JP3068018B2 - 光波長分割多重リングシステム - Google Patents

光波長分割多重リングシステム

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光リングシステム
に関し、特に、運用系及び予備系の伝送路構成を有する
波長分割多重（ＷＤＭ）技術を用いた波長分割多重リン
グシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来構成の光リングシステムを図６に示
す。図６は４ノードを使用した光リングシステム構成の
例であり、各ノードは、サービス用の波長及びプロテク
ション用の波長を用いて、それぞれ同一の情報を光波長
分割多重し、相互に逆方向に送信する。図６において、
６０１は光ファイバ、６０２は波長送信部、６０３は波
長選択部である。各ノードは、通常時には波長多重され
て伝送されている信号からサービス用の波長を選択して
伝送情報を受信する。そして障害が発生した場合におい
ては、サービス用の波長を受信することが不可能なノー
ドは、受信する波長をプロテクション用の波長に切り換
えて伝送情報を受信する。
【０００３】図６において、光ファイバ６０１内で、サ
ービス用波長λｓの信号及びサービス用の信号と異なる
波長のプロテクション用波長λｐの信号の２種類の光信
号が波長多重され伝送されている状態を、サービス信号
用波長λｓを実線で、またプロテクション用波長λｐを
点線で表記している。各々の光信号は、光ファイバ６０
１内において相互に逆方向に伝送される。ここではサー
ビス用波長λｐの伝送される方向を時計まわり、プロテ
クション用波長λｐの伝送される方向を反時計回りとし
て説明する。
【０００４】各ノードは、波長送信部６０２および波長
選択部６０３を有する。波長送信部６０２は、各ノード
が光ファイバ６０１に情報を送信する際に用いられる。
各ノードが情報を送信しようとするときには、波長送信
部６０２は、互いに異なる波長のサービス用波長λｓ、
プロテクション用波長λｐの両方を出力する。すなわち
波長送信部６０２は光ファイバ６０１に各波長を波長多
重送信する。ここで、各波長により伝送する情報は全く
同じ情報である。各波長の信号は、それぞれ上述した方
向で光ファイバ６０１内に伝送される。通常の状態で
は、各ノードの波長選択部６０３は、光波長多重して伝
送されている信号よりサービス用波長λｓを選択して受
信する。これにより、各ノード間の通信が行われる。
【０００５】図７に、障害発生時の動作を示す。たとえ
ば、ノード３とノード４との間で障害が発生した場合、
サービス用波長λｓに関して障害ポイントより下流のノ
ード３は、情報の受信が不可能となる。この場合ノード
３は、波長選択部６０３によって、選択する波長をサー
ビス用波長λｓから波長の異なるプロテクション用波長
λｐに切り替える。プロテクション用波長λｐによって
伝送される情報は、上述したようにサービス波長λｓに
よって伝送される情報と同一であり、また、伝送される
方向が異なる。すなわちプロテクション用波長λｐに関
しては、ノード３は障害ポイントよりも上流に位置す
る。従ってノード３は、プロテクション用波長λｐを受
信することは可能であるから、これによって通信が継続
される。
【０００６】ノード２はサービス用波長λｓに関して、
ノード１が送信する情報に関しては障害ポイントよりも
下流に位置する。一方、ノード３が送信する情報に関し
ては障害ポイントよりも上流に位置する。すなわちノー
ド２は、ノード３が送信する情報に関しては通常どおり
サービス用λｓによる受信が可能である。また、ノード
１が送信する情報に関してはサービス用波長λｓによる
受信は不可能である。このような状況においては、ノー
ド２は、ノード３が送信する情報に関しては通常通りサ
ービス用波長λｓを選択する。またノード１が送信する
情報に関してはプロテクション用波長λｐを選択する。
このノード２と同様の動作がノード４においても行われ
ている。
【０００７】このように各ノードは、サービス用波長λ
ｓに関して、他ノードの送信する情報を受信できるか否
かを判断し、受信できる場合にはサービス用波長λｓ
を、また、受信できない場合にはプロテクション用波長
λｐをそれぞれ選択して受信する。これにより、伝送路
に障害が発生した場合でも通信を継続することが可能と
なるものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来構成の光リングシ
ステムは、次に示すような問題点があった。すなわち、
まず、各ノードから送信する信号の波長には、サービス
用波長λｓとプロテクション用波長λｐとを設定する必
要があるので、ノード数の倍の波長数を設定する必要が
あった。
【０００９】このため使用する波長帯域が広くなり、波
長選択部における選択する波長数も多く設定しなければ
ならないという問題点があった。
【００１０】また、従来構成では、同じ情報を時計回り
と反時計回りの両方向に送信しているため、波長成分や
ファイバ等を有効に使用することができないという問題
点があった。
【００１１】（発明の目的）本発明の目的は、波長成分
を有効に使用することで、高い伝送効率を有し且つ信頼
性に優れた光波長分割多重リングシステムを提供するこ
とにある。
【００１２】また、本発明の他の目的は、伝送路又はノ
ードの障害に対し通信を確保できる信頼性に優れた光波
長分割多重リングシステムを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに本発明の光波長分割多重リングシステムは、複数の
ノードを光伝送路によりリング状に接続する光波長分割
多重リングシステムにおいて、前記光伝送路は、一対の
伝送路光ファイバでなる１乃至複数の双方向光伝送路に
より構成し、前記ノードは、前記伝送路光ファイバ毎に
設けられ多重入力部及び分離出力部を有する波長多重分
離部と、光信号の受信部及び送信部を有する１乃至複数
の光伝送装置と、前記各波長多重分離部の分離出力部及
び多重入力部と光伝送装置の受信部及び送信部の間に接
続された伝送経路を切り替える光スイッチとを有する。
また、前記光伝送路は一対の伝送路光ファイバでなる２
つの双方向光伝送路により構成し、一方の双方向光伝送
路を運用系とし、他方の双方向光伝送路を予備系とす
る。この場合、更に、前記複数のノードは、波長多重分
離部の出力側伝送路において、それぞれ運用系と予備系
に属し互いに反対の伝送方向の２つの伝送路光ファイバ
に介在し、同一伝送路光ファイバ間又は異なる伝送路光
ファイバ間を選択接続する２×２光スイッチと、それぞ
れ運用系と予備系に属し互いに同一の伝送方向の２つの
伝送路光ファイバに介在し、同一伝送路光ファイバ間又
は異なる伝送路光ファイバ間の選択接続を行う２×２光
スイッチとを有する。
【００１４】また、本発明の光波長分割多重リングシス
テムは、複数のノードを光伝送路によりリング状に接続
する光波長分割多重リングシステムにおいて、前記光伝
送路は、一対の伝送路光ファイバでなる１乃至複数の双
方向光伝送路により構成し、前記ノードは、前記伝送路
光ファイバ毎に設けられた多重入力部及び分離出力部を
有する波長多重分離部と、前記各波長多重分離部の多重
入力部及び分離出力部に接続され、光信号の光・電気変
換機能を有する受信部及び送信部と前記受信部及び送信
部に接続され光伝送路を切り換える電気的経路選択スイ
ッチを備えた光伝送装置とを有する。更に、前記光伝送
路は、一対の伝送路光ファイバでなる２つの双方向光伝
送路により構成し、一方の双方向光伝送路を運用系と
し、他方の双方向光伝送路を予備系とし、前記複数のノ
ードは、波長多重分離部の出力側光伝送路において、そ
れぞれ運用系と予備系に属し互いに反対の伝送方向の２
つの伝送路光ファイバに介在し、同一伝送路光ファイバ
間又は異なる伝送路光ファイバ間を選択接続する２×２
光スイッチと、それぞれ運用系と予備系に属し互いに同
一の伝送方向の２つの伝送路光ファイバに介在し、同一
伝送路光ファイバ間又は異なる伝送路光ファイバ間の選
択接続を行う２×２光スイッチとを有する。
【００１５】更に、前記各手段に加え、前記ノードは、
波長多重分離部の出力側光伝送路において、双方向光伝
送路を構成する一対の伝送路光ファイバに介在し、同一
伝送路光ファイバ間又は異なる伝送路光ファイバ間の選
択接続を行う２×２光スイッチを有する。
【００１６】より具体的には、本発明の、例えば２つの
双方向光伝送路を有する光波長分割多重リングシステム
は、ｎ個のノードと、該ｎ個のノードをリング状に接続
する時計回り運用系、反時計回り運用系、反時計回り予
備系、反時計回り予備系の合計４本の伝送路光ファイバ
と、前記ｎ個の各ノード内に、４本の伝送路光ファイバ
それぞれに接続され、受信した光信号から、各ノード毎
に割り当てられた特定の受信波長成分のみを分離し、更
に、所望の送信先のノード内で分離される波長と一致し
た波長成分を挿入した後、光伝送路に送出する４個の波
長多重分離部と、該４個の波長多重分離部において分離
した特定の受信波長成分の信号４本を入力し、出力４ポ
ート中の任意のポートに出力する第一の４×４光マトリ
クススイッチと、該第一の４×４光マトリクススイッチ
の４出力それぞれに接続し、１本の光信号を受信すると
共に、送信波長の選択設定機能を有し、所望の送信先の
ノード内で分離される波長と一致した波長成分の光信号
を生成して送出する４個の光伝送装置と、該４個の光伝
送装置より４本の光信号を入力し、前記４個の波長多重
分離部のうち任意の波長多重分離部に振り分けて波長挿
入信号を出力する第二の４×４光マトリクススイッチと
を有する。
【００１７】また、本発明は、前記例において前記手段
に加え、時計回り運用系と時計回り予備系の伝送路光フ
ァイバに接続される２つの前記波長多重分離部からの出
力を入力し、該時計回り運用系と時計回り予備系の２つ
の伝送路光ファイバに対して選択接続する第一の２×２
光スイッチと、時計回り運用系と反時計回り予備系の伝
送路光ファイバに接続される２つの前記波長多重分離部
からの出力を入力し、該時計回り運用系と反時計回り予
備系の２つの伝送路光ファイバに対して選択接続する第
二の２×２光スイッチと、反時計回り運用系と時計回り
予備系の伝送路光ファイバに接続される２つの前記波長
多重分離部からの出力を入力し、該反時計回り運用系と
時計回り予備系の２つの伝送路光ファイバに対して選択
接続する第三の２×２光スイッチと、反時計回り運用系
と時計回り予備系の伝送路光ファイバに接続される２つ
の前記波長多重分離部からの出力を入力し、該反時計回
り運用系と時計回り予備系の２つの伝送路光ファイバに
対して選択接続する第四の２×２光スイッチを有する。
【００１８】更に、本発明の他の２つの光波長分割多重
リングシステムは、ｎ個のノードと、該ｎ個のノードを
リング状に接続する時計回り運用系、反時計回り運用
系、時計回り予備系、反時計回り予備系の合計４本の伝
送路光ファイバと、前記ｎ個の各ノード内に該４本の伝
送路光ファイバそれぞれに接続され、受信した光信号内
から、各ノード毎に設定された特定の受信波長成分のみ
を分離し、更に、所望の送信先のノード内で分離される
波長と一致した波長成分を挿入した後、光伝送路に送出
する４個の波長多重分離部と、該４個の波長多重分離部
において分離した特定の受信波長成分の信号４本を入力
し、それぞれを光・電気変換した後、分離動作を行うと
共に、多重動作により得られた４本の電気信号を光信号
に変換する光送信部において送信波長の選択設定機能を
有し、所望の送信先のノード内で分離される波長と一致
した４本の波長成分の光信号を生成して送出し、前記受
信信号、送信信号を電気的スイッチによりパス設定する
機能を有する光伝送装置とを有する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）本発明による光波長分割多重リングシ
ステムの第一の実施の形態を図１に示す。 図１におい
て、１−１〜１−ｎは所定波長の光信号の多重及び分離
を行い、相互に通信を行うノード（光挿入分離ノー
ド）、２−１〜２−４は伝送路光ファイバ、１０１〜１
０４は波長多重分離部 、１０５−１〜１０５−４は光
伝送装置、１０６、１０７は４×４光マトリクススイッ
チ、２０１、２０２は光アンプ、２０３は光結合器、２
０４は光サーキュレータ、２０５はファイバーグレーテ
ィング、３０１は光送信部、３０２は光受信部、３０３
は多重分離部、３０４は低速インターフェース部であ
る。
【００２０】図１の光波長分割多重リングシステムは、
ｎ個のノードを有しており隣接したノード同士が４本の
伝送路光ファイバで接続されている。４本の伝送路光フ
ァイバは信号の進行する方向と用途により、時計回り運
用系２−１、反時計回り運用系２−２、時計回り予備系
２−３、反時計回り予備系２−４とに分けられる。
【００２１】１−１〜１−ｎの各ノードには、あらかじ
めノードで分離する波長としてλ１〜λｎの波長をそれ
ぞれ設定する。たとえば、ノード１−３内の４個の光挿
入分離部１０１〜１０４は、波長λ３の光信号を分離す
るよう設定される。
【００２２】各ノード内において、４個の波長多重分離
部１０１〜１０４は、伝送路光ファイバ２−１〜２−４
にそれぞれ接続される。図１では波長多重分離部１０１
は時計回り運用系の伝送路、１０２は反時計回り運用系
の伝送路、１０３は時計回り予備系の伝送路、１０４は
反時計回り予備系の伝送路にそれぞれ接続される。
【００２３】まず、ノード３からノード１へ波長λ１の
情報を送出する動作について説明する。ノード３内の４
個の光伝送装置１０５−１〜１０５−４内には、送信波
長を選択設定できる光送信部３０１〜３０３を有してお
り、ノード１に対して信号を送出する場合には、ノード
内で分離する波長として設定されたλ１を送信波長とし
て設定する。１０５−１〜１０５−４から送出された波
長λ１の光信号は、４×４光マトリクススイッチ１０７
において、４個の波長多重分離部と選択的に接続され、
波長多重分離部１０１〜１０４では、４×４光マトリク
ススイッチ１０７より入力された波長λ１の光信号を光
伝送路より受信した光信号と結合した後、伝送路光ファ
イバへ出力する。
【００２４】図８に波長多重分離部の詳細と波形例を示
す。ここでは４×４光マトリクススイッチ１０７より入
力された波長λ１の光信号（図８のｄ）を、光結合器２
０３によってファイバグレーティング２０５の通過波長
出力と結合した後、光アンプ２０２を介して伝送路光フ
ァイバへ送出する（図８のｅ）。
【００２５】次にノード３が伝送路から光信号を受信す
る動作を説明する。例として、図１中のノード１から送
出された波長λ３の光信号をノード３で分離して受信す
る場合について説明する。まず、ノード１からの波長λ
３を含む波長分割多重された光信号を伝送路光ファイバ
より受信するノード３内の４個の波長多重分離部におい
て、受信した光信号（図８のａ）を一旦光アンプ２０１
により光増幅した後、光サーキュレータ２０４に入力す
る。この信号は、一旦ファイバグレーティング２０５に
入力され、ノード３にて分離する波長として設定された
λ３の波長成分のみ反射して光サーキュレータ２０４に
戻り、それ以外の波長成分は該ファイバグレーティング
を通過して光結合器２０３へ入力される（図８のｃ）。
ファイバグレーティング２０５から反射して光サーキュ
レータ２０４へ戻ったλ３の光信号は、光スイッチ１０
６方向へ出力される（図８のｂ）。
【００２６】光サーキュレータ２０５を通過した波長λ
３以外の光信号は、前述したように光結合器２０３に
て、４×４光マトリクススイッチ１０７より入力された
波長λ１の光信号（図８のｄ）と結合され、光アンプ２
０２を介して伝送路光ファイバへ送出する（図８の
ｅ）。
【００２７】４×４光マトリクススイッチ１０６に入力
された４本の光信号は、光伝送装置１０５−１〜１０５
−４と選択的に接続され、各光伝送装置内の光受信部３
０２にて受信する。
【００２８】次に、第一の実施の形態の光リングシステ
ムにおいて、光伝送路等に故障が生じた場合の通信の回
復動作について説明する。図９にその説明図を示す。
【００２９】図９において、まず（ａ）通常時には、ノ
ード１から波長λ３の光信号を送出し、ノード３で該波
長λ３を分離し受信する。また逆に、ノード３から波長
λ１の光信号を送出し、ノード１で該波長λ１を選択受
信するものとする。通常時にはこれら波長λ１とλ３の
サービス信号は、図に示すような運用系の２本の伝送路
光ファイバ（図中内側の２本）を介して伝送されてい
る。
【００３０】ノード２とノード３間において、運用系光
伝送路２本が切断した場合の動作を図９の（ｂ）に示
す。この場合、ノード１内から送信する波長λ３を時計
回り予備系の伝送路から送出し、またノード１にて受信
する波長λ１の信号は反時計回り予備系の伝送路から受
信するように、図１中の４×４光マトリクススイッチ１
０６、１０７を制御して切り替える。ノード３において
も同様に予備系の光伝送路へ切り替えることにより、通
常時と同様の通信を確保することができる。
【００３１】ノード２とノード３間において、運用系及
び予備系の両方の光伝送路が切断した場合の動作を図９
の（ｃ）に示す。この場合、ノード１内から送信する波
長λ３を反時計回り予備系の光伝送路から送出し、また
ノード１にて受信する波長λ１の信号は、時計回り予備
系の光伝送路から受信するように図１中の４×４光マト
リクススイッチ１０６、１０７を制御して切り替える。
ノード３においても同様に、運用系から予備系の逆方向
の光伝送路へ切り替えることにより、通常時と同様の通
信を確保することができる。
【００３２】ノード２が故障した場合の動作を図９の
（ｄ）に示す。この場合は、ノード１及びノード３の両
者とも、図９の（ｃ）の場合と同様の切り替え動作によ
り、通常時と同様の通信を確保できる。
【００３３】本実施の形態においては、更に、図１３に
示すように、システム内に故障の発生していない通常時
には、予備系光伝送路を使用して故障切り替え時には通
信が途絶えることを前提とした優先度の低い信号を光伝
送路することができる。
【００３４】図１で使用しているファイバーグレーティ
ングは、シングルモードファイバのコアに対して、図１
４のような連続パタンを強力に露光することによって作
製される。このファイバーグレーティング中を進行する
光信号中、生成されたパタンと位相が整合する波長のみ
がパタンを生成した点で反射する。このためファイバー
グレーティングは、本発明において特定波長の分離動作
が可能であり、入射した光信号中の特定波長のみが反射
され、光サーキュレータを介して分離ポートに出力さ
れ、それ以外の波長は、ファイバーグレーティング内を
通過し光伝送路へと出力される。また、帯域幅はおよそ
０．５ｎｍから１．０ｎｍ程度に設定すると好適であ
る。
【００３５】図１中に使用した４×４光マトリクススイ
ッチは、図１５に示すようなものを使用する。図１５に
おいて、７０１−１〜７０１−４は光信号入力端子、７
０２−１〜７０２−４は光信号出力端子、７０３は２×
２光スイッチ素子である。図１５において、入力された
４本の光信号は、合計６個の２×２光スイッチ素子を通
過する間に経路を設定され出力端子７０２−１〜７０２
−４のいずれかに出力される。２×２光スイッチ素子７
０３には、通常ＬｉＮｂＯ3 等の材料が使用される。２
×２光スイッチ素子７０３は、通常基盤上にマトリクス
状態で配置され、スイッチ素子間の接続には光導波路が
用いられる。
【００３６】また、図１中に使用した、送信波長の選択
設定が可能な光送信部の実現例を図１６に示す。図１６
において、８０１は波長可変レーザダイオード、８０２
は波長制御回路、８０３は外部光変調器、８０４はレー
ザダイオード、８０５はｎ：１光スイッチ、８０６は外
部光変調器、８０７はレーザダイオード駆動回路、８０
８はレーザダイオード、８０９は光波長分割多重結合
器、８１０は外部光変調器である。
【００３７】図１６（ａ）では、波長選択信号に応じて
波長可変レーザダイオード８０１の波長を制御し、外部
光変調器８０３でデータ信号による光強度変調を行うこ
とにより、任意の波長成分による信号を得ることができ
る。
【００３８】図１６（ｂ）では、波長λ１からλｎで発
光するｎ個のレーザダイオード８０４からの所望の光を
ｎ：１光スイッチ８０５で選択した後、外部光変調器８
０６でデータ信号により光強度変調を行うことにより、
任意の波長成分の信号を得ることができる。
【００３９】図１６（ｃ）では、波長λ１からλｎで発
光するｎ個のレーザダイオード８０８からの光を、光波
長分割多重結合器８０９に入力し、外部光変調器８０６
でデータ信号により光強度変調を行う。波長の選択はレ
ーザダイオード駆動回路８０７をオン／オフさせること
により行う。
【００４０】（実施の形態２）図２に、本発明の第二の
実施の形態を示す。図２において、図１と同じ番号をつ
けたものは図１で説明したものと同じものである。その
他の番号については、１１０〜１１３が２×２光スイッ
チである。
【００４１】図２は、図１に示した第一の実施の形態に
加えて、光伝送路へ出力する全ての波長成分を含む光信
号の伝送経路を切り替える機能を有するものである。
【００４２】図２において、ノード３内では、波長多重
分離部１０１にて波長チャンネルの挿入分離を行った光
信号は、２×２光スイッチ１１１に入力され、時計回り
運用系光ファイバと反時計回り予備系光ファイバのどち
らかの経路選択を行う。また、２×２光スイッチ１１１
の一方の出力は、更に、２×２光スイッチ１１０に入力
され、時計回り運用系光ファイバと時計回り予備系光フ
ァイバのどちらかの経路選択を行う。同様に、他の波長
多重分離部の出力にも２×２光スイッチを接続すること
により同様の経路選択を行う。
【００４３】すなわち、波長多重分離部１０１の出力信
号は、時計回り運用系、時計回り予備系、反時計回り予
備系のいずれかに出力するよう経路選択が可能となり、
また、波長多重分離部１０２の出力信号は、反時計回り
運用系、時計回り予備系、反時計回り予備系のいずれか
に出力するように経路選択が可能となり、波長多重分離
部１０３の出力信号は、時計回り予備系、時計回り運用
系、反時計回り運用系のいずれかに出力するよう経路選
択が可能となり、更に、波長多重分離部１０４の出力信
号は、反時計回り予備系、時計回り運用系、反時計回り
運用系のいずれかに出力するよう経路選択が可能とな
る。
【００４４】なお、２×２光スイッチ１１０は、時計回
り運用系の伝送路光ファイバに介在させる位置としては
図２のように２×２光スイッチ１１１の出力側とする代
わりに波長多重分離部１０１の出力側と２×２光スイッ
チ１１１の間に介在するように構成してもよい。同様に
２×２光スイッチ１１３は反時計回り運用系に介在させ
る位置として２×２光スイッチ１１２の出力側とする代
わりに波長多重分離部１０２の出力側と２×２光スイッ
チ１１２の間に介在するように構成してもよい。
【００４５】次に、第２の実施の形態の光リングシステ
ムにおいて、光伝送路等に故障が生じた場合の通信の回
復動作について説明する。図１０にその説明図を示す。
【００４６】図１０において、まず（ａ）通常時には、
ノード１から波長λ３の光信号を送出し、ノード３で波
長λ３を分離し受信する。また逆に、ノード３から波長
λ１の光信号を送出し、ノード１で波長λ１を選択、受
信するものとする。通常時にはこれら波長λ１とλ３の
サービス信号は、図に示すような運用系の２本の光ファ
イバ（図中内側の２本）を介して伝送されている。
【００４７】ノード２とノード３間において、運用系光
伝送路２本が切断した場合の動作を図１０の（ｂ）に示
す。この場合、ノード２からノード３に送出する光信号
は、ノード２の出力で時計回り運用系光ファイバから時
計回り予備系の伝送路に経路変更を行う。また同時に、
ノード３からノード２に送出する光信号は、反時計回り
予備系から送出し、ノード２の出力部で反時計回り予備
系から反時計回り運用系の伝送路に経路変更を行う。こ
れにより、光伝送路の故障の発生した区間のみ予備系の
光伝送路に経路変更を行うことにより通常時と同様の通
信を確保することができる。
【００４８】また、ノード２とノード３間において、運
用系及び予備系の両方の光伝送路が切断した場合の動作
を図１０の（ｃ）に示す。この場合、ノード１からノー
ド２へ送出した光信号は、ノード２内で時計回り運用系
から反時計回り予備系の伝送路に経路変更を行い、その
ままノード１、ノードｎを通過してノード３に到達す
る。反対に、ノード３から送出する波長λ１の信号は、
時計回り予備系の伝送路に送出し、ノード２内で時計回
り予備系から反時計回り運用系の伝送路に経路変更を行
い、ノード１に到達する。これにより、通常時と同様の
通信を確保することができる。
【００４９】更に、ノード２が故障した場合の動作を図
１０の（ｄ）に示す。この場合は、ノード１内から送信
する波長λ３の信号を反時計回り予備系の伝送路から送
出し、またノード１にて受信する波長λ１の信号は、時
計回り予備系の伝送路から受信するように、図２中の４
×４光マトリクススイッチ１０６、１０７を制御して切
り替える。ノード３においても、同様に予備系の逆方向
の伝送路へ切り替えることにより、通常時と同様の通信
を確保することができる。
【００５０】また、第一の実施の形態と同様、図１３の
ように、システム内に故障の発生していない通常時に
は、予備系光伝送路を使用して、故障切り替え時には通
信が途絶えることを前提とした優先度の低い信号を伝送
することができる。この図１３に示した例では、優先度
の低い信号中、ノード１とノード２間の通信は、図１０
におけるノード２とノード３間の運用系光伝送路の故障
時（図１０のｂ）にも支障なく行うことができる。
【００５１】（実施の形態３）本発明による光波長分割
多重リングシステムの第三の実施の形態を図３に示す。
図３において、図１と同じ番号を付けたものは図１で説
明したものと同じものである。その他の番号について
は、３０５がパス切り換えスイッチで構成される経路切
り替え部である。
【００５２】図３では、図１の第一の実施の形態と比べ
て、４×４光スイッチがなく、波長多重分離部１０１〜
１０４と光伝送装置１０５が直接接続されている。光伝
送装置１０５は第一の実施の形態の光送受信部３０１、
３０２、多重分離部３０２、低速インターフエースを４
信号処理分備えており、経路切り替え部３０５では、装
置内で処理する４本の電気信号と、光送受信部４組との
間を選択的に接続する。
【００５３】即ち、図１に示した第一の実施の形態の４
×４光スイッチ１０６、１０７の機能を前記光伝送装置
１０５内の経路切り替え部３０５で行うものである。
【００５４】このため、第三の実施の形態で光伝送路な
どの故障が生じた場合の通信の回復動作は、図９に示し
た第一の実施の形態の回復動作と同様である。
【００５５】（実施の形態４）本発明による光波長分割
多重リングシステムの第四の実施の形態を図４に示す。
図４において、図１と同じ番号を付けたものは図１で説
明したものと同じものである。それ以外の番号を付した
ものについては、１０８、１０９が２×２光スイッチで
ある。
【００５６】図４は、図１の第一の実施の形態におい
て、伝送路光ファイバを４本から２本の構成にしたもの
である。各ノードは、隣接した局同士が時計回り、反時
計回りの２本の伝送路光ファイバで接続されている。
【００５７】図１１に第四の実施の形態における光伝送
路故障が生じた場合の通信の回復動作を示す。
【００５８】図１１において、まず（ａ）通常時には、
ノード１から波長λ３の光信号を時計回りの伝送路を介
して送出し、ノード３で波長λ３を分離して受信する。
また逆に、ノード３から波長λ１の光信号を反時計回り
の伝送路を介して送出し、ノード１で波長λ１を選択、
受信するものとする。通常時にはこれら波長λ１とλ３
のサービス信号は、図に示すように２本の伝送路光ファ
イバを介して伝送されている。
【００５９】ノード２とノード３間において、光伝送路
が切断した場合の動作を図１１の（ｂ）に示す。この場
合、ノード１内から送信する波長λ３を反時計回りの伝
送路から送出し、またノード１にて受信するλ１の信号
は、時計回りの伝送路から受信するように、図４中の２
×２光スイッチ１０８、１０９を制御して切り替える。
ノード３においても同様に、逆方向の伝送路へ切り替え
ることにより、通常時と同様の通信を確保することがで
きる。
【００６０】ノード２が故障した場合の動作を図１１の
（Ｃ）に示す。この場合は、前記した図１１（ｂ）の場
合と同様である。
【００６１】更に、図１７のように、システム内に故障
の発生していない通常時には、反対方向の光伝送路を使
用して、故障切り替え時には通信が途絶えることを前提
とした優先度の低い信号を伝送することができる。
【００６２】（実施の形態５）本発明による光波長分割
多重リングシステムの第五の実施の形態を図５に示す。
図５において、図１と同じ番号を付けたものは図１で説
明したものと同じものである。それ以外の番号を付した
ものについては、１０８、１０９、１１４が２×２光ス
イッチである。
【００６３】図５は、第四の実施の形態に対して、波長
多重分離部 １０１の出力光信号を、２×２光スイッチ
１１４に入力し、時計回り伝送路と反時計回り伝送路の
どちらかの経路選択を行うとともに、波長多重分離部１
０２の出力の光信号も２×２光スイッチ１１４に入力
し、時計回り伝送路と反時計回り伝送路のどちらかの経
路選択を行う機能を付加したものである。
【００６４】図１２に第五の実施の形態において光伝送
路故障が生じた場合の通信の回復動作を示す。
【００６５】図１２において、まず（ａ）通常時には、
ノード１から波長λ３の光信号を時計回りの伝送路を介
して送出し、ノード３で波長λ３を分離して受信する。
また逆に、ノード３から波長λ１の光信号を反時計回り
の伝送路を介して送出し、ノード１で波長λ１を選択、
受信するものとする。通常時にはこれら波長λ１とλ３
のサービス信号は、図に示すように２本のファイバを介
して伝送されている。
【００６６】ノード２とノード３間において、光伝送路
が切断した場合の動作を図１２の（ｂ）に示す。この場
合、ノード１からノード２へ送出した光信号は、ノード
２内で時計回りから反時計回りの伝送路に経路変更を行
い、そのままノード１、ノードｎを通過してノード３に
到達する。反対に、ノード３から送出する波長λ１の信
号は、時計回り伝送路に送出し、ノード２内で時計回り
から反時計回りの伝送路に経路変更を行い、ノード１に
到達する。これにより、通常時と同様の通信を確保する
ことができる。
【００６７】ノード２が故障した場合の動作を図１２の
（ｃ）に示す。この場合は、ノード１内から送信する波
長λ３を反時計回り予備系の伝送路から送出し、またノ
ード１にて受信するλ１の信号は、時計回り予備系の伝
送路から受信するように、図１中の２×２光スイッチ１
０８、１０９を制御して切り替える。ノード３において
も同様に予備系の逆方向の伝送路へ切り替えることによ
り、通常時と同様の通信を確保することができる。
【００６８】また、第四の実施の形態と同様、図１７の
ように、システム内に故障が発生していない通常時に
は、反対方向の伝送路を使用して、故障切り替え時には
通信が途絶えることを前提とした優先度の低い信号を伝
送することができる。
【００６９】以上、本発明の好適な第一乃至第五の実施
の形態として、特定の光リングシステム構成について説
明してきたが、本発明の実施の形態としては、前記各実
施の形態の伝送路構成、伝送路光ファイバの切り替え・
経路変更及び運系用予備系構成の組合せにより前記以外
の各種の光リングシステムを構成できる。すなわち、第
一乃至第三の実施の形態として光伝送路を互いに反対伝
送方向の２本の伝送路光ファイバでなる双方向光伝送路
を２つ用いた構成の光リングシステムについて説明した
が、これらの異なる実施の形態として、光伝送路につい
ては、光伝送装置数乃至光伝送装置における伝送情報量
に応じて３以上の複数の双方向光伝送路を使用するもの
により構成することができる。
【００７０】また、この場合、第一及び第二の実施の形
態に関連するものとしては、伝送路光ファイバ数に対応
する数の波長多重分離部と１乃至複数の光伝送装置との
間に設ける光スイッチとして所望の光入出力数を有する
光スイッチを接続する必要があることはいうまでもな
い。そして、このような光リングシステムにおいては、
伝送路等に故障が生じた場合の通信の回復動作のため
に、複数の双方向光伝送路はその内少なくとも１つの双
方向光伝送路を予備系として、前記光スイッチにより伝
送路光ファイバの選択切替ができるように構成すること
ができる。そして、第三の実施の形態に関連するものと
しては、第一及び第二の実施の形態のように双方向光伝
送路に運用系及び予備系を設定し、また、第二の実施の
形態のように２つの双方向光伝送路として２つの伝送路
光ファイバに介在する２×２光スイッチを設ける構成の
光リングシステムを構成することができる。
【００７１】また、第四及び第五の実施の形態において
は、伝送路は反対伝送方向の２本の伝送路光ファイバで
なる双方向伝送路として構成した場合について、時計回
り及び反時計回り間の伝送路光ファイバの切り替え、及
び時計回り及び反時計回り間の伝送路光ファイバの経路
変更を行う光リングシステムについて説明したが、第一
乃至第三の実施の形態の伝送路構成のように伝送路を複
数の双方向光伝送路で構成し、その内少なくとも１つの
双方向光伝送路に上述の伝送路光ファイバ間の切り替え
及び経路変更を行う光リングシステムとして構成するこ
とができる。
【００７２】なお、本発明の伝送路光ファイバの切替制
御については、各ノード内の光学系乃至光伝送装置内の
電気系の信号を監視することにより光伝送路乃至ノード
の障害状況を検出し前記光スイッチ又は経路選択スイッ
チを制御するように構成する。
【００７３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光波長分
割多重リングシステムによれば、各ノードに対し伝送路
より受信した光信号中から分離する波長を割り当て、各
ノードは複数の伝送路光ファイバからそれぞれ光信号を
受信する。伝送路に送出あるいは伝送路から受信する信
号は、各ノード内に配置した光スイッチで切り替えるた
め、プロテクション用の波長を設定することなく、全て
の波長成分をサービス用の波長として使用することがで
きる。したがって、波長成分を有効に使用することがで
き、使用する波長帯域を最小限にとどめることができ、
選択波長数も最小限で済むので波長の発生及び波長選択
のための装置構成が簡略化され合理的な伝送システムが
構成できる。
【００７４】また、伝送路及びノードの故障時には、送
信側と受信側の両方で予備系ファイバを選択することに
より、時計回り及び反時計回りのどちらにもルート回避
することが可能なので信頼性に優れている。
【００７５】更に、予備系の伝送路光ファイバは、通常
時には優先度の低い信号を伝送することができるので伝
送効を高めることができる。
【００７６】本発明の光波長分割多重リングシステムに
よれば、伝送路光ファイバに２×２光スイッチを介在さ
せることにより、上述の効果に加えて、すべての波長チ
ャンネルを含む光信号に対して、運用系ファイバから同
一方向予備系光ファイバへの経路変更、及び運用系伝送
路光ファイバから反対方向予備系伝送路光ファイバへの
経路変更が可能なのでさらに信頼性に優れている。
【００７７】本発明の光波長分割多重リングシステムに
よれば、電気的経路切り替えスイッチを用いることによ
り、多数の送受信情報を扱う場合にもノード内に多入力
対多出力の光スイッチを使用する必要がないから、光学
系の構成を簡略化でき前記運用系及び予備系伝送路光フ
ァイバ間の経路変更等のルート回避のための切り替え構
成を合理化できる。
【００７８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明は第二の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明は第三の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明は第四の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明は第五の実施の形態を示す図である。
【図６】従来構成の光リングシステムを示す図である。
【図７】図６の光リングシステムにおける障害処理動作
例を示す図である。
【図８】波長多重分離部の波形例を示す図である。
【図９】第一、第三の実施の形態の故障時の回復動作を
示す図である。
【図１０】第二の実施の形態の故障時の回復動作を示す
図である。
【図１１】第四の実施の形態の故障時の回復動作を示す
図である。
【図１２】第五の実施の形態の故障時の回復動作を示す
図である。
【図１３】第一、第二、第三の実施の形態の予備系伝送
路を使用した優先度の低い信号の伝送例を示す図であ
る。
【図１４】ファイバーグレーティングを説明する図であ
る。
【図１５】４×４マトリクススイッチの構成例を示す図
である。
【図１６】送信波長の選択設定可能な光送信部の実現例
を示す図である。
【図１７】第四、第五の実施の形態の予備系伝送路を使
用した優先度の低い信号の伝送例を示す図である。
【符号の説明】
１−１〜１−ｎ 光挿入分離ノード ２−１〜２−４ 伝送路光ファイバ １０１〜１０４ 波長多重分離部 １０５−１〜１０５−４ 光伝送装置 １０６、１０７ ４×４光マトリクススイッチ ２０１、２０２ 光アンプ ２０３ 光結合器 ２０４ 光サーキュレータ ２０５ ファイバグレーティング ３０１ 光送信部 ３０２ 光受信部 ３０３ 多重分離部 ３０４ 低速インタフェース部 １１０〜１１３ ２×２光スイッチ ３０５ 経路切り替え部 １０８、１０９、１１４ ２×２光スイッチ ６０１ 光ファイバ ６０２ 波長送信部 ６０３ 波長選択部 ７０１−１〜７０１−４ 光信号入力端子 ７０２−１〜７０２−４ 光信号出力端子 ７０３ ２×２光スイッチ素子 ８０１ 波長可変レーザダイオード ８０２ 波長制御回路 ８０３ 外部光変調器 ８０４ レーザダイオード ８０５ ｎ：１光スイッチ ８０６ 外部光変調器 ８０７ レーザダイオード駆動回路 ８０８ レーザダイオード ８０９ 波長分割多重結合器 ８１０ 外部光変調器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−112700（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−56130（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−316043（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−209284（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−237221（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−18592（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−30034（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−260230（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−253926（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04J 14/00 - 14/08 H04B 10/00 - 10/28 H04L 12/42 - 12/437

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のノードを光伝送路によりリング状
    に接続し、各ノードは受信波長成分として割り当てられ
    た所定の波長成分のみを光伝送路から分離し、送信先の
    ノードが受信波長成分として割り当てられた所定の波長
    と一致した波長成分を光伝送路に挿入する光波長分割多
    重リングシステムであって、 前記光伝送路は、一対の伝送路光ファイバでなる２つの
    双方向光伝送路により構成され一方の双方向光伝送路を
    運用系とし他方の双方向光伝送路を予備系とし、 前記ノードは、前記伝送路光ファイバ毎に設けられ、入
    力側の伝送路光ファイバに接続された所定の波長成分の
    みを分離する光信号の分離出力部及び所定の波長成分を
    伝送路光ファイバに挿入する光信号の多重入力部とから
    なる波長多重分離部と、光信号の受信部及び送信先のノ
    ードに受信波長成分として割り当てられた所定の波長と
    一致する波長の光信号を送出する送信部を有する複数の
    光伝送装置と、前記各波長多重分離部の分離出力部及び
    多重入力部と前記光伝送装置の受信部及び送信部の間に
    接続された光信号の伝送経路を切り替える光スイッチ
    と、前記波長多重分離部の出力側光伝送路においてそれ
    ぞれ運用系と予備系に属し互いに反対の伝送方向の２つ
    の伝送路光ファイバに介在し、同一伝送路光ファイバ間
    又は異なる伝送路光ファイバ間の選択接続を行う第１及
    び第２の２×２光スイッチと、前記第１及び第２の２×
    ２光スイッチの出力側光伝送路においてそれぞれ運用系
    と予備系に属し互いに同一の伝送方向の２つの伝送路光
    ファイバに介在し、同一伝送路光ファイバ間又は異なる
    伝送路光ファイバ間の選択接続を行う第３及び第４の２
    ×２光スイッチとを有し、 前記光スイッチ及び前記第１ないし第４の２×２光スイ
    ッチの切替操作により障害の回復を行うことを特徴とす
    る光波長分割多重リングシステム。
  2. 【請求項２】 前記波長多重分離部は、ノード毎に設定
    された特定の受信波長成分を反射させるファイバーグレ
    ーティングと、前記ファイバーグレーティングにより反
    射された波長成分を出力するサーキュレータとを具備す
    る分離出力部及び所望の送信先のノード内で分離される
    波長と一致した波長成分を挿入した後、光伝送路に送出
    する光結合器を具備する多重入力部を有することを特徴
    とする 請求項１記載の光波長分割多重リングシステム。
  3. 【請求項３】 システム内に障害が発生していない通常
    時には、予備系の光伝送路を使用して、障害による切り
    替え時に通信が途絶えることを前提として優先度の低い
    光信号を伝送することを特徴とする請求項１又は２記載
    の光波長多重リングシステム。
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