JP4201531B2

JP4201531B2 - 光通信ノード及び光ネットワークシステム

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Publication number: JP4201531B2
Application number: JP2002157838A
Authority: JP
Inventors: 博朗友藤; 卓二前田; 裕二島田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2022-05-30
Also published as: US7756416B2; CN1467945A; CN1283057C; JP2004007064A; US20030223745A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信ノード及び光ネットワークに関し、特に波長多重光通信（ＷＤＭ；Wavelength Division Multiplexing）ネットワークシステムにおけるルート切替え機能をもつ光通信ノード及び光ネットワークの誤接続の防止に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネット通信や画像伝送等の普及に応じて、光信号による大容量高速データ伝送に適するＷＤＭシステムが導入されている。ＷＤＭシステムは、先ず経済的メリットが大きい長距離網からその導入が開始された。やがて、その技術の成熟によって設置コストが低下し、現在では都市内コアリングにもＷＤＭシステムの導入が進められている。
【０００３】
図１は、メトロリングネットワークの一例を示したものである。
従来からビル間をまたぐ企業内ＬＡＮ同士や近郊都市間を結ぶメトロ向けシステムではリングネットワークが指向されている。メトロ領域は、図１に示すように市街地域内でのビル間接続のように加入者側に近いメトロアクセスネットワーク (Metro Access Network) Ａ、Ｂで構成される領域と、近郊都市のメトロアクセスネットワーク同士を接続したり、長距離ネットワークに接続するメトロコアネットワーク (Metro Core Network; Metro IOF (interoffice)とも呼ぶ)で構成される領域とに分けられる。
【０００４】
現在ではメトロアクセスネットワーク向けにもＷＤＭが適用されており、そこではパッシブＯＡＤＭ (Passive Optical Add Drop Multiplexing) 方式が主流となっている。
図２には、パッシブＯＡＤＭ方式によるメトロアクセスネットワークの一例を示している。図２の（ａ）は４つのノードＡ〜Ｄで構成された２ファイバリングネットワークの例を示しており、図２の（ｂ）には各ノードＡ〜Ｄにおける片方向の装置内構成の例を示している。
【０００５】
図２の（ｂ）において、いずれか一方向のファイバ１０上に伝送される３２波長（λ₁〜λ₃₂）のＷＤＭ信号のうち、波長λ₁〜λ₃の帯域信号が誘電体多層膜フィルタ等の波長固定フィルタ１１によってドロップ (Drop) され、それらは次段の光分波器１２によってさらに各波長毎の光信号λ₁〜λ₃に分離される。各波長信号λ₁〜λ₃は、対応するトランスポンダ１３〜１５によって光増幅や波長変換等の処理がなされた後、そのノードが収容するルータ等の外部ネットワーク機器に出力される。
【０００６】
一方、外部ネットワークから入力される信号は、各トランスポンダ２３〜２５によって対応する各波長信号λ_４〜λ_６に変換される。それらは波長固定フィルタ２１を介して、合波器２２により結合された波長λ_４〜λ_６の信号としてファイバ１０上に伝送される３２波長（λ₁〜λ₃₂）のＷＤＭ信号にアッド (Add) される。
【０００７】
このように、パッシブＯＡＤＭ方式によれば、特定の波長や波長群の光信号を容易にＷＤＭ信号からアッドしたりドロップしたりすることができる。しかしながら、各ノードは自装置用に調整された波長固定フィルタ１１及び２１等の専用部品を使用するため、各ノードに割り当てられる信号パスのルート（使用波長又は波長群）は固定化される。
【０００８】
その結果、パッシブＯＡＤＭ方式によるネットワーク設計では、事前にノード間の伝送ルートや伝送容量を決定し、そのためのフィルタを配置する必要がある。また、事後的に伝送ルートや伝送容量の変更が生じた場合は、一度ネットワークを切断してサービスを終了し、それに対応するフィルタを追加する必要がある。
【０００９】
今後はアクセスネットワークと長距離ネットワークとの間に位置するメトロコアネットワーク向けにＷＤＭを用いた光リングネットワークの導入が進んでいくものと考えられる。図１に示すようにメトロコアネットワークもプロテクション技術の容易性からその基本はリング構成であり、それを多段に接続することで大規模なネットワークを構築する。また、空きノードで図２に示すパッシブＯＡＤＭ方式のようなメトロアクセスネットワークのリングと接続したり、長距離ネットワークと接続を行なう。
【００１０】
この場合、アクセス網から集線してきたデータ信号をノード間で交換したり、長距離網へ接続するのに回線を大容量化したり、回線ルートの切替える技術が重要となる。以下の３つの理由から、パス(回線ルート)の変更頻度は今後一層高くなり、その変更を自動的に行なうことは必須である。
【００１１】
（１）ネットワーク規模及び需要の増大により回線ルートの設定変更がより頻繁に発生する。（２）ＩＰ over ＷＤＭの提供のためにＷＤＭシステム側でプロテクション機能を提供する。この場合、ビットレート無依存性から光レイヤ層で波長切替えを行い、ＳＯＮＥＴ (Synchronous Optical Network) リングに準じた短時間内（５０〜１００ｍｓ）でその切替えを完了する必要がある。（３）将来、波長の時間貸しサービスの提供により回線ルートの変更頻度が増加する。この場合もその切替えを上記短時間内で行なう必要がある。
【００１２】
上述したことから、メトロアクセスネットワークの伝送ルートや伝送容量の変更によるネットワークの切断やサービス停止等に柔軟に対処し、誤接続を防止しながら接続先の遠隔切替えを実行する機能をサポートする必要がある。
【００１３】
図３は、ＢＰＳＲ (Bi-directional Path Shared Ring) 方式によるパスプロテクション機能を備えたリングネットワークの動作を図式的に説明したものである。
図３では、２ファイバリングの１つのファイバ上に信号を時計回りに及び別のファイバ上に信号を反時計回りに伝送する。ここでは、各々のファイバ上に伝送される波長信号群をワーク (Work) 信号とプロテクション (protection) 信号とに分ける。例えば、時計回りの波長信号群はその偶数波長をワーク信号用に、そして奇数波長をプロテクション信号用に割り当てる。一方、反時計回りの波長信号群はその奇数波長をワーク信号用に、そして偶数波長をプロテクション信号用に割り当てる。
【００１４】
正常通信時において、送信端ノードＡは受信端ノードＤに対してワーク信号を使用して図中に実線で示す時計回りのワークパス (Work Path;λ_ｘ) 上に信号を送信する。受信端ノードＤでは、ワークパス側を選択してその信号を受信する。一方、図中に点線で示す反時計回りのそのプロテクションパス(Protection Path;λ_ｘ) は空き状態である。
【００１５】
ここで、ワークパス側に断線等の回線障害が発生すると、送信端ノードＡがプロテクションパス側にパスを切替えて信号の送信を継続する。以降、受信端ノードＤもプロテクションパス側に切替えて信号の受信を継続する。なお、回線障害等により遮断された信号はプロテクション動作によって５０〜１００ｍｓ以内に復旧させる必要がある。
【００１６】
ところで、通常はプロテクション用のルートに優先度の低い信号ＰＣＡ (Protection Channel Access) パスを適当に張ってパスの共有化を図り、その運用効率を高めることが行なわれる。この場合には、ワーク側の障害発生時にプロテクション側のＰＣＡ信号を終了して、優先度の高いプロテクション信号を挿入する。
回線ルートの設定切替えは、回線ルートの障害発生時に限らず波長の時間貸しサービス等のように回線正常時においても頻繁に発生する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した回線ルートの設定切替えは、ネットワークマネージメントシステムがその切替え手順及び切替えタイミングを適切に管理して指示する必要があるが、従来においては以下に示すように、回線ルートの設定切替え時にパスの誤接続が発生するという問題や、それを防止するための指示系統の処理遅延という問題が生じていた。
【００１８】
図4は、プロテクション動作時に発生する誤接続の一例を示している。
図４の（ａ）は、正常な通信状態を示している。ここで、送信端ノードＤからは受信端ノードＢへはワークパスλ₁を介して反時計回りの信号を送信し、また送信端ノードＡからは受信端ノードＣへそのプロテクションパスλ₁を使用してより優先度の低いＰＣＡ信号を時計回りに送信している。
【００１９】
図４の（ｂ）には、ノードＣとノードＤとの間のワークパスλ₁にファイバ切断等の回線障害が発生した場合を示している。この場合、プロテクション動作によってプロテクションパスλ₁の側へ回線ルートが切替えられる。その結果、送信端ノードＤからの信号はノードＡを中継して受信端ノードＢへ時計回りに送信される。中継ノードＡは自身のＰＣＡ信号の送信を終了して送信端ノードＤからの信号をスルーさせ、また受信端ノードＢはプロテクションパスλ₁の側から信号を受信するように受信ルートを切替える。
【００２０】
上記の場合、各ノードＡ〜Ｄの間における相対的な回線ルートの切替えタイミング、すなわちその切替え順序が問題となる。受信端ノードＢから切替えを開始する場合には、ノードＢで時計回りのルートをスルーからドロップに切替えた後、中継ノードＡがＰＣＡ信号の送信を終了してスルーに切替えるまでの間はノードＡからのＰＣＡ信号が受信端ノードＢに誤接続されて外部ネットワークへ出力される。
【００２１】
反対に送信端ノードＤから切替えを開始する場合は、先ず送信端ノードＤが時計回りのルートに回線ルートを切替えて信号を送信する。その後、中継ノードＡがＰＣＡ信号の送信を終了してスルーに切替えてから受信端ノードＢが時計回りのルートをスルーからドロップに切替えるまでの間、送信端ノードＤからの信号はＰＣＡ信号の受信端ノードであるノードＣに誤接続されて外部ネットワークへ出力される。
【００２２】
図５には、上述した誤接続の動作をより具体的に説明するため、ノード構成の一例を示している。
先ず、図５のノード構成について簡単に説明しておく。時計回りルートの光ファイバ３１から入力されるＷＤＭ信号は、光プリアンプ３７によって増幅された後、光分波器３８によって各波長信号（λ₁〜λ_n）に分離されて出力される。また、その入力信号の一部は光分波器３２により光監視部（ＯＳＣ；Optical Supervisory Channel）３３に入力される。
【００２３】
光監視部３３では、入力信号を電気信号に変換して次段の処理部／制御部３４に与える。処理部／制御部３４では入力信号等により時計回りルートの光ファイバ３１の通信状態を確認し、障害発生時にはノード内部のスイッチ制御等を行なう。また、次段のノードに与えるパイロット信号等は出力側の光監視部３５及び光合波部３６を介して出力される。
【００２４】
次に、ノード内部のスイッチ動作について説明すると、光分波器３８で分離された時計回りのワーク信号λ₁（ｗ）は２×２光スイッチ３９に入力される。２×２光スイッチ３９がアッド／ドロップ設定であれば、入力されたワーク信号λ₁（ｗ）をドロップし、次段の光カプラ４５及び冗長構成をとるトランスポンダ４７又は４８を介して外部ネットワーク５９へ出力する。
【００２５】
また、外部ネットワーク５９からの信号は冗長構成をとるトランスポンダ５１又は５２、及び１×２光スイッチ５０を介して２×２光スイッチ３９に入力され、２×２光スイッチ３９はそれをアッドして次段の光減衰器４０、光合波器４１、光ポストアンプ４２、及び光合波器３６を介して時計回りルートの光ファイバ３１へＷＤＭ信号の１波として出力する。
【００２６】
一方、２×２光スイッチ３９がスルー設定であれば、入力されたワーク信号λ₁（ｗ）をスルーして次段の光減衰器４０、光合波器４１、光ポストアンプ４２、及び光合波器３６を介して時計回りルートの光ファイバ３１へＷＤＭ信号の１波として出力する。同様の処理は、反時計回りルートの光ファイバ４３から入力されるそのプロテクション信号λ₁（ｐ）に対しても２×２光スイッチ４４によりなされる。
【００２７】
なお、図中の下部中央には、外部ネットワーク５９とのインタフェースに光信号を一度電気信号に変換した後に所定の光信号へ変換するトランスポンダタイプではなく、２×２光スイッチと外部ネットワーク５９との間を直接接続する直接接続タイプも示している。この場合にはリング外のネットワーク機器にＷＤＭ用の光送信機/受信器が組み込まれる。
【００２８】
次に、上述したノード構成を前提に、図４の誤接続動作についてより具体的に説明する。ノードＣとノードＤとの間で発生した回線障害により、受信端ノードＢから２×２光スイッチ４４をスルーからアッド／ドロップに設定して光カプラ４６の側をオンに切替えると、中継ノードＡが２×２光スイッチ４４をアッド／ドロップ設定からスルー設定に切替えるまでの間、ノードＡからのＰＣＡ信号がノードＢの外部ネットワーク５９へ出力される。
【００２９】
一方、送信端ノードＤが２×２光スイッチ４４をアッド／ドロップに設定して１×２光スイッチ４９の側をオンに切替えて時計回りの回線ルートの送信を開始して、次に中継ノードＡが２×２光スイッチ４４をアッド／ドロップからスルー設定に切替えると、受信端ノードＢが２×２光スイッチ４４をスルーからアッド／ドロップに設定するまでの間、ノードＤからの信号がノードＣの外部ネットワーク５９へ出力される。
【００３０】
さらに、上述した誤接続を防止するためにネットワークマネージメント側から個々のノードに切替え手順を指示するとネットワークマネージメント側の負荷が過大となり、またノード全体で回線ルートの切替えに要する時間が長くなるという問題があった。
【００３１】
そこで本発明の目的は、上記問題点に鑑み、回線ルートの切替え設定時にノードのドロップパスから外部ネットワークへの誤接続を防止するＷＤＭリングネットワークシステムを提供することにある。
また、本発明の目的は、パス切替えに関して迅速なネットワークマネージメント管理や指示を可能とし、大規模化するリングネットワークシステムに要求される通信品質を満足するＷＤＭリングネットワークシステムを提供することにある。
【００３２】
これにより、メトロコアリングネットワーク等の大規模なＷＤＭリングネットワークシステムに対して、回線ルート切替え時の誤接続の防止、及び従来のＳＯＮＥＴリングがサポートしていたプロテクション機能や波長の時間貸しサービスによる接続先の遠隔切替え機能、等のサポートが可能となる。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、光ネットワークの所定の光パスに接続される光通信ノードであって、前記光通信ノードはその配下に収容する外部ネットワークと、前記光ネットワークと前記外部ネットワークと間の接続を遮断する遮断手段と、を有し、前記遮断手段は、前記光パスのルート設定変更時に、前記光パスのルート設定変更に関して誤接続が一時的に発生し得るとき、そのルート変更のシーケンスの完了までは遮断される光通信ノードが提供される。
【００３４】
前記遮断手段は、さらに他の光通信ノードからの指示により遮断され、又はその遮断が解除される。前記光通信ノードは、さらに送信信号に受信端ノード識別子を付加する付加手段と受信信号に含まれる前記受信端ノード識別子を検出する検出手段とを有し、前記検出手段は自ノードの前記受信端ノード識別子を検出すると、前記遮断手段による遮断を解除する。
【００３５】
前記光通信ノードは、さらにダミー信号を生成出力するダミー信号手段を有し、前記遮断手段により信号の送信が停止される前記光パス及び／又は前記外部ネットワークに対して、前記ダミー信号手段によるダミー信号が送出される。
【００３６】
また本発明によれば、光パスのルート設定変更時に、前記光パスのルート設定変更に関して誤接続が一時的に発生し得るとき、ルート変更のシーケンスの完了までの間、外部光ネットワークから該光ネットワークへの入力側へ又は該光ネットワークから外部光ネットワークの出力側への少なくとも一方の信号を遮断する光ネットワークシステムが提供される。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図６は、本発明の第１の実施例を示したものである。
図６では、障害発生時に切替えられる回線ルート上の各ノードＤ、Ａ、及びＢに外部に信号が出力されるのを防止するための遮断手段６３、６２及び６１をそれぞれ設ける。
【００３８】
図７には、本発明の第１の実施例における回線切替えシーケンスの一例を示している。本例では、最初に障害を検出する下流側の受信端ノードＢの側から回線切替えシーケンスが開始される。
図７において、ステップＳ１０１では、受信端ノードＢがワーク信号λ₁（ｗ）の信号異常を検出すると、遮断手段６１によってそのワーク信号λ₁（ｗ）及びプロテクション信号λ₁（ｐ）の双方とも各々のドロップパスから外部ネットワーク５９への出力が遮断される。この場合、ノードＢから外部ネットワーク５９へはＡＩＳ（Alarm Indication Signal）信号等のダミー信号が出力されるか、もしくは信号を出力しない。
【００３９】
次に、回線ルートをワーク側からプロテクション側へ切替えて装置内の方路をスルーからアッド／ドロップ設定に切替える。これにより、以降の処理におけるノードＣ側への誤接続が防止される。その後、プロテクション側の回線ルート上に存在する上流の各中継ノード（本例ではノードＡ）に対して切替え信号を送信し、送信端ノードＤにはスイッチ切替え制御信号であるＡＰＳ（Auto Protection Switching）信号を送信する。ここで、各ノード間でのパス切替えに関する信号の送受信には監視制御信号（ＯＳＣ）が用いられる。
【００４０】
ステップS１０２では、各中継ノードが受信した切替え信号により、必要なら装置内の方路を切替える。その際、ノードＡは遮断手段６２によって外部ネットワーク５９との間の接続を一時的に遮断して装置内部の方路切替え時における信号漏れを回避する。本例では中継ノードＡが時計回りのルートをアッド／ドロップからスルー設定に変更する。そして、その旨を送信元のノードＢに通知する。
【００４１】
ステップＳ１０３では、送信端ノードＤがＡＰＳ信号を受信すると、ノードＤは遮断手段６３によって外部ネットワーク５９との間の接続を一時的に遮断して装置内部の方路切替え時における信号漏れを回避する。次に、信号の送信ルートをワーク側の反時計回りルートからプロテクション側の時計回りルートへ切替える。そして、その時計回りルートをアッド／ドロップに設定する。
【００４２】
ステップＳ１０４では、送信端ノードＤがパス設定完了を受信端ノードＢへ通知する。ステップＳ１０５では、受信端ノードＢが各中継ノード（本例では中継ノードＡ）からの正常切替え信号と送信端ノードＤからのパス設定完了信号との受信を確認した後に、前記遮断手段６１を開放して波長λ₁のプロテクション信号λ₁（ｐ）がドロップパスから外部ネットワーク５９へ出力するのを許可する。上述したように、本例では受信端ノードＢにおける遮断手段６１が誤接続防止のための主要な役割を果たすことになる。
【００４３】
図８は、第１の実施例の具体的な回路構成例（１）を示したものである。
図８において、光信号の監視制御部には、従来の入力側の光監視部３３、処理部／制御部３４及び出力側の光監視部３５に加えて、上流の監視制御部からの監視制御信号を通じた切替え制御信号に基づいて本発明の遮断手段を制御する制御部７１が新たに設けられている。
【００４４】
また、ドロップ側のトランスポンダ４７及び４８には、新たにＡＩＳ発生部７２と本願発明の遮断手段を構成する切替え部７３とが設けられている。ＡＩＳ発生部７２は、“１”及び“０”値の交番パターンからなるダミー信号を発生し、また切替え部７３は従来の信号処理部又はＡＩＳ発生部７２からのいずれかの信号を選択して外部ネットワーク５９に出力する。ここで、切替え部７３によってＡＩＳ発生部７２側が選択されると外部ネットワーク５９に対して遮断状態となる。
【００４５】
第１の実施例の動作で説明すると、反時計回りの回線ルートに障害が発生すると、受信端ノードＢの信号処理部３４がそれを検出して制御部７１が切替え部７３を制御してＡＩＳ発生部７２側を選択する。次に、トランスポンダ内の１×２光スイッチ５３を制御して、ワーク側の２×２光スイッチ４４からドロップする信号をプロテクション側の２×２光スイッチ３９からドロップする信号に切替える。
【００４６】
図９は、第１の実施例における別の回路構成例（２）を示したものである。
図９には、図８のＡＩＳ発生部７２及び切替え部７３を含むトランスポンダに代えて、光信号の通過／遮断のみを制御する簡易なシャッタカード７４及び７５を使用している。本例ではシャッタカードを使用することで図５の直接接続形態にも本願発明を適用可能としている。
【００４７】
シャッタカード７４内の１×２光スイッチ又は光減衰器部７７が制御部７１によって外部ネットワーク５９との間の信号を遮断する。なお、１×２光スイッチ７７の一方にＡＩＳ信号を発生する送信器を接続することで、遮断時にはダミー信号を外部ネットワーク５９に出力させることもできる。第１の実施例の動作は図８と同様である。
【００４８】
図１０は、本発明の第２の実施例を示したものである。
図１１には、本発明の第２の実施例における回線切替えシーケンスの一例を示している。本例では、所定のルート設定が完了するまでの間、ルート切替え区間を通過する切替え対象波長について送信端ノードが信号出力を停止する。
【００４９】
図１１において、ステップＳ２０１では、受信端ノードＢがワーク信号λ₁（ｗ）の信号異常を検出すると、不要な信号漏れを防止するために遮断手段６１によってそのワーク信号λ₁（ｗ）及びプロテクション信号λ₁（ｐ）の双方とも各々のドロップパスから外部ネットワーク５９への出力が遮断される。この場合、ノードＢから外部ネットワーク５９へはＡＩＳ信号等のダミー信号が出力される。
【００５０】
なお、遮断手段６１によって信号λ₁を外部ネットワーク５９と遮断することは本例において必須事項ではない。次に、ノードＢでドロップする信号の送信端ノード及びノードＢを通過する信号の送信端ノードへ送信停止要求を送出する。本例では、送信端ノードＤ及びＡに対して送信停止要求がなされる。各ノード間における制御信号の送受信には監視制御信号（ＯＳＣ）が用いられる。
【００５１】
ステップS２０２では、送信端ノードＤ及び受信端ノードＢと送信端ノードＤとの間にあってＡＰＳ信号を送信している中継ノードＡが前記送信停止要求を受信する。ノードＤ及びＡはそれぞれの遮断手段６３及び６２によって自ノードからの送信光を遮断するか又はそれに代えてダミー信号を送信する。その後、ノードＤ及びＡは送信停止完了を受信端ノードＢへ通知する。
【００５２】
また、図１０には示していないが、送信停止要求を受信したノードＤ及びＡがさらに自ノード内でドロップするか又は自ノードを通過する信号を送信する別の送信端ノードを有する場合には、上記と同様の手順によりノードＤ及びＡが別のノードに対して送信停止要求を送出して信号送信停止の完了通知を受信する。この場合、ノードＤ及びＡが別のノードから送信停止完了の通知を受信してから前記ノードＤ及びＡにおける送信停止完了を受信端ノードＢへ通知する。
【００５３】
ステップS２０３では、中継ノードＡ及び送信端ノードＤから送信停止完了通知を受信した受信端ノードＢが自ノード内のルート切替えを行い、且つノードＡ及びＤに順次ルート切替えを指示する。本例では、送信信号の存在しない回線ルート上で各ノードＡ、Ｂ及びＤがルート切替えを実行するため、当然にルート切替え時の誤接続は発生しない。
【００５４】
ステップＳ２０４及び２０５では、中継ノードＡ及び送信端ノードＤからルート切替えの完了を受信したノードＢは、自ノードの遮断手段６１を解除し、且つノードＡ及びＤに送信停止要求の解除を通知する。その結果、ノードＡ及びＤの遮断手段６３及び６２は解除され、送信端ノードＤによる信号の送信が開始される。上述したように、本例では送信端ノードＤ及びＡにおける遮断手段６３及び６２が誤接続防止のための主要な役割を果たすことになる。
【００５５】
図１２は、第２の実施例の具体的な回路構成例（１）を示したものである。
図１２において、光信号の監視制御部については図８及び９と同じである。本実施例ではアッド側のトランスポンダ５０及び５２に、新たにＡＩＳ発生部７２と本願発明の遮断手段を構成する切替え部７３とが設けられている。また、切替え部７３は信号処理部又はＡＩＳ発生部７２のいずれかを選択したアッド信号を出力する。ここで、切替え部７３によってＡＩＳ発生部７２側が選択されると遮断状態となる。
【００５６】
第２の実施例の動作で説明すると、反時計回りの回線ルートに障害が発生すると、受信端ノードＢの信号処理部３４がそれを検出してＡＰＳ信号を送信端ノードＤに通知する。送信端ノードＤの信号処理部３４がそれを検出し、制御部７１が切替え部７３を制御してＡＩＳ発生部７２からのダミー信号を出力させる。次に、プロテクション側の２×２光スイッチ３９はアッド／ドロップ設定に切替えられ、前記ダミー信号がアッド信号として入力される。
【００５７】
図１３は、第２の実施例における別の回路構成例（２）を示したものである。図１３は、先に説明した図９と同様に、アッド側のトランスポンダ５０及び５２が光信号の通過／遮断のみを制御する簡易なシャッタカード８０及び８１に置き換えられただけであり、シャッタカード内の１×２光スイッチ又は光減衰器部８２も図９のものと同様である。本例ではシャッタカードを使用することで図５の直接接続形態にも本願発明を適用可能としており、本例の動作は図１２と同様である。
【００５８】
図１４は、本発明の第３の実施例を示したものである。
上述した第１及び第２の実施例では、ルート切替えの制御信号として監視制御信号（ＯＳＣ）が用いられ、各ノード間で個別に制御信号を送受信することによって各ノード内の遮断手段６１〜６３や方路スイッチの制御を行なっている。従って、第１及び第２の実施例によって誤接続の問題は解消するが、ネットワーク規模が大きくなったり複数のリングネットワーク間にまたがるパス設定がなされるような場合には、回線ルートの切替え時間が増大して通信品質が低下する恐れがある。
【００５９】
本実施例は、この点を解消すべく本発明による遮断手段６１〜６３の制御を簡易且つ高速に実行できるようにする。そのため、各ノード毎に所定の識別子を定めておき、送信端ノードでは送信信号内にその識別子含めて送信する。受信端ノードでは受信信号に含まれる識別子を解読し、自ノード宛なら遮断手段を解除してそのドロップパスを外部ネットワーク５９に接続する。反対に、自ノード宛でない場合は遮断手段によって外部ネットワークとの間の接続を遮断する。
【００６０】
図１５には、デジタルラッパを使用する信号フォーマットの一例を示している。ここではＯＴＵ (Optical channel Transport Unit)ｋフレーム構成を使用しており、そのヘッダ部のＳＡＰＩ (Source Access Point Identifier) 及びＤＡＰＩ (Destination Access Point Identifier) の各ロケーションに本願発明の受信端識別子を設定し、そのデータ信号部に送信信号を挿入して送信する。
【００６１】
例えば、トランスポンダを用いる場合には、送信側のトランスポンダでデジタルラッパ符号化を行って前記ヘッダ部に受信端ノードの識別子を設定する。受信側のトランスポンダではデジタルラッパ復号化を行い、自ノード宛の場合は受信信号を外部ネットワーク５９に出力する。自ノード以外の場合は、その出力を遮断するかダミー信号を出力する。
【００６２】
また、デジタルラッパ以外の他の方法として、送信端ノードや受信端ノードでトランスポンダを用いる場合に、受信端ノード毎に信号処理部で施すデスクランブルパターンを固有のパターンとして割り当て、これを前記受信端識別子として使用する。この場合、送信端ノードの信号処理部で施すスクランブルパターンを受信端ノードのスクランブルパターンとすることで、上記デジタルラッパよりも簡易な手法で同様の処理が可能となる。
【００６３】
ところで、リタイミング゛を行なわない２Ｒトランスポンダ゛を用いる場合や、外部ネットワーク５９におけるネットワーク機器側にＷＤＭインタフェースが備えられてトランスポンダを介さずに直接リングネットワークに接続する場合（直接接続形態）には、上記デジタルラッパ化等によるデータ信号自体を操作することができない。本発明では、このような場合にも送信信号に受信端識別情報を付加するために、低速のパイロット信号を主信号に振幅変調（ＡＭ）や位相変調（ＰＳＫ）等により重畳して送信する。
【００６４】
図１６は、第３の実施例における送信端ノード側の具体的な回路構成例（１）を示したものである。
本実施例のアッド側のトランスポンダ５１及び５２には、従来のものに新たにパイロット信号送信部８５が付加されている。パイロット信号送信部８５は、図１５のデジタルラッパ信号に代えて、受信端識別子の情報をＡＭやＰＳＫ等の所定の低速変調信号（パイロット信号）として送信信号に付加し、その変調された送信信号を生成して送信する。なお、先に説明した第１及び第２の実施例における光信号の監視制御部は本実施例の動作に直接関与しないため示されていない。
【００６５】
図２０には、パイロット送信部の一構成例を示している。相手先ノード（受信端ノード）の情報が入力される符号器９２と低速度（f₀）の発振器９３により受信端識別情報を含む振幅変調信号が生成され、それを光変調器９１によって送信信号に重畳する。光変調器は変調方式により選択され、例えば振幅変調信号を重畳する場合にはＭＺ干渉型の変調器や光アッテネータを用いる。なお、複数のリングを通過する場合には、各々のリング間のジャンクションでパイロット信号を一度終端し、再度次のリング内の終端ノードに割り振られたパイロット信号を重畳するようにしてもよい。
【００６６】
第３の実施例の動作で説明すると、送信端ノードＤは外部ネットワーク５９からの送信信号に受信端ノードＢの識別子情報を含むパイロット信号を付加した信号を送信する。本実施例では、前記パイロット信号が１×２光スイッチ４９を介して２×２光スイッチ３９にアッドされ、時計回りの回線ルートに出力される。
【００６７】
図１７は、第３の実施例における送信端ノード側の別の回路構成例（２）を示したものである。
図１７では、トランスポンダの代わりにシャッタカード８０及び８１を使用する。ここでもパイロット信号送信部８５が設けられるが、その動作は図１６のものと同じである。本構成は図５の直接接続形態に適した構成である。
【００６８】
図１８は、第３の実施例における受信端ノード側の具体的な回路構成例（１）を示したものである。
本実施例のドロップ側のトランスポンダ４７及び４８には、ＡＩＳ発生部７２と本願発明の遮断手段を構成する切替え部７３とが設けられているが、本例ではさらに切替え部７３を制御するパイロット信号受信部８４が設けられている。パイロット信号受信部８４は、受信信号に付加されたパイロット信号（変調信号）を復号し、そこに含まれる受信端識別子の情報が自ノードである場合に切替え部７３を制御して信号処理部側を選択する。その結果、遮断状態が解除される。反対に、自ノード以外の場合はＡＩＳ発生部７２側を選択して遮断状態とするかその状態を維持する。
【００６９】
図２１には、パイロット信号受信部８４の一構成例を示している。
図２１において、入力信号の一部はカプラ等の分岐手段９４によって分岐されてフォトダイオード（ＰＤ）９５により検出される。その検出信号と送信側と同じ周波数（f₀）を有する発振器９６からの局部発振周波信号とを混合器９７で混合された信号は復号器９８で着信先ノード情報（受信端識別子）に復号される。制御回路９９は、その復号値と自ノードの識別子とを比較して、それらが一致した場合には切替え部７３を制御して遮断状態を解除する。
【００７０】
第３の実施例の動作で説明すると、受信端ノードＢは、時計回りの回線ルートの２×２光スイッチ３９からのドロップ信号に含まれるパイロット信号を、トランスポンダ内のパイロット信号受信部８４で復調する。その復調結果から、受信端識別子の情報が自ノードＢあての信号であることを認識して、信号処理部側を選択するように切替え部７３を制御する。なお、中継ノードＡにおいては、前記復調結果が自ノード宛でないため、パイロット信号受信部８４がＡＩＳ発生部７２側を選択するように切替え部７３を制御する。
【００７１】
図１９は、第３の実施例における受信端ノード側の別の回路構成例（２）を示したものである。
図１９では、トランスポンダの代わりにシャッタカード７４及び７５を使用する。ここでもパイロット信号送信部８５が設けられるが、パイロット信号送信部８５が１×２光スイッチ又は光減衰器部７７によって外部ネットワーク５９との間の信号を遮断制御する以外は、図１８と同様である。本例の第３の実施例における動作は図１８と同様である。本構成は図５の直接接続形態に適した構成である。
【００７２】
なお、これまで述べた第１〜３の実施例をリングネットワーク同士の接続に適用する場合、各実施例に基づき各々のリングネットワークで独立にパスの切替えシーケンスを実行すればよい。
【００７３】
図２２〜２４は、光クロスコネクト（ＯＸＣ）装置によって構成したメッシュネットワークに本願発明を適用した実施例を示している。
図２２には光クロスコネクト装置１０１によって構成したメッシュネットワークの一例を、図２３には障害発生時におけるメッシュネットワークの回線ルート切替えの一例を、そして図２４には光クロスコネクト装置１０１の一構成例をそれぞれ示している。
【００７４】
図２２に示すメッシュネットワークでは、ファイバの切断時や装置故障時に迂回用のパスルートをデータベースにより検索してパスの切替えを行なう。その際、使用していない光パスや優先度の低い光パスの順で迂回ルートを検索する。なお、図中には示されていないが光クロスコネクト装置１０１間には光中継器として光アンプがはいる場合がある。また、図中の光ＡＤＭ（ＯＡＤＭ）装置１０２は外部ネットワーク５９との接続に使用される。
【００７５】
図２４に示す光クロスコネクト装置１０１の内部のスイッチ部（switch）１１１は光マトリクススイッチであり、カプラ１１３で分岐する１＋１の冗長構成をとっている。また、図中にトランスポンダ１１２及び１１４を記載しているが、トランスポンダ１１２及び１１４の代わりにシャッタカードを用いる場合もある。さらに、シャッタカードも用意せずにシャッタカードの機能を前記スイッチ部１１１で代用することもできる。
【００７６】
図２３には４つの光クロスコネクト装置１０１がそれぞれノードＡ〜Ｄとして論理的なリングノードを形成している。これに本願発明を適用するに際し、先ず第１の実施例に準じる場合から説明する。ファイバの切断や装置故障等によりノードＣとノードＤとの間に障害が発生すると、受信端ノードＣにおいて切替えるパスの下流への接続をまず遮断する。次に、上流側のノードＢ及びＡへ接続を切替えていく。そして、最上流のノードＤまで切替えを実行し、すべての切替えが終了した後に受信端ノードＣにおける下流への接続を開放する。
【００７７】
遮断方法は、図２４のトランスポンダ１１４か、又はトランスポンダ１１４の代わりに図９の示すシャッタカード７４に相当するものを使って実現する。他には、マトリックススイッチ部１１１で接続のないポートと結合すれば同様の遮断を実現できる。上述したことは、本願発明の第２の実施例に準じる場合にも同様に適用可能である。
【００７８】
本願発明の第３の実施例に準じる場合、先に述べたように信号内に識別子を入れる手法とパイロット信号を用いる手法がある。先ず、信号内に識別子を入れる場合について説明する。本例では、送信端ノードＤの局内インタフェースの送信側で受信端ノードＣの所定ポートの局内インタフェースに対応する識別子を挿入する。受信端ノードＣ内の局内インタフェースの受信側で自ノードの識別子を検出すると、外部のネットワークへ出力する。また、送信信号にそれが経由するノード情報を含めてもよく、中継ノードでその異常を検出した場合にはそのノードで遮断するようにしてもよい。
【００７９】
一方、パイロット信号を用いる場合には、送信端ノードＤの局内インタフェースの送信側には先に説明したトランスポンダ又は直接接続の各形態である図１６又は１７の構成を、また受信端ノードＣの局内インタフェースの受信側にも図１７又は１８の構成を用いることができる。受信端ノードＣで受信端識別情報を含む所定のデータ信号がこなければ外部のネットワークへの出力を遮断する。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば誤接続が発生することなく高速のルート切替えが可能なＷＤＭネットワークが提供される。これにより、メトロコアリングネットワーク等に対して、回線ルート切替え時の誤接続の防止、及び波長の時間貸しサービスによる接続先の遠隔切替え機能、等が提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】メトロリングネットワークの一例を示した図である。
【図２】パッシブＯＡＤＭ方式によるメトロアクセスネットワークの一例を示した図である。
【図３】ＢＰＳＲ方式によるパスプロテクション機能を備えたリングネットワークの動作を図式的に説明した図である。
【図４】プロテクション動作時に発生する誤接続の一例を示した図である。
【図５】リングノード構成の一例を示した図である。
【図６】本発明の第１の実施例を示したものである。
【図７】本発明の第１の実施例における回線切替えシーケンス例を示した図である。
【図８】第１の実施例の具体的な回路構成例（１）を示した図である。
【図９】第１の実施例における別の回路構成例（２）を示した図である。
【図１０】本発明の第２の実施例を示した図である。
【図１１】本発明の第２の実施例における回線切替えシーケンス例を示した図である。
【図１２】第２の実施例の具体的な回路構成例（１）を示した図である。
【図１３】第２の実施例における別の回路構成例（２）を示した図である。
【図１４】本発明の第３の実施例を示した図である。
【図１５】デジタルラッパを使用する信号フォーマットの一例を示した図である。
【図１６】第３の実施例における送信端ノード側の具体的な回路構成例（１）を示した図である。
【図１７】第３の実施例における送信端ノード側の別の回路構成例（２）を示した図である。
【図１８】第３の実施例における受信端ノード側の具体的な回路構成例（１）を示した図である。
【図１９】第３の実施例における受信端ノード側の別の回路構成例（２）を示した図である。
【図２０】パイロット送信部の一構成例を示した図である。
【図２１】パイロット信号受信部の一構成例を示した図である。
【図２２】光クロスコネクト装置により構成したメッシュネットワークの一例を示した図である。
【図２３】障害発生時におけるメッシュネットワークの回線ルート切替えの一例を示した図である。
【図２４】光クロスコネクト装置の一構成例を示した図である。
【符号の説明】
１０、３１，４３…ファイバ
１１、２１…光フィルタ
１２、３２、３８…光分波器
２２、４１、３６…光合波器
３３、３５…光監視制御装置
３７、４２…光アンプ
４０…光減衰器
３９、４４，５３、４９、５０、７６、１１１…光スイッチ
４７、４８、５１、５２、１１２，１１４…トランスポンダ
５９…外部ネットワーク
６１〜６３…遮断手段
７１…制御部
７２…ＡＩＳ発生部
７３…切替え部
７４、７５、８０、８１…シャッタカード
７７、８２…光スイッチ又は光可変減衰器
８４…パイロット信号受信部
８５…パイロット信号送信部
９５…フォトダイオード
１０１…光クロスコネクト装置
１０２…光ＡＤＭ装置

Claims

光ネットワークの所定の光パスに接続される光通信ノードであって、前記光通信ノードはその配下に収容する外部ネットワークと、前記光ネットワークと前記外部ネットワークと間の接続を遮断する遮断手段と、を有し、
前記遮断手段は、前記光パスのルート設定変更時に、前記光パスのルート設定変更に関して誤接続が一時的に発生し得るとき、そのルート変更のシーケンスの完了までは遮断されることを特徴とする光通信ノード。
前記遮断手段は、さらに他の光通信ノードからの指示により遮断され、又はその遮断が解除される請求項１記載の光通信ノード。
さらに、送信信号に受信端ノード識別子を付加する付加手段と、受信信号に含まれる前記受信端ノード識別子を検出する検出手段と、を有し、
前記検出手段は、自ノードの前記受信端ノード識別子を検出すると、前記遮断手段による遮断を解除する、請求項１又は２記載の光通信ノード。
さらに、ダミー信号を生成出力するダミー信号手段を有し、
前記遮断手段により信号の送信が停止される前記光パス及び／又は前記外部ネットワークに対して、前記ダミー信号手段によるダミー信号が送出される、請求項１〜３のいずれか一つに記載の光通信ノード。
光パスのルート設定変更時に、前記光パスのルート設定変更に関して誤接続が一時的に発生し得るとき、ルート変更のシーケンスの完了までの間、外部光ネットワークから該光ネットワークへの入力側へ又は該光ネットワークから外部光ネットワークの出力側への少なくとも一方の信号を遮断することを特徴とする光ネットワークシステム。