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JPH10126350A - 光ネットワーク、光分岐挿入ノードおよび障害回復方式 - Google Patents

光ネットワーク、光分岐挿入ノードおよび障害回復方式

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Publication number
JPH10126350A
JPH10126350A JP8271227A JP27122796A JPH10126350A JP H10126350 A JPH10126350 A JP H10126350A JP 8271227 A JP8271227 A JP 8271227A JP 27122796 A JP27122796 A JP 27122796A JP H10126350 A JPH10126350 A JP H10126350A
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JP
Japan
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optical
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Pending
Application number
JP8271227A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoya Henmi
直也 逸見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP8271227A priority Critical patent/JPH10126350A/ja
Priority to AU41019/97A priority patent/AU754651B2/en
Priority to US08/950,437 priority patent/US6137603A/en
Priority to EP97117828A priority patent/EP0837572A3/en
Publication of JPH10126350A publication Critical patent/JPH10126350A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 障害時に信号の損失がなく、障害回復による
経路切替の際の信号光の伝送距離の変化による信号劣化
が小さく、障害復旧後も予備ファイバを使い続けること
ができ、不要な経路切替を省くことができる光分岐挿入
ノードおよび障害回復方式を提供する。 【解決手段】 光送信器５１と、該光送信器出力に接続
され光送信器出力を２分岐するための光分岐４１と、現
用ファイバ２１に接続された利得一定化制御の施されて
いる光増幅器６１と、該光増幅器出力および前記光分岐
出力の一方に接続された分岐挿入回路３１と、予備ファ
イバ２２に接続された利得一定化制御の施されている光
増幅器６２と、該光増幅器出力および前記光分岐出力の
もう一方に接続された分岐挿入回路３２と、２つの分岐
挿入回路３１、３２の出力に接続され、一方を選択する
ための、無瞬断切り替え機能を備えたセレクタ４２と、
光受信器５２とから光分岐挿入ノードが構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ネットワーク、特
にリング型光ネットワークの障害回復に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、リング型光ネットワークでは、フ
ァイバやノードに障害が起こったときループバックと呼
ばれる方法によって障害回復を行っていた。ループバッ
クの原理を図６に示す。この例では、ノード１０１１か
ら１０１４が２本のファイバによって結ばれている。こ
の２本のファイバのうち１本は現用ファイバ１０２１、
もう１本は予備ファイバ１０２２である。通常は現用フ
ァイバ１０２１にのみ信号光が存在し、予備ファイバ１
０２２には信号光が存在しない。各ノードは、現用ファ
イバ上の光信号のうち、自ノードに必要な信号を取り出
し、他ノード宛の信号を送出する。障害が起きたとき、
たとえば、図６（ｂ）の×のところでファイバが切れた
場合、両端のノードでスイッチを切り替えて予備ファイ
バに信号を通す。すなわち、図６（ｂ）に示したような
三日月型のリングができる。
【０００３】また、リング型光ネットワークの他の障害
回復法として、図７に示した鳥羽らの方法がある（第２
０回ヨーロピアン・コンファレンス・オン・オプティカ
ル・コミュニケーション（European Conference on Opt
ical Communication), Tu.A.2, 1994 年）。この方法で
は、主信号については光送信器１０５１の出力を光分岐
１０４１により２分岐して現用ファイバと予備ファイバ
の両方に同時に同じ信号を流し、受信側に設けられた電
気スイッチ１０７２によって一方を選択する。また、主
信号とは波長の異なる光を用意し、これを強度変調する
ことによって光増幅器入出力の監視を行っているが、こ
の光増幅器監視用の光の障害回復はループバックスイッ
チ１０８１，１０８２を用いてループバックを行ってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術のループバッ
クの課題としては、障害位置を特定してから経路を切り
替える必要があるため切替に時間がかかる、光信号の伝
送距離が大きく変わるためにＥｒドープ光ファイバ増幅
器（ＥＤＦＡ）や半導体光増幅器等の光増幅器の利得の
波長依存性が変化する、光信号の伝送距離が大きくなる
ためにファイバの非線形効果や増幅器段数が増えること
による自然放出光雑音の蓄積による信号劣化が大きくな
る、通過スイッチ段数が増えることによるクロストーク
蓄積等による信号劣化が大きくなる、ノード内にループ
バックスイッチを設ける必要があるために装置が大型化
しコストが大きくなる、障害復旧後は予備ファイバから
現用ファイバに切り替える必要がある、等が挙げられ
る。
【０００５】従来技術の鳥羽らの方法は、主信号のみの
障害回復に関しては上記ループバックの問題点が解消さ
れている。しかし、実際の障害回復においては主信号の
みの障害回復は意味を持たず、光増幅器監視用の光の障
害回復も同時に行なわなければならない。光増幅器監視
光に対してループバックを行なうために、障害回復時間
は光増幅器監視光の障害回復時間によって制限される。
また、光増幅器監視光のループバックのためにスイッチ
を設ける必要があるため、装置が大型化し、コストが大
きくなる。
【０００６】また、障害復旧後は予備ファイバから現用
ファイバに切り替える必要がある。
【０００７】また、特定のノードのみ障害を検出した場
合にも、ループバック動作を行なうため、全てのノード
において信号経路の変更が生じる。
【０００８】本発明の目的は、障害発生時に信号の損失
が無く、障害回復による経路の切替えの際の信号光の伝
送距離の変化による信号劣化が小さくかつ障害復旧後も
予備ファイバを使うことができ、しかも不要な経路切替
えを少なくできる分離挿入ノード、光ネットワークまた
は障害回復方式を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光ネットワーク
は、複数の光分岐挿入ノードと１つあるいは複数のハブ
（親）ノードとが複数の光ファイバあるいは光波長多重
技術を用いた時計回り、反時計回りデータ転送を行う光
転送系を用いてリング状に結合された光ネットワークに
おいて、ハブ（親）ノードと複数の光分岐挿入ノード
が、それぞれ異なる波長信号光を用いかつ時計回り、反
時計回りの２つ以上の異なる経路で構成された伝送系を
有し、光分岐挿入ノードにおいて前記２つ以上の経路か
ら得られた信号のうち、一方を選択することを特徴とす
る。
【００１０】本発明の光分岐挿入ノードは、図１に示す
ように、光送信器（５１）と、該光送信器出力に接続さ
れ光送信器出力を２分岐するための光分岐器（４１）
と、現用ファイバ（２１）に接続された利得一定化制御
の施されている光増幅器（６１）と、該光増幅器出力お
よび前記光分岐器出力の一方に接続された分岐挿入回路
（３１）と、予備ファイバ（２２）に接続された利得一
定化制御の施されている光増幅器（６２）と、該光増幅
器出力および前記光分岐器出力のもう一方に接続された
分岐挿入回路（３２）と、２つの前記分岐挿入回路の出
力に接続され、一方を選択する機能を備えた光セレクタ
（４２）と、該光セレクタに接続された光受信器（５
２）とからなることを特徴とする。
【００１１】本発明の光ネットワークは、複数の前記光
分岐挿入ノードと、該光分岐挿入ノードからの伝送信号
を終端して終端信号を得、該終端信号をそのままあるい
は時間分離して接続替えを行った後に他の光分岐挿入ノ
ードへ転送する機能を有するハブ（親）ノードを有し、
ネットワークの構成変更するための該ハブノードでの接
続替え機能を有することを特徴とする。
【００１２】本発明の障害回復方式は、二つ以上のノー
ドと、各ノード内の光送信器と、該光送信器出力に接続
され光送信器出力を２分岐するための光分岐器と、現用
ファイバに接続された利得一定化制御の施されている光
増幅器と、該光増幅器出力および前記光分岐器出力の一
方に接続された分岐挿入回路と、予備ファイバに接続さ
れた利得一定化制御の施されている光増幅器と、該光増
幅器出力および前記光分岐器出力のもう一方に接続され
た分岐挿入回路と、２つの前記分岐挿入回路の出力に接
続され、一方を選択するための機能を備えた光セレクタ
と、該光セレクタに接続された光受信器とからなり、前
記セレクタを切り替えることにより障害回復を行なうこ
とを特徴とする。
【００１３】（作用）本発明の障害回復方式では、図２
（ａ）に示したように、従来例の鳥羽らの方法と同様に
送信側のノードでは、通常時において信号光を光分岐に
より分岐して現用ファイバと予備ファイバに等しく送
る。
【００１４】受信側のノードのセレクタは通常は現用側
を選択している。光受信器に信号が来なくなると、この
セレクタを予備側に切り替える（図２（ｂ））。
【００１５】各ノード内の光増幅器については、個別に
利得一定化制御を行なうことにより、従来例のような光
増幅器監視光が不要となる。光増幅器の利得一定化制御
は、御園らによる電子情報通信学会１９９４年秋季大会
Ｂ−９４３に述べられている。この方法を用いることに
より、障害回復においてループバックが必要な光がなく
なるので、障害回復の高速化、伝送距離変化の縮小、装
置の小型低コスト化を図ることができる。
【００１６】また、図２に示されているように本発明に
おいては現用系と予備系が全く対称であるので、障害復
旧後も予備系を使用し続けることができ、不要な経路切
替を省くことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を用いて
説明する。図２におけるノード１１，１２として、図３
に示した音響光学フィルタを分岐挿入回路として用いた
光分岐挿入ノードを考える。音響光学フィルタは、入力
する高周波信号の周波数によって決まる周波数の光のみ
を波長多重された光伝送路の中から分岐し、それと同時
に、分岐した周波数に等しい周波数の光を光伝送路に挿
入することができる。
【００１８】音響光学フィルタの動作原理についてはS.
E.Harrisらによるジャーナル・オブ・ジ・オプティカル
・ソサイアティ・オブ・アメリカ（Journal of the Opt
icalSociety of America ）第５９巻第６号（１９６９
年刊）７４４−７４７頁所載の論文に詳しい。
【００１９】いま、図２において、現用ファイバ２１と
予備ファイバ２２上に波長１５５２nmと波長１５５６nm
の信号光が存在し、ノード１１からノード１２への信号
は、これらのうち波長１５５２nmの光を用いて伝送され
るとする。
【００２０】ノード１１の構成は図３で表され、光送信
器５１の発振波長は１５５２nmである。この光送信器か
ら出力された信号光のパワーを光分岐４１によって２等
分し、音響光学フィルタ３３および音響光学フィルタ３
４に入射させる。音響光学フィルタ３３，３４を波長１
５５２nmの光に対して分岐挿入動作するように駆動する
と、光分岐４１からの信号光は現用ファイバ、予備ファ
イバの双方に等しく出力される。
【００２１】これら信号光は、図２に示すように、現用
ファイバ２１および予備ファイバ２２を通って共にノー
ド１２に入射する。ノード１２の構成も図３で表され
る。現用ファイバ２１および予備ファイバ２２上の光信
号は、それぞれ光増幅器６１，６２で増幅される。これ
ら光増幅器には利得一定化制御が施され、光増幅器が設
置されたノードにおいて制御および監視が可能なので、
従来例のように監視用の光をノードのファイバ上に流す
必要がない。
【００２２】この例ではＥｒドープ光ファイバ増幅器
（ＥＤＦＡ）を用いたが、このほかに半導体光増幅器も
使用可能であり、信号光の波長が１．３μm 帯の場合
は、Ｐｒドープ光ファイバ増幅器、半導体光増幅器が使
用可能である。各光増幅器出力は音響光学フィルタ３
３，３４に入力される。音響光学フィルタ３３，３４を
いずれも波長１５５２nmの光に対して分岐挿入動作を行
なうように駆動すれば、ノード１１から送られてきた波
長１５５２nmの信号光は分岐される。分岐された、現
用、予備二つの信号光をセレクタ４２に入力させる。セ
レクタ４２は通常は現用側を選択している。セレクタ４
２の出力を光受信器５２に入力することにより受信を行
なう。
【００２３】現用ファイバ２１に障害が起こった場合に
ついて説明する。ノード１２においてセレクタ４２が現
用側を選択していると、光受信器５２に入射する光パワ
ーの減少により障害が起こったことがわかる。障害の検
出は、セレクタ４２の出力光の一部を分岐して、その光
パワーを監視することによって行っても良い。
【００２４】ノード１２において障害を検出した場合、
ノード１２内のセレクタ４２を予備側に切り替えればよ
い。従来例とは異なり、これで全ての障害回復が完了す
る。上に説明したように、予備系にも常に現用系と同じ
信号が流れているので、セレクタ４２を切り替えた時点
で受信を再開できる。
【００２５】しかし、ノード１１からノード１２への現
用系と予備系の伝送距離は一般に異なるので、これらの
差を補う必要がある。この目的に有効な方法として、白
垣らによる無瞬断切替（第19回ヨーロピアン・コンファ
レンス・オン・オプティカル・コミュニケーション（Eu
ropean Conference on Optical Communication), TuP5.
3, 1993 年）がある。この無瞬断切替可能な光スイッチ
をセレクタ４２に用いれば、障害の際にも全く信号を損
失することなく障害回復を行うことができる。
【００２６】分岐挿入ノードは、上に述べた音響光学フ
ィルタを用いる構成の他、図４のような構成とすること
ができる。この構成においては、現用、予備の入力のう
ち一方をセレクタ４２で選択したあと、光分波器４４を
用いて各波長毎に異なる光伝送路に出力する。光受信器
５４は、この光伝送路の数に等しい数（この例では８）
のフォトダイオードから成り、各々の光信号を電気信号
に変換する。電気スイッチ７１によって分岐、挿入、あ
るいは、各波長間で信号の入れ替えを行う。この出力
を、互いに発振波長の異なる複数のレーザーから成る光
送信器５３により光信号に変換し、光合波器４３を用い
て異なる波長の信号光を１本のファイバに波長多重す
る。光合波器出力光パワーを光分岐４１によって２等分
し現用ファイバおよび予備ファイバに送出する。
【００２７】この構成においても、光増幅器６１から６
４は利得一定化制御が施されていて、ノード内で監視お
よび制御を行なうことができる。また、光分波器４４の
出力の全てを受信せず、分岐すべき波長の存在する伝送
路の信号のみ光受信器に接続し、他は直接光合波器４３
に入力させ、光送信器も挿入すべき波長で発振するもの
のみを設置してその出力を光合波器４３に入力させても
良い。
【００２８】光増幅器の利得一定化制御は、御園らによ
る電子情報通信学会１９９４年秋季大会Ｂ−９４３に述
べられている方法の他、光増幅器入力光と出力光の各々
の一部を分岐してそのパワーを比較し、この比が一定と
なるように制御する方法など、光増幅器の利得を自動的
に一定化するあらゆる方法が利用できる。
【００２９】また、光増幅器のノード内の位置は、図３
のようにノードの入力部だけではなくノードの出力部他
あらゆる位置が可能である。また、光増幅器は図４のよ
うに現用系、予備系各々複数設置しても良い。
【００３０】本発明の光分岐挿入ノードを用いたネット
ワークの例を図５に示す。ノード１１は図４に示した実
施例、ノード１２、１３、１４は図３に示した実施例で
ある。ノード１１中の光送信器５３は、発振波長１５４
８nm，１５５２nm，１５５６nmのレーザーを持つ。波長
１５４８nmの光はノード１２宛の信号のみ、波長１５５
２nmの光はノード１３宛の信号のみ、波長１５５６nmの
光はノード１４宛の信号のみを運ぶ。ノード１４内の音
響光学フィルタは、現用３３、予備３４とも１５５６nm
を選択している。また、このノード内の光送信器５１の
発振波長は１５５６nmであり、光分岐４１によってその
パワーが２等分された後、音響光学フィルタ３３，３４
により現用ファイバ２１および予備ファイバ２２に挿入
される。ノード１２は波長１５４８nmについて、１３は
波長１５５２nmについて同様の動作を行なう。
【００３１】このネットワークに本発明の障害回復方式
を適用すれば、障害を検出したノード以外は障害回復動
作を行なわずに通常動作を継続することができる。図５
において、ノード１４が障害を検出し、ノード１１，１
２，１３は障害を検出していないとする。このとき、ノ
ード１４内のセレクタ４２を予備側に切り替えることの
みにより障害回復動作は完了する。他のノードにおいて
障害を検出した場合も同様である。レーザーの波長は上
に示した値だけでなく、１．５μm 帯の他の波長や１．
３μm 帯など、他の波長帯も使用できる。またこの例で
ノードの数は図３の実施例のノードが３、図４の実施例
のノードが１としたが、この数に限らず図３の実施例の
ノードが１６、図４の実施例のノードが２など任意の数
でよい。
【００３２】
【発明の効果】送信部には光分岐、受信部にはセレクタ
を設けるだけの簡単な構成により、障害回復の基本機能
が実現できる。このため、ノードの小型化、低価格化を
図ることができる。また、切替前に障害位置を特定する
必要がないため高速に切り替えることができ、無瞬断障
害回復が可能である。
【００３３】また、光信号の伝送距離変化は比較的小さ
いため、Ｅｒドープ光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）利得
の波長依存性が変化も小さい。ファイバの非線形効果、
増幅器段数が増えることによる自然放出光雑音の蓄積、
通過スイッチ段数が増えることによるクロストーク蓄積
等の影響も比較的小さい。
【００３４】また、現用ファイバと予備ファイバが全く
対等なので、障害復旧後も予備ファイバを使い続けるこ
とができ、不要な経路切替を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光分岐挿入ノードを示す図である。
【図２】本発明の障害回復方式を示す図である。
【図３】本発明の光分岐挿入ノードの実施例を示す図で
ある。
【図４】本発明の光分岐挿入ノードの他の実施例を示す
図である。
【図５】本発明の光分岐挿入ノードを用いたネットワー
クの例を示す図である。
【図６】従来の障害回復方式を示す図である。
【図７】従来の光分岐挿入ノードを示す図である。
【符号の説明】
１１，１２，１０１１，１０１２，１０１３，１０１４
ノード ２１，１０２１ 現用ファイバ ２２，１０２２ 予備ファイバ ３１，３２，１０３１，１０３２ 分岐挿入回路 ３３，３４ 音響光学フィルタ ４１，１０４１ 光分岐 ４２ セレクタ ４３ 光合波器 ４４ 光分波器 ５１，５３，１０５１ 光送信器 ５２，５４，１０５２，１０５３ 光受信器 ６１，６２，６３，６４，１０６１，１０６２ 光増幅
器 ７１ 電気マトリクススイッチ １０７２ 電気スイッチ １０８１，１０８２ ループバックスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｓ 3/10 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｓ Ｈ０４Ｂ 10/02 Ｄ 10/135 10/13 10/12 Ｈ０４Ｊ 14/08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の光分岐挿入ノードと１つあるいは複
    数のハブ（親）ノードとが複数の光ファイバあるいは光
    波長多重技術を用いた時計回り、反時計回りデータ転送
    を行う光転送系を用いてリング状に結合された光ネット
    ワークにおいて、 ハブ（親）ノードと複数の光分岐挿入ノードが、それぞ
    れ異なる波長信号光を用いかつ時計回り、反時計回りの
    ２つ以上の異なる経路で構成された伝送系を有し、光分
    岐挿入ノードにおいて前記２つ以上の経路から得られた
    信号のうち、一方を選択することを特徴とする光ネット
    ワーク。
  2. 【請求項２】光送信器と、該光送信器出力に接続され光
    送信器出力を２分岐するための光分岐器と、現用ファイ
    バに接続された利得一定化制御の施されている光増幅器
    と、該光増幅器出力および前記光分岐器出力の一方に接
    続された分岐挿入回路と、予備ファイバに接続された利
    得一定化制御の施されている光増幅器と、該光増幅器出
    力および前記光分岐器出力のもう一方に接続された分岐
    挿入回路と、２つの前記分岐挿入回路の出力に接続さ
    れ、一方を選択する機能を備えた光セレクタと、該光セ
    レクタに接続された光受信器とからなることを特徴とす
    る光分岐挿入ノード。
  3. 【請求項３】複数の請求項２記載の光分岐挿入ノード
    と、該光分岐挿入ノードからの伝送信号を終端して終端
    信号を得、該終端信号をそのままあるいは時間分離して
    接続替えを行った後に他の光分岐挿入ノードへ転送する
    機能を有するハブ（親）ノードを有し、ネットワークの
    構成変更するための該ハブノードでの接続替え機能を有
    することを特徴とする光ネットワーク。
  4. 【請求項４】二つ以上のノードと、各ノード内の光送信
    器と、該光送信器出力に接続され光送信器出力を２分岐
    するための光分岐器と、現用ファイバに接続された利得
    一定化制御の施されている光増幅器と、該光増幅器出力
    および前記光分岐器出力の一方に接続された分岐挿入回
    路と、予備ファイバに接続された利得一定化制御の施さ
    れている光増幅器と、該光増幅器出力および前記光分岐
    器出力のもう一方に接続された分岐挿入回路と、２つの
    前記分岐挿入回路の出力に接続され、一方を選択するた
    めの機能を備えた光セレクタと、該光セレクタに接続さ
    れた光受信器とからなり、前記セレクタを切り替えるこ
    とにより障害回復を行なうことを特徴とする障害回復方
    式。
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