光通信ネットワーク
【課題】障害に応じた冗長構成の再構築を速やかに行うことができる光通信ネットワークを提供すること。
【解決手段】光信号の送受信機能を有する複数のノード装置で構成され、ノード装置は或る波長にて受信した光信号を当該波長にて送信するように構成された光通信ネットワークであって、送信端となるノード装置と受信端となるノード装置とを接続する第1の光パスP1と、第1の光パスP1とは一部異なる経路を用いて送信端となるノード装置と受信端となるノード装置とを接続する光パスであって、パスの途中で第1の光パスP1に合流する経路を有し、且つ、合流箇所より上流側の個所に当該パスの光信号の遮断と透過を切り替える遮断透過切替器5を介在させた第2の光パスP3とを備える。
【解決手段】光信号の送受信機能を有する複数のノード装置で構成され、ノード装置は或る波長にて受信した光信号を当該波長にて送信するように構成された光通信ネットワークであって、送信端となるノード装置と受信端となるノード装置とを接続する第1の光パスP1と、第1の光パスP1とは一部異なる経路を用いて送信端となるノード装置と受信端となるノード装置とを接続する光パスであって、パスの途中で第1の光パスP1に合流する経路を有し、且つ、合流箇所より上流側の個所に当該パスの光信号の遮断と透過を切り替える遮断透過切替器5を介在させた第2の光パスP3とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光通信ネットワークに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、インターネット利用者の増加に加えて、利用できるアクセス網のブロードバンド化が著しい。これに対応してインターネットのバックボーンネットワークでも大量のデータを効率良く運ぶことが求められている。これを解決する技術の一つに、1本の光ファイバに何本もの波長の違う光信号を通すことで、通信容量を大幅に増やした波長分割多重(WDM;Wavelength Division Multiplexing)方式がある。
【0003】
波長分割多重方式を用いた光通信ネットワークはメッシュ状に構成でき、そのエッジ部分にIPルータやATMスイッチなどの機器を接続する構成となる。エッジにある各機器はネットワーク上で光信号による通信路(光パス)を設定して互いに通信する。波長分割多重方式には、光パス上の中継点となるノード(伝送装置)において、光信号の波長を変換しないタイプと、波長を変換するタイプとの2種類があり、それぞれ一長一短がある。本発明は前者の波長を変換しないタイプの波長分割多重方式の光通信ネットワークを対象としている。波長を変換しない光通信ネットワークでは、通信するエンド‐エンド間で同じ波長の光信号を使うことになる。
【0004】
他方、波長分割多重方式を用いた光通信ネットワークでは、通信容量の増大だけでなく、信頼性も要求されるため、プロテクション機能を実装する必要がある。プロテクション機能とは、或る通信路に障害が発生した場合、予備の通信路に速やかに切り替える機能である。
【0005】
プロテクション機能には、メインの通信路に障害が発生したら、事前に設定しておいた予備の通信路に切り替える方式と、予備の通信路を事前に設定しておくのではなく、障害時に迂回路を計算して設定する方式とがある。しかし、後者の方式は切り替え時間が長くなる。このため、高速切り替えを要求される光通信ネットワークでは、前者の方式が使用される。予備の通信路を事前に設定しておいて障害発生時に通信路の切り替えを行う波長分割多重方式の光通信ネットワークを記載した文献として、例えば特許文献1がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2004−254317号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
波長分割多重方式の光通信ネットワークでは、同一パスに同じ波長の光信号を複数流すことはできない。このため、プロテクション機能のために事前に設定できる予備の通信路の数が制限され、二次以上の障害に対する冗長性の確保に課題がある。以下、この点について具体的に説明する。
【0008】
例えば、4つのノードが図10のようにメッシュ状に接続された光通信ネットワークにおいて、ノードAからノードCに至るパスは合計4本存在する。しかし、ノードAとノードCとの通信に波長λACの同じ光信号を使用する場合、パスP1とパスP3はノードBにおいて合流しているので、何れか一方しか同時には設定できない。同様にパスP2とパスP4はノードDで合流しているので、何れか一方しか同時には設定できない。つまり、図10の光通信ネットワークでは、ノードAからノードCに対して最大2本の冗長パスしか設定できない。
【0009】
図11は、ノードAとノードCの間に、2本のパスP1、P2を設定し、パスP1を現用パス、パスP2を予備パスとして、ノードAとノードCとの間で通信を行っている状態を示している。この状態で、図12に示すように、例えばノードAとノードBとをつなぐ光ファイバの不具合が原因で障害が発生したとすると、プロテクション機能を用いて受信端のノードCにおいてパスの切り替えが行われ、パスP2を現用パスに使用して通信が継続される。
【0010】
しかし、図12に示す状態では、ノードAとノードCとの間には1つのパスP2しか存在しない。従って、例えば図13に示すように、ノードAとノードBとをつなぐ光ファイバの不具合が原因で二次障害が発生すると、パスP2も使えなくなり、ノードAからノードCへの通信は断たれることになる。
【0011】
本発明はこのような事情に鑑みて提案されたものであり、その目的は、障害に応じた冗長構成の再構築を速やかに行うことができる光通信ネットワークを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の第1の光通信ネットワークは、光信号の送受信機能を有する複数のノード装置で構成され、前記ノード装置は或る波長にて受信した光信号を当該波長にて送信するように構成された光通信ネットワークであって、送信端となるノード装置と受信端となるノード装置とを接続する第1の光パスと、前記第1の光パスとは一部異なる経路を用いて前記送信端となるノード装置と前記受信端となるノード装置とを接続する光パスであって、パスの途中で前記第1の光パスに合流する経路を有し、且つ、合流箇所より上流側の個所に当該パスの光信号の遮断と透過を切り替える遮断透過切替器を介在させた第2の光パスと、を備える。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、光通信ネットワークにおいて障害に応じた冗長構成の再構築を速やかに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施の形態のブロック図である。
【図2】設定可能な光パスの説明図である。
【図3】光パスの初期状態を示す図である。
【図4】一次障害が発生したときの光パスの状態を示す図である。
【図5】一次障害に応じて冗長パスを再構築した状態を示す図である。
【図6】二次障害が発生したときの光パスの状態を示す図である。
【図7】本発明の別の実施の形態のブロック図である。
【図8】光パスの中継点となるWDM装置の構成例を示すブロック図である。
【図9】光パスの受信端となるWDM装置の構成例を示すブロック図である。
【図10】本発明が解決しようとする課題の説明図である。
【図11】本発明が解決しようとする課題の説明図である。
【図12】本発明が解決しようとする課題の説明図である。
【図13】本発明が解決しようとする課題の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図1を参照すると、本発明の第1の実施の形態に係る光通信ネットワークは、4個のWDM装置1、2、3、4と、WDM装置1とWDM装置2とをつなぐ光ファイバF12と、WDM装置1とWDM装置3とをつなぐ光ファイバF13と、WDM装置2とWDM装置3とをつなぐ光ファイバF23と、WDM装置2とWDM装置4とをつなぐ光ファイバF23と、WDM装置3とWDM装置4とをつなぐ光ファイバF34とから構成されている。
【0016】
WDM装置1〜4は、複数の異なる波長のそれぞれにて光信号を送受信することにより、複数の光信号を同時に送受信可能に構成されたノード装置である。それぞれのWDM装置1〜4は、送信端および受信端になり得る。以下では、説明の便宜上、WDM装置1が送信端、WDM装置4が受信端となって、所定の波長λ14を用いてエンド‐エンド通信する場合を例に、本実施の形態におけるパス切替構成を説明する。
【0017】
4つのWDM装置1〜4が図1のようにメッシュ状に接続された光通信ネットワークでは、WDM装置1からWDM装置4に至る光パスは、図2に示すようにP1〜P4の合計4本存在する。しかし、WDM装置1とWDM装置4との通信に波長λ14の同じ光信号を使用する場合、光パスP1と光パスP3は、WDM装置1から合流点であるWDM装置2までの光路長に差があるため、同時に設定して双方に同じ波長の信号を流すと、光信号どうしが干渉して正常な通信が行えない。同様に、光パスP2と光パスP4もWDM装置3で合流しているので、同時に設定して双方に同じ波長の光信号を流すと、光信号どうしが干渉して正常な通信が行えない。
【0018】
ただし、光パスP1と光パスP3とを同時に設定しても、一方の光パスから他方の光パスに合流する光信号が存在しなければ、光信号どうしの干渉は発生しない。従って、一方の光パスを使用した通信が正常に行える。例えば、WDM装置3において、光パスP3の光信号をWDM装置2へ送信しなければ、WDM装置2において光パスP1に光パスP3からの光信号は合流しない。このため、WDM装置1から光ファイバF12を通じてWDM装置2に送られてきた光パスP1の光信号は、干渉を受けずに光ファイバF23を通じてWDM装置4へ送り届けられることになる。同様に、光パスP2と光パスP4とを同時に設定しても、一方の光パスから他方の光パスに合流する光信号が存在しなければ、光信号どうしの干渉は発生しないので、一方の光パスを使用した通信が正常に行える。
【0019】
そこで本実施の形態では、図3に示すように、上記の4つの光パスP1〜P4を設定し、そのうちの光パスP3の途中に遮断透過切替器5を設け、光パスP4の途中に遮断透過切替器6を設けている。
【0020】
遮断透過切替器5は、WDM装置3内に位置し、WDM装置1から光ファイバF13を通じて受信した波長λ14を分岐することにより生成した同一波長、同一信号の2つの光信号のうち、光パスP3の光信号としてWDM装置2へ送信する光信号を遮断している。光パスP3の矢印が遮断透過切替器5の下流側で破線で表示されているのは、それ以降、光パスP3には光信号が一切送信されていないことを示している。これに対して、分岐により生成された2つの光信号のうち、光パスP2の光信号としてWDM装置4へ送信する光信号は遮断されていない。
【0021】
また遮断透過切替器6は、WDM装置2内に位置し、WDM装置1から光ファイバF12を通じて受信した波長λ14を分岐することにより生成した同一波長、同一信号の2つの光信号のうち、光パスP4の光信号としてWDM装置3へ送信する光信号を遮断している。他方、分岐により生成された2つの光信号のうち、光パスP1の光信号としてWDM装置4へ送信する光信号は遮断されていない。
【0022】
図3に示す状態では、受信端のWDM装置4は、WDM装置1との通信に関して光パスP1と光パスP2との2つの光パスを冗長パスとし、何れか一方を現用パス、他方を予備パスとして使用している。そして、WDM装置4は、例えば光パスP1を現用、光パスP2を予備としている場合、光パスP1を通じて受信した光信号をWDM装置1から送信された光信号として扱って処理を行っている。
【0023】
また、受信端のWDM装置4は、障害が原因で現用パスP1の光信号が途絶えた場合、予備パスP2が正常であれば、受信端切替を実施することにより、現用パスをP1からP2に切り替え、WDM装置1との通信を継続する。例えば、図4に示すように、WDM装置1とWDM装置2との間の光ファイバF12に切断などの障害7が発生した場合、現用パスP1の光信号はWDM装置2やWDM装置4に届かなくなるが、予備パスP2は障害7による影響を受けない。このため、WDM装置4は予備パスP2を現用パスに切り替えて、WDM装置1との通信を継続する。
【0024】
図4に示す状態では、WDM装置1とWDM装置4との間に光信号が流れている光パスはパスP2の一つしか存在しない。従って、例えばWDM装置3とWDM装置4との間の光ファイバF34にも障害が発生するという、二次障害が発生すると、パスP2も使えなくなり、WDM装置1からWDM装置4への通信は断たれることになる。
【0025】
そこで、本実施の形態では、図4に示すように障害7により光パスP1が使用できなくなった場合、その光パスP1の代わりに、光パスP3を冗長パスとして使用できるように、遮断透過切替器5を遮断状態から透過状態に設定を変更する。このような設定変更は、WDM装置3へ図示しないネットワーク管理システム(NMS)経由でオペレータがマニュアル操作で行うことができる。また、GMPLS(Generalized Multiprotocol Label Switching)等の技術を用いてWDM装置3が障害7を検知し、自律的に遮断透過切替器5の設定を変更するようにすることもできる。この設定変更によって、図5に示すように、WDM装置5からWDM装置2に向けて、今まで遮断されていた波長λ14の光信号の送信が開始される。このとき、光パスP1の光信号は障害7のためにWDM装置2に届かないため、WDM装置2とWDM装置4との間の光ファイバF23において、光パスP3の波長λ14の光信号に光パスP1の同じ波長の光信号が合流することはない。このため、受信端のWDM装置4は、WDM装置1との通信に関して光パスP2と光パスP3との2つの光パスを冗長パスとして使用することが可能になる。
【0026】
従って、例えば図6に示すように、WDM装置3とWDM装置4との間の光ファイバF34に障害8が発生しても、WDM装置4において受信端切替を実施し、予備パスP3を現用パスとして使用することにより、WDM装置1からWDM装置4への通信をなおも継続することが可能になる。
【0027】
以上の構成では、4つの光パスP1〜P4のうちの光パスP3、P4にのみ遮断透過切替器5、6を介在させたが、図7に示すように残りの光パスP1、P2にも遮断透過切替器9、10を介在させるようにしても良い。遮断透過切替器9は、WDM装置3に設けられ、光パスP2が冗長パスとして使用されているときは透過に設定され、それ以外(障害パス等)は遮断に設定される。また遮断透過切替器10は、WDM装置2に設けられ、光パスP1が冗長パスとして使用されているときは透過に設定され、それ以外(障害パス等)のときは遮断に設定される。
【0028】
また、図6または図7に示すように、光パスP3のパス長は、光パスP1、P2に比べて長い。このため、障害7、8が回復して光パスP1、P2を使用できるようになった場合は、現用パスを光パスP3から光パスP1または光パスP2に切り替えることが望ましい。
【0029】
例えば、図6において、障害8が回復した場合、図5に示した状態に戻るので、WDM装置4は受信端切替を行って光パスP2を現用パスに切り替える。さらに、図5において障害7が回復した場合、遮断透過切替器5を遮断に設定すれば、図3に示した状態に戻ることができる。遮断透過切替器5の設定変更は、WDM装置3へ図示しないネットワーク管理システム(NMS)経由でオペレータがマニュアル操作で行うことができる。また、GMPLS等の技術を用いてWDM装置3が障害7の回復を検知し、自律的に遮断透過切替器5の設定を変更するようにすることもできる。
【0030】
また、図7において、障害7が回復した場合、遮断透過切替器5を遮断に設定変更すると同時に遮断透過切替器10を透過に設定変更すれば、光パスP3の代わりに光パスP1を現用パスとして使用することができる。そして、障害7に続いて障害8が回復した場合、遮断透過切替器6を遮断に設定変更すると同時に遮断透過切替器9を透過に設定変更すれば、光パスP2を現用パスとして組み入れることができる。これら遮断透過切替器の設定変更もオペレータによるマニュアル設定または自動で行うことができる。
【0031】
次に、WDM装置1〜4の構成例について説明する。
【0032】
図8を参照すると、WDM装置3は、光カプラ(CPL;optical coupler)31、クロスコネクト部32、制御部33を含んで構成される。
【0033】
光カプラ31は、制御部33からの指示に従って、WDM装置1から受信した波長λ14の光信号をコピーする。そして、光カプラ31は、コピーにより生成したWDM装置4向けの光信号とWDM装置2向けの光信号とのうち、前者をクロスコネクト部32の入力ポート32bに送出し、後者を入力ポート32cに送出する。
【0034】
クロスコネクト部32は、入力ポート32a、32b、32cと、出力ポート32d、32eを有する。入力ポート32aには、WDM装置2から受信した波長λ14の光信号が入力される。入力ポート32b、32cには、上記の光カプラ31から出力されたWDM装置4向けの波長λ14光信号、WDM装置2向けの波長λ14光信号が入力される。出力ポート32dから出力される光信号はWDM装置4に向けて送信される。出力ポート32eから出力される光信号はWDM装置2に向けて送信される。クロスコネクト部32は、制御部33からの指示に従って、入力される信号の波長毎に、任意の入力ポートと任意の出力ポートとを接続し、また非接続とする。具体的には、波長λ14の光信号に関して、入力ポート32aと出力ポート32dとを接続し、または非接続とする。また、波長λ14の光信号に関して、入力ポート32bと出力ポート32dとを接続し、または非接続とする。また波長λ14の光信号に関して、入力ポート32cと出力ポート32deとを接続し、または非接続とする。
【0035】
このクロスコネクト部32が、上述した遮断透過切替器に相当する。例えば図3の遮断透過切替器5は、波長λ14の光信号をWDM装置2へ送信しないように遮断している。これは、図8のクロスコネクト部32において、波長λ14の光信号に関して入力ポート32cと出力ポート32eとを非接続とすることで実現される。
【0036】
制御部33は、図示しないネットワーク管理装置などの遠隔地から与えられる制御信号を受信解析して、光カプラ31、クロスコネクト部32の動作状態を制御する。
【0037】
図8に示すWDM装置3の構成によれば、光信号を光電気変換を介さずに、光のレベルでコピーし、それぞれ異なる経路への送信が可能となる。なお、同一波長の光信号を2つ以上の複数経路にコピーし、その送信を個々の経路毎に制御可能であれば、図8に示す構成以外の構成も採用可能である。例えば、同一波長の光信号を複数経路にコピーし送信できる波長選択スイッチ等の光デバイスが実現されれば、それを用いても良い。また、WDM装置3は、光信号を一旦、電気信号に変換し、変換後の電気信号に基づいて光信号を生成し、生成した光信号をそれぞれ異なる経路へ送信するように構成されていても良い。
【0038】
なお、WDM装置2はWDM装置3と同様に図8のように構成することができる。また、WDM装置1も、図8のように構成することができる。ただし、WDM装置1では、光カプラ31には、図示しない情報処理装置から出力される電気信号を変換した光信号が入力される。勿論、WDM装置1は、光カプラを用いずに、同じ波長λ14の光信号をそれぞれ独立に複数生成する構成としても良い。
【0039】
図9を参照すると、WDM装置4は、受信部41、パス選択部42、制御部43を含んで構成される。
【0040】
受信部41は、制御部43からの指示に従って、WDM装置2からの波長λ14の光信号を受信ポート41aで受信し、WDM装置3からの波長λ14の光信号を受信ポート41bで受信する。そして、受信した光信号を各光パス毎に電気信号に変換してパス選択部42へ出力する。
【0041】
パス選択部42は、制御部43からの指示に従って、各光パス毎の電気信号に基づいて、各光パス毎の通信品質を推定する。通信品質とは、例えば、誤り率、伝送損失、信号対雑音比等である。そして、パス選択部42は、各光パス毎の通信品質に基づいて、複数の光パスの中から一つの光パスを現用パスとして選択する。例えば、パス選択部42は、通信品質が最も高い光パスを現用パスとして選択する。現用パスに光信号から変換された電気信号は、図示しない情報処理装置へ伝達される。
【0042】
制御部43は、図示しないネットワーク管理装置などの遠隔地から与えられる制御信号を受信解析して、受信部41、パス選択部42の動作状態を制御する。
【0043】
このように本実施の形態によれば、光通信ネットワークにおいて障害に応じた冗長構成の再構築を速やかに行うことができる。その理由は、光パスP1と光パスP2とを冗長パスとしている状態で、障害7により光パスP1が使えなくなった場合、遮断透過切替器5に対する設定変更を行うだけで、光パスP1の代わりに光パスP3を冗長パスとして速やかに組み入れることができるためである。
【0044】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は以上の実施の形態にのみ限定されず、その他各種の付加変更が可能である。例えば、上述した実施の形態では、受信端となるWDM装置4には、2本の光ファイバF23、F34しか接続されていないので、冗長パスの最大数は2であったが、3本以上の光ファイバが接続されている場合、冗長パスを3つ以上とすることが可能である。
【0045】
また、本発明は受信端切替以外にも応用が可能である。例えば、WDM装置3とWDM装置4とをつなぐ光ファイバF34が存在しない場合、WDM装置4における冗長パスは1つになり、WDM装置4で受信端切替によるプロテクション機能は使えない。しかし、光パスP1と光パスP3とを設定し、遮断透過切替器5を遮断に設定しておけば、障害7が発生したときに遮断透過切替器5を透過設定に変更するだけで、光パスP1の代わりに光パスP3を用いて通信を継続することができる。
【符号の説明】
【0046】
1、2、3、4…WDM装置
5、6、9、10…遮断透過切替器
7、8…障害
【技術分野】
【0001】
本発明は光通信ネットワークに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、インターネット利用者の増加に加えて、利用できるアクセス網のブロードバンド化が著しい。これに対応してインターネットのバックボーンネットワークでも大量のデータを効率良く運ぶことが求められている。これを解決する技術の一つに、1本の光ファイバに何本もの波長の違う光信号を通すことで、通信容量を大幅に増やした波長分割多重(WDM;Wavelength Division Multiplexing)方式がある。
【0003】
波長分割多重方式を用いた光通信ネットワークはメッシュ状に構成でき、そのエッジ部分にIPルータやATMスイッチなどの機器を接続する構成となる。エッジにある各機器はネットワーク上で光信号による通信路(光パス)を設定して互いに通信する。波長分割多重方式には、光パス上の中継点となるノード(伝送装置)において、光信号の波長を変換しないタイプと、波長を変換するタイプとの2種類があり、それぞれ一長一短がある。本発明は前者の波長を変換しないタイプの波長分割多重方式の光通信ネットワークを対象としている。波長を変換しない光通信ネットワークでは、通信するエンド‐エンド間で同じ波長の光信号を使うことになる。
【0004】
他方、波長分割多重方式を用いた光通信ネットワークでは、通信容量の増大だけでなく、信頼性も要求されるため、プロテクション機能を実装する必要がある。プロテクション機能とは、或る通信路に障害が発生した場合、予備の通信路に速やかに切り替える機能である。
【0005】
プロテクション機能には、メインの通信路に障害が発生したら、事前に設定しておいた予備の通信路に切り替える方式と、予備の通信路を事前に設定しておくのではなく、障害時に迂回路を計算して設定する方式とがある。しかし、後者の方式は切り替え時間が長くなる。このため、高速切り替えを要求される光通信ネットワークでは、前者の方式が使用される。予備の通信路を事前に設定しておいて障害発生時に通信路の切り替えを行う波長分割多重方式の光通信ネットワークを記載した文献として、例えば特許文献1がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2004−254317号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
波長分割多重方式の光通信ネットワークでは、同一パスに同じ波長の光信号を複数流すことはできない。このため、プロテクション機能のために事前に設定できる予備の通信路の数が制限され、二次以上の障害に対する冗長性の確保に課題がある。以下、この点について具体的に説明する。
【0008】
例えば、4つのノードが図10のようにメッシュ状に接続された光通信ネットワークにおいて、ノードAからノードCに至るパスは合計4本存在する。しかし、ノードAとノードCとの通信に波長λACの同じ光信号を使用する場合、パスP1とパスP3はノードBにおいて合流しているので、何れか一方しか同時には設定できない。同様にパスP2とパスP4はノードDで合流しているので、何れか一方しか同時には設定できない。つまり、図10の光通信ネットワークでは、ノードAからノードCに対して最大2本の冗長パスしか設定できない。
【0009】
図11は、ノードAとノードCの間に、2本のパスP1、P2を設定し、パスP1を現用パス、パスP2を予備パスとして、ノードAとノードCとの間で通信を行っている状態を示している。この状態で、図12に示すように、例えばノードAとノードBとをつなぐ光ファイバの不具合が原因で障害が発生したとすると、プロテクション機能を用いて受信端のノードCにおいてパスの切り替えが行われ、パスP2を現用パスに使用して通信が継続される。
【0010】
しかし、図12に示す状態では、ノードAとノードCとの間には1つのパスP2しか存在しない。従って、例えば図13に示すように、ノードAとノードBとをつなぐ光ファイバの不具合が原因で二次障害が発生すると、パスP2も使えなくなり、ノードAからノードCへの通信は断たれることになる。
【0011】
本発明はこのような事情に鑑みて提案されたものであり、その目的は、障害に応じた冗長構成の再構築を速やかに行うことができる光通信ネットワークを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の第1の光通信ネットワークは、光信号の送受信機能を有する複数のノード装置で構成され、前記ノード装置は或る波長にて受信した光信号を当該波長にて送信するように構成された光通信ネットワークであって、送信端となるノード装置と受信端となるノード装置とを接続する第1の光パスと、前記第1の光パスとは一部異なる経路を用いて前記送信端となるノード装置と前記受信端となるノード装置とを接続する光パスであって、パスの途中で前記第1の光パスに合流する経路を有し、且つ、合流箇所より上流側の個所に当該パスの光信号の遮断と透過を切り替える遮断透過切替器を介在させた第2の光パスと、を備える。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、光通信ネットワークにおいて障害に応じた冗長構成の再構築を速やかに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施の形態のブロック図である。
【図2】設定可能な光パスの説明図である。
【図3】光パスの初期状態を示す図である。
【図4】一次障害が発生したときの光パスの状態を示す図である。
【図5】一次障害に応じて冗長パスを再構築した状態を示す図である。
【図6】二次障害が発生したときの光パスの状態を示す図である。
【図7】本発明の別の実施の形態のブロック図である。
【図8】光パスの中継点となるWDM装置の構成例を示すブロック図である。
【図9】光パスの受信端となるWDM装置の構成例を示すブロック図である。
【図10】本発明が解決しようとする課題の説明図である。
【図11】本発明が解決しようとする課題の説明図である。
【図12】本発明が解決しようとする課題の説明図である。
【図13】本発明が解決しようとする課題の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図1を参照すると、本発明の第1の実施の形態に係る光通信ネットワークは、4個のWDM装置1、2、3、4と、WDM装置1とWDM装置2とをつなぐ光ファイバF12と、WDM装置1とWDM装置3とをつなぐ光ファイバF13と、WDM装置2とWDM装置3とをつなぐ光ファイバF23と、WDM装置2とWDM装置4とをつなぐ光ファイバF23と、WDM装置3とWDM装置4とをつなぐ光ファイバF34とから構成されている。
【0016】
WDM装置1〜4は、複数の異なる波長のそれぞれにて光信号を送受信することにより、複数の光信号を同時に送受信可能に構成されたノード装置である。それぞれのWDM装置1〜4は、送信端および受信端になり得る。以下では、説明の便宜上、WDM装置1が送信端、WDM装置4が受信端となって、所定の波長λ14を用いてエンド‐エンド通信する場合を例に、本実施の形態におけるパス切替構成を説明する。
【0017】
4つのWDM装置1〜4が図1のようにメッシュ状に接続された光通信ネットワークでは、WDM装置1からWDM装置4に至る光パスは、図2に示すようにP1〜P4の合計4本存在する。しかし、WDM装置1とWDM装置4との通信に波長λ14の同じ光信号を使用する場合、光パスP1と光パスP3は、WDM装置1から合流点であるWDM装置2までの光路長に差があるため、同時に設定して双方に同じ波長の信号を流すと、光信号どうしが干渉して正常な通信が行えない。同様に、光パスP2と光パスP4もWDM装置3で合流しているので、同時に設定して双方に同じ波長の光信号を流すと、光信号どうしが干渉して正常な通信が行えない。
【0018】
ただし、光パスP1と光パスP3とを同時に設定しても、一方の光パスから他方の光パスに合流する光信号が存在しなければ、光信号どうしの干渉は発生しない。従って、一方の光パスを使用した通信が正常に行える。例えば、WDM装置3において、光パスP3の光信号をWDM装置2へ送信しなければ、WDM装置2において光パスP1に光パスP3からの光信号は合流しない。このため、WDM装置1から光ファイバF12を通じてWDM装置2に送られてきた光パスP1の光信号は、干渉を受けずに光ファイバF23を通じてWDM装置4へ送り届けられることになる。同様に、光パスP2と光パスP4とを同時に設定しても、一方の光パスから他方の光パスに合流する光信号が存在しなければ、光信号どうしの干渉は発生しないので、一方の光パスを使用した通信が正常に行える。
【0019】
そこで本実施の形態では、図3に示すように、上記の4つの光パスP1〜P4を設定し、そのうちの光パスP3の途中に遮断透過切替器5を設け、光パスP4の途中に遮断透過切替器6を設けている。
【0020】
遮断透過切替器5は、WDM装置3内に位置し、WDM装置1から光ファイバF13を通じて受信した波長λ14を分岐することにより生成した同一波長、同一信号の2つの光信号のうち、光パスP3の光信号としてWDM装置2へ送信する光信号を遮断している。光パスP3の矢印が遮断透過切替器5の下流側で破線で表示されているのは、それ以降、光パスP3には光信号が一切送信されていないことを示している。これに対して、分岐により生成された2つの光信号のうち、光パスP2の光信号としてWDM装置4へ送信する光信号は遮断されていない。
【0021】
また遮断透過切替器6は、WDM装置2内に位置し、WDM装置1から光ファイバF12を通じて受信した波長λ14を分岐することにより生成した同一波長、同一信号の2つの光信号のうち、光パスP4の光信号としてWDM装置3へ送信する光信号を遮断している。他方、分岐により生成された2つの光信号のうち、光パスP1の光信号としてWDM装置4へ送信する光信号は遮断されていない。
【0022】
図3に示す状態では、受信端のWDM装置4は、WDM装置1との通信に関して光パスP1と光パスP2との2つの光パスを冗長パスとし、何れか一方を現用パス、他方を予備パスとして使用している。そして、WDM装置4は、例えば光パスP1を現用、光パスP2を予備としている場合、光パスP1を通じて受信した光信号をWDM装置1から送信された光信号として扱って処理を行っている。
【0023】
また、受信端のWDM装置4は、障害が原因で現用パスP1の光信号が途絶えた場合、予備パスP2が正常であれば、受信端切替を実施することにより、現用パスをP1からP2に切り替え、WDM装置1との通信を継続する。例えば、図4に示すように、WDM装置1とWDM装置2との間の光ファイバF12に切断などの障害7が発生した場合、現用パスP1の光信号はWDM装置2やWDM装置4に届かなくなるが、予備パスP2は障害7による影響を受けない。このため、WDM装置4は予備パスP2を現用パスに切り替えて、WDM装置1との通信を継続する。
【0024】
図4に示す状態では、WDM装置1とWDM装置4との間に光信号が流れている光パスはパスP2の一つしか存在しない。従って、例えばWDM装置3とWDM装置4との間の光ファイバF34にも障害が発生するという、二次障害が発生すると、パスP2も使えなくなり、WDM装置1からWDM装置4への通信は断たれることになる。
【0025】
そこで、本実施の形態では、図4に示すように障害7により光パスP1が使用できなくなった場合、その光パスP1の代わりに、光パスP3を冗長パスとして使用できるように、遮断透過切替器5を遮断状態から透過状態に設定を変更する。このような設定変更は、WDM装置3へ図示しないネットワーク管理システム(NMS)経由でオペレータがマニュアル操作で行うことができる。また、GMPLS(Generalized Multiprotocol Label Switching)等の技術を用いてWDM装置3が障害7を検知し、自律的に遮断透過切替器5の設定を変更するようにすることもできる。この設定変更によって、図5に示すように、WDM装置5からWDM装置2に向けて、今まで遮断されていた波長λ14の光信号の送信が開始される。このとき、光パスP1の光信号は障害7のためにWDM装置2に届かないため、WDM装置2とWDM装置4との間の光ファイバF23において、光パスP3の波長λ14の光信号に光パスP1の同じ波長の光信号が合流することはない。このため、受信端のWDM装置4は、WDM装置1との通信に関して光パスP2と光パスP3との2つの光パスを冗長パスとして使用することが可能になる。
【0026】
従って、例えば図6に示すように、WDM装置3とWDM装置4との間の光ファイバF34に障害8が発生しても、WDM装置4において受信端切替を実施し、予備パスP3を現用パスとして使用することにより、WDM装置1からWDM装置4への通信をなおも継続することが可能になる。
【0027】
以上の構成では、4つの光パスP1〜P4のうちの光パスP3、P4にのみ遮断透過切替器5、6を介在させたが、図7に示すように残りの光パスP1、P2にも遮断透過切替器9、10を介在させるようにしても良い。遮断透過切替器9は、WDM装置3に設けられ、光パスP2が冗長パスとして使用されているときは透過に設定され、それ以外(障害パス等)は遮断に設定される。また遮断透過切替器10は、WDM装置2に設けられ、光パスP1が冗長パスとして使用されているときは透過に設定され、それ以外(障害パス等)のときは遮断に設定される。
【0028】
また、図6または図7に示すように、光パスP3のパス長は、光パスP1、P2に比べて長い。このため、障害7、8が回復して光パスP1、P2を使用できるようになった場合は、現用パスを光パスP3から光パスP1または光パスP2に切り替えることが望ましい。
【0029】
例えば、図6において、障害8が回復した場合、図5に示した状態に戻るので、WDM装置4は受信端切替を行って光パスP2を現用パスに切り替える。さらに、図5において障害7が回復した場合、遮断透過切替器5を遮断に設定すれば、図3に示した状態に戻ることができる。遮断透過切替器5の設定変更は、WDM装置3へ図示しないネットワーク管理システム(NMS)経由でオペレータがマニュアル操作で行うことができる。また、GMPLS等の技術を用いてWDM装置3が障害7の回復を検知し、自律的に遮断透過切替器5の設定を変更するようにすることもできる。
【0030】
また、図7において、障害7が回復した場合、遮断透過切替器5を遮断に設定変更すると同時に遮断透過切替器10を透過に設定変更すれば、光パスP3の代わりに光パスP1を現用パスとして使用することができる。そして、障害7に続いて障害8が回復した場合、遮断透過切替器6を遮断に設定変更すると同時に遮断透過切替器9を透過に設定変更すれば、光パスP2を現用パスとして組み入れることができる。これら遮断透過切替器の設定変更もオペレータによるマニュアル設定または自動で行うことができる。
【0031】
次に、WDM装置1〜4の構成例について説明する。
【0032】
図8を参照すると、WDM装置3は、光カプラ(CPL;optical coupler)31、クロスコネクト部32、制御部33を含んで構成される。
【0033】
光カプラ31は、制御部33からの指示に従って、WDM装置1から受信した波長λ14の光信号をコピーする。そして、光カプラ31は、コピーにより生成したWDM装置4向けの光信号とWDM装置2向けの光信号とのうち、前者をクロスコネクト部32の入力ポート32bに送出し、後者を入力ポート32cに送出する。
【0034】
クロスコネクト部32は、入力ポート32a、32b、32cと、出力ポート32d、32eを有する。入力ポート32aには、WDM装置2から受信した波長λ14の光信号が入力される。入力ポート32b、32cには、上記の光カプラ31から出力されたWDM装置4向けの波長λ14光信号、WDM装置2向けの波長λ14光信号が入力される。出力ポート32dから出力される光信号はWDM装置4に向けて送信される。出力ポート32eから出力される光信号はWDM装置2に向けて送信される。クロスコネクト部32は、制御部33からの指示に従って、入力される信号の波長毎に、任意の入力ポートと任意の出力ポートとを接続し、また非接続とする。具体的には、波長λ14の光信号に関して、入力ポート32aと出力ポート32dとを接続し、または非接続とする。また、波長λ14の光信号に関して、入力ポート32bと出力ポート32dとを接続し、または非接続とする。また波長λ14の光信号に関して、入力ポート32cと出力ポート32deとを接続し、または非接続とする。
【0035】
このクロスコネクト部32が、上述した遮断透過切替器に相当する。例えば図3の遮断透過切替器5は、波長λ14の光信号をWDM装置2へ送信しないように遮断している。これは、図8のクロスコネクト部32において、波長λ14の光信号に関して入力ポート32cと出力ポート32eとを非接続とすることで実現される。
【0036】
制御部33は、図示しないネットワーク管理装置などの遠隔地から与えられる制御信号を受信解析して、光カプラ31、クロスコネクト部32の動作状態を制御する。
【0037】
図8に示すWDM装置3の構成によれば、光信号を光電気変換を介さずに、光のレベルでコピーし、それぞれ異なる経路への送信が可能となる。なお、同一波長の光信号を2つ以上の複数経路にコピーし、その送信を個々の経路毎に制御可能であれば、図8に示す構成以外の構成も採用可能である。例えば、同一波長の光信号を複数経路にコピーし送信できる波長選択スイッチ等の光デバイスが実現されれば、それを用いても良い。また、WDM装置3は、光信号を一旦、電気信号に変換し、変換後の電気信号に基づいて光信号を生成し、生成した光信号をそれぞれ異なる経路へ送信するように構成されていても良い。
【0038】
なお、WDM装置2はWDM装置3と同様に図8のように構成することができる。また、WDM装置1も、図8のように構成することができる。ただし、WDM装置1では、光カプラ31には、図示しない情報処理装置から出力される電気信号を変換した光信号が入力される。勿論、WDM装置1は、光カプラを用いずに、同じ波長λ14の光信号をそれぞれ独立に複数生成する構成としても良い。
【0039】
図9を参照すると、WDM装置4は、受信部41、パス選択部42、制御部43を含んで構成される。
【0040】
受信部41は、制御部43からの指示に従って、WDM装置2からの波長λ14の光信号を受信ポート41aで受信し、WDM装置3からの波長λ14の光信号を受信ポート41bで受信する。そして、受信した光信号を各光パス毎に電気信号に変換してパス選択部42へ出力する。
【0041】
パス選択部42は、制御部43からの指示に従って、各光パス毎の電気信号に基づいて、各光パス毎の通信品質を推定する。通信品質とは、例えば、誤り率、伝送損失、信号対雑音比等である。そして、パス選択部42は、各光パス毎の通信品質に基づいて、複数の光パスの中から一つの光パスを現用パスとして選択する。例えば、パス選択部42は、通信品質が最も高い光パスを現用パスとして選択する。現用パスに光信号から変換された電気信号は、図示しない情報処理装置へ伝達される。
【0042】
制御部43は、図示しないネットワーク管理装置などの遠隔地から与えられる制御信号を受信解析して、受信部41、パス選択部42の動作状態を制御する。
【0043】
このように本実施の形態によれば、光通信ネットワークにおいて障害に応じた冗長構成の再構築を速やかに行うことができる。その理由は、光パスP1と光パスP2とを冗長パスとしている状態で、障害7により光パスP1が使えなくなった場合、遮断透過切替器5に対する設定変更を行うだけで、光パスP1の代わりに光パスP3を冗長パスとして速やかに組み入れることができるためである。
【0044】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は以上の実施の形態にのみ限定されず、その他各種の付加変更が可能である。例えば、上述した実施の形態では、受信端となるWDM装置4には、2本の光ファイバF23、F34しか接続されていないので、冗長パスの最大数は2であったが、3本以上の光ファイバが接続されている場合、冗長パスを3つ以上とすることが可能である。
【0045】
また、本発明は受信端切替以外にも応用が可能である。例えば、WDM装置3とWDM装置4とをつなぐ光ファイバF34が存在しない場合、WDM装置4における冗長パスは1つになり、WDM装置4で受信端切替によるプロテクション機能は使えない。しかし、光パスP1と光パスP3とを設定し、遮断透過切替器5を遮断に設定しておけば、障害7が発生したときに遮断透過切替器5を透過設定に変更するだけで、光パスP1の代わりに光パスP3を用いて通信を継続することができる。
【符号の説明】
【0046】
1、2、3、4…WDM装置
5、6、9、10…遮断透過切替器
7、8…障害
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光信号の送受信機能を有する複数のノード装置で構成され、前記ノード装置は或る波長にて受信した光信号を当該波長にて送信するように構成された光通信ネットワークであって、
送信端となるノード装置と受信端となるノード装置とを接続する第1の光パスと、
前記第1の光パスとは一部異なる経路を用いて前記送信端となるノード装置と前記受信端となるノード装置とを接続する光パスであって、パスの途中で前記第1の光パスに合流する経路を有し、且つ、合流箇所より上流側の個所に当該パスの光信号の遮断と透過を切り替える遮断透過切替器を介在させた第2の光パスと、
を備えたことを特徴とする光通信ネットワーク。
【請求項2】
前記遮断透過切替器の切り替えを制御する制御手段、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の光通信ネットワーク。
【請求項3】
前記第1の光パスおよび前記第2のパスとは合流がなく、前記送信端となるノード装置と前記受信端となるノード装置とを前記第1のパスとは一部またはすべて異なる経路で接続する第3の光パスを備え、
前記第1の光パスおよび前記第2の光パスの何れか一方の光パスと、前記第3の光パスとを冗長パスとして使用する、
ことを特徴とする請求項2に記載の光通信ネットワーク。
【請求項4】
前記受信端となるノード装置に設けられ、冗長パスとして使用されている複数の光パスの中から現用パスとして使用する光パスを選択するパス選択手段、
を備えたことを特徴とする請求項3に記載の光通信ネットワーク。
【請求項5】
前記第2の光パスは、前記第3の光パスの途中から分岐する経路を有する、
ことを特徴とする請求項4に記載の光通信ネットワーク。
【請求項6】
前記遮断透過切替器は、前記第2の光パスの前記第3の光パスから分岐した光信号の遮断と透過を行う、
ことを特徴とする請求項5に記載の光通信ネットワーク。
【請求項7】
光信号の送受信機能を有する複数のノード装置で構成され、前記ノード装置は或る波長にて受信した光信号を当該波長にて送信するように構成された光通信ネットワークにおけるパス設定方法であって、
送信端となるノード装置と受信端となるノード装置とを接続する第1の光パスを設定するとともに、前記第1の光パスとは一部異なる経路を用いて前記送信端となるノード装置と前記受信端となるノード装置とを接続する光パスであって、パスの途中で前記第1の光パスに合流する経路を有し、且つ、合流より手前の個所に当該パスの光信号の遮断と透過を切り替える遮断透過切替器を介在させた第2の光パスを設定する、
ことを特徴とするパス設定方法。
【請求項8】
前記第1の光パスの使用状態に応じて前記遮断透過切替器の切り替えを制御する、
ことを特徴とする請求項7に記載のパス設定方法。
【請求項9】
前記第1の光パスおよび前記第2のパスとは合流がなく、前記送信端となるノード装置と前記受信端となるノード装置とを前記第1のパスとは一部またはすべて異なる経路で接続する第3の光パスを設定し、
前記第1の光パスおよび前記第2の光パスの何れか一方の光パスと、前記第3の光パスとを冗長パスとして使用する、
ことを特徴とする請求項8に記載のパス設定方法。
【請求項10】
前記受信端となるノード装置において、冗長パスとして使用されている複数の光パスの中から現用パスとして使用する光パスを選択する、
ことを特徴とする請求項9に記載のパス設定方法。
【請求項11】
前記第2の光パスは、前記第3の光パスの途中から分岐する経路を有する、
ことを特徴とする請求項10に記載のパス設定方法。
【請求項12】
前記遮断透過切替器は、前記第3の光パスの途中から分岐した前記第2の光パスの光信号の遮断と透過を行う、
ことを特徴とする請求項11に記載のパス設定方法。
【請求項13】
或る波長にて受信した光信号を当該波長にて送信するように構成されたノード装置であって、
所定の波長にて受信した光信号を分岐して当該波長と同じ波長の複数の光信号を出力する分岐手段と、前記出力された複数の光信号の遮断と透過を切り替える遮断透過切替器とを備えたことを特徴とするノード装置。
【請求項14】
前記遮断透過切替器の切り替えを制御する制御手段、
を備えたことを特徴とする請求項13に記載のノード装置。
【請求項1】
光信号の送受信機能を有する複数のノード装置で構成され、前記ノード装置は或る波長にて受信した光信号を当該波長にて送信するように構成された光通信ネットワークであって、
送信端となるノード装置と受信端となるノード装置とを接続する第1の光パスと、
前記第1の光パスとは一部異なる経路を用いて前記送信端となるノード装置と前記受信端となるノード装置とを接続する光パスであって、パスの途中で前記第1の光パスに合流する経路を有し、且つ、合流箇所より上流側の個所に当該パスの光信号の遮断と透過を切り替える遮断透過切替器を介在させた第2の光パスと、
を備えたことを特徴とする光通信ネットワーク。
【請求項2】
前記遮断透過切替器の切り替えを制御する制御手段、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の光通信ネットワーク。
【請求項3】
前記第1の光パスおよび前記第2のパスとは合流がなく、前記送信端となるノード装置と前記受信端となるノード装置とを前記第1のパスとは一部またはすべて異なる経路で接続する第3の光パスを備え、
前記第1の光パスおよび前記第2の光パスの何れか一方の光パスと、前記第3の光パスとを冗長パスとして使用する、
ことを特徴とする請求項2に記載の光通信ネットワーク。
【請求項4】
前記受信端となるノード装置に設けられ、冗長パスとして使用されている複数の光パスの中から現用パスとして使用する光パスを選択するパス選択手段、
を備えたことを特徴とする請求項3に記載の光通信ネットワーク。
【請求項5】
前記第2の光パスは、前記第3の光パスの途中から分岐する経路を有する、
ことを特徴とする請求項4に記載の光通信ネットワーク。
【請求項6】
前記遮断透過切替器は、前記第2の光パスの前記第3の光パスから分岐した光信号の遮断と透過を行う、
ことを特徴とする請求項5に記載の光通信ネットワーク。
【請求項7】
光信号の送受信機能を有する複数のノード装置で構成され、前記ノード装置は或る波長にて受信した光信号を当該波長にて送信するように構成された光通信ネットワークにおけるパス設定方法であって、
送信端となるノード装置と受信端となるノード装置とを接続する第1の光パスを設定するとともに、前記第1の光パスとは一部異なる経路を用いて前記送信端となるノード装置と前記受信端となるノード装置とを接続する光パスであって、パスの途中で前記第1の光パスに合流する経路を有し、且つ、合流より手前の個所に当該パスの光信号の遮断と透過を切り替える遮断透過切替器を介在させた第2の光パスを設定する、
ことを特徴とするパス設定方法。
【請求項8】
前記第1の光パスの使用状態に応じて前記遮断透過切替器の切り替えを制御する、
ことを特徴とする請求項7に記載のパス設定方法。
【請求項9】
前記第1の光パスおよび前記第2のパスとは合流がなく、前記送信端となるノード装置と前記受信端となるノード装置とを前記第1のパスとは一部またはすべて異なる経路で接続する第3の光パスを設定し、
前記第1の光パスおよび前記第2の光パスの何れか一方の光パスと、前記第3の光パスとを冗長パスとして使用する、
ことを特徴とする請求項8に記載のパス設定方法。
【請求項10】
前記受信端となるノード装置において、冗長パスとして使用されている複数の光パスの中から現用パスとして使用する光パスを選択する、
ことを特徴とする請求項9に記載のパス設定方法。
【請求項11】
前記第2の光パスは、前記第3の光パスの途中から分岐する経路を有する、
ことを特徴とする請求項10に記載のパス設定方法。
【請求項12】
前記遮断透過切替器は、前記第3の光パスの途中から分岐した前記第2の光パスの光信号の遮断と透過を行う、
ことを特徴とする請求項11に記載のパス設定方法。
【請求項13】
或る波長にて受信した光信号を当該波長にて送信するように構成されたノード装置であって、
所定の波長にて受信した光信号を分岐して当該波長と同じ波長の複数の光信号を出力する分岐手段と、前記出力された複数の光信号の遮断と透過を切り替える遮断透過切替器とを備えたことを特徴とするノード装置。
【請求項14】
前記遮断透過切替器の切り替えを制御する制御手段、
を備えたことを特徴とする請求項13に記載のノード装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2011−15254(P2011−15254A)
【公開日】平成23年1月20日(2011.1.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−158554(P2009−158554)
【出願日】平成21年7月3日(2009.7.3)
【出願人】(000004237)日本電気株式会社 (19,353)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年1月20日(2011.1.20)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年7月3日(2009.7.3)
【出願人】(000004237)日本電気株式会社 (19,353)
【Fターム(参考)】
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