WO2018083886A1 - 光通信ノード - Google Patents

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WO2018083886A1
WO2018083886A1 PCT/JP2017/032868 JP2017032868W WO2018083886A1 WO 2018083886 A1 WO2018083886 A1 WO 2018083886A1 JP 2017032868 W JP2017032868 W JP 2017032868W WO 2018083886 A1 WO2018083886 A1 WO 2018083886A1
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wavelength
splitters
selective switches
optical communication
communication node
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Inventor
紀代 石井
井上　崇
並木　周
Original Assignee
国立研究開発法人産業技術総合研究所
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q3/00—Selecting arrangements
    • H04Q3/42—Circuit arrangements for indirect selecting controlled by common circuits, e.g. register controller, marker
    • H04Q3/52—Circuit arrangements for indirect selecting controlled by common circuits, e.g. register controller, marker using static devices in switching stages, e.g. electronic switching arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an optical communication node, and more specifically, to a node configuration for efficiently performing optical communication on all optical paths between nodes by sharing a wavelength converter in an optical communication network.
  • wavelength division multiplexing WDM transmission
  • optical communication nodes that switch communication channels in the optical domain are becoming increasingly important.
  • WDM transmission wavelength division multiplexing
  • optical communication nodes that switch communication channels in the optical domain are becoming increasingly important.
  • wavelength uniqueness of communication channels all on the path
  • wavelength collision there are multiple communication channels of the same wavelength on the same optical link
  • optical signals are electrically terminated on a node-by-node basis, so the wavelength of the communication channel can be set for each link, and if communication resources have free capacity, there is no communication demand. It was possible to allocate communication resources. As a result, it was possible to utilize communication resources without being restricted by the wavelength uniqueness of the communication channel.
  • this system since all communication channels are electrically terminated in all communication nodes, it is necessary to introduce many expensive optical transceivers. Therefore, introduction of an optical communication node for switching a communication channel in the optical region and relaxation of wavelength identity of a communication channel in which a wavelength converter is introduced are performed.
  • Wavelength conversion techniques include all-optical wavelength conversion (light-> light (OO) conversion) and wavelength conversion accompanied by electrical conversion (light-> electricity-> light (OEO) conversion).
  • OO light-> light
  • OEO optical conversion
  • the wavelength converter cannot be used simultaneously in a plurality of channels, and it is necessary to introduce a large number of expensive wavelength converters. For this reason, it is impossible to respond to the recent demand for cost reduction and energy saving in communication nodes.
  • the all-optical wavelength conversion can convert the wavelength of a plurality of channels simultaneously by the same amount. Accordingly, there is a need for an optical network that allows efficient utilization of communication resources by introducing an all-optical wavelength converter in an optical communication node.
  • Patent Document 1 discloses an optical path network using a wavelength converter for all-optical wavelength conversion.
  • this optical path network two wavelength converters are provided for each communication node, and WDM transmission with wavelength conversion is performed between the communication nodes.
  • Patent Document 1 does not disclose a node configuration that can share a wavelength converter simultaneously with a plurality of optical paths and wavelengths.
  • An object of the present invention is to provide a node configuration capable of sharing a wavelength converter simultaneously and flexibly with a plurality of optical paths and wavelengths in an optical communication network that performs wavelength division multiplexing communication (WDM transmission).
  • WDM transmission wavelength division multiplexing communication
  • the optical communication node provides an optical communication node disposed between a plurality of input ports and a plurality of output ports.
  • the optical communication node includes at least one splitter connecting a plurality of splitters, a plurality of wavelength selective switches connected to the plurality of splitters, at least one output of the plurality of wavelength selective switches, and at least one input of the plurality of splitters. And at least one wavelength converter disposed on the path.
  • At least one of the splitters equally divides the wavelength-converted wavelength light received from at least one wavelength converter and outputs it to a plurality of wavelength selective switches.
  • Each of the other splitters other than the at least one splitter equally divides the wavelength division multiplexed light received from the corresponding one of the plurality of input ports and outputs it to the plurality of wavelength selective switches.
  • At least one of the wavelength selective switches outputs wavelength light selected from wavelength division multiplexed light received from each of the other splitters other than at least one to at least one wavelength converter.
  • each of the other wavelength selective switches other than at least one of the wavelength-converted wavelength light received from at least one of the splitters or wavelength division multiplexed light received from each of the other splitters other than at least one
  • the selected wavelength light is output to a corresponding one of the plurality of output ports.
  • An optical communication node provides an optical communication node disposed between a plurality of input ports and a plurality of output ports.
  • the optical communication node connects at least a plurality of wavelength selective switches, a plurality of splitters connected to the plurality of wavelength selective switches, at least one output of the plurality of splitters, and at least one input of the plurality of wavelength selective switches.
  • at least one wavelength converter disposed on one path.
  • At least one of the wavelength selective switches selects wavelength light after wavelength conversion received from at least one wavelength converter and outputs the wavelength light to a plurality of splitters equally.
  • Each of the other wavelength selective switches other than at least one outputs the wavelength light selected from the wavelength division multiplexed light received from the corresponding one of the plurality of input ports equally to the plurality of splitters.
  • At least one of the splitters outputs wavelength light selected from the wavelength division multiplexed light received from each of the other wavelength selective switches other than at least one to at least one wavelength converter.
  • each of the other splitters other than the at least one splitter receives wavelength-converted wavelength light received from at least one of the wavelength selective switches, or wavelength division multiplexed light received from each of the other wavelength selective switches other than at least one. Is output to the corresponding one of the plurality of output ports.
  • An optical communication node provides an optical communication node disposed between a plurality of input ports and a plurality of output ports.
  • the optical communication node includes a plurality of splitters, a plurality of wavelength selective switches connected to the plurality of splitters, a drop transponder aggregator connected to the plurality of splitters, an add transponder aggregator connected to the plurality of wavelength selective switches, A drop wavelength selective switch, a wavelength converter, and an add wavelength selective switch are sequentially arranged on the path between the output of the drop transponder aggregator and the input of the add transponder aggregator.
  • each of the plurality of splitters equally divides the wavelength division multiplexed light received from the corresponding one of the plurality of input ports to provide a plurality of wavelength selective switches and drop transponders. Output to aggregator.
  • Each of the plurality of wavelength selective switches outputs wavelength light selected from the wavelength division multiplexed light received from each of the plurality of splitters or wavelength light received from the add transponder aggregator to a corresponding one of the plurality of output ports.
  • the wavelength converter converts the wavelength light selected from the wavelength division multiplexed light input from the drop wavelength selective switch into the add transponder aggregator via the add wavelength selective switch. Supply.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical communication network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a part of an optical communication network (optical network) 100, and three optical communication nodes 50 (ND 1 , ND 2 , ND 3 ) are mutually connected by n communication paths (paths, optical waveguides) P1 to Pn. The structure connected to is shown.
  • a plurality of optical communication nodes 50 corresponding to the network scale are connected to each other by a plurality of optical waveguides.
  • Optical waveguides P1 ⁇ Pn may include, for example optical fiber, or the substrate (Si substrate) on the cladding layer optical waveguide or the like comprising a core of (SiO 2, etc.) in (Si, etc.).
  • light (signals) having a plurality of wavelengths can propagate to each of the optical waveguides P1 to Pn in order to perform wavelength division multiplexing communication (WDM transmission).
  • WDM transmission wavelength division multiplexing communication
  • the present invention relates to the configuration of the optical communication node 50 of FIG. 1, as will be described in detail below.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the optical communication node 50 according to the embodiment of the present invention.
  • the optical communication node 50 of FIG. 2 shows an example including five splitters S0 to S4 and five wavelength selective switches (WSS, hereinafter referred to as “WSS”) W0 to W4 as a basic configuration.
  • WSS wavelength selective switches
  • Each of the four splitters S1 to S4 is connected to one input port IP1 to IP4 corresponding to the order via an optical waveguide, and further connected to five WSSs via the optical waveguide.
  • Each of the four WSSs W1 to W4 is connected to one corresponding output port OP1 to OP4 via an optical waveguide.
  • One wavelength converter WC is arranged in the middle of the optical waveguide 1 connecting the output of one WSS ⁇ W0 and the input of one splitter S0.
  • the outputs of the four splitters S1 to S4 are connected to a drop transponder aggregation switch TPA (Drop) via an optical waveguide.
  • the output of TPA (Drop) is connected to the receiver (receiver) Rx in the transceiver via the optical waveguide 2.
  • the input of the add transponder aggregation switch TPA (Add) is connected to the transmitter (transmitter) Tx in the transceiver via the optical waveguide 3, and the four outputs are connected to the four WSSs W1 to W4 via the optical waveguide. .
  • TPA drop transponder aggregation switch
  • transceiver only one transceiver (Rx, Tx) is shown, but in actuality, the number of output ports of TPA (Drop) and the number of input ports of TPA (Add) (both are 4 in FIG. 2).
  • the two transponder aggregation switches TPA (Drop) and TPA (Add) in FIG. 2 show a configuration example of a multicast switch (MCS) including four splitters and optical switches (Optical space switches).
  • MCS multicast switch
  • the transponder aggregation switch TPA is a C / C for enabling an optical communication channel (optical waveguide) that starts and ends at the node to connect to an arbitrary path at an arbitrary wavelength without colliding in the node.
  • C / D / C means conventional functions of Colorless, Directionless, and Contentionless.
  • a configuration including an add / drop WSS / splitter or a configuration using fixed demultiplexing not assuming C / D / C or the like may be employed.
  • FIG. 3 and 4 shows a configuration excluding the transponder aggregation switches TPA (Drop) and TPA (Add) and the transceivers (Rx, Tx) of FIG.
  • ⁇ (x, y) means the wavelength of the optical communication channel propagating in the optical waveguide (more precisely, light having the wavelength)
  • x is the input port number
  • y is the wavelength. Represents a number.
  • the wavelength ⁇ (1, 1) is input to the input port IP1.
  • the wavelength ⁇ (1, 1) is input to the splitter S1, it is equally branched and input to the five WSSs W0 to W4 and TPA (Drop).
  • the WSS ⁇ W3 passes the wavelength ⁇ (1, 1), and the optical signal ⁇ (1, 1) is transmitted to the output port OP3.
  • Output Since the wavelength ⁇ (1, 1) is blocked in WSSs other than W3, the wavelength ⁇ (1, 1) is not output to output ports other than the output port OP3.
  • TPA (Drop) the wavelength ⁇ (1, 1) from the input port IP1 is blocked by an internal optical switch.
  • the wavelength ⁇ (2, 1) and the wavelength ⁇ (2, 2) are input to the input port IP2.
  • the wavelength ⁇ (2, 1) and the wavelength ⁇ (2, 2) are input to the splitter S2, and then equally branched and input to the five WSSs W0 to W4 and the TPA (Drop).
  • the WSS ⁇ W4 passes the wavelength ⁇ (2, 2), and the wavelength ⁇ (2, 2) is output to the output port OP4.
  • the wavelength ⁇ (2, 2) is blocked in WSSs other than W4, the wavelength ⁇ (2, 2) is not output to output ports other than OP4.
  • the desired path is the receiver Rx. Therefore, in TPA (Drop), in order to pass the wavelength ⁇ (2, 1), the input from the input port IP2 is passed. At this time, since TPA (Drop) has no wavelength selection element, the wavelength ⁇ (2, 2) is also input to the receiver Rx at the same time.
  • TPA (Drop) has no wavelength selection element, the wavelength ⁇ (2, 2) is also input to the receiver Rx at the same time.
  • an optical filter is separately arranged between the TPA (Drop) and the transceiver (receiver Rx), and only a desired wavelength (for example, ⁇ (2, 1) in this case) is provided. It will be passed selectively.
  • the wavelength ⁇ (1, 2) is input to the splitter S1, and then equally branched and input to the five WSSs W0 to W4 and the TPA (Drop).
  • WSS ⁇ W0 passes the wavelength ⁇ (1, 2).
  • the wavelength ⁇ (1, 2) passes through W0 and is then input to the wavelength converter WC via the optical waveguide 1. Note that the wavelength ⁇ (1, 2) is blocked in WSS and TPA (Drop) other than W0.
  • the wavelength ⁇ (1, 2) input to the wavelength converter WC is converted to the wavelength ⁇ (1, 1) by the wavelength conversion function.
  • the converted wavelength ⁇ (1, 1) is described as wavelength ⁇ (1, 2 ⁇ 1).
  • the wavelength ⁇ (1, 2 ⁇ 1) is input to the splitter S0, and then equally branched and input to the five WSSs W0 to W4. Since wavelength collision at the output port OP4, which is a desired output port, has been eliminated by the wavelength conversion, W4 is newly added to the wavelength ⁇ (1, 2 ⁇ 1) in addition to the wavelength ⁇ (2, 2) that has already passed. Can be passed.
  • the wavelength collision said here means that the some optical communication channel which uses the same wavelength overlaps in one optical fiber (optical waveguide) (multiplexing).
  • the operations of the TPA (Drop) and the receiver Rx for the wavelength ⁇ (2, 1) terminating at this node are the same as in the case of FIG. 3 described above.
  • the optical communication node according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 described above generally has the following characteristics. (1) Using WSS (W0), only the wavelength necessary for wavelength conversion can be extracted and input to the wavelength converter WC, and can also be applied to EON (Elastic Optical Network). (2) By using the splitter (S0), the wavelength after wavelength conversion can be distributed to a plurality of routes. (3) Unnecessary wavelengths after wavelength conversion can be deleted by re-inputting WSS (W1 to W4). (4) One wavelength converter WC can be used simultaneously with input wavelengths from a plurality of routes and output wavelengths to a plurality of routes.
  • “simultaneous use” means that a plurality of input wavelengths from a plurality of different paths can be input to one wavelength converter WC, and a plurality of converted output wavelengths can be distributed to different desired paths, respectively. It means that there is.
  • the discrete wavelength arrangement means that a plurality of wavelengths (wavelength difference) input to the wavelength converter WC are relatively large, that is, a plurality of wavelengths can enter the wavelength interval.
  • two wavelengths input to the splitters S1 and S2 from the input ports IP1 and IP2 are wavelengths that require wavelength conversion. It is assumed that the distance between these two wavelengths (wavelength difference) is relatively large. If the two wavelengths branched from the splitters S1 and S2 and input to the WSS / W0 are left as they are, the wavelength interval is wide as shown in FIG.
  • FIG. 6 shows a configuration example of the optical communication node 50 that includes the wavelength bank (wavelength pool) for supplying the dummy wavelength described with reference to FIG. 5 as one means.
  • one wavelength bank 5 is connected to WSS ⁇ W0 through the optical waveguide 4.
  • the wavelength bank 5 generates a plurality of wavelength lights that can be used in optical communication in order to supply the dummy wavelength to the WSS / W0 in order to avoid the accumulation of the ASE noise described above when the wavelength conversion is performed by the wavelength converter WC. Supply function).
  • the configuration example of FIG. 6 uses the fact that the input from the wavelength converter WC to the WC is unnecessary, assuming that the wavelength conversion is performed once at one node. The structure which connects is shown.
  • FIG. 7 shows a configuration example in which the splitter and the WSS are replaced before and after the configuration example of the optical communication node of FIG.
  • the configuration written as Drop and Add is the same as the configuration of FIG. 2, the configuration of the transponder aggregation switch TPA and the transceiver (Rx, Tx), the configuration including the WSS / splitter for add / drop, or C / D / A configuration using fixed demultiplexing that does not assume C or the like can be employed. This also applies to the configurations of FIGS. 8 to 10 described below.
  • any of the splitters S0 to S4 Is selectively sent to the output port to which it is connected.
  • the light of the wavelength ⁇ (x, y) that needs to be converted is sent from the splitter S0 to the wavelength converter WC for wavelength conversion.
  • the wavelength ⁇ (x, y ′) after wavelength conversion is sent to one of the splitters S1 to S4 after being wavelength-selected by WSS ⁇ W0, and then output to the output port connected thereto.
  • the operation on the drop side for the light of wavelength ⁇ (x, y) terminated at this communication node is basically the same as the operation using TPA (Drop) described with reference to FIGS. Note that the configuration example of FIG. 7 does not correspond to the operation of filling with the dummy wavelength described with reference to FIG.
  • FIG. 8 is a configuration example of an optical communication node when a wavelength bank is adopted in the configuration example of FIG.
  • the wavelength bank 6 is connected to the splitter S0 through the optical waveguide 4. Similar to the wavelength bank 5 in FIG. 6, the wavelength bank 6 is used in optical communication to supply a dummy wavelength to the splitter S0 in order to avoid the above-described accumulation of ASE noise when wavelength conversion is performed by the wavelength converter WC. It has a function of generating (supplying) a plurality of possible wavelengths of light. Furthermore, since the splitter S0 does not have a wavelength selection (arrangement) function, the wavelength bank 6 is configured to have a function of controlling the wavelength arrangement within its own bank.
  • FIG. 9 and 10 show an example of the configuration of an optical communication node when there are two wavelength converters WC and one wavelength bank is included.
  • the wavelength converter WC can include three or more wavelength converters in one optical communication node.
  • FIG. 9 corresponds to a configuration example in which one wavelength converter is newly added via the optical waveguide 7 in the configuration of FIG.
  • two splitters S01 and S02 and two WSS / W01 and W02 connected to the wavelength converters WC1 and WC2 are employed.
  • a splitter 8 is newly provided in the optical waveguide 4 connecting the wavelength banks 5 and W01 and W02.
  • the operation of the optical communication node 50 in FIG. 9 is basically the operation of the optical communication node 50 described with reference to FIGS. 3 and 6 except that wavelength conversion is performed using two wavelength converters. It is the same.
  • FIG. 10 corresponds to a configuration example in which one wavelength converter is newly added via the optical waveguide 7 in the configuration in which the splitter and the WSS of FIG. Along with having two wavelength converters WC1 and WC2, two WSS / W01 and W02 and two WSS / W04 and W05 connected to the wavelength converters WC1 and WC2 are employed. Further, in order to share one wavelength bank 5 with two WSSs W01 and W02, a splitter 8 is newly provided in the optical waveguide 4 connecting the wavelength bank 5 and W04 and W05.
  • the operation of the optical communication node 50 in FIG. 9 is basically the operation of the optical communication node 50 described with reference to FIGS. 3 and 7 except that wavelength conversion is performed using two wavelength converters. It is the same.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an optical communication node including one wavelength converter WC on the TPA side (Add, Drop side) of one embodiment of the present invention.
  • the components including the same are the same as those in FIG. In FIG.
  • WSS ⁇ W5 provided on the output side of the drop transponder aggregation switch TPA (Drop)
  • WSS ⁇ W6 provided on the input side of the add transponder aggregation switch TPA (Add)
  • WSS W5 A wavelength converter WC13 provided in the optical waveguide 12 connecting W6 is newly arranged.
  • ⁇ (x, y) in FIGS. 12 and 13 means the wavelength of light propagating in the optical waveguide (more precisely, light having that wavelength), x represents an input port number, and y represents a wavelength number.
  • ⁇ (1, 1) is input to the input port IP1.
  • the wavelength ⁇ (1, 1) is input to the splitter S1, it is equally branched and input to the four WSSs W1 to W4 and TPA (Drop).
  • the WSS ⁇ W3 passes the wavelength ⁇ (1, 1), and the optical signal ⁇ (1, 1) is transmitted to the output port OP3.
  • Output Since the wavelength ⁇ (1, 1) is blocked in WSSs other than W3, the wavelength ⁇ (1, 1) is not output to output ports other than the output port OP3.
  • the wavelength ⁇ (1, 1) input to the TPA (Drop) passes through the splitter S5, is equally divided, and is input to the optical switches O1, O2, O3, and the wavelength selective switch W5.
  • the optical switches O1, O2, and O3 block the input from the input port IP1, and the wavelength selective switch W5 also blocks the wavelength ⁇ (1, 1).
  • the wavelength ⁇ (1, 1) is blocked in the TPA (Drop).
  • the wavelength ⁇ (2, 1) and the wavelength ⁇ (2, 2) are input to the input port IP2.
  • the wavelength ⁇ (2, 1) and the wavelength ⁇ (2, 2) are input to the splitter S2, and then equally branched and input to the four WSSs W1 to W4 and the TPA (Drop).
  • the WSS ⁇ W4 passes the wavelength ⁇ (2, 2), and the wavelength ⁇ (2, 2) is output to the output port OP4.
  • the wavelength ⁇ (2, 2) is blocked in WSSs other than W4, the wavelength ⁇ (2, 2) is not output to output ports other than OP4. Since the wavelength ⁇ (2, 1) is terminated at this node, the desired path is the receiver Rx.
  • the wavelength ⁇ (2, 1) and the wavelength ⁇ (2, 2) input to the TPA (Drop) pass through the splitter S6 and are equally divided into the optical switches O1, O2, O3 and the wavelength selective switch W5. Is input.
  • the optical switch O1 passes the input from the input port OP2 in order to connect the wavelength ⁇ (2, 2) to the receiver Rx. Since there is no wavelength selection element here, the wavelength ⁇ (2, 2) is also input to the receiver Rx at the same time.
  • the transceiver has a coherent reception function, even when the wavelength ⁇ (2, 1) and the wavelength ⁇ (2, 2) are simultaneously input to the receiver Rx, the desired wavelength ⁇ (2, 1, 2) is received by the local oscillator in the receiver. ) Only can be received.
  • an optical filter is separately disposed between the TPA (Drop) and the receiver Rx, and only a desired wavelength is allowed to pass.
  • the optical switches O2 and O3 block input from the input port IP2.
  • the wavelength selective switch W5 blocks the wavelength ⁇ (2, 1) and the wavelength ⁇ (2, 2).
  • the wavelength ⁇ (1, 2) is inputted to the splitter S1, and then equally branched and inputted to the four WSSs W1 to W4 and the TPA (Drop).
  • the wavelength ⁇ (1, 2) input to the TPA (Drop) is input to the optical switches O1, O2, O3 and WSS ⁇ W5 through the splitter S5 together with the existing wavelength ⁇ (1, 1).
  • wavelength ⁇ (1,2) is blocked.
  • the optical switches O1, O2, and O3 block input from the input port IP1.
  • the wavelength selective switch W5 blocks the wavelength ⁇ (1, 1) and passes only the wavelength ⁇ (1, 2).
  • the wavelength ⁇ (1, 2) is input to the wavelength converter WC (13).
  • the wavelength ⁇ (1, 2) input to the wavelength converter WC (13) is converted to the wavelength ⁇ (1, 1) by the wavelength conversion function.
  • the converted wavelength ⁇ (1, 1) is described as wavelength ⁇ (1, 2-> 1).
  • the wavelength ⁇ (1, 2 ⁇ 1) is input to WSS ⁇ W6, and is switched and output to the splitter S12 corresponding to the desired output port OP4 at W6.
  • the wavelength ⁇ (1, 2 ⁇ 1) is input to WSS ⁇ W4 via the splitter S12. Since wavelength collision at the output port OP4, which is the desired output port, has been eliminated by the wavelength conversion, W4 uses the wavelength ⁇ (1,2 ⁇ 1) in addition to the wavelength ⁇ (2,2) that has already passed. It is possible to pass through.
  • the optical communication node of the present invention can be used as a node of an optical network, for example, in a large-capacity optical transmission system such as WDM transmission.
  • Optical waveguide optical path
  • WSS Wavelength selective switch
  • Optical communication node 100: Optical communication network (optical network)

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Abstract

光波長多重通信（ＷＤＭ伝送）を行う光通信ネットワークにおいて、複数の光パスおよび波長で同時にかつ柔軟に波長変換器を共用することができるノード構成を提供する。本発明は、複数の入力ポート（ＩＰ１～ＩＰ４）と複数の出力ポート（ＯＰ１～ＯＰ４）の間に配置される光通信ノード５０を提供する。その光通信ノード５０は、複数のスプリッタＳ０～Ｓ４と、複数のスプリッタに接続する複数の波長選択スイッチ（Ｗ０～Ｗ４）と、複数の波長選択スイッチの少なくとも１つ（Ｗ０）の出力と、複数のスプリッタの少なくとも１つ（Ｓ０）の入力とを繋ぐ少なくとも１つのパス１上に配置された少なくとも１つの波長変換器ＷＣとを含む。

Description

光通信ノード
　本発明は、光通信ノードに関し、より具体的には、光通信ネットワークにおいて、波長変換器を共用することによりノード間の全光パス上での光通信を効率的に行うためのノード構成に関する。
　近年の通信量の飛躍的な増加に伴い、波長分割多重通信（ＷＤＭ伝送）および光領域で通信チャネルの切り替えを行う光通信ノードなどの大容量通信技術がますます重要になってきている。ＷＤＭ伝送および光通信ノードを利用する光ネットワークでは、全光パスにおいて波長衝突（同一光リンクに同じ波長の通信チャネルが複数存在すること）を避けつつ、通信チャネルの波長一意性（経路上の全光リンクにおいて同一の波長を使用）を確保する必要がある。
　従来の通信ネットワークでは、ノード・バイ・ノードで光信号を電気終端していたため、リンク毎に通信チャネルの波長を設定可能であり、通信資源に空容量があれば、通信需要にその空いている通信資源を割当てることが可能であった。その結果、通信チャネルの波長一意性の制約を受けずに通信資源を活用することができた。しかしながらこの方式では、全通信ノードにおいて全通信チャネルが電気終端するため、高価な光送受信機を多数導入する必要があった。そこで、光領域で通信チャネルの切り替えを行う光通信ノードの導入と、波長変換器を導入した通信チャネルの波長同一性の緩和が行われている。
　波長変換技術には、全光波長変換（光―＞光（ＯＯ）変換）と電気変換を伴う波長変換（光―＞電気―＞光（ＯＥＯ）変換）がある。電気変換を伴う波長変換器を用いる場合、複数のチャネルで波長変換器を同時使用することができず、高価な波長変換器を多数導入する必要がある。そのため、昨今の通信ノードでの低コスト化及び省エネ化の要求に答えることができない。一方、全光波長変換は複数のチャネルを同時に同量だけ波長変換することが可能である。したがって、光通信ノードにおいて全光波長変換器を導入し効率的な通信資源の活用を可能とする光ネットワークが求められている。
　特許文献１は、全光波長変換の波長変換器を用いた光パスネットワークを開示する。この光パスネットワークでは、通信ノード毎に２つの波長変換器を設けて通信ノード間で波長変換を伴うＷＤＭ伝送を行っている。しかし、特許文献１は、複数の光パスおよび波長で同時に波長変換器を共用することができるノード構成を開示するものではない。
特開２００９－１７１４８号公報
　本発明は、波長分割多重通信（ＷＤＭ伝送）を行う光通信ネットワークにおいて、複数の光パスおよび波長で同時にかつ柔軟に波長変換器を共用することができるノード構成を提供することを目的とする。
　本発明の一態様の光通信ノードは、複数の入力ポートと複数の出力ポートの間に配置される光通信ノードを提供する。その光通信ノードは、複数のスプリッタと、複数のスプリッタに接続する複数の波長選択スイッチと、複数の波長選択スイッチの少なくとも１つの出力と、複数のスプリッタの少なくとも１つの入力とを繋ぐ少なくとも１つのパス上に配置された少なくとも１つの波長変換器とを含む。
　本発明の一態様の光通信ノードにおいて、スプリッタの少なくとも１つは、少なくとも１つの波長変換器から受ける波長変換後の波長光を均等に分岐して複数の波長選択スイッチに出力する。少なくとも１つ以外の他のスプリッタの各々は、複数の入力ポートの対応する１つから受ける波長分割多重光を均等に分岐して複数の波長選択スイッチに出力する。波長選択スイッチの少なくとも１つは、少なくとも１つ以外の他のスプリッタの各々から受ける波長分割多重光の中から選択した波長光を少なくとも１つの波長変換器に出力する。さらに、少なくとも１つ以外の他の波長選択スイッチの各々は、スプリッタの少なくとも１つから受ける波長変換後の波長光、または少なくとも１つ以外の他のスプリッタの各々から受ける波長分割多重光の中から選択した波長光を複数の出力ポートの対応する１つに出力する。
　本発明の他の一態様の光通信ノードは、複数の入力ポートと複数の出力ポートの間に配置される光通信ノードを提供する。その光通信ノードは、複数の波長選択スイッチと、複数の波長選択スイッチに接続する複数のスプリッタと、複数のスプリッタの少なくとも１つの出力と、複数の波長選択スイッチの少なくとも１つの入力とを繋ぐ少なくとも１つのパス上に配置された少なくとも１つの波長変換器とを含む。
　本発明の他の一態様の光通信ノードにおいて、波長選択スイッチの少なくとも１つは、少なくとも１つの波長変換器から受ける波長変換後の波長光を選択して均等に複数のスプリッタに出力する。少なくとも１つ以外の他の波長選択スイッチの各々は、複数の入力ポートの対応する１つから受ける波長分割多重光の中から選択した波長光を均等に複数のスプリッタに出力する。スプリッタの少なくとも１つは、少なくとも１つ以外の他の波長選択スイッチの各々から受ける波長分割多重光の中から選択された波長光を少なくとも１つの波長変換器に出力する。さらに、記少なくとも１つ以外の他のスプリッタの各々は、波長選択スイッチの少なくとも１つから受ける波長変換後の波長光、または少なくとも１つ以外の他の波長選択スイッチの各々から受ける波長分割多重光の中から選択された波長光を複数の出力ポートの対応する１つに出力する。
　本発明の他の一態様の光通信ノードは、複数の入力ポートと複数の出力ポートの間に配置される光通信ノードを提供する。その光通信ノードは、複数のスプリッタと、複数のスプリッタに接続する複数の波長選択スイッチと、複数のスプリッタに接続するドロップ用トランスポンダアグリゲータと、複数の波長選択スイッチに接続するアド用トランスポンダアグリゲータと、ドロップ用トランスポンダアグリゲータの出力とアド用トランスポンダアグリゲータの入力との間のパス上に順番に配置された、ドロップ用波長選択スイッチ、波長変換器、及びアド用波長選択スイッチを含む。
　本発明の他の一態様の光通信ノードにおいて、複数のスプリッタの各々は、複数の入力ポートの対応する１つから受ける波長分割多重光を均等に分岐して複数の波長選択スイッチとドロップ用トランスポンダアグリゲータに出力する。複数の波長選択スイッチの各々は、複数のスプリッタの各々から受ける波長分割多重光の中から選択した波長光、またはアド用トランスポンダアグリゲータから受ける波長光を複数の出力ポートの対応する１つに出力する。さらに、波長変換器は、ドロップ用波長選択スイッチを介して入力される波長分割多重光の中から選択された波長光を波長変換した波長光をアド用波長選択スイッチを介してアド用トランスポンダアグリゲータに供給する。
本発明の一実施形態の光通信ネットワークの構成を示す図である。 本発明の一実施形態の１つのＷＣを含む光通信ノードの構成を示す図である。 図２の本発明の一実施形態の光通信ノードの動作を説明するための図である。 図２の本発明の一実施形態の光通信ノードの動作を説明するための図である。 図２の本発明の一実施形態の光通信ノードの動作を説明するための図である。 本発明の他の一実施形態の１つの波長バンクを含む光通信ノードの構成を示す図である。 本発明の他の一実施形態の１つのＷＣを含む光通信ノードの構成を示す図である。 本発明の他の一実施形態の１つの波長バンクを含む光通信ノードの構成を示す図である。 本発明の他の一実施形態の２つのＷＣと１つの波長バンクを含む光通信ノードの構成を示す図である。 本発明の他の一実施形態の２つのＷＣと１つの波長バンクを含む光通信ノードの構成を示す図である。 本発明の他の一実施形態のＴＰＡ側に１つのＷＣを含む光通信ノードの構成を示す図である。 図１１の本発明の他の一実施形態の光通信ノードの動作を説明するための図である。 図１１の本発明の他の一実施形態の光通信ノードの動作を説明するための図である。
　図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態の光通信ネットワークの構成を示す図である。図１は光通信ネットワーク（光ネットワーク）１００の一部であり、３つの光通信ノード５０（ＮＤ１、ＮＤ２、ＮＤ３）がｎ本の通信経路（パス、光導波路）Ｐ１～Ｐｎによって相互に接続された構成を示している。光通信ネットワーク１００の全体では、そのネットワーク規模に応じた複数の光通信ノード５０が複数の光導波路によって相互に接続される。光導波路Ｐ１～Ｐｎは、例えば光ファイバ、あるいは基板（Ｓｉ基板等）上のクラッド層（ＳｉＯ２等）中のコア（Ｓｉ等）からなる光導波路等を含むことができる。光通信ネットワーク１００では、波長分割多重通信（ＷＤＭ伝送）を行うために光導波路Ｐ１～Ｐｎの各々に複数の波長の光（信号）が伝搬することができる。本発明は、詳細は下記に示すように、図１の光通信ノード５０の構成に関する。
　図２は、本発明の一実施形態の光通信ノード５０の構成を示す図である。図２の光通信ノード５０は、基本構成として５つのスプリッタＳ０～Ｓ４と５つの波長選択スイッチ（ＷＳＳ、以下「ＷＳＳ」と呼ぶ）Ｗ０～Ｗ４を含む例を示している。４つのスプリッタＳ１～Ｓ４の各々は、順番に対応する１つの入力ポートＩＰ１～ＩＰ４に光導波路を介して接続し、さらに５つのＷＳＳに光導波路を介して接続する。４つのＷＳＳ・Ｗ１～Ｗ４の各々は順番に対応する１つの出力ポートＯＰ１～ＯＰ４に光導波路を介して接続する。１つのＷＳＳ・Ｗ０の出力と１つのスプリッタＳ０の入力を繋ぐ光導波路１の途中には１つの波長変換器ＷＣが配置されている。
　４つのスプリッタＳ１～Ｓ４の出力は、ドロップ用トランスポンダ集約スイッチ（Transponder aggregator）ＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）に光導波路を介して接続する。ＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）の出力は光導波路２を介してトランシーバ内の受信器（レシーバ）Ｒｘに接続する。アド用トランスポンダ集約スイッチＴＰＡ（Ａｄｄ）の入力はトランシーバ内の送信器（トランスミッタ）Ｔｘに光導波路３を介して接続し、４つの出力は４つのＷＳＳ・Ｗ１～Ｗ４に光導波路を介して接続する。なお、図２では、１つのトランシーバ（Ｒｘ、Ｔｘ）しか描かれていないが、実際にはＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）の出力ポート数及びＴＰＡ（Ａｄｄ）の入力ポート数（図２ではいずれも４）に相当する４つのトランシーバ（Ｒｘ、Ｔｘ）が存在し、各出力ポートと対応するトランシーバのレシーバＲｘの間、及び各入力ポートと対応するトランシーバのトランスミッタＴｘの間が、図２に例示される光導波路２、３と同様に、それぞれ光導波路を介して接続される。
　図２の２つのトランスポンダ集約スイッチＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）、ＴＰＡ（Ａｄｄ）は、一例として、いずれも４つのスプリッタ（Splitter）及び光スイッチ（Optical space switch）からなるマルチキャストスイッチ（MCS）の構成例を示している。トランスポンダ集約スイッチＴＰＡは、光通信ノードにおいて、そのノードで始終端する光通信チャネル（光導波路）を任意の方路に任意の波長で、ノード内で衝突することなく接続可能とするためのＣ／Ｄ／Ｃ―ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）として機能する。ここでＣ／Ｄ／Ｃとは、従来からあるColorless、Directionless、及びContentionlessの各機能を意味する。なお、トランスポンダ集約スイッチＴＰＡに替えて、アド／ドロップ用のＷＳＳ／スプリッタを含む構成、あるいはＣ／Ｄ／Ｃ等を想定しない固定分波を使用する構成を採用することもできる。
　ここで、図３～図５を参照しながら、図２の本発明の一実施形態の光通信ノードの動作例について説明する。図３と図４の構成は図２の構成と同じである。図５は、図２のトランスポンダ集約スイッチＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）、ＴＰＡ（Ａｄｄ）とトランシーバ（Ｒｘ、Ｔｘ）を除いた構成を示している。図３と図４中のλ（ｘ、ｙ）は、光導波路中を伝搬する光通信チャネルの波長（より正確にはその波長を有する光）を意味し、ｘが入力ポート番号、ｙが波長番号を表している。
　最初に図３を参照して、波長変換が必要ない場合の動作について説明する。今、入力ポートＩＰ１に波長λ（１、１）が入力されているとする。波長λ（１、１）はスプリッタＳ１に入力された後、均等に分岐されて５つのＷＳＳ・Ｗ０～Ｗ４、およびＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）に入力される。ここで、波長λ（１、１）の所望の経路は出力ポートＯＰ３であるため、ＷＳＳ・Ｗ３は波長λ（１、１）を通過させ、出力ポートＯＰ３に光信号λ（１、１）を出力する。Ｗ３以外の他のＷＳＳでは波長λ（１、１）をブロックするため、出力ポートＯＰ３以外の出力ポートには波長λ（１、１）は出力しない。また、ＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）では、内部の光スイッチにより入力ポートＩＰ１からの波長λ（１、１）はブロックされる。
　同様に、入力ポートＩＰ２に波長λ（２、１）と波長λ（２、２）が入力されているとする。波長λ（２、１）と波長λ（２、２）は、スプリッタＳ２に入力された後、均等に分岐されて５つのＷＳＳ・Ｗ０～Ｗ４、およびＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）に入力される。ここで、波長λ（２、２）の所望の経路は出力ポートＯＰ４であるため、ＷＳＳ・Ｗ４は波長λ（２、２）を通過させ、出力ポートＯＰ４に波長λ（２、２）が出力する。Ｗ４以外の他のＷＳＳでは波長λ（２、２）をブロックするため、ＯＰ４以外の出力ポートには波長λ（２、２）は出力しない。
　一方、波長λ（２、１）はこのノードで終端するため、所望の経路はレシーバＲｘとなる。そのため、ＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）では、波長λ（２、１）を通過させるため、入力ポートＩＰ２からの入力を通過させる。この時、ＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）には波長選択要素がないため、波長λ（２、２）も同時にレシーバＲｘに入力されることとなる。トランシーバがコヒーレント受信機能を持つ場合は、波長λ（２、１）と波長λ（２、２）が同時にレシーバＲｘに入力された場合でも、レシーバＲｘ内のローカルオシレータにより所望の波長λ（２、１）のみを受信することができる。トランシーバがコヒーレント受信機能を持たない場合には、ＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）とトランシーバ（レシーバＲｘ）との間に光フィルタを別途配置し、所望の波長（例えば本ケースのλ（２、１））のみを選択的に通過させることとなる。
　次に図４を参照して、波長変換が必要な場合の動作について説明をする。図３の状況から、新たに、入力ポートＩＰ１に波長λ（１、２）が入力されたとする。この波長λ（１、２）の所望の経路は出力ポートＯＰ４であるが、ＯＰ４には既に入力ポートＩＰ２からの波長λ（２、２）が割り当てられているため、同じ波長を用いて入力ポートＩＰ１からの波長λ（１、２）を割当てることができない。そこで、波長変換を用いることとなる。
　波長λ（１、２）はスプリッタＳ１に入力された後、均等に分岐されて、５つのＷＳＳ・Ｗ０～Ｗ４、およびＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）に入力される。ここで、波長λ（１、２）は波長変換器ＷＣに入力させて波長を変更する必要がある。そのため、ＷＳＳ・Ｗ０は波長λ（１、２）を通過させる。波長λ（１、２）はＷ０を通過の後、光導波路１を介して波長変換器ＷＣに入力される。なお、Ｗ０以外の他のＷＳＳおよびＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）では、波長λ（１、２）はブロックされる。
　波長変換器ＷＣに入力された波長λ（１、２）は、波長変換機能により波長λ（１、１）に変換される。なお、図４では変換された波長λ（１、１）を波長λ（１、２―＞１）と記載している。波長λ（１、２―＞１）はスプリッタＳ０に入力された後、均等に分岐されて５つのＷＳＳ・Ｗ０～Ｗ４に入力される。波長変換により所望の出力ポートであるＯＰ４での波長衝突が解消されているため、Ｗ４は既に通過している波長λ（２、２）に加え、新規に波長λ（１、２―＞１）を通過させることが可能となる。なお、ここで言う波長衝突は、同じ波長を使用する複数の光通信チャネルが一つの光ファイバ（光導波路）中で重なってしまうこと（多重）を意味する。このノードで終端する波長λ（２、１）についてのＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）とレシーバＲｘの動作については、上述した図３の場合と同様である。
　上述した図２の本発明の一実施形態の光通信ノードは、総括的には以下の特徴を有する。
（１）ＷＳＳ（Ｗ０）を用いて、波長変換に必要な波長のみを取り出して波長変換器ＷＣに入力することができ、ＥＯＮ（Elastic Optical Network）にも対応することができる。
（２）スプリッタ（Ｓ０）を用いることで、波長変換後の波長を複数の方路へ配分することができる。
（３）波長変換後の不要波長は、再度入力するＷＳＳ（Ｗ１～Ｗ４）にて削除することができる。
（４）複数の方路からの入力波長と複数の方路への出力波長とで、1つの波長変換器ＷＣを同時に使用することができる。ここで言う「同時使用」とは、複数の異なる方路からの複数の入力波長を1つの波長変換器ＷＣに入力し、変換後の複数の出力波長をそれぞれ所望の異なる方路へ分配可能であることを意味する。
　次に図５を参照して、とびとび波長配置での波長変換を行う場合の動作（対応）について説明する。とびとび波長配置とは、波長変換器ＷＣに入力される複数の波長の間隔（波長差）が比較的大きい、すなわちその波長間隔に複数の波長が入ることができる場合を意味する。今、図５に示すように、入力ポートＩＰ１、ＩＰ２からスプリッタＳ１、Ｓ２に入力する２つの波長が波長変換必要な波長とする。この２つの波長の間隔（波長差）は比較的大きいとする。スプリッタＳ１、Ｓ２から分岐されてＷＳＳ・Ｗ０に入力する２つの波長は、そのままだと（Ａ）に示すように波長間隔が広く空いている状態である。
　この状態のままで２つの波長を波長変換器ＷＣで波長変換してしまうと、波長変換器ＷＣ中の光増幅器（例えばＥＤＦＡ等）でＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）雑音が発生し蓄積してしまう。そこで、（Ｂ）に示すように、スプリッタＳ１～Ｓ４から分岐されてＷＳＳ・Ｗ０に入力する波長を用いて、Ｗ０においてダミー波長として２つの波長間及びそれらの周りを埋めた後に、波長変換器ＷＣで波長変換することでＡＳＥ雑音の蓄積を回避（低減）する。波長変換器ＷＣから出たダミー波長は、スプリッタＳ０で分岐されてＷＳＳに入力するが、そこで削除（非選択）することができる。
　図５を参照しながら説明したダミー波長を供給するための波長バンク（波長プール）を１つの手段として含む光通信ノード５０の構成例を図６に示す。図６では、１つの波長バンク５が光導波路４を介してＷＳＳ・Ｗ０に接続されている。波長バンク５は、波長変換器ＷＣで波長変換する際に上述したＡＳＥ雑音の蓄積を回避するためにダミー波長をＷＳＳ・Ｗ０に供給するべく、光通信で利用可能な複数の波長光を発生（供給）する機能を備えている。なお、図６の構成例は、１つのノードで波長変換は１回行うことが前提の場合、波長変換器ＷＣからＷＣへの入力が不要であることを活用して、ダミー波長用の波長バンクを接続する構成を示している。
　次に、図７～図１３を参照して、本発明の他の一実施形態の光通信ノードについて説明する。図７は、図２の光通信ノードの構成例に対してスプリッタとＷＳＳとを前後に入れ替えた構成例を示している。Ｄｒｏｐ、Ａｄｄと書かれた構成は、図２の構成の場合と同様にトランスポンダ集約スイッチＴＰＡ及びトランシーバ（Ｒｘ、Ｔｘ）の構成、アド／ドロップ用のＷＳＳ／スプリッタを含む構成、あるいはＣ／Ｄ／Ｃ等を想定しない固定分波を使用する構成を採用することができる。この点、下記に説明する図８～図１０の構成においても同様である。
　図７の構成例では、入力ポートＩＰ１～ＩＰ４からＷＳＳ・Ｗ１～Ｗ４に入る複数の波長λ（ｘ、ｙ）の光がＷＳＳに入り、各ＷＳＳで波長選択された後にスプリッタＳ０～Ｓ４のいずれかに選択的に送られ、そこから接続する出力ポートへ出力される。その際に、波長変換が必要な波長λ（ｘ、ｙ）の光はスプリッタＳ０から波長変換器ＷＣに送られて波長変換される。波長変換後の波長λ（ｘ、ｙ´）は、ＷＳＳ・Ｗ０で波長選択された後にスプリッタＳ１～Ｓ４のいずれかに送られ、そこから接続する出力ポートへ出力される。この通信ノードで終端する波長λ（ｘ、ｙ）の光についてのドロップ側の動作は、基本的に図３、図４を参照して説明したＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）を用いた動作と同様である。なお、図７の構成例は、図５を参照しながら説明したダミー波長で埋める動作には対応していない。
　図８は、図７の構成例において、波長バンクを採用した場合の光通信ノードの構成例である。図８では、波長バンク６が光導波路４を介してスプリッタＳ０に接続している。波長バンク６は、図６の波長バンク５と同様に、波長変換器ＷＣで波長変換する際に上述したＡＳＥ雑音の蓄積を回避するためにダミー波長をスプリッタＳ０に供給するべく、光通信で利用可能な複数の波長光を発生（供給）する機能を備えている。さらに、スプリッタＳ０には波長選択（配置）機能が無いので、波長バンク６は自らのバンク内で波長配置を制御する機能も有するように構成される。
　図９と図１０は、波長変換器ＷＣが２つあり、かつ１つの波長バンクを含む場合の光通信ノードの構成例を示す。なお、波長変換器ＷＣは１つの光通信ノードで３以上の複数個含むこともできる。図９は、図６の構成において新たに光導波路７を介して１つの波長変換器を追加した構成例に相当する。２つの波長変換器ＷＣ１、ＷＣ２を有することに伴い、波長変換器ＷＣ１、ＷＣ２に接続する２つのスプリッタＳ０１、Ｓ０２、及び２つのＷＳＳ・Ｗ０１、Ｗ０２を採用している。また、１つの波長バンク５から２つのＷＳＳ・Ｗ０１、Ｗ０２にダミー波長を供給するために、波長バンク５とＷ０１、Ｗ０２を繋ぐ光導波路４にスプリッタ８を新たに設けている。図９の光通信ノード５０の動作は、波長変換が２つの波長変換器を利用して行われる点を除いて、基本的に図３、図６を参照しながら説明した光通信ノード５０の動作と同様である。
　図１０は、図７のスプリッタとＷＳＳとを前後に入れ替えた構成において、新たに光導波路７を介して１つの波長変換器を追加した構成例に相当する。２つの波長変換器ＷＣ１、ＷＣ２を有することに伴い、波長変換器ＷＣ１、ＷＣ２に接続する２つのＷＳＳ・Ｗ０１、Ｗ０２、及び２つのＷＳＳ・Ｗ０４、Ｗ０５を採用している。また、１つの波長バンク５を２つのＷＳＳ・Ｗ０１、Ｗ０２で共用するために、波長バンク５とＷ０４、Ｗ０５を繋ぐ光導波路４にスプリッタ８を新たに設けている。図９の光通信ノード５０の動作は、波長変換が２つの波長変換器を利用して行われる点を除いて、基本的に図３、図７を参照しながら説明した光通信ノード５０の動作と同様である。
　図１１は、本発明の一実施形態のＴＰＡ側（Ａｄｄ、Ｄｒｏｐ側）に１つの波長変換器ＷＣを含む光通信ノードの構成を示す図である。４つのスプリッタＳ１～Ｓ４と、４つのＷＳＳ・Ｗ１～Ｗ４と、ドロップ用トランスポンダ集約スイッチＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）と、アド用トランスポンダ集約スイッチＴＰＡ（Ａｄｄ）と、トランジーバ（受信器Ｒｘ、送信器Ｔｘ）とを含む構成部分は、図２の構成と同様である。図１１では、ドロップ用トランスポンダ集約スイッチＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）の出力側に設けられたＷＳＳ・Ｗ５と、アド用トランスポンダ集約スイッチＴＰＡ（Ａｄｄ）の入力側に設けられたＷＳＳ・Ｗ６と、ＷＳＳのＷ５とＷ６とを結ぶ光導波路１２に設けられた波長変換器ＷＣ１３とが新たに配置されている。
　図１２と図１３は、図１１の本発明の一実施形態の光通信ノードの動作を説明するための図である。図３と図４の場合と同様に、図１２と図１３中のλ（ｘ、ｙ）は、光導波路中を伝搬する光の波長（より正確にはその波長を有する光）を意味し、ｘが入力ポート番号、ｙが波長番号を表している。最初に図１２を参照して、波長変換が必要ない場合の動作について説明する。今、入力ポートＩＰ１に波長λ（１、１）が入力されているとする。波長λ（１、１）はスプリッタＳ１に入力された後、均等に分岐されて４つのＷＳＳ・Ｗ１～Ｗ４、およびＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）に入力される。ここで、波長λ（１、１）の所望の経路は出力ポートＯＰ３であるため、ＷＳＳ・Ｗ３は波長λ（１、１）を通過させ、出力ポートＯＰ３に光信号λ（１、１）を出力する。Ｗ３以外の他のＷＳＳでは波長λ（１、１）をブロックするため、出力ポートＯＰ３以外の出力ポートには波長λ（１、１）は出力しない。
　また、ＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）に入力された波長λ（１、１）はスプリッタＳ５を通過し、等分に分岐されて、光スイッチＯ１、Ｏ２、Ｏ３、および波長選択スイッチＷ５に入力される。光スイッチＯ１、Ｏ２、Ｏ３は入力ポートＩＰ１からの入力をブロックし、波長選択スイッチＷ５も波長λ（１、１）をブロックする。これにより、波長λ（１、１）はＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）においてブロックされる。
　同様に、入力ポートＩＰ２に波長λ（２、１）と波長λ（２、２）が入力されているとする。波長λ（２、１）と波長λ（２、２）は、スプリッタＳ２に入力された後、均等に分岐されて４つのＷＳＳ・Ｗ１～Ｗ４、およびＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）に入力される。ここで、波長λ（２、２）の所望の経路は出力ポートＯＰ４であるため、ＷＳＳ・Ｗ４は波長λ（２、２）を通過させ、出力ポートＯＰ４に波長λ（２、２）が出力する。Ｗ４以外の他のＷＳＳでは波長λ（２、２）をブロックするため、ＯＰ４以外の出力ポートには波長λ（２、２）は出力しない。また、波長λ（２、１）はこのノードで終端するため、所望の経路はレシーバＲｘとなる。
　ＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）に入力された波長λ（２、１）と波長λ（２、２）は、スプリッタＳ６を通過し、等分に分岐されて、光スイッチＯ１、Ｏ２、Ｏ３および波長選択スイッチＷ５に入力される。光スイッチＯ１は波長λ（２、２）をレシーバＲｘに接続するため、入力ポートＯＰ２からの入力を通過させる。ここでは波長選択要素がないため、波長λ（２、２）も同時にレシーバＲｘに入力される。トランシーバがコヒーレント受信機能を持つ場合は、波長λ（２、１）と波長λ（２、２）が同時にレシーバＲｘに入力された場合でも、レシーバ内のローカルオシレータにより所望の波長λ（２、１）のみを受信することができる。トランシーバがコヒーレント受信機能を持たない場合には、ＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）とレシーバＲｘとの間に光フィルタを別途配置し、所望の波長のみを通過させることとなる。光スイッチＯ２、Ｏ３では入力ポートＩＰ２からの入力をブロックする。波長選択スイッチＷ５では波長λ（２、１）と波長λ（２、２）をブロックする。
　次に図１３を参照して、波長変換が必要な場合の動作について説明をする。図１２の状況から、新たに、入力ポートＩＰ１に波長λ（１、２）が入力されたとする。この波長λ（１、２）の所望の経路は出力ポートＯＰ４であるが、ＯＰ４には既に入力ポートＩＰ２からの波長λ（２、２）が割り当てられているため、同じ波長を用いて入力ポートＩＰ１からの波長λ（１、２）を割当てることができない。そこで、波長変換を用いることとなる。
　波長λ（１、２）はスプリッタＳ１に入力された後、均等に分岐されて、４つのＷＳＳ・Ｗ１～Ｗ４、およびＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）に入力される。ここで、波長λ（１、２）は波長変換器ＷＣに入力させて波長を変更する必要がある。ＴＰＡ（Ｄｒｏｐ）に入力された波長λ（１、２）は既存波長λ（１、１）とともに、スプリッタＳ５を介して、光スイッチＯ１、Ｏ２、Ｏ３およびＷＳＳ・Ｗ５に入力される。ＷＳＳのＷ１～Ｗ４では波長λ（１、２）はブロックされる。光スイッチＯ１、Ｏ２、Ｏ３は入力ポートＩＰ１からの入力をブロックする。波長選択スイッチＷ５は、波長λ（１、１）はブロックし、波長λ（１、２）のみを通過させる。これにより、波長λ（１、２）は波長変換器ＷＣ（１３）に入力される。
　波長変換器ＷＣ（１３）に入力された波長λ（１、２）は、波長変換機能により波長λ（１、１）に変換される。なお、図１３では変換された波長λ（１、１）を波長λ（１、２―＞１）と記載している。波長λ（１、２―＞１）はＷＳＳ・Ｗ６に入力され、Ｗ６にて所望の出力ポートＯＰ４に対応するスプリッタＳ１２へと切替え出力される。波長λ（１、２―＞１）はスプリッタＳ１２を介してＷＳＳ・Ｗ４に入力される。波長変換により所望の出力ポートであるＯＰ４での波長衝突が解消されているため、Ｗ４は既にすでに通過している波長λ（２、２）に加えて波長λ（１、２―＞１）を通過させることが可能となる。
　本発明の実施形態について、図を参照しながら説明をした。しかし、本発明はこれらの実施形態に限られるものではない。さらに、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できるものである。
　本発明の光通信ノードは、光ネットワークのノードとして、例えばＷＤＭ伝送等の大容量光伝送システムにおいて利用することができる。
　１、２、３、４、７、１２：光導波路（光パス）
　５、６：波長バンク
　８：スプリッタ
　１３：波長選択スイッチ（ＷＳＳ）
　５０：光通信ノード
　１００：光通信ネットワーク（光ネットワーク）

 

Claims (10)

  1. 　複数の入力ポートと複数の出力ポートの間に配置される光通信ノードであって、
    　複数のスプリッタと、
    　前記複数のスプリッタに接続する複数の波長選択スイッチと、
    　前記複数の波長選択スイッチの少なくとも１つの出力と、前記複数のスプリッタの少なくとも１つの入力とを繋ぐ少なくとも１つのパス上に配置された少なくとも１つの波長変換器と、を含み、
    　前記スプリッタの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの波長変換器から受ける波長変換後の波長光を均等に分岐して前記複数の波長選択スイッチに出力し、
    　前記少なくとも１つ以外の他のスプリッタの各々は、複数の入力ポートの対応する１つから受ける波長分割多重光を均等に分岐して前記複数の波長選択スイッチに出力し、
    　前記波長選択スイッチの少なくとも１つは、前記少なくとも１つ以外の他のスプリッタの各々から受ける前記波長分割多重光の中から選択した波長光を前記少なくとも１つの波長変換器に出力し、
    　前記少なくとも１つ以外の他の波長選択スイッチの各々は、前記スプリッタの少なくとも１つから受ける前記波長変換後の波長光、または前記少なくとも１つ以外の他のスプリッタの各々から受ける前記波長分割多重光の中から選択した波長光を複数の出力ポートの対応する１つに出力する、光通信ノード。
  2. 　前記波長選択スイッチの少なくとも１つに接続する、複数のダミー波長光を供給可能な波長バンクをさらに含み、
    　前記波長選択スイッチの少なくとも１つは、前記スプリッタの少なくとも１つ以外の他のスプリッタの各々から受ける前記波長分割多重光の中から選択した波長光に、前記波長バンクから供給される少なくとも１つのダミー波長光を加えて、前記少なくとも１つの波長変換器に出力する、請求項１に記載の光通信ノード。
  3. 　前記少なくとも１つ以外の他のスプリッタに接続するドロップ用トランスポンダアグリゲータと、
    　前記少なくとも１つ以外の他の波長選択スイッチに接続するアド用トランスポンダアグリゲータと、
    　前記ドロップ用トランスポンダアグリゲータに接続する受信器と、
    　前記アド用トランスポンダアグリゲータに接続する送信器と、をさらに含む請求項２に記載の光通信ノード。
  4. 　前記複数の波長選択スイッチの少なくとも１つは２以上の波長選択スイッチを含み、前記複数のスプリッタの少なくとも１つは２以上のスプリッタを含み、前記少なくとも１つの波長変換器は２以上の波長変換器を含み、
    　前記２以上の波長変換器の各々は、前記２以上の波長選択スイッチの各出力と前記２以上のスプリッタの各入力とを繋ぐ各パス上に配置され、
    　前記波長バンクは、１つのスプリッタを介して接続する前記２以上の波長選択スイッチに前記少なくとも１つのダミー波長光を供給する、請求項２に記載の光通信ノード。
  5. 　複数の入力ポートと複数の出力ポートの間に配置される光通信ノードであって、
    　複数の波長選択スイッチと、
    　前記複数の波長選択スイッチに接続する複数のスプリッタと、
    　前記複数のスプリッタの少なくとも１つの出力と、前記複数の波長選択スイッチの少なくとも１つの入力とを繋ぐ少なくとも１つのパス上に配置された少なくとも１つの波長変換器と、を含み、
    　前記波長選択スイッチの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの波長変換器から受ける波長変換後の波長光を選択して均等に前記複数のスプリッタに出力し、
    　前記少なくとも１つ以外の他の波長選択スイッチの各々は、複数の入力ポートの対応する１つから受ける波長分割多重光の中から選択した波長光を均等に前記複数のスプリッタに出力し、
    　前記スプリッタの少なくとも１つは、前記少なくとも１つ以外の他の波長選択スイッチの各々から受ける前記波長分割多重光の中から選択された波長光を前記少なくとも１つの波長変換器に出力し、
    　前記少なくとも１つ以外の他のスプリッタの各々は、前記波長選択スイッチの少なくとも１つから受ける前記波長変換後の波長光、または前記少なくとも１つ以外の他の波長選択スイッチの各々から受ける前記波長分割多重光の中から選択された波長光を複数の出力ポートの対応する１つに出力する、光通信ノード。
  6. 　前記スプリッタの少なくとも１つに接続する、複数のダミー波長光を供給可能な波長バンクをさらに含み、
    　前記スプリッタの少なくとも１つは、前記波長選択スイッチの少なくとも１つ以外の他の波長選択スイッチの各々から受ける前記波長分割多重光の中から選択された波長光に、前記波長バンクから供給される少なくとも１つのダミー波長光を加えて、前記少なくとも１つの波長変換器に出力する、請求項５に記載の光通信ノード。
  7. 　前記少なくとも１つ以外の他の波長選択スイッチに接続するドロップ用トランスポンダアグリゲータと、
    　前記少なくとも１つ以外の他のスプリッタに接続するアド用トランスポンダアグリゲータと、
    　前記ドロップ用トランスポンダアグリゲータに接続する受信器と、
    　前記アド用トランスポンダアグリゲータに接続する送信器と、をさらに含む請求項６に記載の光通信ノード。
  8. 　前記複数のスプリッタの少なくとも１つは２以上のスプリッタを含み、前記複数の波長選択スイッチの少なくとも１つは２以上の波長選択スイッチを含み、前記少なくとも１つの波長変換器は２以上の波長変換器を含み、
    　前記２以上の波長変換器の各々は、前記２以上のスプリッタの各出力と前記２以上の波長選択スイッチの各入力とを繋ぐ各パス上に配置され、
    　前記波長バンクは、１つのスプリッタを介して接続する前記２以上のスプリッタに前記少なくとも１つのダミー波長光を供給する、請求項６に記載の光通信ノード。
  9. 　複数の入力ポートと複数の出力ポートの間に配置される光通信ノードであって、
    　複数のスプリッタと、
    　前記複数のスプリッタに接続する複数の波長選択スイッチと、
    　前記複数のスプリッタに接続するドロップ用トランスポンダアグリゲータと、
    　前記複数の波長選択スイッチに接続するアド用トランスポンダアグリゲータと、
    　前記ドロップ用トランスポンダアグリゲータの出力と前記アド用トランスポンダアグリゲータの入力との間のパス上に順番に配置された、ドロップ用波長選択スイッチ、波長変換器、及びアド用波長選択スイッチを含み、
    　前記複数のスプリッタの各々は、複数の入力ポートの対応する１つから受ける波長分割多重光を均等に分岐して前記複数の波長選択スイッチと前記ドロップ用トランスポンダアグリゲータに出力し、
    　前記複数の波長選択スイッチの各々は、前記複数のスプリッタの各々から受ける前記波長分割多重光の中から選択した波長光、または前記アド用トランスポンダアグリゲータから受ける波長光を複数の出力ポートの対応する１つに出力し、
    　前記波長変換器は、前記ドロップ用波長選択スイッチを介して入力される前記波長分割多重光の中から選択された波長光を波長変換した波長光を前記アド用波長選択スイッチを介して前記アド用トランスポンダアグリゲータに供給する、光通信ノード。
  10. 　前記ドロップ用トランスポンダアグリゲータに接続する受信器と、
    　前記アド用トランスポンダアグリゲータに接続する送信器と、をさらに含む請求項９に記載の光通信ノード。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2018181944A1 (ja) * 2017-03-31 2020-02-06 国立研究開発法人産業技術総合研究所 光通信装置及び光通信システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006140598A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Fujitsu Ltd 光伝送装置及び同装置の経路増設方法並びに同装置の経路増設用光スイッチモジュール
US20100092172A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-15 Hwan-Seok Chung Apparatus and method for cross-connecting optical path in wavelength division multiplexing system
JP2010103640A (ja) * 2008-10-21 2010-05-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光中継装置
JP2011040997A (ja) * 2009-08-11 2011-02-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光波長多重伝送システム
JP2013183371A (ja) * 2012-03-02 2013-09-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光識別再生装置及び光経路切り替え装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006140598A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Fujitsu Ltd 光伝送装置及び同装置の経路増設方法並びに同装置の経路増設用光スイッチモジュール
US20100092172A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-15 Hwan-Seok Chung Apparatus and method for cross-connecting optical path in wavelength division multiplexing system
JP2010103640A (ja) * 2008-10-21 2010-05-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光中継装置
JP2011040997A (ja) * 2009-08-11 2011-02-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光波長多重伝送システム
JP2013183371A (ja) * 2012-03-02 2013-09-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光識別再生装置及び光経路切り替え装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2018181944A1 (ja) * 2017-03-31 2020-02-06 国立研究開発法人産業技術総合研究所 光通信装置及び光通信システム

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