JP3586586B2 - 光波リングシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のノードが互いにリング状に接続されてなる光波リングシステムに係わり、特に複数の波長の光信号を扱う光波リングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットの普及等による各種通信量の増大や広帯域データサービスの出現に伴って、基幹ネットワークの転送容量の拡大要求が急速に増大している。データサービス用の装置としてのルータやＡＴＭ（ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｄｅ：非同期転送モード）スイッチはすでにギガビット／秒の広帯域インタフェースを有するようになっており、既存の同期網ネットワークに前記装置を直接接続することが困難となっている。そこで、既存の同期網ネットワークのインタフェースとなっている『低次群の信号を高次群の信号に時分割多重する装置』をスキップしてネットワークに接続する技術、あるいは、波長単位にギガビット／秒以上の転送能力を有する波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術が必要とされてきていてる。
【０００３】
図１５は、従来のポイント・ツー・ポイント（Ｐｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ）波長多重伝送システムを表わしたものである。第１〜第Ｎの光波長送信部１１_１、１１_２、……１１_Ｎはそれぞれ第１〜第Ｎの光信号を固有波長λ_１〜λ_Ｎの光信号として変換した後、光波長多重部１２に送出する。光波長多重部１２ではこれらの光信号を多重して送出側に接続された伝送路１３に送出する。伝送路１３には適宜、光波長増幅部１４が設けられており、多重されている波長λ_１〜λ_Ｎの光信号のうちの劣化した光の再生が行なわれている。
【０００４】
光波長分離部１５は、その受信側に接続された伝送路１６から多重された光信号を入力し、これらを元の波長λ_１〜λ_Ｎの光信号に分離して、それぞれ対応する第１〜第Ｎの光波長受信部１６_１、１６_２、……１６_Ｎで元の信号を再生することになる。
【０００５】
このような図１５に示したポイント・ツー・ポイント波長多重システムでは、伝送路１３、１６を構成する光ファイバが断になったり光送受信器にトラブルが発生した等の障害時に信号の伝送を保護するためのプロテクション機能を備えていない。
【０００６】
光波長多重プロテクション機能を実現する手法としてもっとも単純なものは、各光終端ノードで障害の検出を行なって、全波長の多重レベルで、すなわち１本の光ファイバ単位でプロテクションを実現するものである。
【０００７】
図１６は、従来提案されたこのようなプロテクションを採用した光波リングシステムの一例を表わしたものである。特開平６−６１９８６号公報で開示されたこの光波リングシステムは、マスタ局２１と、第１〜第３のスレーブ局２２〜２４の間に４本の光ファイバ３１〜３４をリング状に接続した４ファイバリングを構成している。このうち２本の光ファイバ３１、３２がワークライン（ｗｏｒｋ ｌｉｎｅ）、すなわち現用ラインを構成しており、残りの２本の光ファイバ３３、３４がプロテクションライン（ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ）、すなわち予備ラインを構成している。
【０００８】
この図１６に示す光波リングシステムでは、障害が発生していない場合を示しており、マスタ局２１に配置されたクロック供給装置２５から出力されるマスタクロックが第１〜第３のスレーブ局２２〜２４を順に経て供給される様子を表わしている。
【０００９】
図１７はこの光波リングシステムでマスタ局と第１のスレーブ局との間におけるワークラインで障害が発生した場合を表わしたものである。第１および第２の光ファイバ３１_１、３２_１からなるワークラインで障害４１が発生した結果として、この区間ではプロテクションラインを構成する２本の光ファイバ３３_１、３４_１がマスタクロックを供給するように供給路が切り替えられる。第１のスレーブ局２２とマスタ局２１の間で、第２のスレーブ局２２と第３のスレーブ局２４を経由する伝送路では、図１６と同様の経路でマスタクロックの伝送が行なわれる。
【００１０】
図１８は、これに対してマスタ局と第１のスレーブ局との間でワークラインのみならずプロテクションラインでも障害が発生した場合を表わしたものである。第１および第２の光ファイバ３１_１、３２_１からなるワークラインおよび第３および第４の光ファイバ３３_１、３４_１からなるプロテクションラインの双方で障害４１が発生した結果として、マスタ局２１から第３のスレーブ局２４方向への光ファイバ３２_４を起点としたマスタクロックの伝達が行なわれるようになる。
【００１１】
ここではマスタクロックの伝送について説明したが、第１〜第４の光ファイバ３１〜３４がそれぞれ複数の波長λ_１〜λ_Ｎの光信号を多重して伝送し、そのうちの１つ以上の波長の光信号について障害が発生した場合も同様の手法で伝送路の切り替えを行なっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の障害対策の手法は、図１５に示したように１本の伝送路に複数の波長λ_１〜λ_Ｎの光信号を多重している場合であって、その一部の波長の伝送経路に障害が発生した場合にも１本の光ファイバ単位で、信号の伝送経路のプロテクションを行なっていた。これは、わずか１つの波長の障害のために、多重された残りの全波長の光信号について伝送路の切り替えを行なうことを意味している。
【００１３】
近年、光増幅技術や波長多重技術が急速に発展してきており、１本の光ファイバを伝送する光信号の多重数Ｎが大きな数値になってきている。このような背景の下で、１つの波長に関する障害の発生の場合にも多重化された残りの全波長の光信号の切り替えを行なわなければならないとすると、正常に運用されているこれらの波長の光信号が、プロテクション切り替えの際に切替動作に伴う瞬断の影響を受ける場合があるといった問題があった。また、この伝送路の切り替えに伴うルーティングのやり直し（リルーティング）に伴う信号の遅延の問題が発生したり、全体として波長帯域の使用効率が低下するといった問題もあった。
【００１４】
そこで本発明の目的は、ポイント・ツー・ポイント波長多重伝送システムで一部の波長について障害が発生したときでも、障害の発生した波長に対してのみプロテクション機能を実現することのできる光波リングシステムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、（イ）リング状のネットワークを構成する複数のノードのうちの１つ手前のノードから光ファイバを介して送られてくる波長多重された光信号を入力してそれぞれ割り当てられた波長の光信号を分離する波長分離手段と、（ロ）この波長分離手段によって分離された波長の光信号ごとにそれらのオーバヘッドを終端して、割り当てられた波長の光信号が送られてくる直前の区間におけるその波長に関する障害の発生の有無を判別する障害有無判別手段と、この障害有無判別手段が障害の発生を検出したとき、その波長の光信号の伝送に障害の発生した直前の区間を回避する形で１つ手前のノードとの間でこの波長の光信号を伝送できる経路を選択するスイッチ手段と、このスイッチ手段から出力される光信号の帯域幅を狭くする狭帯域化手段とをそれぞれ配置し、複数のノードのうちの所定のノードに割り当てられた波長ごとに用意された光波リング手段と、（ハ）所定のノードに割り当てられた波長ごとに用意された光波リング手段からそれぞれ出力される光信号を多重してリング状のネットワークを構成する次のノードに接続された光ファイバにこれを送出する波長多重手段とを光波リングシステムに具備させる。
【００２０】
すなわち請求項１記載の発明では、光波リング手段がそれぞれのノードで波長ごとに用意されており、波長分離手段で分離された後のその光波リング手段に割り当てられた波長の光信号を入力するようになっている。光波リング手段は、割り当てられた波長の光信号のオーバヘッドを終端して障害が発生したかどうかを判別し、その割り当てられた波長の光信号について直前の区間で障害が発生したことが判別されたときにはスイッチ手段を制御することで障害の回復を図るようになっている。スイッチ手段を経た光信号は、次のノードに向かう際に光ファイバを伝送されるが、このとき光信号の波長が変更され、他の波長の光信号と共に波長多重手段で再び多重される。このように請求項１記載の発明では、あたかも波長ごとにリング状のネットワークが構成されているような形態となっているので、一部の波長について障害が発生したときでも、障害の発生した波長に対してのみプロテクション機能を実現することができる。しかも狭帯域化手段によって出力される光信号の帯域幅を狭くするようにしたので、光信号を多重する際に信号同士の影響が少なくなり、効率的かつ品質のよい多重化を実現することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
【００２８】
【実施例】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００２９】
第１の実施例
【００３０】
図１は本発明の第１の実施例における光波リングシステムの全体的な構成の概要を表わしたものである。ここでは、図示を簡略にするために２つの代表的な波長λ_ｉおよびλ_ｊの２つの波長についてのみのシステム構成を表わしている。本実施例の光波リングシステムは、第１〜第４のノード１０１、１０２、１０３、１０４により構成される。
【００３１】
第１〜第４のノード１０１、１０２、１０３、１０４には、それぞれ光信号の波長を多重したり分離したりする波長多重・分離部１３２、１３３が配置され、第１〜第３のノード１０１、１０２、１０３に波長λ_ｉ用として光波リング装置１３１_ｉが設置される。また、破線で示すように、第２〜第４のノード１０２、１０３、１０４には、波長λ_ｊ用として、光波リング装置１３１_ｊが設置される。光波リングシステムには、クライアント１３５が接続される。クライアント１３５は、具体的にＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）・ＳＯＮＥＴ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ ＮＥＴｗｏｒｋ）装置、ＩＰルータ、ＡＴＭ装置等である。これらクライアント装置は、光波リングシステムを介して通信することができる。クライアント１３５を接続する必要のない場合もある。ノード１０４において、波長λ_ｉに対しては、透過用の接続１１４_ｉにより波長多重・分離部１３２、１３３間を接続することにより、信号を透過させればよい。同様にノード１０１において、波長λ_ｊに対しては透過用の接続１１１_ｊにより波長多重・分離部１３２、１３３間を接続することにより、信号を透過させることができる。
【００３２】
ノード１０４は、波長λ_ｉに対して、伝送路がスルーとなったノードであり、光波リング装置１３１および、それらに接続するクライアントが存在しない。波長λ_ｊに対しては、ノード１０１がスルーとなったノードである。
【００３３】
各波長について単独で考察すると、このように本実施例の光波リングシステムでは４つのノードが配置され、それらによって４本の光ファイバ１４１〜１４４がリング状に接続されている。すなわち、本実施例の光波リングシステムは４ファイバリングを構成している。このうち２本の光ファイバ１４１、１４２がワークライン（ｗｏｒｋ ｌｉｎｅ）、すなわち現用ラインを構成しており、残りの２本の光ファイバ１４３、１４４がプロテクションライン（ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ）、すなわち予備ラインを構成している。これらの光ファイバ１４１〜１４４は波長ごとに個別に用意されているのではなく、それぞれが光信号を波長多重している。
【００３４】
図２は、波長多重の概念を表わしたものである。１本の光ファイバをここでは光ファイバ１４０と表わすことにする。本実施例の光ファイバ１４０は第１の波長λ_１の伝送路１５１_１から第３２の波長λ_３２の伝送路１５１_３２までの合計３２の伝送路の集合体（Σλ）と考えることができる。そして、本実施例ではそれぞれの波長ごとにリング構造が採られている。これは、あたかも上下に３２面のリング状構造が存在し、それぞれの上下３２個ずつの光波リング装置を接続するために、波長多重された４本の光ファイバ１４１〜１４４が接続されているように考えることができる。本実施例では、数値“３２”を適宜Ｎで置き換えて説明する。
【００３５】
図３は、光波リングシステムを構成する４本の光ファイバを接続するノードの１つについてその構成を示したものである。他のノードの構成も同様である。第１の波長λ_１から第Ｎ（第３２）の波長λ_Ｎに対応して１つのノードには、第１の波長λ_１用の光波リング装置１３１_１から第Ｎの波長λ_Ｎの光波リング装置１３１_Ｎまでの合計Ｎ個の光波リング装置１３１が配置されている。ただし、ここでは説明を単純にするために図１に示した接続１１１_ｊのように、特定波長を透過するような構成はとらないものとし、全ての波長に対して光波リング装置１３１を備えているものとする。
【００３６】
ノードには、図１に示した４本の光ファイバ１４１〜１４４に対応する形で４つずつの波長多重部１６１〜１６４および波長分離部１６５〜１６８が配置されている。ここで第１の波長多重部１６１は、第１の波長λ_１用の光波リング装置１３１_１〜第Ｎの波長λ_Ｎの光波リング装置１３１_Ｎのそれぞれから出力されるこれらの波長の光信号１７１を多重して、出力波長多重信号１８１を出力する。この出力波長多重信号１８１は、図１に示したワークラインとしての光ファイバ１４１_１に送り出される信号となる。
【００３７】
第２の波長多重部１６２についても同様であり、第１の波長λ_１用の光波リング装置１３１_１〜第Ｎの波長λ_Ｎの光波リング装置１３１_Ｎのそれぞれから出力されるこれらの波長の光信号１７２を多重して、出力波長多重信号１８２を出力する。この出力波長多重信号１８２は、図１に示したプロテクションラインとしての光ファイバ１４３_１に送り出される信号となる。
【００３８】
第３の波長多重部１６３は、第１〜第Ｎの光波リング装置１３１_１〜１３１_Ｎにおける第１および第２の波長多重部１６１、１６２の配置される側と反対側に設けられており、同様に第１の波長λ_１用の光波リング装置１３１_１〜第Ｎの波長λ_Ｎの光波リング装置１３１_Ｎのそれぞれから出力されるこれらの波長の光信号１７３を多重して、出力波長多重信号１８３を出力する。この出力波長多重信号１８３は、出力波長多重信号１８１が送出される側と逆方向に出力され、図１に示したワークラインとしての光ファイバ１４２_４に送り出される信号となる。
【００３９】
第４の波長多重部１６４も、第１〜第Ｎの光波リング装置１３１_１〜１３１_Ｎにおける第１および第２の波長多重部１６１、１６２の配置される側と反対側に設けられており、同様に第１の波長λ_１用の光波リング装置１３１_１〜第Ｎの波長λ_Ｎの光波リング装置１３１_Ｎのそれぞれから出力されるこれらの波長の光信号１７４を多重して、出力波長多重信号１８４を出力する。この出力波長多重信号１８４は、出力波長多重信号１８３が送出される側と同一方向に出力され、図１に示したプロテクションラインとしての光ファイバ１４４_４に送り出される信号となる。
【００４０】
次に第１の波長分離部１６５は、図１に示したワークラインとしての光ファイバ１４２_１から入力波長多重信号１８５を入力する。そして入力波長多重信号１８５を個別の波長ごとの光信号１７５に分離して、第１の波長λ_１用の光波リング装置１３１_１〜第Ｎの波長λ_Ｎの光波リング装置１３１_Ｎのそれぞれ対応する波長の装置に入力する。
【００４１】
第２の波長分離部１６６は、図１に示したプロテクションラインとしての光ファイバ１４４_１から入力波長多重信号１８６を入力する。そして入力波長多重信号１８６を個別の波長ごとの光信号１７６に分離して、第１の波長λ_１用の光波リング装置１３１_１〜第Ｎの波長λ_Ｎの光波リング装置１３１_Ｎのそれぞれ対応する波長の装置に入力する。
【００４２】
第３の波長分離部１６７は、第１および第２の波長分離部１６５、１６６と反対側に設けられており、図１に示したワークラインとしての光ファイバ１４１_４から入力波長多重信号１８７を入力する。そして入力波長多重信号１８７を個別の波長ごとの光信号１７７に分離して、第１の波長λ_１用の光波リング装置１３１_１〜第Ｎの波長λ_Ｎの光波リング装置１３１_Ｎのそれぞれ対応する波長の装置に入力する。
【００４３】
第４の波長分離部１６８は、第３の波長分離部１６７と同じ側に設けられており、図１に示したプロテクションラインとしての光ファイバ１４３_４から入力波長多重信号１８８を入力する。そして入力波長多重信号１８８を個別の波長ごとの光信号１７８に分離して、第１の波長λ_１用の光波リング装置１３１_１〜第Ｎの波長λ_Ｎの光波リング装置１３１_Ｎのそれぞれ対応する波長の装置に入力する。
【００４４】
第１の波長λ_１用の光波リング装置１３１_１〜第Ｎの波長λ_Ｎの光波リング装置１３１_Ｎのそれぞれには、図１に示したＳＤＨ・ＳＯＮＥＴ装置１３５からトリビュタリ側信号１９１が入出力されるようになっている。光波リング装置１３１_１〜１３１_Ｎは、トリビュタリ側信号１９１をウエスト（Ｗｅｓｔ）あるいはイースト（Ｅａｓｔ）にそれぞれ入出力する。ここでウエストとは、図の左側をいい、イーストとは図の右側をいう。
【００４５】
図４は、光波リング装置の構成を具体的に表わしたものである。図３で説明したように光波リング装置１３１はそれぞれのノードで波長ごとに別々に用意されている。ここでは、波長λ_ｉについての光波リング装置１３１_ｉとして説明を行う。光波リング装置１３１_ｉのウエスト側からは図３の第１の波長分離部１６５で分離された波長λ_ｉについての光信号１７５_ｉと、第２の波長分離部１６６で分離された波長λ_ｉについての光信号１７６_ｉとが入力される。これらはそれぞれ対応する入力側波長変換部２０１、２０２で波長を変換され、対応するオーバヘッド終端部２０３、２０４で信号のオーバヘッドが終端され、オーバヘッドを取り除いた形でスイッチ部２０５に入力される。オーバヘッドに格納されたそれぞれのオーバヘッド情報は、スイッチ部２０５を制御するためのスイッチ制御部２０６に渡される。
【００４６】
光波リング装置１３１_ｉのイースト側からは図３の第３の波長分離部１６７で分離された波長λ_ｉについての光信号１７７_ｉと、第４の波長分離部１６８で分離された波長λ_ｉについての光信号１７８_ｉとが入力される。これらはそれぞれ対応する入力側波長変換部２０８、２０９で波長を変換され、対応するオーバヘッド終端部２１１、２１２で信号のオーバヘッドが終端され、オーバヘッドを取り除いた形でスイッチ部２０５に入力される。オーバヘッドに格納されたそれぞれのオーバヘッド情報は、スイッチ部２０５を制御するためのスイッチ制御部２０６に渡される。
【００４７】
一方、ウエスト側で波長λ_ｉの光信号１７１_ｉとして出力される信号は、スイッチ部２０５から出力された後、オーバヘッド生成部２１４に入力されて、ここでスイッチ制御部２０６から送られてきたオーバヘッド情報をオーバヘッドとして付加される。そして、出力側波長変換部２１５に入力され、波長λ_ｉの光信号１７１_ｉとして出力されることになる。
【００４８】
同様にウエスト側で波長λ_ｉの光信号１７２_ｉとして出力される信号は、スイッチ部２０５から出力された後、オーバヘッド生成部２１６に入力されて、ここでスイッチ制御部２０６から送られてきたオーバヘッド情報をオーバヘッドとして付加される。そして、出力側波長変換部２１７に入力され、波長λ_ｉの光信号１７２_ｉとして出力されることになる。
【００４９】
イースト側でも同様である。すなわち波長λ_ｉの光信号１７３_ｉとして出力される信号は、スイッチ部２０５から出力された後、オーバヘッド生成部２１８に入力されて、ここでスイッチ制御部２０６から送られてきたオーバヘッド情報をオーバヘッドとして付加される。そして、出力側波長変換部２１９に入力され、波長λ_ｉの光信号１７３_ｉとして出力される。また、波長λ_ｉの光信号１７４_ｉとして出力される信号は、スイッチ部２０５から出力された後、オーバヘッド生成部２２１に入力されて、ここでスイッチ制御部２０６から送られてきたオーバヘッド情報をオーバヘッドとして付加される。そして、出力側波長変換部２２２に入力され、波長λ_ｉの光信号１７４_ｉとして出力されることになる。
【００５０】
このように光波リング装置１３１_ｉはその内部にそれぞれ入力側と出力側の波長変換部２０１、２０２、２１５、２１７、２０８、２０９、２１９、２２２を備えているので、４本の光ファイバ１４１〜１４４の対応するものから分離されて入力された波長を任意の波長に変更してスイッチ部２０５に入力したり、スイッチ部２０５から出力される光信号の波長を任意の波長に変換して出力することができることになる。これによって、たとえば既存のノードですでに使用されている波長に合わせて光信号の波長を変更して入出力することが可能になる。また、入力された波長の範囲を更に狭めた範囲の波長に変更することによって、波長多重に必要な狭帯域光を得ることも可能になる。
【００５１】
さて、スイッチ部２０５には更に２つずつのオーバヘッド終端部２３１、２３２およびオーバヘッド生成部２３３、２３４が接続されている。オーバヘッド終端部２３１、２３２には第１および第２のトリビュタリ側信号１９１_１、１９１_２がそれぞれ入力され、オーバヘッドの処理が行われた後にスイッチ部２０５に入力される。処理されたオーバヘッド情報はスイッチ制御部２０６に渡される。スイッチ部２０５からオーバヘッド生成部２３３、２３４に入力された信号は、スイッチ制御部２０６から送られてきたオーバヘッド情報を基にしてオーバヘッドをそれぞれ付加され、第３および第４のトリビュタリ側信号１９１_３、１９１_４として出力されることになる。
【００５２】
障害発生時等におけるプロテクション動作はスイッチ部２０５を制御するスイッチ制御部２０６によって行われる。すなわち、スイッチ制御部２０６は各オーバヘッド終端部２０３、２０４、２１１、２１２、２３１、２３２から障害情報を収集し、その内容に応じてトリビュタリ側信号１９１とウエスト側あるいはイースト側の信号を切り替えることで、障害箇所を回避して光信号の伝送を行う。本実施例では波長ごとに光波リング装置１３１を用意している。したがって、それぞれの波長の光波リング装置１３１がこれに対応したオーバヘッド生成部２１４、２１６、２１８、２２１、２３３、２３４にスイッチ制御を行うためのオーバヘッド情報を付加することで、他のノードにおける光波リング装置１３１のスイッチ制御を可能にしている。
【００５３】
以上のような構成の光波リングシステムで、スイッチ制御部２０６の制御動作を通常状態の場合と障害が発生した場合に分けて説明を行う。
【００５４】
通常状態におけるスイッチ制御
【００５５】
図５は、障害の発生していない通常状態におけるスイッチ部の接続状態を表わしたものである。この状態では、光波リングシステムで信号線のアド・ドロップ（Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ）処理を実行している波長の障害を検出していない。アド（Ａｄｄ）とは、トリビュタリ側で受信した信号を隣接する光波リングシステムに送信するように、光波リングシステム内で信号径路を設定することであり、ドロップ（Ｄｒｏｐ）とは、隣接する光波リングシステムから受信した信号をトリビュタリ側へ送信するように、光波リングシステムで信号径路を設定することである。障害を検出していないこの状態では、この図に示すように第１および第３のトリビュタリ側信号１９１_１、１９１_３の１組２５１は、ウエスト・ワーク（Ｗｅｓｔ Ｗｏｒｋ）側の光ファイバ１４１、１４２に接続される。また、第２および第４のトリビュタリ側信号１９１_２、１９１_４の１組２５２は、イースト・ワーク（Ｅａｓｔ Ｗｏｒｋ）側の光ファイバ１４１、１４２に接続される。
【００５６】
この接続状態で、たとえば第１のトリビュタリ側信号１９１_１は、オーバヘッド終端部２３１でオーバヘッドを除去した後にスイッチ部２０５に入力され、オーバヘッド生成部２１４でオーバヘッドを付加され、出力側波長変換部２１５で波長を変換された後、波長多重部１６１で多重されて光ファイバ１４１に送出されることになる。
【００５７】
図５で破線で示したウエスト・プロテクション（Ｗｅｓｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）側の２本の光ファイバ１４３、１４４は、スイッチ部２０５で接続されない。イースト・プロテクション（Ｅａｓｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）側の２本の光ファイバ１４３、１４４も同様である。
【００５８】
なお、図５では１つのノードのスイッチ部２０５を示しているが、図１に示したようにこれらを透過ノードを除いた各ノードごとに配置することでリングプロテクションが構成されることになる。
【００５９】
障害時におけるスイッチ制御（その１）
【００６０】
図６は、通信障害が検出された場合のスイッチ部の接続状態の第１の例を表わしたものである。この第１の例では、ウエスト・ワーク（Ｗｅｓｔ Ｗｏｒｋ）側の光ファイバ１４１、１４２のみならずウエスト・プロテクション（Ｗｅｓｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）側の２本の光ファイバ１４３、１４４にも障害２６１が発生している。図４に示したオーバヘッド終端部２０３、２０４がそれぞれの障害を検出している。
【００６１】
図４に示したスイッチ制御部２０６は、ウエスト・ワーク側およびウエスト・プロテクション側で通信障害が発生したことを示すオーバヘッド情報を入力すると、スイッチ部２０５を図６に示すような接続関係に切り替える。すなわち、第１および第３のトリビュタリ側信号１９１_１、１９１_３の方の組２５１を、ウエスト・ワーク（Ｗｅｓｔ Ｗｏｒｋ）側の光ファイバ１４１、１４２からイースト・プロテクション（Ｅａｓｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）側の２本の光ファイバ１４３、１４４への接続に切り替える。そしてスイッチ制御部２０６はオーバヘッド生成部２２１に対してこの切替実行情報を送付して、図４に示した光信号１７４のオーバヘッドに書き込む。
【００６２】
図６ではウエスト・ワーク側とウエスト・プロテクション側の双方で障害が発生した場合を示したが、イースト・ワーク側とイースト・プロテクション側の双方で障害が発生した場合にも同様に対処できる。すなわち、この場合には第２および第４のトリビュタリ側信号１９１_２、１９１_４の方の組２５２が、イースト・ワーク側の光ファイバ１４１、１４２に接続される代わりにウエスト・プロテクション側の２本の光ファイバ１４３、１４４に接続されることになる。この場合にも、それぞれのオーバヘッド終端部２１１、２１２がそれぞれの障害を検出し、スイッチ制御部２０６がこれに応じたスイッチ切替制御を行うことになる。これを受けて、スイッチ部２０５が上記した切り替えを行う。この場合もスイッチ制御部２０６はオーバヘッド生成部２１６に対してこの切替実行情報を送付して、図４に示した光信号１７２のオーバヘッドに書き込む。この動作はパス・リング スイッチ（Ｐａｓｓ−Ｒｉｎｇ Ｓｗｉｔｃｈ）方式と呼ばれており、障害の検出された側と反対側に信号を切り替えることで、障害を復旧することが可能になる。
【００６３】
障害時におけるスイッチ制御（その２）
【００６４】
図７は、通信障害が検出された場合のスイッチ部の接続状態の第２の例を表わしたものである。この第２の例では、ウエスト・ワーク（Ｗｅｓｔ Ｗｏｒｋ）側の光ファイバ１４１、１４２のみに障害２６２が発生している。図４に示したオーバヘッド終端部２０３が障害を検出している。
【００６５】
図４に示したスイッチ制御部２０６は、ウエスト・ワーク側で通信障害が発生したことを示すオーバヘッド情報を入力すると、スイッチ部２０５を図７に示すような接続関係に切り替える。すなわち、第１および第３のトリビュタリ側信号１９１_１、１９１_３の方の組２５１を、ウエスト・ワーク（Ｗｅｓｔ Ｗｏｒｋ）側の２本の光ファイバ１４３、１４４への接続に切り替える。そしてスイッチ制御部２０６はオーバヘッド生成部２１６に対してこの切替実行情報を送付して、図４に示した光信号１７２のオーバヘッドに書き込む。
【００６６】
図７ではウエスト・ワーク側で障害が発生した場合を示したが、イースト・ワーク側で障害が発生した場合にも同様に対処できる。すなわち、この場合には第２および第４のトリビュタリ側信号１９１_２、１９１_４の方の組２５２が、イースト・プロテクション側の２本の光ファイバ１４３、１４４に接続されることになる。この場合にも、オーバヘッド終端部２１１が障害を検出し、スイッチ制御部２０６がこれに応じたスイッチ切替制御を行うことになる。これを受けて、スイッチ部２０５が上記した切り替えを行う。この場合もスイッチ制御部２０６はオーバヘッド生成部２２１に対してこの切替実行情報を送付して、図４に示した光信号１７４のオーバヘッドに書き込む。この動作はパス−スパン スイッチ（Ｐａｓｓ−Ｓｐａｎ Ｓｗｉｔｃｈ）方式と呼ばれており、ワーク側で障害を検出したときに、同一方向のプロテクション側に信号を切り替えることによって障害を復旧させることが可能になる。ここで同一方向のプロテクション側とは、たとえばウエスト・ワーク側で障害が発生したときにはウエスト・プロテクション側に切り替えるという意味である。
【００６７】
図８は、スルーとなったノードにおけるスイッチ部の接続状態を表わしたものである。図１で示した波長λ_ｉ用の透過ノードとなるノード１０４および波長λ_ｊ用の透過ノードとなるノード１０１では、実際はスイッチ部２０５が切替動作を行っているわけではないことを前述した。このスルー（Ｔｈｒｏｕｇｈ）状態で、スイッチ部２０５は第１および第３のトリビュタリ側信号１９１_１、１９１_３の組２５１を、ウエスト・ワーク（Ｗｅｓｔ Ｗｏｒｋ）側の光ファイバ１４１、１４２に接続する。また、第２および第４のトリビュタリ側信号１９１_２、１９１_４の組２５２は、イースト・ワーク（Ｅａｓｔ Ｗｏｒｋ）側の光ファイバ１４１、１４２に接続する。更に、ウエスト・プロテクション側の２本の光ファイバ１４３、１４４をイースト・プロテクション側の対応する２本の光ファイバ１４３、１４４に直結する。
【００６８】
したがって、このような接続制御を透過ノード側の光波リング装置１３１のスイッチ制御部１３１が固定的に行ってもよいし、光波リング装置１３１を使用することなく単に光ファイバを使用してこれらの接続を行うようにしてもよい。
【００６９】
第２の実施例
【００７０】
ところで波長多重ネットワークでは、光ファイバの切断や光送受信器の障害等の光デバイスの障害が発生する可能性がある。これに対処するために、先の第１の実施例の図６および図７で説明したような障害対策としてのプロテクション機能が光波リングシステムあるいは光波リングネットワークに必要とされる。プロテクション機能を備えるリングネットワークとして、ＢＷＰＳＲ（Ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｒｉｎｇ）方式を適用することが可能である。障害を検出する検出ポイントは波長パスを終端するノードである。したがって、光波リングネットワークに配置されている光波リング装置によって障害の検出が可能である。
【００７１】
ＢＷＰＳＲ方式では、その名の通り信号の切り替えの単位が波長パスである。そこで、リングネットワーク内で障害時に切換えが行われる予備波長パスを構成するために予備波長を予め配置しておき、これらを複数の現用の波長パス間で共有するようになっている。このような光波リングのネットワークは４ファイバだけでなく２ファイバでも構成することができるが、４ファイバリングについて以下に説明を行う。
【００７２】
図９はＢＷＰＳＲ方式を適用した特定の波長λ_ｊについての４ファイバリングネットワークを示したものである。このネットワークは、第１〜第３の光波リング装置３０１〜３０３と、複数のノード３１１、３１２、３１３、……を時計回りにデータ転送を行う第１のワークラインのファイバ３２１および第１のプロテクションラインのファイバ３３１と、これら複数のノード３１１、３１２、３１３、……を反時計回りにデータ転送を行う第２のワークラインのファイバ３２２および第２のプロテクションラインのファイバ３３２が相互に接続されて構成されている。
【００７３】
４ファイバリングによるＢＷＰＳＲ方式では、障害が発生すると、各波長単位に障害の生じた現用パスを終端するその波長のノードがそのパスをプロテクションパスに切り替えることでパス単位に障害を回復させる。例えば図９に示した場合では、波長λ_ｊを扱うノード３１２、３１４、３１６のうち該当するものがプロテクションパスへの切り替えを行う。
【００７４】
したがって、第１の実施例における図１に示したような２つの波長λ_ｉ、λ_ｊを多重した４ファイバリングで該当するファイバに障害が発生した際には波長ｉと波長ｊの光波リングがそれぞれ障害の回復を実行することになる。
【００７５】
図１０は、第２の実施例で第２のノードと第３のノードの間で第１および第２のワークラインのファイバに障害が発生した場合を示している。この場合にも図９と同様に特定の波長λ_ｊについての４ファイバリングネットワークを示している。図９と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明は適宜省略する。第１のワークラインのファイバ３２１の障害はその波長パスを終端するノードとしての第２のノード３１２が検出する。また、第２のワークラインのファイバ３２２の障害については、データ転送が反時計回りに行われる結果としてその波長パスを終端するノードとしての第４のノード３１４が検出する。
【００７６】
この例では第１および第２のワークライン３２１、３２２のみに障害が発生している。したがって、その障害区間を経由する現用パスの終端ノード３１２、３１４はパス−スパン スイッチ状態とし、プロテクションパスを現用パスと同一方向に設定して障害が回復する。この例のようにワークラインとしての現用パスのみに障害が発生した場合には、その設定された経路と同一方向に切り替えるパス−スパン スイッチとして作動することになる。
【００７７】
図１１は、これに対して第２のノードと第３のノードの間で第１および第２のワークラインのみならずプロテクションラインのファイバにも障害が発生した場合を示したものである。この場合にも図９および図１０と同様に特定の波長λ_ｊについての４ファイバリングネットワークを示している。図９と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明は適宜省略する。
【００７８】
このように第２のノードと第３のノードの間ですべてのファイバ３２１、３２２、３３１、３３２が障害状態となると、障害区間を経由する現用パスの終端ノードとしての第２のノード３１２および第４のノード３１４は障害を検出してパス−リング スイッチ状態とし、プロテクションパスを現用パスと逆方向に設定して障害を回復させる。
【００７９】
図１０および図１１では特定の波長λ_ｊについての障害の回復について説明したが、このような障害の回復が各波長用に設けられた光波リング装置（図９〜図１１では波長λ_ｊについてのみ図示）で波長ごとに独立して行われることになる。また、ある特定の区間に置いて全ファイバが断になったような場合、すなわち全波長についてワークラインとプロテクションラインが断になったような場合には、現用パスの設定経路とは逆方向に切り替えるパス−リング スイッチとして作動することになる。
【００８０】
第３の実施例
【００８１】
図１２は、経路が異なる２つのリングネットワークの結合を示したものである。第１の実施例の図４で説明したようにそれぞれ専用の光波リング装置１３１に入力側波長変換部２０１、２０２や出力側波長変換部２１５、２１７等の波長変換部を用意しておけば、波長の異なる複数のネットワークを結合してリングの多重を図ることも可能である。
【００８２】
この図１２で（ａ）は、波長λ_ｉを使用した第１のリングネットワークを示している。この第１のリングネットワークは、第１〜第５の光波リング装置４０１〜４０５を波長λ_ｉの４ファイバ伝送経路４１１で接続したものである。ここで４ファイバ伝送経路４１１とは、図１に示した４本の光ファイバ１４１〜１４４における波長λ_ｉの伝送路を総称したものである。
【００８３】
一方、図１２（ｂ）は、波長λ_ｊを使用した第２のリングネットワークを示している。この第２のリングネットワークは、第１、第３、第４および第６の光波リング装置４０１、４０３、４０４、４０６を波長λ_ｊの４ファイバ伝送経路４１２で接続したものである。ここで４ファイバ伝送経路４１２は、図１に示した４本の光ファイバ１４１〜１４４おける波長λ_ｊの伝送路を総称したものである。
【００８４】
図１２（ｃ）は、これら第１および第２のリングネットワークが結合した状態を表わしたものである。この結合によって第１、第３および第４の光波リング装置４０１、４０３、４０４には２つの波長λ_ｉ、λ_ｊが乗り入れることになるが、それぞれの入力側波長変換部や出力側波長変換部による波長の変換によって異なった波長の収容が可能になる。
【００８５】
図１３および図１４は、光波リング装置に一例として出力側波長変換部を設けた利点を説明するためのものである。このうち図１３は従来における各クライアントの光信号が波長多重されて光ファイバに送出される様子を示したものである。従来では、クライアント５０１から得られた送出のためのデータは、ＳＤＨ・ＳＯＮＥＴ装置（図１参照）５０２内のスイッチ５０３で選択され、光信号多重部５０４で時間軸に対して多重された後、光信号インタフェース５０５を経由して光波長多重アドドロップ部５１１の波長変換部５１２で予め割り当てられた波長λ_Ｎに変換され、波長多重部５１３で他の波長と多重され、光ファイバ５１４に送出されていた。
【００８６】
これに対して、本発明の各実施例のように光波リング装置に波長変換部を設けた構成とすると、図１４に示したようになる。すなわち、クライアント５０１から得られた送出のためのデータは、光波リング装置１２１内のスイッチ５２２で選択さた後、特に時間軸に対して多重されることなく波長変換部５２２で予め割り当てられた波長λ_Ｎに変換され、光波長多重アドドロップ部５３１の波長多重部５１３で他の波長と多重され、光ファイバ５１４に送出される。
【００８７】
すなわち、本発明の各実施例では光波リング装置１２１内に波長変換部５２２を設けることで出力側の波長を狭帯域にすることで、時間軸方向の多重を行う必要がなくなり、信号の送出までに至る回路構成を単純化することが可能になる。また、回路構成の単純化により、リングネットワークのプロテクショントポロジを低コストで構築することができることになる。
【００８８】
以上説明した各実施例では４本の光ファイバ３１〜３４をリング状に接続した４ファイバリングを構成したが、これに限るものではない。２本の光ファイバをリング状に接続した２ファイバリングを構成してもよいし、４本よりも多い光ファイバをリング状にしてもよい。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、光波リング手段がそれぞれのノードで波長ごとに用意されており、波長分離手段で分離された後のその光波リング手段に割り当てられた波長の光信号を入力するようになっているので、障害が発生したときに波長ごとのプロテクションをとることができる。したがって、その障害が一部の波長に対してのみ発生するような場合には全波長に対して画一的にプロテクションをとる必要がなく、障害に対する通信の信頼性やメンテナンスを向上させることができる。
【００９１】
また本発明によれば、スイッチ手段から出力される光信号の帯域幅を狭くする狭帯域化手段とを光波リング手段に具備させることにしたので、光信号を多重する際に信号同士の影響が少なくなり、効率的かつ品質のよい信号の多重化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における光波リングシステムの全体的な構成の概要を表わしたシステム概要図である。
【図２】波長多重の概念を表わした説明図である。
【図３】第１の実施例で光波リングシステムを構成する４本の光ファイバを接続するノードの１つについてその要部を示した概略構成図である。
【図４】第１の実施例の光波リング装置の構成を具体的に表わしたブロック図である。
【図５】第１の実施例で障害の発生していない通常状態におけるスイッチ部の接続状態を表わした説明図である。
【図６】第１の実施例で障害の発生した場合におけるスイッチ部の接続状態の第１の例を表わした説明図である。
【図７】第１の実施例で障害の発生した場合におけるスイッチ部の接続状態の第２の例を表わした説明図である。
【図８】第１の実施例でスルーとなったノードにおけるスイッチ部の接続状態を表わした説明図である。
【図９】本発明の第２の実施例としてＢＷＰＳＲ方式を適用した特定の波長λ_ｊについての４ファイバリングネットワークを示したネットワーク構成図である。
【図１０】第２の実施例で第２のノードと第３のノードの間で第１および第２のワークラインのファイバに障害が発生した場合を示した説明図である。
【図１１】第２の実施例で第２のノードと第３のノードの間ですべてのファイバに障害が発生した場合を示した説明図である。
【図１２】本発明の第３の実施例で経路が異なる２つのリングネットワークの結合を示した説明図である。
【図１３】従来における各クライアントの光信号が波長多重されて光ファイバに送出される様子を示したブロック図である。
【図１４】光波リング装置内に波長変換部を設けた場合の各クライアントの光信号が波長多重されて光ファイバに送出される様子を示したブロック図である。
【図１５】従来のポイント・ツー・ポイント波長多重伝送システムの概要を表わしたシステム構成図である。
【図１６】従来提案された光波リングシステムの障害がない状態を示したシステム構成図である。
【図１７】図１６のシステムでマスタ局と第１のスレーブ局との間におけるワークラインで障害が発生した場合を表わしたシステム構成図である。
【図１８】図１６のシステムでマスタ局と第１のスレーブ局との間でワークラインのみならずプロテクションラインでも障害が発生した場合を表わしたシステム構成図である。
【符号の説明】
１０１ 第１のノード
１０２ 第２のノード
１０３ 第３のノード
１０４ 第４のノード
１１４_ｉ 透過用の接続
１３１_ｉ、１３１_ｊ、３０１〜３０３、４０１〜４０６ 光波リング装置
１３２、１３３ 波長多重・分離部
１３５ クライアント
１４１、１４２ ワークラインの光ファイバ
１４３、１４４ プロテクションラインの光ファイバ
１６１〜１６４ 波長多重部
１６５〜１６８ 波長分離部
１９１ トリビュタリ側信号
２０１、２０２、２０８、２０９ 入力側波長変換部
２０３、２０４、２１１、２１２ オーバヘッド終端部
２０５ スイッチ部
２０６ スイッチ制御部
２１４、２１６、２１８、２２１ オーバヘッド生成部
２１５、２１７、２１９、２２２ 出力側波長変換部
３１１〜３１７ ノード
３２１、３２２、３３１、３３２ ファイバ
４１１ 波長λ_ｉの４ファイバ伝送経路
４１２ 波長λ_ｊの伝送路
５２２ スイッチ

Claims (3)

1. リング状のネットワークを構成する複数のノードのうちの１つ手前のノードから光ファイバを介して送られてくる波長多重された光信号を入力してそれぞれ割り当てられた波長の光信号を分離する波長分離手段と、
   この波長分離手段によって分離された波長の光信号ごとにそれらのオーバヘッドを終端して、割り当てられた波長の光信号が送られてくる直前の区間におけるその波長に関する障害の発生の有無を判別する障害有無判別手段と、この障害有無判別手段が障害の発生を検出したとき、その波長の光信号の伝送に障害の発生した前記直前の区間を回避する形で前記１つ手前のノードとの間でこの波長の光信号を伝送できる経路を選択するスイッチ手段と、このスイッチ手段から出力される光信号の帯域幅を狭くする狭帯域化手段とをそれぞれ配置し、前記複数のノードのうちの所定のノードに前記割り当てられた波長ごとに用意された光波リング手段と、
   前記所定のノードに前記割り当てられた波長ごとに用意された光波リング手段からそれぞれ出力される光信号を多重して前記リング状のネットワークを構成する次のノードに接続された光ファイバにこれを送出する波長多重手段
   とを具備することを特徴とする光波リングシステム。
2. 前記狭帯域化手段は、予め割り当てられた波長に割り当てられた波長に変換する波長変換部を有し、前記波長多重手段はこの変換後の光信号を多重することを特徴とする請求項１記載の光波リングシステム。
3. 前記スイッチ手段は、障害情報の収集内容に応じてトリビュタリ側信号とウエスト側あるいはイースト側の信号を切り替えることで、障害箇所を回避することを特徴とする請求項１記載の光波リングシステム。

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