JP2005064864A - 波長多重光信号送信装置、波長多重光信号受信装置及び光波長多重通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】最小限及び低コストの構成により、各波長の光信号に対応する部分及び光伝送路の障害の双方に対応可能な波長多重光信号送受信装置及び光波長多重通信システムを提供すること。
【解決手段】送信信号に応じた２種類の波長の光信号をそれぞれ出力する光信号送信回路１１０と、各光信号送信回路１１０が出力する２種類の波長の光信号を別々の出力ポートへ合波して波長多重する合波器１２０とを具備した波長多重光信号送信装置１００と、光伝送路３０ａ，３０ｂを介して伝送された波長多重光信号を各光信号送信回路１１０が出力する２種類の波長毎に異なる出力ポートへ分波して出力する分波器２２０と、２種類の波長の光信号を受信し、受信信号を出力する光信号受信回路２１０とを具備した波長多重光信号受信装置２００とを用いることにより、光伝送路３０ａ又は３０ｂのいずれかを用いた通信を可能とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、光波長多重伝送される光信号のうち、ある波長の光信号に障害が発生した場合には予備波長に切り替え、光伝送路に障害が発生した場合には予備光伝送路に切り替えて障害復旧を行う波長多重光信号送信装置、波長多重光信号受信装置及び光波長多重通信システムに関する。

波長が異なる複数の光信号を多重化させて１本の光ファイバで伝送する方法、即ち波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）伝送方式は、伝送容量を大幅に増大できる。さらに、周期的な入出力関係の分波特性を有する光波長ルータを中心とし、これと複数のＷＤＭ送受信装置とをスター状に光ファイバで接続してネットワークを構成することにより、多重化された各光信号に行き先情報を割り当てられる波長アドレッシングが可能になり、フルメッシュ型のＷＤＭ伝送ネットワークを構築できる。

ここで、光通信システムに高い信頼性が要求される場合、光信号送信装置、光信号受信装置及び光伝送路を複数用意し、障害が発生した場合、切り替え器を制御することにより現用系から予備系に切り替えるようにシステムが構成されている。

図１は従来の光波長多重伝送通信システムの一例（特許文献１参照）を示すもので、図中、１０ａ，１０ｂは波長多重光信号送信装置、２０ａ，２０ｂは波長多重光信号受信装置、３０ａ，３０ｂは光伝送路、４１，４２は切り替え器である。

波長多重光信号送信装置１０ａ，１０ｂは、それぞれ、送信信号に応じた波長λ１〜λ４の光信号を出力する４つの送信回路１１ａ，１１ｂ（各回路を別々に示す時はＴ１〜Ｔ４で表す。）と、各波長の光信号を合波する合波器１２ａ，１２ｂとで構成される。波長多重光信号受信装置２０ａ，２０ｂは、それぞれ、波長λ１〜λ４の光信号を受信し、受信信号を出力する４つの受信回路２１ａ，２１ｂ（各回路を別々に示す時はＲ１〜Ｒ４で表す。）と、波長多重光信号を波長λ１〜λ４の光信号に分波する分波器２２ａ，２２ｂとで構成される。

波長多重光信号送信装置１０ａ及び波長多重光信号受信装置２０ａは光伝送路３０ａを介して接続され、これらは現用系を構成し、波長多重光信号送信装置１０ｂ及び波長多重光信号受信装置２０ｂは光伝送路３０ｂを介して接続され、これらは予備系を構成する。

前記構成において、各部が全て正常であれば、送信信号、例えば３つの信号からなる送信信号５１は切り替え器４１を介して波長多重光信号送信装置１０ａに入力され、各送信回路１１ａ（Ｔ１〜Ｔ３）でそれぞれ波長λ１〜λ３の光信号に変換されて合波器１２ａで波長多重され、光伝送路３０ａを介して波長多重光信号受信装置２０ａに伝送される。波長多重光信号受信装置２０ａに伝送された波長λ１〜λ３の光信号からなる波長多重光信号は、分波器２２ａにて各波長の光信号に分波され、各受信回路２１ａ（Ｒ１〜Ｒ３）にて受信され、切り替え器４２を介して３つの信号からなる受信信号５２として出力される。

ここで、波長多重光信号送信装置１０ａの送信回路１１ａの１つ、例えばＴ１に障害が発生した場合、切り替え器４１により送信回路Ｔ１が送信回路Ｔ４に切り替えられ、波長λ４の光信号に変換されて伝送される。一方、波長多重光信号受信装置２０ａに伝送された波長λ４の光信号は受信回路Ｒ４にて受信され、切り替え器４２により受信回路Ｒ１が受信回路Ｒ４に切り替えられて出力される。なお、波長多重光信号受信装置２０ａの受信回路Ｒ１に障害が発生した場合や、光伝送路３０ａで波長λ１の光信号に障害が発生した場合も同様である。

また、光伝送路３０ａに障害が発生した場合、切り替え器４１，４２により波長多重光信号送信装置１０ａ−光伝送路３０ａ−波長多重光信号受信装置２０ａの現用系から、波長多重光信号送信装置１０ｂ−光伝送路３０ｂ−波長多重光信号受信装置２０ｂの予備系に全面的に切り替えられる。

なお、前述した波長多重光信号送信装置１０ａの一部の送信回路１１ａの障害や波長多重光信号受信装置２０ａの一部の受信回路２１ａの障害の場合も、現用系から予備系への全面的な切り替えによって対処可能である。
特開２００２−１４１８６７号公報

しかしながら、図１の光波長多重通信システムでは、光伝送路を二重化するために複数の送信回路及び合波器を有する波長多重光信号送信装置と、複数の受信回路及び波長多重分離素子を有する波長多重光信号受信装置をそれぞれ二重に備える必要がある。そのため、コストが大きくなるとともに、上記のように一部の波長の光信号に対応する部分のみに障害が発生した場合の対処方法が、波長切り替えと送信装置（受信装置）ごとの切り替えとの２通りになっており、必要以上に高い冗長性があった。

本発明は前記事情に鑑みて創作されたもので、その目的とするところは、最小限及び低コストの構成により、各波長の光信号に対応する部分の障害と、光伝送路の障害との双方に対応することができる波長多重光信号送信装置、波長多重光信号受信装置及び光波長多重通信システムを提供することを目的とする。

本発明の波長多重光信号送信装置は、送信信号に応じたＭ種類（Ｍは２以上の整数）の波長の光信号をそれぞれ出力するＮ個（Ｎは２以上の整数）の光信号送信回路であって、各回路が出力するＭ種類の波長は互いに異なる波長からなるＭ組の波長群を構成する如く設定されてなるＮ個の光信号送信回路と、前記Ｎ個の光信号送信回路が接続されるＮ個の入力ポート及びＭ本の光伝送路が接続されるＭ個の出力ポートを有し、各入力ポートから入力される光信号を、前記各波長群に属する波長の光信号毎に合波してそれぞれ別々の出力ポートへ出力する合波器とを具備したことを特徴とする（請求項１）。

この際、各光信号送信回路は、送信信号に応じたＭ種類の波長の光信号のうち、各波長群に属する波長の光信号を切り替え出力する（請求項２）もので良い。

このような光信号送信回路は、送信信号で駆動され、Ｍ種類の波長の光信号を切り替え出力可能な波長可変光源からなる（請求項３）、又は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ出力可能なＭ個の発光素子と、Ｍ個の発光素子からの光信号を切り替え出力する光スイッチとを備え、Ｍ個の発光素子は送信信号で切り替え駆動される（請求項４）、又は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ出力可能なＭ個の発光素子と、Ｍ個の発光素子からの光信号を合波する光カプラもしくは光フィルタとを備え、Ｍ個の発光素子は送信信号で切り替え駆動される（請求項５）、又は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ出力可能なＭ個の発光素子と、Ｍ個の発光素子からの光信号を切り替え出力する光スイッチとを備え、Ｍ個の発光素子は送信信号で同時に駆動される（請求項６）ものとすることができる。

また、各光信号送信回路は、送信信号に応じたＭ種類の波長の光信号を同時に出力する（請求項７）ものでも良い。

このような光信号送信回路は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ出力可能なＭ個の発光素子と、Ｍ個の発光素子からの光信号を合波する光カプラもしくは光フィルタとを備え、Ｍ個の発光素子は送信信号で同時に駆動される（請求項８）ものとすることができる。

また、合波器は、Ｎ入力Ｍ出力のアレイ導波路回折格子からなる（請求項９）、又は、Ｎ入力Ｍ出力の周回性アレイ導波路回折格子からなる（請求項１０）ものとすることができる。

本発明の波長多重光信号受信装置は、Ｍ種類（Ｍは２以上の整数）の波長の光信号をそれぞれ受信し、受信信号を出力するＮ個（Ｎは２以上の整数）の光信号受信回路であって、各回路が受信するＭ種類の波長は互いに異なる波長からなるＭ組の波長群を構成する如く設定されてなるＮ個の光信号受信回路と、Ｍ本の光伝送路が接続されるＭ個の入力ポート及び前記Ｎ個の光信号受信回路が接続されるＮ個の出力ポートを有し、各入力ポートから入力される前記各波長群に属する波長の光信号を、波長毎に分波してそれぞれ異なる出力ポートへ出力する分波器とを具備したことを特徴とする（請求項１１）。

この際、各光信号受信回路は、Ｍ種類の波長の光信号を受信し、受信信号を出力可能な受光素子からなる（請求項１２）、又は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ受信し、受信信号を出力可能なＭ個の受光素子と、分波器からの光信号をＭ個の受光素子に切り替え出力する光スイッチと、Ｍ個の受光素子からの受信信号を切り替え出力するスイッチ回路とからなる（請求項１３）、又は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ受信し、受信信号を出力可能なＭ個の受光素子と、分波器からの光信号をＭ個の受光素子に切り替え出力する光スイッチと、Ｍ個の受光素子からの受信信号を合成して出力する結合回路とからなる（請求項１４）、又は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ受信し、受信信号を出力可能なＭ個の受光素子と、分波器からの光信号をＭ個の受光素子の両方に出力する光カプラもしくは光フィルタと、Ｍ個の受光素子からの受信信号を切り替え出力するスイッチ回路とからなる（請求項１５）、又は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ受信し、受信信号を出力可能なＭ個の受光素子と、分波器からの光信号をＭ個の受光素子の両方に出力する光カプラもしくは光フィルタと、Ｍ個の受光素子からの受信信号を合成して出力する結合回路とからなる（請求項１６）ものとすることができる。

また、分波器は、Ｍ入力Ｎ出力のアレイ導波路回折格子からなる（請求項１７）、又は、Ｍ入力Ｎ出力の周回性アレイ導波路回折格子からなる（請求項１８）ものとすることができる。

また、本発明の光波長多重通信システムは、請求項１乃至１０のいずれかに記載の波長多重光信号送信装置と、請求項１１乃至１８のいずれかに記載の波長多重光信号受信装置と、これらの装置間を接続する波長多重光信号を伝送可能なＭ本の光伝送路とで構成されることを特徴とする（請求項１９）。

さらに、本発明の光波長多重通信システムは、Ｎ台の通信ノードと、Ｎ個の入力ポート及びＮ個の出力ポートを有するＭ台の波長ルータと、前記通信ノードと波長ルータとがＮ×Ｍ×２本の光伝送路を介して接続された光波長多重通信システムであって、前記各通信ノードが、請求項１乃至１０のいずれかに記載の波長多重光信号送信装置及び請求項１１乃至１８のいずれかに記載の波長多重光信号受信装置で構成されることを特徴とする（請求項２０）。

本発明の波長多重光信号送信装置、波長多重光信号受信装置及び光波長多重通信システムによれば、波長多重光信号中の一部の波長の光信号に対応する部分のみに障害が発生した場合は予備の波長に切り替え、光伝送路や波長ルータに障害が発生した場合には予備の光伝送路や波長ルータに切り替える構成を低コストで実現することができる。

この際、送信装置及び受信装置にＭ種類の波長の光信号を同時に送信及び受信するものを用いれば、一部の波長の光信号に対応する部分のみに障害が発生した場合であっても、光伝送路や波長ルータに障害が発生した場合であっても、切り替え制御を必要とすることなく、通信を継続することができる。

［第１の実施の形態］
図２は本発明の波長多重光信号送信装置及び波長多重光信号受信装置を含む光波長多重通信システムの第１の実施の形態を示すもので、図中、３０ａ，３０ｂは光伝送路、１００は波長多重光信号送信装置、２００は波長多重光信号受信装置である。

波長多重光信号送信装置１００は、４個の光信号送信回路１１０（各回路を別々に示す時はＴ１〜Ｔ４で表す。）と、前記４個の光信号送信回路１１０がそれぞれ接続される４個の入力ポート及び２本の光伝送路３０ａ，３０ｂがそれぞれ接続される２個の出力ポートを有する４入力２出力（４×２）タイプの合波器１２０とで構成されている。

前記各光信号送信回路１１０は、それぞれ、各回路に入力される送信信号に応じた２種類の波長、ここではＴ１はλ１，λ２、Ｔ２はλ２，λ３、Ｔ３はλ３，λ４、Ｔ４はλ４，λ５の光信号を出力する。前述した２種類の波長は、互いに異なる波長からなる２組の波長群を構成する如く設定、ここではλ１，λ２，λ３，λ４からなる波長群の組と、λ２，λ３，λ４，λ５からなる波長群の組とを構成する如く設定される。

なお、各光信号送信回路１１０は、後述するように、前述した２種類の波長の光信号を、そのうちの一方のみ、即ち各波長群に属する波長の光信号を切り替え出力するように構成する場合と、両方同時に出力するように構成する場合とがあるが、切り替え出力する場合は図示しない制御回路からの指示に従って各回路個別あるいは全回路同時に切り替えるものとする。

また、前記合波器１２０は、各入力ポートから入力される光信号を、前記各波長群に属する波長の光信号毎に合波してそれぞれ別々の出力ポートへ出力する。より具体的には、合波器１２０は、各入力ポートから入力される光信号を、その入力ポートと波長に応じた出力ポートへ選択的に出力、ここでは送信回路Ｔ１が接続された１番目の入力ポートから入力される波長λ１の光信号を１番目の出力ポート１２１へ、また、波長λ２の光信号を２番目の出力ポート１２２へ出力し、送信回路Ｔ２が接続された２番目の入力ポートから入力される波長λ２の光信号を１番目の出力ポート１２１へ、また、波長λ３の光信号を２番目の出力ポート１２２へ出力し、送信回路Ｔ３が接続された３番目の入力ポートから入力される波長λ３の光信号を１番目の出力ポート１２１へ、また、波長λ４の光信号を２番目の出力ポート１２２へ出力し、送信回路Ｔ４が接続された４番目の入力ポートから入力される波長λ４の光信号を１番目の出力ポート１２１へ、また、波長λ５の光信号を２番目の出力ポート１２２へ出力し、１番目の出力ポート１２１からはλ１，λ２，λ３，λ４からなる波長群の光信号を、また、２番目の出力ポート１２２からはλ２，λ３，λ４，λ５からなる波長群の光信号を出力する如くなっている。合波器１２０における波長と入出力ポートとの関係を図３に示す。

前記合波器１２０の機能を一般的な表現で表すと、入力光信号の入力ポートと波長に基づき出力ポートを選択して合波出力する、より具体的には、Ｎ個の入力ポート毎に、Ｍ種類の波長の光信号のうちｍ番目（１≦ｍ≦Ｍ）の波長の光信号を、Ｍ個の出力ポートのうちｍ番目の出力ポートに出力するように入出力関係を設定して合波出力する機能を有している。

波長多重光信号受信装置２００は、４個の光信号受信回路２１０（各回路を別々に示す時はＲ１〜Ｒ４で表す。）と、２本の光伝送路３０ａ，３０ｂがそれぞれ接続される２個の入力ポート及び前記４個の光信号受信回路２１０がそれぞれ接続される４個の出力ポートを有する２入力４出力（２×４）タイプの分波器２２０とで構成されている。

前記光信号受信回路２１０は、それぞれ、２種類の波長、ここでは前述した波長多重光信号送信装置１００における２組の波長群λ１，λ２，λ３，λ４及びλ２，λ３，λ４，λ５を構成する如く設定された２種類の波長の光信号を受信、即ちＲ１はλ１，λ２、Ｒ２はλ２，λ３、Ｒ３はλ３，λ４、Ｒ４はλ４，λ５の光信号を受信し、該光信号に応じた受信信号を出力する。

なお、各光信号受信回路２１０についても、後述するように、前述した２種類の波長の光信号を、そのうちの一方のみ、即ち各波長群に属する波長の光信号を切り替え受信するように構成する場合と、両方同時に受信するように構成する場合とが考えられるが、切り替え受信する場合は図示しない制御回路からの指示に従って各回路個別あるいは全回路同時に切り替えるものとする。但し、光信号受信回路２１０については、光信号送信回路１１０が２種類の波長の光信号を切り替え出力するものであったとしても、必ずしも２種類の波長の光信号を切り替え受信するものを用いる必要はなく、両方同時に受信するものを用いても良い。

また、前記分波器２２０は、各入力ポートから入力される前記各波長群に属する波長の光信号を、波長毎に分波してそれぞれ異なる出力ポートへ出力する。より具体的には、分波器２２０は、各入力ポートから入力される光信号を、その入力ポートと波長に応じた出力ポートへ選択的に出力、ここでは光伝送路３０ａが接続された１番目の入力ポート２２１から入力されるλ１，λ２，λ３，λ４からなる波長群の光信号を、波長λ１の光信号は１番目の出力ポートへ、また、波長λ２の光信号は２番目の出力ポートへ出力し、また、波長λ３の光信号は３番目の出力ポートへ出力し、また、波長λ４の光信号は４番目の出力ポートへ出力し、光伝送路３０ｂが接続された２番目の入力ポート２２２から入力されるλ２，λ３，λ４，λ５からなる波長群の光信号を、波長λ２の光信号は１番目の出力ポートへ、また、波長λ３の光信号は２番目の出力ポートへ出力し、また、波長λ４の光信号は３番目の出力ポートへ出力し、また、波長λ５の光信号は４番目の出力ポートへ出力する如くなっている。分波器２２０における波長と入出力ポートとの関係を図４に示す。

前記分波器２２０の機能を一般的な表現で表すと、入力光信号の入力ポートと波長に基づき出力ポートを選択して分波出力する、より具体的には、Ｍ個の入力ポート毎に、各波長群に属する波長の光信号のうちｎ番目（１≦ｎ≦Ｎ）の波長の光信号を、Ｎ個の出力ポートのうちｎ番目の出力ポートに出力するように入出力関係を設定して分波出力する機能を有している。

波長多重光信号送信装置１００及び波長多重光信号受信装置２００は、合波器１２０の出力ポート１２１及び分波器２２０の入力ポート２２１が光伝送路３０ａを介して接続され、また、合波器１２０の出力ポート１２２及び分波器２２０の入力ポート２２２が光伝送路３０ｂを介して接続され、二重化された光波長多重通信システムを構成する。

前記構成において、送信信号、例えば４つの信号からなる送信信号６１は波長多重光信号送信装置１００に入力され、各送信回路１１０でそれぞれ、例えば波長λ１〜λ４からなる波長群の光信号、即ちＴ１でλ１、Ｔ２でλ２、Ｔ３でλ３、Ｔ４でλ４の光信号に変換されて合波器１２０で合波されて波長多重され、その出力ポート１２１から光伝送路３０ａを介して波長多重光信号受信装置２００に伝送される。波長多重光信号受信装置２００に伝送された波長λ１〜λ４からなる波長群の光信号よりなる波長多重光信号は、分波器２２０の入力ポート２２１に入力されて各波長の光信号に分波され、各受信回路２１０にて受信、即ちＲ１でλ１、Ｒ２でλ２、Ｒ３でλ３、Ｒ４でλ４の光信号が受信され、４つの信号からなる受信信号６２に変換されて出力される。

なお、前記送信信号６１及び受信信号６２としては、電気信号、光信号のいずれの場合も含むものとする。

ここで、光伝送路３０ａに障害が発生した場合、各光信号送信回路１１０は図示しない制御回路からの指示に従って、波長λ２〜λ５からなる波長群の光信号を出力するように制御、即ちＴ１がλ２、Ｔ２がλ３、Ｔ３がλ４、Ｔ４がλ５の光信号をそれぞれ出力するように制御される。これらの光信号は前記同様に合波器１２０で合波されて波長多重されるが、この場合は出力ポート１２２から光伝送路３０ｂを介して波長多重光信号受信装置２００に伝送される。波長多重光信号受信装置２００に伝送された波長λ２〜λ５からなる波長群の光信号よりなる波長多重光信号は、分波器２２０の入力ポート２２２に入力されて各波長の光信号に分波され、各受信回路２１０にて受信されるが、この場合はＲ１でλ２、Ｒ２でλ３、Ｒ３でλ４、Ｒ４でλ５の光信号が受信され、４つの信号からなる受信信号６２として出力される。

この際、波長多重光信号受信装置２００の各光信号受信回路２１０が、波長λ１〜λ４からなる波長群又は波長λ２〜λ５からなる波長群の光信号を切り替え受信するものである場合は、前記送信側の制御に合わせて図示しない制御回路からの指示に従って、波長λ１〜λ４からなる波長群の光信号を受信する状態から波長λ２〜λ５からなる波長群の光信号を受信する状態に制御されるものとする。

なお、光伝送路３０ａで一部の波長、例えば波長λ１の光信号に障害が発生した場合は、当該波長に対応する光信号を出力する光信号送信回路１１０、即ちＴ１についてのみ（光信号受信回路２１０が各波長群の光信号を切り替え受信するものの場合は対応する光信号受信回路Ｒ２を含めて）、出力する光信号の波長を切り替え制御する、つまりλ２に切り替えることにより、対処可能であることはいうまでもない。

また、波長多重光信号送信装置１００の各光信号送信回路１１０及び波長多重光信号受信装置２００の各光信号受信回路２１０として、波長λ１〜λ４からなる波長群及び波長λ２〜λ５からなる波長群の光信号を両方同時に送受信するものを用い、光伝送路３０ａ及び３０ｂの両方を用いて波長多重光信号を伝送している時は、光伝送路３０ａ又は３０ｂのいずれに障害が発生した場合（一部の波長に対する障害も含む。）であっても、何ら制御を要することなく、通信を継続することができる。

なお、光伝送路３０ａ，３０ｂには、必要に応じて光増幅中継装置を挿入しても良い。また、ここではＭ＝２として光伝送路を二重化した構成を示したが、Ｍ＝３以上の光伝送路に並列に送信するようにしても良く、その場合はＭ種類の波長に対応した送信回路及び受信回路、Ｎ入力Ｍ出力の合波器、Ｍ入力Ｎ出力の分波器を用いれば良い。

図５は第１の実施の形態における光信号送信回路１１０及び光信号受信回路２１０の詳細な構成の一例を示すもので、ここでは図２に示した４系統のうち１系統分（Ｔ１，Ｒ１）だけを示し、他の３系統は省略した。

図中、１１１は波長可変光源（ＴＬＤ）であり、これによって光信号送信回路１１０が構成される。波長可変光源１１１は送信信号（電気信号）で駆動され、図示しない制御回路からの指示に従い、当該送信信号に応じた２種類の波長、ここではλ１，λ２の光信号を切り替え出力する。

また、２１１は受光素子（ＰＤ）であり、これによって光信号受信回路２１０が構成される。受光素子２１１は２種類の波長、ここではλ１又はλ２のいずれか一方もしくは両方の光信号を受信し、当該光信号に応じた受信信号（電気信号）を出力する。

このような光信号送信回路１１０に受信信号６１（のうちの一つ）が入力されると、波長可変光源１１１によりλ１の光信号に変換されて合波器１２０に入力され、他の波長（λ２〜λ４、図では省略）の光信号と波長多重されて出力ポート１２１より光伝送路３０ａに出力される。光伝送路３０ａを介して伝送された波長多重光信号は、分波器２２０の入力ポート２２１に入力されて分波され、波長λ１の光信号は光信号受信回路２１０の受光素子２１１で受光され、受信信号６２に変換されて出力される。

ここで、光伝送路３０ａに障害が発生した場合、図示しない制御回路からの指示に従って光信号送信回路１１０（Ｔ１）の波長可変光源１１１の出力波長がλ１からλ２へ変更される。省略した他の波長可変光源においても、λ２→λ３，λ３→４，λ４→５と波長が変更される。波長λ２〜λ５の光信号は、前記同様、合波器１２０において合波され、波長多重光信号となるが、出力ポートが１２２に変わるので光伝送路３０ｂに出力される。受信側では、分波器２２０の入力ポート２２２に入力されて分波され、波長λ２の光信号は光信号受信回路２１０（Ｒ１）の受光素子２１１で受光され、受信信号６２に変換されて出力される。

なお、波長可変光源１１１としては、レーザダイオードの素子温度を変化させるもの、共振器長を変化させるもの、注入電流を変化させるもの、多波長光源素子など、あらゆるタイプの素子が適用できる。受光素子２１１としては、フォトダイオードを用いることができる。

また、合波器１２０や分波器２２０は、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）や誘電体多層膜フィルタによって構成することができる。

図６は第１の実施の形態における光信号送信回路１１０及び光信号受信回路２１０の詳細な構成の他の例を示すもので、図５と同様、図２に示した４系統のうち１系統分だけを示し、他の３系統は省略した。

図中、１１２，１１３は発光素子（ＬＤ）、１１４はスイッチ回路（電気スイッチ）、１１５は光スイッチであり、これらによって光信号送信回路１１０が構成される。発光素子１１２，１１３は送信信号（電気信号）で駆動され、当該送信信号に応じた異なる波長、ここではλ１，λ２の光信号をそれぞれ出力する。スイッチ回路１１４は図示しない制御回路からの指示に従い、送信信号（電気信号）を発光素子１１２又は１１３のいずれか一方に供給する。光スイッチ１１５は図示しない制御回路からの指示に従い、発光素子１１２，１１３から出力される光信号のいずれか一方を合波器１２０へ入力する。

また、２１２，２１３は受光素子（ＰＤ）、２１４は光スイッチ、２１５はスイッチ回路（電気スイッチ）であり、これらによって光信号受信回路２１０が構成される。受光素子２１２，２１３は異なる波長、ここではλ１，λ２の光信号をそれぞれ受信し、当該光信号に応じた受信信号（電気信号）を出力する。光スイッチ２１４は図示しない制御回路からの指示に従い、分波器２２０から出力される光信号を受光素子２１２又は２１３のいずれか一方に供給する。スイッチ回路２１５は図示しない制御回路からの指示に従い、受光素子２１２，２１３から出力される受信信号のいずれか一方を出力する。

このような構成において、スイッチ回路１１４及び光スイッチ１１５が発光素子１１２を選択し、また、光スイッチ２１４及びスイッチ回路２１５が受光素子２１２を選択するように制御されている状態において、光信号送信回路１１０に受信信号６１（のうちの一つ）が入力されると、スイッチ回路１１４を介して発光素子１１２に供給され、当該発光素子１１２によりλ１の光信号に変換され、光スイッチ１１５を介して合波器１２０に入力され、他の波長（λ２〜λ４、図では省略）の光信号と波長多重されて出力ポート１２１より光伝送路３０ａに出力される。光伝送路３０ａを介して伝送された波長多重光信号は、分波器２２０の入力ポート２２１に入力されて分波され、波長λ１の光信号は光信号受信回路２１０の光スイッチ２１４を介して受光素子２１２で受光され、受信信号６２に変換され、スイッチ回路２１５を介して出力される。

ここで、光信号送信回路１１０（Ｔ１）、特に発光素子１１２に障害が発生した場合、図示しない制御回路からの指示に従ってスイッチ回路１１４及び光スイッチ１１５が発光素子１１３を選択し、また、光スイッチ２１４及びスイッチ回路２１５が受光素子２１３を選択するように制御される。これによって光信号送信回路１１０（Ｔ１）から合波器１２０に入力される光信号の波長がλ１からλ２へ変更されるので、出力ポートが１２２に変わり、光伝送路３０ｂに出力される。受信側では、分波器２２０の入力ポート２２２に入力されて分波され、波長λ２の光信号は光信号受信回路２１０（Ｒ１）の受光素子２１３で受光され、受信信号６２に変換されて出力される。

なお、光信号受信回路２１０（Ｒ１）、特に受光素子２１２に障害が発生した場合や、光伝送路３０ａで波長λ１の光信号に障害が発生した場合も同様である。

また、光伝送路３０ａに障害が発生した場合、４系統の全ての光信号送信回路１１０及び光信号受信回路２１０において、スイッチ回路１１４及び光スイッチ１１５が発光素子１１３を選択し、また、光スイッチ２１４及びスイッチ回路２１５が受光素子２１３を選択するように制御して、使用波長をλ１→２，λ２→λ３，λ３→４，λ４→５と変更すれば良いことはいうまでもない。

なお、前記光信号送信回路１１０において、光スイッチ１１５の代わりに発光素子１１２，１１３からの光信号を合波する光カプラもしくは光フィルタを用いても良い。また、スイッチ回路１１４を省略して（あるいは適当な分岐回路に代えて）発光素子１１２，１１３の両方に送信信号を供給し、発光素子１１２，１１３の両方から送信信号に応じた２種類の光信号を出力するようにしても良い。さらにまた、光スイッチ１１５の代わりに光カプラもしくは光フィルタを用いるとともに、発光素子１１２，１１３の両方に送信信号を供給し、発光素子１１２，１１３の両方から同時に光信号を出力することにより、送信信号に応じた２種類の波長の光信号を同時に出力する光信号送信回路１１０を構成することもできる。

また、前記光信号受信回路２１０において、スイッチ回路２１５の代わりに受光素子２１２，２１３からの受信信号を合成して出力する結合回路を用いても良い。また、光スイッチ２１４の代わりに光カプラもしくは光フィルタを用いて受光素子２１２，２１３の両方に分波器２２０からの光信号を供給し、受光素子２１２，２１３の両方から光信号に応じた受信信号を出力可能としても良い。さらにまた、スイッチ回路２１５の代わりに結合回路を用いるとともに光スイッチ２１４の代わりに光カプラもしくは光フィルタを用いることにより、２種類の波長の光信号に応じた受信信号を同時に出力可能に構成することもできる。

さらにまた、図５に示した波長可変光源を用いた光信号送信回路や単一の受光素子を用いた光信号受信回路と、図６に示した光信号送信回路や光信号受信回路を組み合わせても良い。

このように、本実施の形態の光波長多重伝送システムによれば、１組の波長多重光信号送信装置１００及び波長多重光信号受信装置２００により、光伝送路のバックアップを可能にし、さらに波長単位のバックアップにも対応することができる。

［第２の実施の形態］
図７は本発明の波長多重光信号送信装置及び波長多重光信号受信装置を含む光波長多重通信システムの第２の実施の形態を示すもので、ここでは波長多重光信号送信装置の合波器及び波長多重光信号受信装置の分波器に波長周回性を有するものを用いた例を示す。

即ち、図中、３１０は波長多重光信号送信装置であり、４個の光信号送信回路３１１（各回路を別々に示す時はＴ１〜Ｔ４で表す。）と、前記４個の光信号送信回路３１１がそれぞれ接続される４個の入力ポート及び２本の光伝送路３０ａ，３０ｂがそれぞれ接続される２個の出力ポートを有する４入力２出力（４×２）タイプの合波器３１２とで構成されている。

前記各光信号送信回路３１１は、それぞれ、各回路に入力される送信信号に応じた２種類の波長、ここではＴ１はλ１，λ２、Ｔ２はλ２，λ３、Ｔ３はλ３，λ４、Ｔ４はλ４，λ１の光信号を出力する。前述した２種類の波長は、互いに異なる波長からなる２組の波長群を構成する如く設定、ここではλ１，λ２，λ３，λ４からなる波長群の組と、λ２，λ３，λ４，λ１からなる波長群の組とを構成する如く設定される。

また、前記合波器３１２は、各入力ポートから入力される光信号を、前記各波長群に属する波長の光信号毎に合波して各出力ポートへ出力する。より具体的には、合波器３１２は、各入力ポートから入力される光信号を、その入力ポートと波長に応じた出力ポートへ選択的に出力、ここでは送信回路Ｔ１が接続された１番目の入力ポートから入力される波長λ１の光信号を１番目の出力ポート３１３へ、また、波長λ２の光信号を２番目の出力ポート３１４へ出力し、送信回路Ｔ２が接続された２番目の入力ポートから入力される波長λ２の光信号を１番目の出力ポート３１３へ、また、波長λ３の光信号を２番目の出力ポート３１４へ出力し、送信回路Ｔ３が接続された３番目の入力ポートから入力される波長λ３の光信号を１番目の出力ポート３１３へ、また、波長λ４の光信号を２番目の出力ポート３１４へ出力し、送信回路Ｔ４が接続された４番目の入力ポートから入力される波長λ４の光信号を１番目の出力ポート３１３へ、また、波長λ１の光信号を２番目の出力ポート３１４へ出力し、１番目の出力ポート３１３からはλ１，λ２，λ３，λ４からなる波長群の光信号を、また、２番目の出力ポート３１４からはλ２，λ３，λ４，λ１からなる波長群の光信号を出力する如くなっている。合波器３１２における波長と入出力ポートとの関係を図８に示す。

また、３２０は波長多重光信号受信装置であり、４個の光信号受信回路３２１（各回路を別々に示す時はＲ１〜Ｒ４で表す。）と、２本の光伝送路３０ａ，３０ｂがそれぞれ接続される２個の入力ポート及び前記４個の光信号受信回路３２１がそれぞれ接続される４個の出力ポートを有する２入力４出力（２×４）タイプの分波器３２２とで構成されている。

前記光信号受信回路３２１は、それぞれ、２種類の波長、ここでは前述した波長多重光信号送信装置３１０における２組の波長群λ１，λ２，λ３，λ４及びλ２，λ３，λ４，λ１を構成する如く設定された２種類の波長の光信号を受信、即ちＲ１はλ１，λ２、Ｒ２はλ２，λ３、Ｒ３はλ３，λ４、Ｒ４はλ４，λ１の光信号を受信し、該光信号に応じた受信信号を出力する。

また、前記分波器３２２は、各入力ポートから入力される光信号を、前記各波長群に属する波長の光信号毎に分波して各出力ポートへ出力する。より具体的には、分波器３２２は、各入力ポートから入力される光信号を、その入力ポートと波長に応じた出力ポートへ選択的に出力、ここでは光伝送路３０ａが接続された１番目の入力ポート３２３から入力されるλ１，λ２，λ３，λ４からなる波長群の光信号を、波長λ１の光信号は１番目の出力ポートへ、また、波長λ２の光信号は２番目の出力ポートへ出力し、また、波長λ３の光信号は３番目の出力ポートへ出力し、また、波長λ４の光信号は４番目の出力ポートへ出力し、光伝送路３０ｂが接続された２番目の入力ポート３２４から入力されるλ２，λ３，λ４，λ１からなる波長群の光信号を、波長λ２の光信号は１番目の出力ポートへ、また、波長λ３の光信号は２番目の出力ポートへ出力し、また、波長λ４の光信号は３番目の出力ポートへ出力し、また、波長λ１の光信号は４番目の出力ポートへ出力する如くなっている。分波器３２２における波長と入出力ポートとの関係を図９に示す。

波長多重光信号送信装置３１０及び波長多重光信号受信装置３２０は、合波器３１２の出力ポート３１３及び分波器３２２の入力ポート３２３が光伝送路３０ａを介して接続され、また、合波器３１２の出力ポート３１４及び分波器３２２の入力ポート３２４が光伝送路３０ｂを介して接続され、二重化された光波長多重通信システムを構成する。

前記構成において、送信信号、例えば４つの信号からなる送信信号６１は波長多重光信号送信装置３１０に入力され、各送信回路３１１でそれぞれ、例えば波長λ１〜λ４からなる波長群の光信号、即ちＴ１でλ１、Ｔ２でλ２、Ｔ３でλ３、Ｔ４でλ４の光信号に変換されて合波器３１２で合波されて波長多重され、その出力ポート３１３から光伝送路３０ａを介して波長多重光信号受信装置３２０に伝送される。波長多重光信号受信装置３２０に伝送された波長λ１〜λ４からなる波長群の光信号よりなる波長多重光信号は、分波器３２２の入力ポート３２３に入力されて各波長の光信号に分波され、各受信回路３２１にて受信、即ちＲ１でλ１、Ｒ２でλ２、Ｒ３でλ３、Ｒ４でλ４の光信号が受信され、４つの信号からなる受信信号６２に変換されて出力される。

ここで、光伝送路３０ａに障害が発生した場合、各光信号送信回路３１１は図示しない制御回路からの指示に従って、波長λ２〜λ１からなる波長群の光信号を出力するように制御、即ちＴ１がλ２、Ｔ２がλ３、Ｔ３がλ４、Ｔ４がλ１の光信号をそれぞれ出力するように制御される。これらの光信号は前記同様に合波器３１２で合波されて波長多重されるが、この場合は出力ポート３１４から光伝送路３０ｂを介して波長多重光信号受信装置３２０に伝送される。波長多重光信号受信装置３２０に伝送された波長λ２〜λ１からなる波長群の光信号よりなる波長多重光信号は、分波器３２２の入力ポート３２４に入力されて各波長の光信号に分波され、各受信回路３２１にて受信されるが、この場合はＲ１でλ２、Ｒ２でλ３、Ｒ３でλ４、Ｒ４でλ１の光信号が受信され、４つの信号からなる受信信号６２として出力される。

なお、第１の実施の形態の場合と同様、各光信号送信回路３１１は２種類の波長の光信号を両方同時に出力するようにしても良く、また、各光信号受信回路３２１についても２種類の波長の光信号の一方のみを切り替え受信しても、両方同時に受信しても良い。また、各光信号送信回路３１１及び各光信号受信回路３２１の詳細についても、第１の実施の形態で説明した図５、図６と全く同様な構成で実現可能であることはいうまでもない。

［第３の実施の形態］
図１０は本発明の波長多重光信号送信装置及び波長多重光信号受信装置を含む光波長多重通信システムの第３の実施の形態を示すもので、ここでは波長多重光信号送信装置の合波器及び波長多重光信号受信装置の分波器に波長周回性が無いものを用いた例を示す。

即ち、図中、４１０は波長多重光信号送信装置であり、４個の光信号送信回路４１１（各回路を別々に示す時はＴ１〜Ｔ４で表す。）と、前記４個の光信号送信回路４１１がそれぞれ接続される４個の入力ポート及び２本の光伝送路３０ａ，３０ｂがそれぞれ接続される２個の出力ポートを有する４入力２出力（４×２）タイプの合波器４１２とで構成されている。

前記各光信号送信回路４１１は、それぞれ、各回路に入力される送信信号に応じた２種類の波長、ここではＴ１はλ１，λ５、Ｔ２はλ２，λ６、Ｔ３はλ３，λ７、Ｔ４はλ４，λ８の光信号を出力する。前述した２種類の波長は、互いに異なる波長からなる２組の波長群を構成する如く設定、ここではλ１，λ２，λ３，λ４からなる波長群の組と、λ５，λ６，λ７，λ８からなる波長群の組とを構成する如く設定される。

また、前記合波器４１２は、各入力ポートから入力される光信号を、前記各波長群に属する波長の光信号毎に合波して各出力ポートへ出力する。より具体的には、合波器４１２は、各入力ポートから入力される光信号を、その入力ポートと波長に応じた出力ポートへ選択的に出力、ここでは送信回路Ｔ１が接続された１番目の入力ポートから入力される波長λ１の光信号を１番目の出力ポート４１３へ、また、波長λ５の光信号を２番目の出力ポート４１４へ出力し、送信回路Ｔ２が接続された２番目の入力ポートから入力される波長λ２の光信号を１番目の出力ポート４１３へ、また、波長λ６の光信号を２番目の出力ポート４１４へ出力し、送信回路Ｔ３が接続された３番目の入力ポートから入力される波長λ３の光信号を１番目の出力ポート４１３へ、また、波長λ７の光信号を２番目の出力ポート４１４へ出力し、送信回路Ｔ４が接続された４番目の入力ポートから入力される波長λ４の光信号を１番目の出力ポート４１３へ、また、波長λ８の光信号を２番目の出力ポート４１４へ出力し、１番目の出力ポート４１３からはλ１，λ２，λ３，λ４からなる波長群の光信号を、また、２番目の出力ポート４１４からはλ５，λ６，λ７，λ８からなる波長群の光信号を出力する如くなっている。合波器４１２における波長と入出力ポートとの関係を図１１に示す。

また、４２０は波長多重光信号受信装置であり、４個の光信号受信回路４２１（各回路を別々に示す時はＲ１〜Ｒ４で表す。）と、２本の光伝送路３０ａ，３０ｂがそれぞれ接続される２個の入力ポート及び前記４個の光信号受信回路４２１がそれぞれ接続される４個の出力ポートを有する２入力４出力（２×４）タイプの分波器４２２とで構成されている。

前記光信号受信回路４２１は、それぞれ、２種類の波長、ここでは前述した波長多重光信号送信装置４１０における２組の波長群λ１，λ２，λ３，λ４及びλ５，λ６，λ７，λ８を構成する如く設定された２種類の波長の光信号を受信、即ちＲ１はλ１，λ５、Ｒ２はλ２，λ６、Ｒ３はλ３，λ７、Ｒ４はλ４，λ８の光信号を受信し、該光信号に応じた受信信号を出力する。

また、前記分波器４２２は、各入力ポートから入力される光信号を、前記各波長群に属する波長の光信号毎に分波して各出力ポートへ出力する。より具体的には、分波器４２２は、各入力ポートから入力される光信号を、その入力ポートと波長に応じた出力ポートへ選択的に出力、ここでは光伝送路３０ａが接続された１番目の入力ポート４２３から入力されるλ１，λ２，λ３，λ４からなる波長群の光信号を、波長λ１の光信号は１番目の出力ポートへ、また、波長λ２の光信号は２番目の出力ポートへ出力し、また、波長λ３の光信号は３番目の出力ポートへ出力し、また、波長λ４の光信号は４番目の出力ポートへ出力し、光伝送路３０ｂが接続された２番目の入力ポート４２４から入力されるλ５，λ６，λ７，λ８からなる波長群の光信号を、波長λ５の光信号は１番目の出力ポートへ、また、波長λ６の光信号は２番目の出力ポートへ出力し、また、波長λ７の光信号は３番目の出力ポートへ出力し、また、波長λ８の光信号は４番目の出力ポートへ出力する如くなっている。分波器４２２における波長と入出力ポートとの関係を図１２に示す。

波長多重光信号送信装置４１０及び波長多重光信号受信装置４２０は、合波器４１２の出力ポート４１３及び分波器４２２の入力ポート４２３が光伝送路３０ａを介して接続され、また、合波器４１２の出力ポート４１４及び分波器４２２の入力ポート４２４が光伝送路３０ｂを介して接続され、二重化された光波長多重通信システムを構成する。

前記構成において、送信信号、例えば４つの信号からなる送信信号６１は波長多重光信号送信装置４１０に入力され、各送信回路４１１でそれぞれ、例えば波長λ１〜λ４からなる波長群の光信号、即ちＴ１でλ１、Ｔ２でλ２、Ｔ３でλ３、Ｔ４でλ４の光信号に変換されて合波器４１２で合波されて波長多重され、その出力ポート４１３から光伝送路３０ａを介して波長多重光信号受信装置４２０に伝送される。波長多重光信号受信装置４２０に伝送された波長λ１〜λ４からなる波長群の光信号よりなる波長多重光信号は、分波器４２２の入力ポート４２３に入力されて各波長の光信号に分波され、各受信回路４２１にて受信、即ちＲ１でλ１、Ｒ２でλ２、Ｒ３でλ３、Ｒ４でλ４の光信号が受信され、４つの信号からなる受信信号６２に変換されて出力される。

ここで、光伝送路３０ａに障害が発生した場合、各光信号送信回路４１１は図示しない制御回路からの指示に従って、波長λ５〜λ８からなる波長群の光信号を出力するように制御、即ちＴ１がλ５、Ｔ２がλ６、Ｔ３がλ７、Ｔ４がλ８の光信号をそれぞれ出力するように制御される。これらの光信号は前記同様に合波器４１２で合波されて波長多重されるが、この場合は出力ポート４１４から光伝送路３０ｂを介して波長多重光信号受信装置４２０に伝送される。波長多重光信号受信装置４２０に伝送された波長λ５〜λ８からなる波長群の光信号よりなる波長多重光信号は、分波器４２２の入力ポート４２４に入力されて各波長の光信号に分波され、各受信回路４２１にて受信されるが、この場合はＲ１でλ５、Ｒ２でλ６、Ｒ３でλ７、Ｒ４でλ８の光信号が受信され、４つの信号からなる受信信号６２として出力される。

なお、第１の実施の形態の場合と同様、各光信号送信回路４１１は２種類の波長の光信号を両方同時に出力するようにしても良く、また、各光信号受信回路４２１についても２種類の波長の光信号の一方のみを切り替え受信しても、両方同時に受信しても良い。また、各光信号送信回路４１１及び各光信号受信回路４２１の詳細についても、第１の実施の形態で説明した図５、図６と全く同様な構成で実現可能であることはいうまでもない。

［第４の実施の形態］
図１３は本発明の光波長多重通信システムの第４の実施の形態、ここでは波長多重光信号送信装置及び波長多重光信号受信装置で構成されるＮ台の通信ノードとＭ台の波長ルータとをＮ×Ｍ×２本の光伝送路を介して接続したシステムの例を示す。

即ち、図中、５０１，５０２，５０３，５０４は４台の通信ノード、６０１，６０２は２台の波長ルータ、７０１，７０２，７０３，７０４，７０５，７０６，７０７，７０８は８本の光伝送路（なお、Ｎ×Ｍ×２本のうち、「×２」は往復分を表しており、本図では省略した。）であり、ノード５０１，５０２，５０３，５０４が、光伝送路７０１，７０２，７０３，７０４を介して波長ルータ６０１に接続されて現用系を構成し、また、光伝送路７０５，７０６，７０７，７０８を介して波長ルータ６０２に接続されて予備系を構成している。

各通信ノード５０１〜５０４は、それぞれＮ＝４つの波長の光信号を送受信する波長多重光送信装置及び波長多重光受信装置で構成され、波長ルータ６０１又は６０２によって波長ルーティングされ、ノード間のフルメッシュ接続が実現されている。

図１４は通信ノードの詳細な構成の一例、ここでは図１３に示した４台の通信ノードのうちの１台のみ、即ち通信ノード５０１のみについてを示すもので、以下、波長ルータの動作とともに説明する。

通信ノード５０１は、図２に示した波長多重光信号送信装置１００及び波長多重光信号受信装置２００で構成され、波長多重光信号送信装置１００の合波器１２０の出力ポート１２１，１２２と波長ルータ６０１，６０２とがＭ（＝２）個の光ファイバ７０１，７０５（往路用）を介してそれぞれ接続され、また、波長多重光信号受信装置２００の分波器２２０の入力ポート２２１，２２２と波長ルータ６０１，６０２とが同じく光ファイバ７０１，７０５（復路用）を介してそれぞれ接続されている。

ここで、波長ルータ６０１の波長ルーティングテーブルを図１５に、波長ルータ６０２の波長ルーティングテーブルを図１６にそれぞれ示す。

現用系において、通信ノード５０１の波長多重光信号送信装置１００から光伝送路７０１（往路）を介して送られた波長多重光信号は、波長ルータ６０１において図１５に示した波長ルーティングテーブルに従ってルーティングされる。即ち、λ１の光信号は通信ノード５０１に戻り、λ２の光信号は通信ノード５０２へ、λ３の光信号は通信ノード５０３へ、λ４の光信号は通信ノード５０４へ、それぞれルーティングされる。他の通信ノードから現用系の光伝送路７０２，７０３，７０４を介して送られてきた波長多重光信号も同様にルーティングされた後、再び合波され、波長多重光信号として伝送路７０１（復路）を介して通信ノード５０１の波長多重光信号受信装置２００で受信される。

ここで、光伝送路７０１に障害が発生した場合、図示しない制御回路からの指示に従って、波長多重光信号送信装置１００の各光信号送信回路１１０は波長λ２〜λ５からなる波長群の光信号を出力するように制御、即ちＴ１がλ２、Ｔ２がλ３、Ｔ３がλ４、Ｔ４がλ５の光信号をそれぞれ出力するように制御される。これらの光信号は前記同様に合波器１２０で合波されて波長多重されるが、この場合は出力ポート１２２から光伝送路７０５を介して波長ルータ６０２に伝送され、波長ルータ６０２において図１６に示した波長ルーティングテーブルに従ってルーティングされる。即ち、λ２の光信号は通信ノード５０１に戻り、λ３の光信号は通信ノード５０２へ、λ４の光信号は通信ノード５０３へ、λ５の光信号は通信ノード５０４へ、それぞれルーティングされる。他の通信ノードから予備系の光伝送路７０６，７０７，７０８を介して送られてきた波長多重光信号も同様にルーティングされた後、再び合波され、波長多重光信号として伝送路７０２（復路）を介して通信ノード５０１の波長多重光信号受信装置２００で受信される。

図１７は通信ノードの詳細な構成の他の例、ここでは図１３に示した４台の通信ノードのうちの１台のみ、即ち通信ノード５０１のみについてを示すもので、以下、波長ルータの動作とともに説明する。

通信ノード５０１は、図７に示した波長多重光信号送信装置３１０及び波長多重光信号受信装置３２０で構成され、波長多重光信号送信装置３１０の合波器３１２の出力ポート３１３，３１４と波長ルータ６０１，６０２とがＭ（＝２）個の光ファイバ７０１，７０５（往路用）を介してそれぞれ接続され、また、波長多重光信号受信装置３２０の分波器３２２の入力ポート３２３，３２４と波長ルータ６０１，６０２とが同じく光ファイバ７０１，７０５（復路用）を介してそれぞれ接続されている。

この場合、現用系の波長ルータ６０１の波長ルーティングテーブルは図１５と同様であり、予備系の波長ルータ６０２の波長ルーティングテーブルを図１８に示す。

本構成法により、通信ノード５０１から通信ノード５０４までの間で波長ルーティングによるノード間のフルメッシュ接続の冗長構成が実現できる。

なお、波長ルータ６０１，６０２は、波長ルーティングテーブルは異なるが、光部品は同じ特性のものを使い、入力ポートの番号付けを変えるだけで良い。

なお、光伝送路７０１〜７０８には、必要に応じて光増幅中継装置を挿入しても良い。また、ここではＭ＝２として光伝送路を二重化した構成を示したが、Ｍ＝３以上の光伝送路に並列に送信するようにしても良く、その場合にはＮ入力Ｍ出力の合波器、Ｍ入力Ｎ出力の分波器を用いれば良い。

これまでに例として示した波長配置は、これに限らず、使用する合波器、分波器、波長ルータの入出力ポートのどのポートに接続するかで決まるものであり、任意の波長配置が可能である。

以上の説明で用いた多重数Ｍ、光波長ルータのポート数Ｎや、送受信装置の数Ｎは、これらの数に限定されるものではなく、いずれも２以上であれば良い。

一方、ネットワークを構成するに当たって、光伝送損失により増幅器が必要となる場合もあるが、この光増幅器を送受信装置間のいずれに設置しても良い。

従来の光波長多重通信システムの一例を示す構成図 本発明の光波長多重通信システムの第１の実施の形態を示す構成図 第１の実施の形態の波長多重光信号送信装置の合波器における波長と入出力ポートとの関係を示す説明図 第１の実施の形態の波長多重光信号受信装置の分波器における波長と入出力ポートとの関係を示す説明図 第１の実施の形態における光信号送信回路及び光信号受信回路の詳細な構成の一例を示す図 第１の実施の形態における光信号送信回路及び光信号受信回路の詳細な構成の他の例を示す図 本発明の光波長多重通信システムの第２の実施の形態を示す構成図 第２の実施の形態の波長多重光信号送信装置の合波器における波長と入出力ポートとの関係を示す説明図 第２の実施の形態の波長多重光信号受信装置の分波器における波長と入出力ポートとの関係を示す説明図 本発明の光波長多重通信システムの第３の実施の形態を示す構成図 第３の実施の形態の波長多重光信号送信装置の合波器における波長と入出力ポートとの関係を示す説明図 第３の実施の形態の波長多重光信号受信装置の分波器における波長と入出力ポートとの関係を示す説明図 本発明の光波長多重通信システムの第４の実施の形態を示す構成図 第４の実施の形態における通信ノードの詳細な構成の一例を示す図 図１４の通信ノードの構成に対応する波長ルータの波長ルーティングテーブルを示す説明図 図１４の通信ノードの構成に対応する波長ルータの波長ルーティングテーブルを示す説明図 第４の実施の形態における通信ノードの詳細な構成の他の例を示す図 図１７の通信ノードの構成に対応する波長ルータの波長ルーティングテーブルを示す説明図

符号の説明

３０ａ，３０ｂ，６１：送信信号、６２：受信信号、７０１〜７０８：光伝送路、１００，３１０，４１０：波長多重光信号送信装置、２００，３２０，４２０：波長多重光信号受信装置、１１０，３１１，４１１：光信号送信回路、１１１：波長可変光源、１１２，１１３：発光素子、１１４，２１５：スイッチ回路（電気スイッチ）、１１５，２１４：光スイッチ、１２０，３１２，４１２：合波器、１２１，１２２，３１３，３１４，４１３，４１４：出力ポート、２１０，３２１，４２１：光信号受信回路、２１１，２１２，２１３：受光素子（ＰＤ）、２２０，３２２，４２２：分波器、２２１，２２２，３２３，３２４，４２３，４２４：入力ポート、５０１〜５０４：通信ノード、６０１，６０２：波長ルータ。

Claims (20)

1. 送信信号に応じたＭ種類（Ｍは２以上の整数）の波長の光信号をそれぞれ出力するＮ個（Ｎは２以上の整数）の光信号送信回路であって、各回路が出力するＭ種類の波長は互いに異なる波長からなるＭ組の波長群を構成する如く設定されてなるＮ個の光信号送信回路と、
   前記Ｎ個の光信号送信回路が接続されるＮ個の入力ポート及びＭ本の光伝送路が接続されるＭ個の出力ポートを有し、各入力ポートから入力される光信号を、前記各波長群に属する波長の光信号毎に合波してそれぞれ別々の出力ポートへ出力する合波器とを具備した
   ことを特徴とする波長多重光信号送信装置。
2. 請求項１に記載の波長多重光信号送信装置において、
   各光信号送信回路は、送信信号に応じたＭ種類の波長の光信号のうち、各波長群に属する波長の光信号を切り替え出力する
   ことを特徴とする波長多重光信号送信装置。
3. 請求項２に記載の波長多重光信号送信装置において、
   各光信号送信回路は、送信信号で駆動され、Ｍ種類の波長の光信号を切り替え出力可能な波長可変光源からなる
   ことを特徴とする波長多重光信号送信装置。
4. 請求項２に記載の波長多重光信号送信装置において、
   各光信号送信回路は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ出力可能なＭ個の発光素子と、Ｍ個の発光素子からの光信号を切り替え出力する光スイッチとを備え、Ｍ個の発光素子は送信信号で切り替え駆動される
   ことを特徴とする波長多重光信号送信装置。
5. 請求項２に記載の波長多重光信号送信装置において、
   各光信号送信回路は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ出力可能なＭ個の発光素子と、Ｍ個の発光素子からの光信号を合波する光カプラもしくは光フィルタとを備え、Ｍ個の発光素子は送信信号で切り替え駆動される
   ことを特徴とする波長多重光信号送信装置。
6. 請求項２に記載の波長多重光信号送信装置において、
   各光信号送信回路は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ出力可能なＭ個の発光素子と、Ｍ個の発光素子からの光信号を切り替え出力する光スイッチとを備え、Ｍ個の発光素子は送信信号で同時に駆動される
   ことを特徴とする波長多重光信号送信装置。
7. 請求項１に記載の波長多重光信号送信装置において、
   各光信号送信回路は、送信信号に応じたＭ種類の波長の光信号を同時に出力する
   ことを特徴とする波長多重光信号送信装置。
8. 請求項７に記載の波長多重光信号送信装置において、
   各光信号送信回路は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ出力可能なＭ個の発光素子と、Ｍ個の発光素子からの光信号を合波する光カプラもしくは光フィルタとを備え、Ｍ個の発光素子は送信信号で同時に駆動される
   ことを特徴とする波長多重光信号送信装置。
9. 請求項１乃至８いずれかに記載の波長多重光信号送信装置において、
   合波器は、Ｎ入力Ｍ出力のアレイ導波路回折格子からなる
   ことを特徴とする波長多重光信号送信装置。
10. 請求項１乃至８いずれかに記載の波長多重光信号送信装置において、
    合波器は、Ｎ入力Ｍ出力の周回性アレイ導波路回折格子からなる
    ことを特徴とする波長多重光信号送信装置。
11. Ｍ種類（Ｍは２以上の整数）の波長の光信号をそれぞれ受信し、受信信号を出力するＮ個（Ｎは２以上の整数）の光信号受信回路であって、各回路が受信するＭ種類の波長は互いに異なる波長からなるＭ組の波長群を構成する如く設定されてなるＮ個の光信号受信回路と、
    Ｍ本の光伝送路が接続されるＭ個の入力ポート及び前記Ｎ個の光信号受信回路が接続されるＮ個の出力ポートを有し、各入力ポートから入力される前記各波長群に属する波長の光信号を、波長毎に分波してそれぞれ異なる出力ポートへ出力する分波器とを具備した
    ことを特徴とする波長多重光信号受信装置。
12. 請求項１１に記載の波長多重光信号受信装置において、
    各光信号受信回路は、Ｍ種類の波長の光信号を受信し、受信信号を出力可能な受光素子からなる
    ことを特徴とする波長多重光信号受信装置。
13. 請求項１１に記載の波長多重光信号受信装置において、
    各光信号受信回路は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ受信し、受信信号を出力可能なＭ個の受光素子と、分波器からの光信号をＭ個の受光素子に切り替え出力する光スイッチと、Ｍ個の受光素子からの受信信号を切り替え出力するスイッチ回路とからなる
    ことを特徴とする波長多重光信号受信装置。
14. 請求項１１に記載の波長多重光信号受信装置において、
    各光信号受信回路は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ受信し、受信信号を出力可能なＭ個の受光素子と、分波器からの光信号をＭ個の受光素子に切り替え出力する光スイッチと、Ｍ個の受光素子からの受信信号を合成して出力する結合回路とからなる
    ことを特徴とする波長多重光信号受信装置。
15. 請求項１１に記載の波長多重光信号受信装置において、
    各光信号受信回路は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ受信し、受信信号を出力可能なＭ個の受光素子と、分波器からの光信号をＭ個の受光素子の両方に出力する光カプラもしくは光フィルタと、Ｍ個の受光素子からの受信信号を切り替え出力するスイッチ回路とからなる
    ことを特徴とする波長多重光信号受信装置。
16. 請求項１１に記載の波長多重光信号受信装置において、
    各光信号受信回路は、Ｍ種類の波長の光信号をそれぞれ受信し、受信信号を出力可能なＭ個の受光素子と、分波器からの光信号をＭ個の受光素子の両方に出力する光カプラもしくは光フィルタと、Ｍ個の受光素子からの受信信号を合成して出力する結合回路とからなる
    ことを特徴とする波長多重光信号受信装置。
17. 請求項１１乃至１６のいずれかに記載の波長多重光信号受信装置において、
    分波器は、Ｍ入力Ｎ出力のアレイ導波路回折格子からなる
    ことを特徴とする波長多重光信号受信装置。
18. 請求項１１乃至１６のいずれかに記載の波長多重光信号受信装置において、
    分波器は、Ｍ入力Ｎ出力の周回性アレイ導波路回折格子からなる
    ことを特徴とする波長多重光信号受信装置。
19. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の波長多重光信号送信装置と、
    請求項１１乃至１８のいずれかに記載の波長多重光信号受信装置と、
    これらの装置間を接続する波長多重光信号を伝送可能なＭ本の光伝送路とで構成される ことを特徴とする光波長多重通信システム。
20. Ｎ台の通信ノードと、Ｎ個の入力ポート及びＮ個の出力ポートを有するＭ台の波長ルータと、前記通信ノードと波長ルータとがＮ×Ｍ×２本の光伝送路を介して接続された光波長多重通信システムであって、
    前記各通信ノードが、請求項１乃至１０のいずれかに記載の波長多重光信号送信装置及び請求項１１乃至１８のいずれかに記載の波長多重光信号受信装置で構成される
    ことを特徴とする光波長多重通信システム。

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