JP4730145B2 - 光信号切替え装置および光信号切替え方法 - Google Patents
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Description
光ネットワークにおいて中核となる構成が、光信号切替え装置である。光信号切替え装置は、複数の伝送路間をつなぐノード装置で、複数の光伝送路から入ってきた波長多重光信号を波長ごとに分離し、光信号の状態で波長毎または送信先毎に指定された伝送路に出力されるよう経路切替えを行い、再び波長多重して光伝送路に出力する装置である。
前述のようにネットワークの伝送容量が大きくなればなるほど、光伝送路やノード装置(ネットワーク内の各ノードに設置される光信号切替え装置や中継装置)も高帯域化、大容量化が求められ、その分障害が起きた場合のサービスへの影響も多大となる。従って、障害発生時にもサービスの信頼性を保つため、光信号切替え装置の構成を現用系と予備系の2重化構成(冗長構成)とすることが行われてきた。この2重化/2重化構成を、冗長化/冗長構成と呼んでいる。
このような従来の冗長構成を持たせた光伝送装置について説明する。
従来の冗長構成を有する光信号切替え装置においては、各入力光信号は、まず光分岐部である1×2光カプラ12-1〜12-Nで2分割される。そして2分割された入力光信号は、現用系N×M光スイッチおよび予備系N×M光スイッチに供給され、現用系、予備系それぞれのN×M光スイッチで経路切替えを行う。現用系、予備系のN×M光スイッチの出力光信号は、モニタで通信状態を監視されており、通信状態を監視することによって障害発生を検知し、制御部が複数の2×1光スイッチを制御して現用系光信号と予備系光信号の切替えおよび復帰を行わせている。2×1光スイッチから出力された光信号は同じ伝送路に送出される光信号が多重化されて送出される。それぞれの2×1光スイッチと出力光信号Out1〜OutM、伝送路の対応は固定的である。
また、光スイッチだけでなく、N×M光スイッチの出力ポート数に対応させて設ける必要がある光アンプやその他の部品等も数百から千個必要となり、Mの規模が大きくなるほど装置全体に占める光信号選択部のハードウェア規模が大きくなってきてしまう。また、コストも嵩み、信頼性も問題となってしまう。
本発明は、N×M光スイッチの規模が拡大しても、光信号選択部が小型で、かつ信頼性の高い光信号切替え装置および光信号切替え方法を提供することを目的とする。
まず実施例の説明に入る前に、本発明の光信号切替え装置および切替え方法が適用されり光ネットワークにおける本発明の位置付けについて説明する。
ネットワークの形態には、メッシュ型、リング型、ポイントツーポイント型等あるが、本発明はネットワークの形態には依存しない。
これらのノードは、監視制御用ネットワーク70を介してネットワーク監視制御装置80と接続されている。ネットワーク監視制御装置80は、監視制御用ネットワーク70を介して、各ノード装置50に光信号の経路切替え情報を設定するとともに、各ノードの状態情報を収集することが可能である。
以下の実施例においては、このノード装置50のスイッチ部40および装置監視制御部20で構成される部分を光信号切替え装置として説明しているが、波長合分波器(WDM)51、インタフェース52も含めて光信号切替え装置と考え、以下の実施例の図においては波長合分波器(WDM)51およびインタフェース52の図示が省略されていると見なしても構わない。
図1に示すように、本実施例の光信号切替え装置は、入力光信号を任意の波長に変換する複数の波長変換器11-1〜11-Nと、入力光信号を分岐する複数の1×2光カプラ12-1〜12-Nと、入力光信号の経路切替えを行う現用系光スイッチ13-1および予備系光スイッチ13-2からなる経路切替え部と、現用系光スイッチ13-1の出力光信号を波長多重する現用系波長合波器14-1と、予備系光スイッチ13-2の出力光信号を波長多重する予備系波長合波器14-2と、現用系光信号または予備系の光信号の一方を選択する2×1光スイッチ15と、選択された波長多重光信号を複数チャネルの光信号に分波して出力する波長分波器16と、経路切替え部の状態監視および光信号選択部15の制御を行う監視制御部18と、装置全体の監視制御を行う装置監視制御部20とで構成した。
図1に示すように、本実施例の光信号切替え装置においては、現用系光スイッチ13-1または予備系光スイッチ13-2の出力ポートが現用系波長合波器14-1または予備系波長合波器14-2の入力ポートと接続されている。一方、それぞれの波長合波器14-1, 14-2の入力ポートに入力可能な光波長は決まっている。また、これに合わせて入力された光信号に対して波長変換器11-1〜11-Nで波長変換を行い、かつ、光信号選択部の出力である波長多重された光信号に対して、波長合波器14-1、14-2と同様の波長特性を持つ波長分波器16で複数チャネルの光信号に分波する。分波した光信号は、それぞれの波長に対応した出力ポートに出力される。本実施例では、光信号の波長と波長分波器16の出力ポートを対応付けることができ、それによって伝送路との対応付けが可能である点に着目し、以下に説明する構成とした。それぞれの入力光信号を波長変換器11-1〜11-Nにおいてどの波長に波長変換するかは、装置監視制御部20の制御に基づいて行われる。装置監視制御部20は、図2に示したネットワーク全体を監視制御するネットワーク監視制御装置80から経路切替え情報を受信し、それに基づいて入力光信号の波長変換情報を割出し、波長変換器11-1〜11-Nに対して波長変換情報を設定している。このように構成することで、光スイッチ13-1、13-2の各出力ポートと波長分波器16の出力ポートが1対1対応するので、伝送路間を任意に接続することが可能となる。
複数の光伝送路から光信号切替え装置に入力された光信号In1〜InNは、装置監視制御部により波長変換器11-1〜11-Nに設定された波長変換情報に基づいて波長変換される(S71)。この波長変換情報は、複数の光伝送路から入力された光信号が現用系光スイッチ13-1または予備系光スイッチ13-2で経路切替えされた後、現用系波長合波器14-1または予備系波長合波器14-2に挿入でき、出力先伝送路と接続された出力ポートに出力されるように、装置監視制御部20が設定したものである。
また、監視制御部18は、経路切替え部および光信号選択部の状態情報を常時に装置監視制御部20に伝える。なお、現用系光スイッチと予備系光スイッチ両方とも正常な場合、現用系光信号を優先して選択する。光信号選択部により選択された波長多重光信号は、波長分波器16で複数チャネルの光信号に分波されて出力される(S76)。
本実施例の光信号切替え装置は、監視制御部18によって現用系光スイッチ13-1および予備系光スイッチ13-2の通信状態を監視する。監視制御部18は状態情報に基づき、光信号選択部である2×1光スイッチ15に対して、入力された現用系光信号または予備系光信号の正常な方を選択するよう直接制御する。また、状態情報を常時に装置監視制御部20に伝える。
図4は、現用系光スイッチ13-1に障害が発生した場合を示している。
本実施例の光信号切替え装置においては、現用系光スイッチ13-1および予備系光スイッチ13-2は、監視制御部18によって通信状態を監視されている。図3のように現用系光スイッチ13-1に障害が発生したとすると、監視制御部18が障害発生を検出する。監視制御部18は他方の予備系光スイッチ13-2が正常状態であるかどうか確認し、確認できた場合、光信号選択部である2×1光スイッチ15に対して、予備系光信号に切替えするよう制御し、通信回線を復帰させる。
具体例を述べると、100×100大容量光スイッチの従来型冗長構成においては、従来は光信号選択部である2×1光スイッチ100台が必要であったのに対して、本実施例の光信号切替え装置においては、波長変換器、現用系波長合波器、予備系波長合波器、1個の2×1光スイッチ、波長分波器の構成によって実現できるということになる。
また、2×1光スイッチは、稼動型の光部品である。従来例の構成では、稼動型光部品である2×1光スイッチを非常に多数使用することになる。これに対して本発明の構成要素は、1台の稼動型光部品2×1光スイッチ以外、全て不稼動型光部品で構成できる。不稼動型の光部品は、稼動型の光部品と比較して安定性、信頼性が高い。従って本発明のように光信号切替え装置を構成すると、より信頼性の高い光信号切替え装置を実現することが可能となる。
図5の光信号切替え装置は、複数の光伝送路から受信した光信号を分岐する複数の1×2光カプラ12-1〜12-Nと、入力光信号の経路切替えを行う経路切替え部である現用系光スイッチ13-1および予備系光スイッチ13-2と、現用系光スイッチ13-1および予備系光スイッチ13-2の出力光信号それぞれを所定の波長に変換する波長変換部22-1〜22-N,23-1〜23-Nと、波長変換された現用系光スイッチ13-1の出力光信号を波長多重する現用系波長合波器14-1と波長変換された予備系光スイッチ13-2の出力光信号を波長多重する予備系波長合波器14-2と、現用系光信号または予備系の光信号の一方を選択する2×1光スイッチ15と、選択された波長多重光信号を複数チャネルの光信号に分波して出力する波長分波器16と、経路切替え部の状態監視および光信号選択部15の制御を行う監視制御部18と、装置全体の監視制御を行う装置監視制御部20とで構成される。
光信号切替え装置50は、波長多重入力光信号を複数チャネルの光信号に分波する波長分波器24-1〜24-Mと、入力光信号を任意の波長に変換できる複数の波長変換機能付きインターフェース25-1〜25-i,25-j〜25-Nと、入力光信号を分岐する複数の光カプラ12-1〜12-i,12-j〜12-Nと、入力光信号の経路切替えを行う現用系光スイッチ13-1および予備系光スイッチ13-2からなる経路切替え部と、現用系光スイッチ13-1の出力光信号を波長多重する現用系波長合波器14-1と、予備系光スイッチ13-2の出力光信号を波長多重する予備系波長合波器14-2と、現用系および予備系の光信号の一方を選択する光信号選択部である2×1光スイッチ15と、選択された波長多重光信号を複数チャネルの光信号に分波する波長分波器16と、経路切替え部の状態監視および光信号選択部15の制御を行う監視制御部18と、波長分波器16で分波された光信号を光伝送路へ導く複数のインターフェース26-1〜26-i,26-j〜26-Nと、インターフェース26-1〜26-i,26-j〜26-Nを介した光信号を波長多重して出力する波長合波器27-1〜27-Mと、装置全体の監視制御を行う装置監視制御部20とで構成されている。
まず、光伝送路から受信した波長多重光信号を波長分波器24-1〜24-Mによって複数チャネルの光信号に分波して入力する。実施例1の説明のように現用系光スイッチ13-1または予備系光スイッチ13-2の出力ポートが現用系波長合波器14-1または予備系波長合波器14-2の入力ポートと接続されている。一方、それぞれの波長合波器14-1, 14-2の入力ポートに入力可能な光波長は決まっている。その点に着目し、これに合わせて入力された光信号に対して波長変換機能付きインターフェース25-1〜25-i,25-j〜25-Nで波長変換を行い、かつ、光信号選択部の出力である波長多重された光信号に対して、波長合波器14-1、14-2と同様の波長特性を持つ波長分波器16で複数チャネルの光信号に分波する。
なお、任意の波長分波器24-iの出力ポート数はKi(i:1,・・,M)とすると、インターフェース25-1〜25-N数Aは、
12-1〜12-N 1×2光カプラ
13-1, 13-2 N×N光スイッチ
14-1, 14-2 波長合波器
15 2×1光スイッチ
16 波長分波器
17 可変波長変換器の駆動部
18 監視制御部
19 2×1光スイッチの駆動部
22-1〜22-N 固定波長変換器
23-1〜23-N 固定波長変換器
24-1〜24-M 波長分波器
25-1〜25-N 波長変換機能付きインターフェース
26-1〜26-N インターフェース
27-1〜27-M 波長合波器
20装置監視制御部
30 波長多重光信号の伝送路
40 スイッチ部
50 ノード
51 波長合分波器
52 インターフェース
60 中継器
70 監視制御用ネットワーク
80 ネットワーク監視制御装置
90 ネットワーク構成図
I-11 光スイッチの入力光信号
O-11 光スイッチの出力光信号
K1〜KM 任意の波長分波器の出力ポート数
L1〜LM 任意の波長合波器の入力ポート数
Claims (8)
- 複数の入力ポートと複数の出力ポートを有し、前記入力ポートから入力された入力光信号の経路切替えを行って出力ポートから出力する光信号切替え装置であって、
複数の入力光信号それぞれについて波長変換を行う複数の波長変換部と、該波長変換部から出力された光信号をそれぞれ分岐し第1、第2の光スイッチに送る複数の光分岐部と、前記第1、第2の光スイッチからなり、前記光分岐部より送られてきた光信号の経路切替えを行う経路切替え部と、前記第1、第2の光スイッチに対応し、前記第1、第2の光スイッチにおいて経路切替えされた光信号を波長多重する第1、第2の波長合波器と、前記第1または第2の波長合波器から出力された光信号のいずれか一方を選択する光信号選択部と、該光信号選択部で選択された波長多重光信号を分波して出力する波長分波器と、前記経路切替え部の状態監視および前記光信号選択部の制御を行う監視制御部と、前記波長変換部の制御および装置全体の監視制御を行う装置監視制御部とを有することを特徴とする光信号切替え装置。 - 複数の入力ポートと複数の出力ポートを有し、前記入力ポートから入力された入力光信号の経路切替えを行って出力ポートから出力する光信号切替え装置であって、
複数の入力光信号をそれぞれ分岐し、第1、第2の光スイッチに送る複数の光分岐部と、第1、第2の光スイッチからなり、前記光分岐部より送られてきた光信号の経路切替えを行う経路切替え部と、前記第1、第2の光スイッチからの出力光信号のそれぞれを予め定めら得た波長に変換する固定波長変部と、前記第1、第2の光スイッチに対応して設けられ、前記固定波長変換部から出力された光信号を波長多重する第1、第2の波長合波器と、前記第1、第2の波長合波器から出力された光信号のいずれか一方を選択する光信号選択部と、前記光信号選択部で選択された波長多重光信号を分波して出力する波長分波器と、前記経路切替え部の状態監視および前記光信号選択部の制御を行う監視制御部と、装置全体の監視制御を行う装置監視制御部とを有することを特徴とする光信号切替え装置。 - 、
複数の入力光信号それぞれについてインターフェース処理を行う入力インタフェース部と、前記波長分波器において分波された光信号を光伝送路へ導く出力インタフェース部とを有し、前記波長変換部が行う波長変換処理を該インタフェース部で行いようにしたことを特徴とする請求項1に記載の光信号切替え装置。 - 複数の入力ポートから入力された入力光信号の経路切替えを行って複数の出力ポートから出力する光信号の切替え方法であって、
複数の入力光信号それぞれについて、ネットワーク全体の監視制御を行うネットワーク監視制御装置から受け取った経路切替え情報に基づいて割り出した波長変換情報に基づいて波長変換を行い、該波長変換を行った光信号をそれぞれ分岐し第1、第2の光スイッチに送り、前記第1、第2の光スイッチにおいて、光信号の経路切替えを行う経路切替え処理を行った後、前記第1、第2の光スイッチから出力された光信号をそれぞれ波長多重し、波長多重された前記第1または第2の波長合波器から出力された光信号のいずれか一方を選択し、該選択した波長多重光信号を分波して出力することを特徴とする光信号切替え方法。 - 入力ポートから入力された入力光信号の経路切替えを行って出力ポートから出力する光信号切替え方法であって、
前記入力光信号をそれぞれ分岐し、第1、第2の光スイッチに送出し、前記第1、第2の光スイッチにおいて経路切替えを行って出力された光信号のそれぞれを、予め定めら得た波長に変換し、前記第1、第2の光スイッチからの出力光信号毎に前記固定波長変換部から出力された光信号を波長多重し、前記波長多重された第1、第2の波長合波器から出力された光信号のいずれか一方を選択し、該選択された波長多重光信号を分波して出力することを特徴とする光信号切替え方法。 - 入力光信号を分岐して第1、第2の光スイッチにより経路切替えを行う光信号切替え装置において、
第1、第2の光スイッチの後段にそれぞれの光スイッチから出力された光信号を波長多重する第1、第2の波長合波器と、前記第1、第2の光スイッチからの出力光信号がそれぞれ前記第1、第2の波長合波器に入力可能なように光信号の波長変換を行う複数の波長変換器と、第1、第2の波長合波器において波長多重した第1および第2の光信号の一方を監視制御部の制御に基づいて選択する光信号選択部と、選択された波長多重光信号を複数チャネルの光信号に分波して出力する波長分波器とを有することを特徴とする光信号切替え装置。 - 前記波長変換器は前記光分岐部の前段に設けられ、該波長変換器には、ネットワーク全体を監視制御するネットワーク監視制御装置から受信した経路切替え情報に基づいて入力光信号の波長変換情報を割出して設定しておくことを特徴とする請求項6に記載の光信号切替え装置。
- 前記波長変換器は前記第1、第2の光スイッチの後段に設けられ、該波長変換器は前記第1、第2の光スイッチからの出力光信号のそれぞれを、前記第1、第2の波長合波器に入力可能な波長に変換することを特徴とする請求項6に記載の光信号切替え装置。
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