JP2000269890A

JP2000269890A - 光線路切替システム

Info

Publication number: JP2000269890A
Application number: JP11068947A
Authority: JP
Inventors: Isanori Sato; 功紀佐藤
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】光通信用ネットワークにおいて、光信号を伝
送する伝送路に障害が生じた場合に、伝送路を確保する
ために予備光伝送路に迂回ルートを設定するいわゆるプ
ロテクション機能を有し、且つ、構成部品である光スイ
ッチ数を低減することにより、ネットワークの信頼性向
上が可能な光線路切替システムを提供する。【解決手段】光信号を処理する複数の端局内及び端局
間に設置された複数の光ファイバからなる現用伝送路
５，６及び予備伝送路７，８を有する光通信ネットワー
クの、端局に設けられ、いずれかの伝送路に障害が生じ
た際に他の伝送路に切り替える光線路切替システム10。
光アド・ドロップ機能を有する光合分波器11,12、光合分
波器を挟んで光信号の上流側と下流側の両側に設置され
る複数の光スイッチ13〜18、現用伝送路及び予備伝送路
を伝送される光信号を監視するフォトダイオード19〜22
及びフォトダイオードにおける監視結果に基づいて複数
の光スイッチの所定の光スイッチを切替制御する制御装
置24を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の波長を多重
化した光信号を光ファイバからなる伝送路で伝送するい
わゆる波長多重(Wavelength Division Multiplexing ;
WDM)通信をはじめとする様々な光通信用ネットワークに
おいて、前記伝送路に障害が生じた場合に他の伝送路を
確保するために予備伝送路に自動的に切り替える機能を
有する光通信ネットワーク用の光線路切替システムに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年のインターネットの爆発的な普及に
代表されるように、伝送路に伝送されるトラヒックも膨
大となり、万一光ファイバが切断されてしまう等、伝送
路に何らかの障害が生じた場合、情報の消失は甚大な被
害になることが予想される。そのため、通常用いられて
いる伝送路の障害時には予備伝送路にルートを切り替え
る「プロテクション機能」が備えられている。特に、近
年では同じ伝送路でより多くの情報量を伝送する手段と
して波長分割多重化(Wavelength Division Multiplexin
g ; WDM)技術を用いるWDM通信が注目され、その商用化
が開始されつつある状況である。しかも、伝送路の障害
による被害も一層深刻であるため、WDM通信用ネットワ
ークにおいてもプロテクション機能が必要となってい
る。

【０００３】一般に、データ通信等の情報伝送に用いら
れる光通信ネットワークでは、端局(ノード)の機能につ
いては、いわゆるOSI(Open Systems Interconnection)
の基本参照モデルと呼ばれる７層構造が採用されてい
る。光信号が伝送される従来の光通信ネットワークのノ
ードにおいては、これらの階層構造のうちSONET(Synchr
onous Optical NETwork)層にプロテクション機能を持た
せていることが多い。

【０００４】具体的には、伝送されてくる光信号をノー
ドにおいてネットワークから電気信号として取り出し
(ドロップ)、電気信号によって伝送路の障害を判定し、
必要に応じて新規の情報を重畳した後、再び光信号に変
換してネットワークに光信号を挿入する(アド)ものであ
る。即ち、SONET層においては電気信号によってアド・
ドロップ機能及びプロテクション機能を実現している。

【０００５】しかし、WDM通信においては光信号は多重
化されている。このため、ネットワークノードにおい
て、各波長の光信号をSONET層でその都度光−電気、電
気−光信号に変換することは、SONET伝送装置の高騰だ
けでなく、ネットワークにおけるノードの機能が複雑化
する原因となる。そこで、ネットワークノードを含むWD
Mネットワーク全体のコスト低減のためには、従来SONET
層に依存していたアド・ドロップ機能及びプロテクショ
ン機能を光信号のまま行う方式が注目され、様々な研究
機関において研究開発が行われ始めている。

【０００６】例えば、図７に一例を模式的に示すリング
状ネットワークは、通常時、光信号が矢印で示すように
互いに反対方向に伝送される２本の現用光ファイバ１
と、現用光ファイバ１に障害が生じた場合に切り替えら
れ、光信号が矢印で示すように互いに反対方向に伝送さ
れる２本の予備光ファイバ２の合計４本の伝送路から構
成されている。この場合、このネットワークを伝送され
る光信号が多重化された信号の場合にはWDMネットワー
クとなる。

【０００７】各ネットワークノードＮ1〜Ｎ5は、光信号
をネットワークから取り出し（ドロップ）たり、挿入
（アド）する機能を有している。図７においては、ネッ
トワークノードＮ3に矢印Ａで示すようにアドされた光
信号が、目的地であるノードＮ1に最短経路となる時計
回りで現用光ファイバ１を伝送され、ノードＮ1で矢印
Ｄで示すようにドロップされている様子、及び、ネット
ワークノードＮ1に矢印Ａで示すようにアドされた光信
号が、目的地であるノードＮ3に最短経路となる反時計
回りで現用光ファイバ１を伝送され、ノードＮ3で矢印
Ｄで示すようにドロップされている様子を、それぞれ光
信号の伝送経路を太線にして示した。

【０００８】上記リング状ネットワークにおいて、ノー
ドＮ1とノードＮ2の間の伝送路に障害Ｏbが生じた場合
にSONET層のプロテクション機能が作動して迂回ルート
が設定される方式を説明する。この迂回ルートには２通
りあり、迂回ルートを設定する方式を図８（ａ），
（ｂ）に示す模式図に基づいて以下に説明する。ここ
で、図８(ａ)，（ｂ）においては、ネットワークを形成
する端局を５つとして模式的に示したがネットワークを
構成する端局数はいくつであっても構わない。また、図
８(ａ)，（ｂ）においては、図７と同様に、光信号の伝
送経路を太線にして示した。

【０００９】図８(ａ)は、「リングプロテクション」方
式と呼ばれる迂回ルートの設定方式を示す模式図で、上
記リング状ネットワークにおいて、ノードＮ1とノード
Ｎ2との間で現用光ファイバ１と予備光ファイバ２の４
本が同時に被災した場合を示す。リングプロテクション
方式では、ノードＮ3で現用光ファイバ１に矢印Ａで示
すようにアドされた光信号は、現用光ファイバ１を時計
回りにノードＮ2まで伝送された後、ノードＮ2で予備光
ファイバ２に切り替えられてノードＮ1まで反時計回り
に伝送され、ノードＮ1で予備光ファイバ２から矢印Ｄ
で示すようにドロップされる。逆に、ノードＮ1におい
て矢印Ａで示すように予備光ファイバ２にアドされた光
信号は、時計回りに伝送されて目的地のノードＮ3を一
旦通過した後、ノードＮ2で現用光ファイバ１に切り替
えられて反時計回り伝送され、ノードＮ3で現用光ファ
イバ１から矢印Ｄで示すようにドロップされる。

【００１０】上記のように、リングプロテクション方式
とは、伝送路に障害が生じた両端のノードにおいて、現
用光ファイバと予備光ファイバとが短絡されるように迂
回ルートが設定される方式である。一方、図８(b)は
「スパンプロテクション」方式と呼ばれる迂回ルートの
設定方式を示す模式図で、上記リング状ネットワークに
おいて、ノードＮ1とノードＮ2との間で現用光ファイバ
１の２本が被災した場合を示す。

【００１１】スパンプロテクション方式では、ノードＮ
3で現用光ファイバ１に矢印Ａで示すようにアドされた
光信号は、現用光ファイバ１を時計回りにノードＮ2ま
で伝送された後、ノードＮ2で予備光ファイバ２に切り
替えられて時計回りに伝送され、ノードＮ1で予備光フ
ァイバ２から矢印Ｄで示すようにドロップされる。逆
に、ノードＮ1で予備光ファイバ２に矢印Ａで示すよう
にアドされた光信号は、予備光ファイバ２を反時計回り
にノードＮ2まで伝送され、ノードＮ2において現用光フ
ァイバ１に戻された後、現用光ファイバ１を反時計回り
にノードＮ3まで伝送され、ノードＮ3において現用光フ
ァイバ１から矢印Ｄで示すようにドロップされる。

【００１２】上記のように、スパンプロテクション方式
とは、あるノード間で現用伝送路のみに障害が生じた場
合、その区間(スパン)のみ予備光ファイバを伝送するよ
うに迂回ルートが設定される方式である。以上から、リ
ングプロテクション方式は、あるノード間で予備光ファ
イバに障害が生じた場合でも、リングネットワークを形
成する全てのノードに光信号を伝送することが可能であ
る。このため、リングプロテクション方式は、現用光フ
ァイバのみが被災した場合に作動するスパンプロテクシ
ョン方式の機能を含んでいるとみなすことができる。

【００１３】従って、光通信ネットワークにおいては、
リングプロテクション方式の機能のみを有するように設
計することも可能である。しかし、スパンプロテクショ
ン方式は、最短経路での迂回ルートを提供可能であると
いうメリットがある。このため、光通信ネットワークに
おいては、リングプロテクション方式及びスパンプロテ
クション双方の機能を有するようにネットワーク設計を
行うこともメリットがある。

【００１４】但し、実際には現用光ファイバのみに障害
が生じるということは考えにくく、スパンプロテクショ
ン方式の本来の意義は、現用光ファイバに光信号を伝送
させるための伝送装置に異常が生じた場合に、予備光フ
ァイバに光信号を伝送させるための伝送装置を用いると
いう点にある。冒頭に記したように、ネットワークノー
ドを含むWDMネットワーク全体のコスト低減のために、
上記のようなSONET層におけるプロテクション機能作動
時の迂回ルート設定を光信号のまま行うようなノード構
成が試みられている。これを従来の「SONET層における
プロテクション機能」に対応させて「光(WDM)層におけ
るプロテクション機能」と呼ぶことにする。光(WDM)層
におけるプロテクション機能を実現するためには、従来
SONET層におけるアド・ドロップ機能においては、光信
号を電気信号として処理していたのに対し、光信号のま
まアド・ドロップする機能も盛り込まれることになる。

【００１５】図８(a),(b)に示したようなSONET層におけ
る「リングプロテクション方式」、「スパンプロテクシ
ョン方式」と同様な２つの迂回ルートの設定を、光(WD
M)層のプロテクション機能として実現するうえで、ノー
ドの光アド・ドロップ機能を有する部分の両端に設置さ
れる光スイッチは、複数の光スイッチから構成されるこ
とになる。その際、複数の光スイッチは、リングプロテ
クション方式、スパンプロテクション方式のどちらか一
方のプロテクション機能を持たせるか、或いは双方のプ
ロテクション機能を持たせるかによって異なるが、現状
ではリングプロテクション方式のみを想定し、スパンプ
ロテクション方式が想定されていない構成例が多い。

【００１６】これは、前述のように、あるノード間で現
用光ファイバのみに障害が生じた場合にスパンプロテク
ション方式で伝送路を切り替えることは、最短経路で迂
回ルートが設定されるため効率が良い。しかし、迂回ル
ートの設定に際し、リングプロテクション方式で伝送路
を切り替えることが可能な構成であれば、遠回りにはな
るが必ず迂回ルートの設定が可能であるため、必ずしも
スパンプロテクション方式は必要ではないことによる。

【００１７】しかしながら、光通信システムにおいて、
伝送路に何らかの障害が生じ、プロテクション機能が作
動した際の迂回ルートを設定する方式として、リングプ
ロテクション方式及び／またはスパンプロテクション方
式のいずれの場合を想定しても、プロテクション機能の
動作の確実性を向上させるために、用いる光スイッチ数
を減らすことは、部品点数削減によるコスト低減だけで
なく、プロテクション動作の確実性の向上によりネット
ワークの信頼性を向上させるという観点から有意義であ
る。

【００１８】本発明は、前記の従来技術の問題点を解決
すべく創案されたもので、光通信用ネットワークにおい
て、光信号を伝送する伝送路に障害が生じた場合に、伝
送路を確保するために予備光伝送路に迂回ルートを設定
するいわゆるプロテクション機能を有し、且つ、構成部
品である光スイッチ数を低減することにより、ネットワ
ークの信頼性向上が可能な光線路切替システムを提供す
ることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を実現
するため、光信号を処理する複数の端局内及び端局間に
設置された複数の光ファイバからなる現用伝送路及び予
備伝送路を有する光通信ネットワークの、前記端局に設
けられ、前記いずれかの伝送路に障害が生じた際に他の
伝送路に切り替える光線路切替システムであって、光ア
ド・ドロップ機能を有する光アド・ドロップ手段、前記
光アド・ドロップ手段を挟んで光信号の上流側と下流側
の両側に設置される複数の光スイッチ、前記現用伝送路
及び予備伝送路を伝送される光信号を監視するモニタ手
段及び前記モニタ手段における監視結果に基づいて前記
複数の光スイッチの所定の光スイッチを切替制御する制
御装置を備えた構成としたのである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光線路切替システ
ムに係る一実施形態を図１乃至図６に基づいて詳細に説
明する。（実施例１）光線路切替システム１０は、図１（ａ），
（ｂ）に示すように、現用光ファイバ５，６及び予備光
ファイバ７，８を有する光通信用のリングネットワーク
のノードＮに設けられ、光合分波器１１，１２、光スイ
ッチ１３〜１８、フォトダイオード１９〜２２及び制御
装置２４を備え、リングプロテクション方式及びスパン
プロテクション方式双方の方式でプロテクション機能を
実現することができる。

【００２１】ここで、図１（ａ），（ｂ）を含め以下の
各実施例で使用する図面においては、太線が光信号の伝
送経路を示している。光合分波器１１，１２は、それぞ
れ波長多重化された光信号からある特定の波長の光信号
を抜き差しする光アド・ドロップ機能を有する合分波手
段で、現用光ファイバ５と現用光ファイバ６に設けられ
ている。光合分波器１１，１２は、現用光ファイバ５，
６の光信号の伝送方向から見て上流側に、伝送されてく
る光信号を増幅する光アンプ２６，２７が、同じく下流
側に、隣のノードまで光信号を伝送するために必要な光
パワーを得るための光アンプ２８，２９が、それぞれ設
けられている。但し、合分波手段は、光アド・ドロップ
機能を有していれば、前記光合分波器１１，１２に代え
てファイバブラッグ回折格子(FiberBraggGrating; FBG)
等を用いても差し支えない。また、光アンプ２６〜２９
は、伝送されてくる光信号のパワーの減衰量に応じて利
得（ゲイン）が設定される。

【００２２】ここで、予備光ファイバ７，８は、隣接す
るノード間のスパンロスを補償するため、光スイッチ１
３，１４の間に光アンプ３０が、光スイッチ１６，１７
の間に光アンプ３１が、それぞれ設置されている。光ア
ンプ２６〜３１としては、例えば、エルビウム（Ｅｒ）
等の希土類元素を添加した光ファイバ等が使用される。

【００２３】光スイッチ１３〜１８は、それぞれ丸印で
示す４つの入力ポートと出力ポートを有し、図示のよう
に複数の光ファイバで接続され、図示の状態では全てが
後述するバー状態にある。光スイッチ１３〜１８は、光
（ＷＤＭ）層プロテクション用のスイッチで、そのうち
光スイッチ１５，１８は、リングプロテクション方式と
スパンプロテクション方式のどのプロテクション方式か
を決定する機能を有している。また、光スイッチ１３，
１５の間、光スイッチ１４，１５の間、光スイッチ１
６，１８の間並びに光スイッチ１７，１８の間を接続す
る光ファイバには、それぞれ固定式の光減衰器３４〜３
７が設けられている。光減衰器３４〜３７が設けられた
光ファイバの伝送路は、リングプロテクション方式によ
って迂回ルートが設定され、伝送路が切り替えられた時
に光信号が通過する。ここで、光減衰器３４，３５は光
アンプ３０の、光減衰器３６，３７は光アンプ３１の、
それぞれ利得に相当する減衰量を有する。

【００２４】ここで、光スイッチ１３〜１８としては、
例えば、図２（ａ）に示す光スイッチを使用することが
できる。即ち、例えば、光スイッチ１３は、互いに突合
せ端面で突き合わされ、突合せ端面に沿って相対移動可
能で、突合せ端面間に屈折率整合剤（図示せず）が充填
された第１フェルール５０及び第２フェルール６０を備
えている。

【００２５】第１フェルール５０は、一端が突合せ端面
に等間隔Ｄで露出する４本の光ファイバ５１〜５４とル
ープバックファイバ５５，５６、これらのファイバ５１
〜５６の両側に形成されるそれぞれ２本ずつのピン孔５
０ａとピン孔５０ｂとを有している。一方、第２フェル
ール６０は、一端が突合せ端面に等間隔Ｄで露出する４
本の光ファイバ６１〜６４とループバックファイバ６
５，６６、これらのファイバ６１〜６６の両側に形成さ
れるそれぞれ２本ずつのピン孔６０ａとピン孔６０ｂと
を有している。そして、ループバックファイバ６５，６
６は、他端がループバックファイバ５５，５６の他端と
融着接続されている。

【００２６】従って、両フェルール５０，６０は、対応
するピン孔５０ａ，６０ａにピン７１を挿入すると、図
２（ａ）に示すように、光ファイバ５１，６１、光ファ
イバ５２，６２、光ファイバ５３，６３、光ファイバ５
４，６４並びにループバックファイバ５６，６５が、そ
れぞれ突合せ端面で接続される（この状態を「バー状
態」と呼ぶ）。

【００２７】一方、両フェルール５０，６０は、ピン７
１を後退させてピン孔６０ａからピン７１を引き抜き、
ピン孔５０ｂ，６０ｂにピン７２を挿入すると、図２
（ｂ）に示すように、光ファイバ５１が光ファイバ６２
に、光ファイバ５３が光ファイバ６４に、それぞれ切り
替えられて突合せ端面で接続される。このとき、ピン７
１，７２を前進あるいは後退させる手段としては、ソレ
ノイド等を使用することができる。

【００２８】これと共に、両フェルール５０，６０は、
光ファイバ５２が、ループバックファイバ６５，ループ
バックファイバ５５を経て光ファイバ６１に、また、光
ファイバ５４が、ループバックファイバ６６，ループバ
ックファイバ５６を経て光ファイバ６３に、それぞれ切
り替えられる（この状態を「クロス状態」と呼ぶ）。こ
こで、第１フェルール５０及び第２フェルール６０は光
スイッチ１３の場合について説明したが、他の光スイッ
チ１４〜１８においても同様である。

【００２９】フォトダイオード１８〜２１は、現用光フ
ァイバ５，６及び予備光ファイバ７，８を伝送される光
信号を監視するモニタ手段で、図示しないが、それぞれ
制御装置２４と接続され、モニタした光信号のパワーに
関する信号を制御装置２４に出力する。制御装置２４
は、光スイッチ１３〜１８の切替状態を制御するもの
で、フォトダイオード１８〜２１から送られてくる信号
に基づき、現用光ファイバ５，６や予備光ファイバ７，
８を伝送される光信号のパワーが予め設定した所定値以
下になった場合に、光スイッチ１３〜１８の所定の光ス
イッチに制御信号を出力して切り替える。

【００３０】光線路切替システム１０は、以上のように
構成されており、例えば、図１（ｂ）に示すように、現
用光ファイバ５，６と予備光ファイバ７に障害Ｏsが生
じると、現用光ファイバ５，６についてはフォトダイオ
ード１９，２０から出力される信号に基づいて制御装置
２４が、予備光ファイバ７については左方に隣接するノ
ードに設けた対応するフォトダイオードからの信号を基
に制御装置２４が、光スイッチ１３，１７，１８に切替
信号を出力してそれぞれバー状態からクロス状態に切り
替え、プロテクション機能が発現される。

【００３１】これにより、光線路切替システム１０にお
いては、図中右方の他のノードから予備光ファイバ７に
よって伝送されてくる光信号が、太線で示すように、光
スイッチ１４→光アンプ３０→光スイッチ１３→光減衰
器３４→光スイッチ１５→光スイッチ１３→光アンプ２
６→光合分波器１１→光アンプ２８→光スイッチ１４→
現用光ファイバ５と経由されて右方の他のノードへ伝送
され、リングプロテクション方式で迂回ルートが設定さ
れる。

【００３２】このとき、予備光ファイバ７に設置された
光アンプ３０は、前記のように光ファイバに障害が生じ
た区間に近接する２つのノード以外のリングネットワー
クを構成するノード(例えば図８(a)におけるノードＮ4
やノードＮ5の場合を指す)において光信号が予備光ファ
イバをバイパスしていく際のノード間のロス補償用であ
る。

【００３３】従って、本実施例に示したような光ファイ
バに障害が生じた区間に近接する２つのノードでは、経
路がループバックされて光合分波器１１に隣接する光ア
ンプ２８によって隣のノードまでの伝送パワーを補償し
ている。このため、光線路切替システム１０は、光アン
プ３０による増幅が不要であるので、光アンプ３０に相
当するゲイン分を光減衰器３４で減衰させる。

【００３４】また、他方の現用光ファイバ６において
は、光スイッチ１７，１８クロス状態に切り替わる。こ
のため、光線路切替システム１０においては、右方のノ
ードより予備光ファイバ８を伝送されてくる光信号が、
太線で示すように、光スイッチ１７→光スイッチ１８→
光スイッチ１７→光アンプ２７→光合分波器１２→光ア
ンプ２９→光スイッチ１６→現用光ファイバ６と経由さ
れて左方の他のノードへ伝送され、スパンプロテクショ
ン方式で迂回ルートが設定される。

【００３５】本実施例においては互いに反対方向に伝送
する現用光ファイバ５,６と予備光ファイバ７,８がそれ
ぞれ独立なペアを構成している。このため、光線路切替
システム１０においては、ファイバ障害の位置によっ
て、現用光ファイバ５,６と予備光ファイバ７,８がそれ
ぞれ独立にリングプロテクション方式あるいはスパンプ
ロテクション方式のプロテクション機能をとることが可
能である。

【００３６】このとき、表１に、光ファイバ障害位置と
プロテクション機能を実現するために切り替わる光スイ
ッチの切り替え状態の関係を一覧表にして示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】上記のように、本実施例の光線路切替シス
テム１０は、リングプロテクション方式で伝送路を切り
替えるためには、通常時にバー状態である全て光スイッ
チのうち１つがクロス状態に切り替わることで実現可能
である。このため、光線路切替システム１０は、光スイ
ッチが切り替わらないことによりプロテクション機能が
発現されないという事故の起こる可能性が低減される。

【００３９】また、光線路切替システム１０は、前述の
ようにリングプロテクション機能の方が汎用性があるの
で、リングプロテクション作動時に１個の光スイッチを
切り替えるだけで実現可能なように構成されている。更
に、光線路切替システム１０においては、光スイッチ１
５，１８の結線を変更すれば、スパンプロテクション時
に１個の光スイッチを切り替えるだけで光線路の切替が
実現可能で、リングプロテクション時に２個の光スイッ
チ切り替えが必要な構成も可能である。

【００４０】また、光線路切替システム１０において
は、全体の光スイッチの数を６個に低減可能であること
がわかる。

【００４１】（実施例２）本実施例の光線路切替システ
ムは、実施例１の光線路切替システム１０の変形例で、
図３（ａ），（ｂ）に示すように、光減衰器３４〜３７
に代えて可変式の光減衰器３８，３９を予備光ファイバ
７,８の経路上の光アンプ３０,３１の光信号の伝送方向
上流側に設置したものである。従って、本実施例におい
ては、システムの符号を含めて実施例１と同一の構成要
素には、同一の符号を付して説明を簡単にする。

【００４２】光減衰器３８，３９は、通常時は減衰なし
(部品として固有の損失のみ)として動作させ、光ファイ
バに障害が生じリングプロテクション方式に基づく迂回
ルートが設定された際にのみ光アンプ３０,３１のゲイ
ンに相当する分を減衰させることにより、実施例１の場
合と全く同様にプロテクション機能が作動することは明
らかである。

【００４３】光線路切替システム１０において、現用光
ファイバ５，６及び予備光ファイバ７で障害Ｏsが生じ
ると、図３(ｂ)に示すように、図１(ｂ)に示す実施例１
の場合と同様にして、制御装置２４が光スイッチ１３，
１７，１８に切替信号を出力してそれぞれバー状態から
クロス状態に切り替え、プロテクション機能が発現され
る。

【００４４】従って、本実施例の光線路切替システム１
０においては、右方の他のノードから予備光ファイバ７
によって伝送されてくる光信号が、太線で示すように、
光スイッチ１４→光減衰器３８→光アンプ３０→光スイ
ッチ１３→光スイッチ１５→光スイッチ１３→光アンプ
２６→光合分波器１１→光アンプ２８→光スイッチ１４
→現用光ファイバ５と経由されて右方の他のノードへ伝
送され、リングプロテクション方式で迂回ルートが設定
される。

【００４５】一方、右方のノードより予備光ファイバ８
を伝送されてくる光信号が、太線で示すように、光スイ
ッチ１７→光スイッチ１８→光スイッチ１７→光アンプ
２７→光合分波器１２→光アンプ２９→光スイッチ１６
→現用光ファイバ６と経由されて左方の他のノードへ伝
送され、スパンプロテクション方式で迂回ルートが設定
される。

【００４６】（実施例３）次に、本発明の光線路切替シ
ステムに係る他の実施例を図４（ａ），（ｂ）に示す構
成図に基づいて説明する。ここで、実施例３並びに実施
例４においては、実施例１及び実施例２と同一の構成要
素には、同一の符号を使用することで説明を簡単にす
る。光線路切替システム４０は、図４（ａ），（ｂ）に
示すように、現用光ファイバ５，６及び予備光ファイバ
７，８を有する光通信用のリングネットワークのノード
Ｎに設けられ、光合分波器１１，１２、光スイッチ１
３，１４，１６，１７、フォトダイオード１９〜２２、
制御装置２４、光アンプ２６〜３１及び光減衰器３４〜
３７を備え、リングプロテクション方式でプロテクショ
ン機能を実現することができる。

【００４７】このとき、図示のように、例えば、光減衰
器３４は、光スイッチ１３の丸印で示す２つの入力ポー
トを接続する光ファイバに設けられ、他の光減衰器３５
〜３７も同様である。光線路切替システム４０の具体的
な構成について説明すると、ノードＮには互いに逆向き
に光信号が伝送される現用光ファイバ５,６と予備光フ
ァイバ７，８が接続されている。

【００４８】現用光ファイバ５は、図中左方のノード
(図示せず)からノードＮに導かれ、フォトダイオード１
９、光スイッチ１３、光アンプ２６、光合分波器１１、
光アンプ２８及び光スイッチ１４を通った後、図中右方
のノード(図示せず)へと繋がれている。また、現用光フ
ァイバ６は、図中右方のノード(図示せず)からノードＮ
に導かれ、フォトダイオード２０、光スイッチ１７、光
アンプ２７、光合分波器１２、光アンプ２９、光スイッ
チ１６を通った後、図中左方のノード(図示せず)へと繋
がれている。

【００４９】予備光ファイバ７は、図中右方のノード
(図示せず)からノードＮに導かれ、フォトダイオード２
１、光スイッチ１４、光アンプ３０、光スイッチ１３を
通って図中左方のノード(図示せず)へと繋がれている。
一方、予備光ファイバ８は、図中左方のノード(図示せ
ず)からノードＮに導かれ、フォトダイオード２２、光
スイッチ１６、光アンプ３１、光スイッチ１７を通って
図中右方のノード(図示せず)へと繋がれている。これら
の光ファイバ５〜８でリングネットワークが構成され
る。

【００５０】光スイッチ１３，１４，１６，１７は、図
示のように光ファイバで接続されている。ここで、図２
(ａ)に示す光線路切替システム４０は、光スイッチ１
３，１４，１６，１７全てがバー状態である。光線路切
替システム４０は、以上のように構成されており、例え
ば、図４（ｂ）に示すように、現用光ファイバ５，６と
予備光ファイバ７，８に障害Ｏsが生じると、フォトダ
イオード２１，２２から出力される信号に基づいて制御
装置２４が、光スイッチ１４，１６に切替信号を出力し
てそれぞれバー状態からクロス状態に切り替え、プロテ
クション機能が発現される。

【００５１】これにより、光線路切替システム４０にお
いては、図中左方の他のノードから現用光ファイバ５に
よって伝送されてくる光信号が、太線で示すように、光
スイッチ１３→光アンプ２６→光合分波器１１→光アン
プ２８→光スイッチ１４→光減衰器３５→光スイッチ１
４→光アンプ３０→光スイッチ１３を経て予備光ファイ
バ７に切り替えられて左方の他のノードへ伝送され、リ
ングプロテクション方式で迂回ルートが設定される。

【００５２】一方、図中右方の他のノードから現用光フ
ァイバ６によって伝送されてくる光信号は、光スイッチ
１７→光アンプ２７→光合分波器１２→光アンプ２９→
光スイッチ１６→光減衰器３６→光スイッチ１６→光ア
ンプ３１→光スイッチ１７を経て予備光ファイバ８に切
り替えられて右方の他のノードへ伝送され、リングプロ
テクション方式で迂回ルートが設定される。

【００５３】本実施例の光線路切替システム４０おいて
は、互いに反対方向に光信号を伝送する現用光ファイバ
５と予備光ファイバ７並びに現用光ファイバ６と予備光
ファイバ８が、それぞれ独立なペアを構成しているの
で、ファイバ障害の位置によって２つのペアがそれぞれ
独立にリングプロテクション方式のプロテクション機能
をとることが可能である。

【００５４】表２に光ファイバ障害位置とプロテクショ
ン機能を実現するために切り替わる各光スイッチの切り
替え状態の関係を一覧表にして示す。

【００５５】

【表２】

【００５６】本実施例の光線路切替システム４０におい
ては、リングプロテクション方式で伝送路を切り替える
には、通常時にバー状態である全ての光スイッチのうち
１つがクロス状態に切り替わることで実現可能である。
このため、光線路切替システム４０においては、光スイ
ッチが切り替わらないことによりプロテクション機能が
作動しないという事故の起こる可能性が低減される。ま
た、光線路切替システム４０においては、システムを構
成する光スイッチの数を４個に低減可能であることがわ
かる。

【００５７】（実施例４）次に、本発明の光線路切替シ
ステムに係る他の実施例を図５（ａ），（ｂ）に示す構
成図に基づいて説明する。光線路切替システム４５は、
図５（ａ），（ｂ）に示すように、現用光ファイバ５，
６及び予備光ファイバ７，８を有する光通信用のリング
ネットワークのノードＮに設けられ、光合分波器１１，
１２、光スイッチ８１〜８４、フォトダイオード１９〜
２２、制御装置２４、光アンプ２６〜３１及び光減衰器
３４〜３７を備え、リングプロテクション方式及びスパ
ンプロテクション方式の双方でプロテクション機能を実
現することができる。

【００５８】ここで、光スイッチ８１〜８４としては、
例えば、図６（ａ）に示す光スイッチを使用することが
できる。即ち、例えば、光スイッチ８１は、図６（ａ）
に示すように、互いに突合せ端面で突き合わされ、突合
せ端面に沿って相対移動可能で、突合せ端面間に屈折率
整合剤（図示せず）が充填された第１フェルール９０と
第２フェルール９５を備え、光スイッチ８２〜８４も同
様である。

【００５９】第１フェルール９０及び第２フェルール９
５は、それぞれ突合せ端面に等間隔で露出する６本の光
ファイバ９０ａ，９５ａを有し、図６（ａ）に示す接続
状態を状態Ｉ、図６（ｂ）に示す接続状態を状態II、図
６（ｃ）に示す接続状態を状態IIIと呼ぶ。従って、光
スイッチ８１〜８４は、状態Ｉを中心として、一度のフ
ェルールの移動、即ち１回のスイッチ切替操作で、それ
ぞれ状態IIあるいは状態IIIに接続状態を切替え可能で
ある。

【００６０】本実施例の光線路切替システム４５は、図
５(ａ)，（ｂ）に示すように、光信号の伝送経路が太線
で表され、図５（ａ）においては４つの光スイッチ８１
〜８４全てが状態Ｉの接続状態にある。光線路切替シス
テム４５は、以上のように構成されており、例えば、図
５（ｂ）に示すように、現用光ファイバ５，６と予備光
ファイバ７に障害Ｏsが生じると、現用光ファイバ５，
６についてはフォトダイオード１９，２０から出力され
る信号に基づいて制御装置２４が、予備光ファイバ７に
ついては左方に隣接するノードに設けた対応するフォト
ダイオードからの信号を基に制御装置２４が、光スイッ
チ８１，８４に切替信号を出力してそれぞれ状態Ｉから
状態IIに切り替え、プロテクション機能が発現される。

【００６１】これにより、光線路切替システム４５にお
いては、図中右方の他のノードから予備光ファイバ７に
よって光信号が伝送され、この光信号は、光スイッチ８
２→光アンプ３０→光スイッチ８１→光減衰器３４→光
スイッチ８１→光アンプ２６→光合分波器１１→光アン
プ２８→光スイッチ８２を経て現用光ファイバ５に伝送
経路が切り替えられた後、右方のノードに伝送され、リ
ングプロテクション方式で迂回ルートが設定される。

【００６２】このとき、光アンプ３０は、光ファイバに
障害が生じた区間に近接する２つのノード以外のリング
ネットワークを構成するノード(例えば、図８(a)におけ
るノードＮ4やノードＮ5の場合を指す)において光信号
が予備光ファイバをバイパスしていく際のノード間のロ
ス補償用である。従って、本実施例に示したような光フ
ァイバに障害が生じた区間に近接する２つのノードで
は、経路がループバックされて光合分波器１１に隣接す
る光アンプ２８によって隣のノードまでの伝送パワーを
補償している。このため、光アンプ３０による増幅は不
要であるので、光アンプ３０に相当するゲイン分を光減
衰器３４で減衰させる。

【００６３】一方、図中右方の他のノードから予備光フ
ァイバ８によって伝送されてくる光信号は、光スイッチ
８４→光アンプ２７→光合分波器１２→光アンプ２９→
光スイッチ８３を経て現用光ファイバ６に切り替えられ
た後、左方のノードに伝送され、スパンプロテクション
方式で迂回ルートが設定される。本実施例の光線路切替
システム４５においては、互いに反対方向に伝送する現
用光ファイバ５と予備光ファイバ７並びに現用光ファイ
バ６と予備光ファイバ８がそれぞれ独立なペアを構成し
ているので、ファイバ障害の位置によって２つのペアが
それぞれ独立にリングプロテクション方式及びスパンプ
ロテクション方式のプロテクション機能をとることが可
能である。

【００６４】表３に光ファイバ障害位置とプロテクショ
ン機能を実現するために切り替わる光スイッチの切り替
え状態の関係を一覧表にして示す。

【００６５】

【表３】

【００６６】本実施例の光線路切替システム４５におい
ては、最下段に示した「ノードの両側の現用光ファイバ
が障害の場合」に相当する光スイッチ切り替え状態がII
I−IIIとなる場合以外の全てにおいて、リングプロテク
ション方式及びスパンプロテクション方式で伝送路を切
り替えるためには、通常時に状態Ｉである全ての光スイ
ッチのうち１つが状態IIまたはIIIに切り替わることで
実現可能である。このため、光線路切替システム４５
は、光スイッチが切り替わらないことによりプロテクシ
ョン機能が作動しないという事故の起こる可能性が低減
される。

【００６７】また、光線路切替システム４５は、光スイ
ッチの数を４個と低減可能であることがわかる。尚、実
施例２で示したように、固定式の光減衰器３４〜３７に
代えて可変式の光減衰器３８，３９をそれぞれ光アンプ
３０,３１の光信号の伝送方向上流側に設置した場合に
おいても、本実施例４において実現されるプロテクショ
ン機能と同様の機能が得られることは自明である。

【００６８】上記説明により、実施例１〜４に示した本
発明の光線路切替システムでは、プロテクション機能を
実現するために光スイッチ１３〜１８や光スイッチ８１
〜８４を用いたことにより、光スイッチの数を低減でき
るとともに、プロテクション機能が作動する際に切り替
わる光スイッチの数をできうる限り１個としたことによ
り、プロテクション機能の動作の確実性を向上させるこ
とが可能となった。

【００６９】また、本発明の光線路切替システムでは、
光ファイバに何らかの障害が生じてプロテクション機能
が作動し、リングプロテクション方式またはスパンプロ
テクション方式に基づいて伝送路が切り替わる際には、
ピンを移動させるための電力が必要である。しかし、一
旦状態が切り替わってしまえば、通常時及び両プロテク
ション状態では光ファイバ端面が屈折率整合剤を介して
相対しているのみ、即ち、公知の光コネクタで２本の光
ファイバが接続されているのと全く同様である。このた
め、本発明の光線路切替システムでは、その状態を維持
するための電力は不要であることは明らかである。しか
も、この場合、通電状態が継続するわけではないので、
光スイッチ自体の信頼性は高い。従って、本発明の光線
路切替システムは、高信頼性が保たれるとともに、光フ
ァイバ及び光コネクタの原理を用いた単純な構造の光ス
イッチを用いているため安価であることも特徴である。

【００７０】更に、本発明の光線路切替システムで用い
ている光スイッチは、通常の場合はピンをソレノイドコ
イル等を用いることで電気的に切り替え動作を行ってい
るが、ピンとコイルを連結している部分につまみなどを
設ければ手動でピンを動かすこともでき、停電時など非
常の場合においても切り替え動作が可能である。このた
め、信頼性の高い光線路切替システムを提供することが
できる。

【００７１】尚、上記各実施形態においては、ノード内
の伝送路に設けたフォトダイオード（ＰＤ）によって光
信号あるいはその一部を直接モニタすることで、伝送路
における障害の発生の有無を検出した。しかし、伝送路
における障害発生の有無を検出する手段は、上記実施形
態に限定されるものではなく、例えば、光信号にパイロ
ットトーンと呼ばれる信号を重畳して伝送し、それをノ
ードにおいてパイロットトーン検波回路を用いて検出し
てもよい（Journal of Lightwave Technology,Vol. 15,
No. 12, , Dec., 1997, P. 2197-2205, Yoshiyuki Ham
azumi and Masafumi Koga, "Transmission Capacity of
Optical Path Overhead Transfer Scheme Using Pilot
Tone for Optical Path Network"参照）。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、光通信用ネットワーク
において、光信号を伝送する伝送路に障害が生じた場合
に、伝送路を確保するために予備光伝送路に迂回ルート
を設定するいわゆるプロテクション機能を有し、且つ、
構成部品である光スイッチ数を低減することにより、ネ
ットワークの信頼性向上が可能な光線路切替システムを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光線路切替システムの第１の実施例を
示す構成図である。

【図２】図１の光線路切替システムで用いる光スイッチ
の構成図である。

【図３】本発明の光線路切替システムの第２の実施例を
示す構成図である。

【図４】本発明の光線路切替システムの第３の実施例を
示す構成図である。

【図５】本発明の光線路切替システムの第４の実施例を
示す構成図である。

【図６】図５の光線路切替システムで用いる光スイッチ
の構成図である。

【図７】リング状ネットワークの形態を説明する模式
図。

【図８】従来のSONET層におけるプロテクション時に設
定される迂回ルートの模式図。

【符号の説明】

５，６現用光ファイバ７，８予備光ファイバ１０光線路切替システム１１，１２光合分波器１３〜１８光スイッチ１９〜２２フォトダイオード２４制御装置２６〜２８光アンプ３０，３１光アンプ３４〜３９光減衰器４０光線路切替システム４５光線路切替システム５０第１フェルール５０ａ，５０ｂピン孔５１〜５４光ファイバ５５，５６ループバックファイバ６０第２フェルール６０ａ，６０ｂピン孔６１〜６４光ファイバ６５，６６ループバックファイバ７１，７２ピン８１〜８４光スイッチ９０第１フェルール９０ａ光ファイバ９５第２フェルール９５ａ光ファイバＮノード（端局）Ｏs 障害

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｌ 11/00 ３３１Ｆターム(参考） 2H036 JA02 QA60 2H041 AA17 AB20 AC01 AZ03 5K002 AA05 AA07 BA02 BA04 BA05 BA06 CA13 DA02 DA04 DA11 EA05 EA33 FA01 5K031 AA08 CA15 DA11 DA19 DB12 DB14 EA01 EA11 EB02 EB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光信号を処理する複数の端局内及び端局
間に設置された複数の光ファイバからなる現用伝送路及
び予備伝送路を有する光通信ネットワークの、前記端局
に設けられ、前記いずれかの伝送路に障害が生じた際に
他の伝送路に切り替える光線路切替システムであって、光アド・ドロップ機能を有する光アド・ドロップ手段、
前記光アド・ドロップ手段を挟んで光信号の上流側と下
流側の両側に設置される複数の光スイッチ、前記現用伝
送路及び予備伝送路を伝送される光信号を監視するモニ
タ手段及び前記モニタ手段における監視結果に基づいて
前記複数の光スイッチの所定の光スイッチを切替制御す
る制御装置を備えたことを特徴とする光線路切替システ
ム。