JPH04503443A - 通信ネットワーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 通信ネットワーク この発明は、通信ネットワークに関し、特に中央スイッチノードにより、送信器 のうちの２以上のサブネットワークの送信器が、受信器のうちの２以上のサブネ ットワークの受信器に接続可能なネットワークに関する。

このようなネットワークを構築するための公知の方法では、送信器と受信器は専 用の電気的通信リンクにより中央スイッチノードの入出力ボートに接続可能であ る。この場合、ノードは所望の数のボートを相互接続可能にするのに十分なスイ ッチ能力を有する。

顧客に広帯域サービスを提供する有望な手段として受動光学ネットワークが出現 しつつあり、電話サービスや、２．３のラインしか必要としない低データレート サービスを提供するのに経済的にも魅力がある。電話受動光学ネットワーク（Ｔ 　Ｐ　ＯＮ）は、現在の技術により最高１２８の顧客を交換器の単一のファイバ に多重化するための受動スプリット（分割）アーキテクチャにより顧客のアクセ スコストを共有している。このようなネットワークを適当に配置すれば、動作波 長をさらに増やすことにより広帯域サービスを容易に行なうことができる。広帯 域受動光学ネットワーク（ＢＰＯＮ）への第１ステツプは恐らく２．３の波長を 追加することである。

各波長には特定のサービス、例えばテレビジョン方法、ビデオライブラリおよび ＡＴＭサービス等が割り当てられる。各波長は電子的に多重化され十分な数のチ ャンネルが提供される。長期的には、スペクトル制御可能なりＦＢレーザのよう な信号源を用いれば波長の多重化が拡張され、顧客毎あるいは接続毎に波長を割 当て、ネットワーク全体の波長スイッチングが可能となる。

それゆえ、そのような受動光学ネットワーク手段により送信器と受信器のサブネ ットワークを中央スイッチングノードにリンクすることが提案される。このネッ トワークでは、サブネットワークの各送信器は一定の異なる波長の光学キャリア により情報を光学的に伝送する。種々の伝送された信号は受動的に単一の光ファ イバに多重化され中央スイッチングノードに伝送される。中央スイッチングノー ドのデマルチプレクサは波長毎に信号を分離し、電気信号に変換する。このよう に、各送信器は中央スイッチングノードの異なる入力ポートに永久的にリンクさ れる。中央スイッチングノードの出力ポートから光学受信器への外に向かう接続 も受動光学ネットワークと同様の構成である。中央スイッチングノードの各出力 ポートからの出力信号は、その出力ポートに相関する受信器が受信するように設 計されている波長に対応する波長の光信号に変換される。サブネットワークの受 信器に伝送されるこれらの光信号は、単一の出力光ファイバに多重化され、各受 信器に受動的に分光される。各受信器は、例えば光学フィルタあるいはコヒーレ ント光受信器により自分の波長を選択する。受動光学ネットワークを採用したこ のようなネツトワ−りは、相互の能力を同じにするために専用の電気接続を用い たスイッチング能力と同じスイッチング能力の中央ノードを必要とする。

他の公知の相互接続構成では、波長スイッチングあるいはルーチングが使用され る。これは簡単な構成だが顧客間の１対１あるいはブロードキャスト（−斉同報 ）接続には有力な技術である。１対１接続の場合には、各顧客は波長分割マルチ プレクサにより接続された同調可能な光源を持つだけである。光は適当な波長に チューニングすれば、どの送信器からどの受信器へでも光を直接伝送できる。Ｃ ３（ｃｌｅａｖｅｄ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｃａｖｉｔｙ）　レーザを用いて２ナノ 秒の高速接続時間が試験的に確認されている。スター接続構成により得られるブ ロードキャスト接続あるいは分散接続は例えばヨーロッパ特許ＥＰ−Ａ−２，０ ４３，２４０に示されている。スター接続構成では、各入力ポートからの光電力 をすべての出力ポートに分割するので、一定の異なる波長源を用いることにより 、同調可能な光学フィルタにより、受信器において適当なチャンネルを選択可能 である。これは、１２５０乃至１６００ｎｍの長波長ウィンドウの全域にわたり 同調するように、８Ｘ８アレイのｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｆ　１ａｔｔｎｅｄｆ ｕｓｅｄ　−ｆｉｂｒｅカプラおよび、重クロム酸ゼラチンに記録された、位置 をチューニング可能なホログラフィ−フィルタを用いて試験が行なわれた。最近 になり、１ｎｍの帯域と、２６０ｎｍのチューニングレンジと、３マイクロ秒の チャンネル選板速度を有し調整可能な音響−光学フィルタが開発された。

光学空間スイッチに共通することは、ローカルネットワークで波長をスイッチン グすると、帯域光学スイッチングおよび分散能力により完全電位の光学が実現可 能となる。これは、選択された信号帯域および変調フォーマットの種類を問わな い。ローカルネットワーク環境において、空間スイッチングおよび波長スイッチ ングを得るための多くの異なる光学技術が知られている。

しかしながら、両スイッチング技術とも制限および欠点を有している。空間スイ ッチングの場合には、顧客を相互接続するのに必要なりロスポイントすなわち空 間スイッチの数は膨大であり、コストが高い。（情報理論から言えば、最小成長 レートはｌｏｇｚ（Ｎりである。）波長スイッチの場合には、利用できる個別の 波長チャンネルの数が限られていることである。このため、顧客の数が限られて しまう。同じ波長を異なる”スイッチ“で再使用可能な３段以上の波長スイッチ を採用することによりこの問題は解決することはできる。

空間スイッチの場合、多段ネットワークを用いても１ｏｇ２（Ｎりの成長レート を解決できない。

この発明による通信ネットワークは少なくとも２セツトの入力ポートと、少なく とも２セツトの出力ポートを有した中央スイッチングノードから成る。各入力ポ ートのセットは、送信器と協動可能な入力接続手段により各セットの光学送信器 に接続され、各送信器を少なくともいずれかの選択された入力ポートに選択的に 接続する。各出力ポートは受信器と協動可能な出力接続手段により各光学受信器 のセットに接続され、各送信器を少なくともいずれかの選択された入力ポートに 選択的に接続する。

望ましくは、入力接続手段は、各光学送信器のセットからの信号を送信器チャン ネルの入力マルチプレクサに受動的に多重化する光学ファイバサブネットワーク と、マルチプレクサの各チャンネルを各入力に結合する入力デマルチプレクサ手 段とから成る。出力接続手段は、出力ポートの各セットからの信号を受信器チャ ンネルの出力マルチプレクサに受動的に多重化する入力マルチプレクサ手段と、 出力マルチプレクサを各受信器に結合する光学ファイバサブネットワークとから 成る。

この発明のアーキテクチャによれば、従来のようにすべてのスイッチングを交換 器で集中して行なうのではなく、いくつかのスイッチングタスクを中央スイッチ ングノードから接続手段に分散することにより部品点数をかなり減らすことがで きる。スイッチングタスクは３段に分離される。例えば、第１および第３段は、 中央スイッチングノードを送信器および受信器に接続する外部サブネットワーク で分散処理動作する多重スイッチとして実現される。スイッチの中央段のみが中 央ノードすなわち”交換器”に配置される。中央段は空間スイッチあるいは波長 スイッチの形態で実現可能である。

送信器と入力ポートとの間の接続は、各送信器を制御し、選択的に結合される入 力ポートに対応したチャンネル上の信号を送信可能にし、あるいは入力デマルチ プレクサ手段を制御して各チャンネル上の信号を選択された入力ポートに送信可 能であれば得られる。

出力ポートと受信器との間の接続は、受信器を制御して選択的に接続される出力 ポートに対応するチャンネル上の信号を受信可能にし、あるいは出力マルチプレ クサ手段を制御して各出力ポートが選択された受信器に接続されるようにチャン ネル上の信号の出力を多重化可能にすれば得られる。

望ましくはマルチプレクサは波長マルチプレクサがよい。

すなわち、周波数選択装置により受信器の入力側の同調可能なレーザあるいは入 力ポートの周波数選択フィルタに関する選択が可能であり、また受信器の同調可 能なフィルタへの出力側の受動的な分光に関する選択や、多重化手段における同 調可能なレーザを有した受信器の固定フィルタの選択が可能である。

タイムドメインマルチプレクサのような他の多重化技術を採用することもできる 。送信器と受信器をそれぞれ入力ポートと出力ポートに接続させるには、送信器 および受信器が割り当てられているタイムスロットを変更するか、入力ポートお よび出力ポートのデマルチプレクサおよびマルチプレクサを制御すればよい。送 信器および受信器は専用のタイムスロットに割り当てられている。

この発明によるネットワークは、スイッチング機能の一部をサブネットワークに 委ねることにより、与えられた相互接続能力に対して中央スイッチングノードに おけるスイッチング能力を低減させる。例えば、光送信器が中央ノードに信号を 送るときの波長を制御することにより波長多重化を採用した場合、送信器の波長 を制御することによりセットのどの入力ポートに対しても信号経路を選択するこ とができる。同様に、光受信器が受信する波長を制御することにより、あるセッ トの出力ポート群のうちの出力ポートからの光信号経路を、対応するセットの光 受信器のいずれかに選択的に決定することができる。同様に、光送信器および受 信器が固定の波長を送信あるいは受信する場合には、入力ポートのデマルチプレ クサあるいは出力ポートのマルチプレクサは、中央スイッチングノードの送信器 と受信器、および入力ポートと出力ポートとの間のスイッチングを行なうように 調節可能である。

この発明はさらにコンセントレージョンを可能にする利点がある。すなわち、所 定時間に送信や受信を行いたい送信器や受信器に対して空きチャンネルをダイナ ミックに割り当てることにより、先送信器や光受信器の数よりも少ない数の多重 化チャンネル、例えば波長をサブネットワークに用いることである。

以下、この発明の実施例について添付図面を参照して例を挙げて説明する。

第１図は従来技術による通信ネットワークの概略図；第２図は送信器および受信 器を中央交換器にリンクするための受動的な光ネットワークを用いた従来の通信 ネットワークの概略図； 第３図は同調可能な送信器および受信器および中央空間スイッチングを採用した この発明による通信ネットワークのブロック図； 第４図はこの発明による、中央空間スイッチングおよび波長／空間／波長スイッ チングの光学クロスポイント条件の比較を示すグラフ； 第５図は同調可能送信器および受信器および中央ノードにおける波長スイッチン グを採用したこの発明による通信ネットワークのブロック図； 第６図はこの発明による中央スイッチングおよび波長／波長スイッチングの光学 的クロスポイント条件を比較するグラフ； 第７図はいくつかの光学技術を採用したこの発明の経験的実施例のブロック図； 第８図は第６図に示す実施例により１２のチャンネルから２つの隣接するチャン ネルを選択することを示すグラフである。

第１図に例示した従来の通信ネットワークは、入力ボート４と入力ボートＩＩ、 のセットと、入力ポートロと入力ボートＩＮのセットの２セツトの入力ボートと 、出力ポート８と出力ポート０１１のセットと、出力ポート１０と出力ポート０ ２゜のセットの２セツトの出力ポートとを有した中央スイッチングノード２から 成る。

２つの光送信器グループＴ１１およびＴ２１が、送信器サブネットワーク１２お よび１４により形成された各入力接続手段によりそれぞれ対応して添え字が付さ れた入力ボートＩｌ。

（ｉ−１または２）に直接接続されている。

同様に、２つのセットの出力ポート８．１０のうち各出力ポート０１１は、各受 信器サブネットワーク１６および１８により、対応するラベルの付された受信器 Ｒ０に直接接続される。

中央スイッチングノード２は、送信器ＴＩ、と受信器Ｒ１，との間に要求される 相互接続性を得るための十分な能力を備えている。なお、要求される相互接続性 についての詳細については図示しない。

もし、将来の光ローカルネットワークのスイッチングを同様に行なえば、すなわ ち、顧客信号を、すべての相互接続機器が配置されている中央ノードあるいは中 央交換器に送信するならば、ある時間周波数あるいは波長ドメインを多重化する ことにより受動ネットワーク上でのアクセスを共有することができる。最大帯域 容量を顧客が利用できるようにするためには、波長ドメインが望ましい。

第２図は大規模光ローカルネットワークの物理的構造を示す。第２図に示す例で は、第１図の通信ネットワークと同じ数の送信器および受信器を相互接続するよ うに構成され、各顧客との帯域チャンネルを送信する受動波長分割多重化技術を 採用している。この例において、すべてのスイッチングは中央スイッチングノー ド２で行なわれる。

第２図のネットワークでは、各送信器ＴＩ、は、通信チャンネルに対応して異な る波長の１つを用いて光信号を送信する光送信器である。送信器ＴＩ、からの光 出力信号はサブネットワーク２０および２２により、対応するデマルチプレクサ ３２．３４に接続された単一ファイバ２８．３０にそれぞれ受動的に多重化され る。デマルチプレクサ３２．３４は所定の波長の光信号をボート■ｌＪの対応す るボートに所定波長の光信号を結合する。従って、各送信器７１．は入力ポート 群ＩＩ、のうちの異なるボートに永久的に結合される。

各受信器ＲＩＩは波長選択光受信器である。出力ボートセット８．１０の各出力 ポート０．．は光信号を異なる波長で送信する。この信号は、例えば、受動光カ ブラにより形成されたマルチプレクサ４０，４２によりそれぞれ単一光ファイバ ３６．３８に受動的に多重化される。波長マルチプレクサは受信すべき波長チャ ンネルを選択する各波長選択受信器Ｒ１゜に受動的に結合される。それゆえ、各 受信器Ｒ１，は出力ポート群０１１の異なる１つに永久に結合される。

第２図のネットワークは異なる受動リム上で行なわれる上流および下流方向の単 一動作を示している。この原理は双方向シングルサイド動作に拡張できる。再生 器およびレーザ（図示せず）を公知の方法で使用して中央スイッチノード２のい ずれかの側の信号レベルを補償することによりスイッチ内での損失を調整するこ とができる。

あるいは、スイッチの入力側に光増幅器を使用することも可能であるが、出力側 に使用するのは波長の変換が必要になるので一般的でない。適当な波長変換器を 用いて光増幅器の非線形効果を利用することも可能ではある。中央交換器２は多 段空間スイッチあるいは３段波長／波長／波長スイッチとして実現可能である。

中央交換器に光空間スイッチを実現するための多くの潜在的な技術およびアーキ テクチャがある。しかし、部品点数が最も少なく、コストも最小の解決方法は多 段再配置可能ネットワークである。研究結果によれば、適度のクロストークパー フォーマンスのクロスポイントを用いて大規模スイッチを多段再配置可能ネット ワークで構築可能である。３２．７６８ｘ３２．７６８のサイズで２８ｄＢの電 力の場合に２側スイツチのクロスポイントあたり１ｄＢの平均損失を生じる。こ のネットワークのＮ入力をＮ出力に接続するのに必要なりロスポイント数は次式 で表わされ情報理論値ｌｏｇ２（Ｎりに非常に近い。

Ｎ　１　ｏｇｔ　（Ｎ）−Ｎ＋１　・”　（１）図２の中央交換器２が波長スイ ッチング技術で実現される場合、１段のスイッチングに必要な波長チャンネル数 は十分ではない。Ｎ／ｎ受動光ネットワークによりｎ個の入出力ボートのセット 群に接続されたｎ個の送受信器のセット群にＮの顧客数を有するように一般化す るのに必要な波長マルチプレクサのトータル数は、 （２Ｎ／ｎ）　＋（２Ｎ／ｍ）　＋ｍ　＝　（２）この量を最少にするには、ス イッチあたりの最適数の同調可能なレーザ数がある。すなわち ｍ　”　（２Ｎ）　”’　、、、　（３）式により、Ｎ−８１９２の場合、ｍは １２８となる。（この値は一般的な約３２の帯域分割サイズよりも大きい）。そ れゆえ、最少のマルチプレクサ数は （２Ｎ／ｎ）＋２　（２Ｎ）”’　・・・（４）となる。

図３は、ｎセットに分割されたＮの顧客を相互接続するための、この発明による 通信ネットワークを示す。この通信ネットワークはＮ／ｎセットの入力ポート５ ２を有する中央スイッチングノード５０と、各入力ボートセットに対応して設け られる送信器Ｔ、、とを有する。送信器ＴＩ、は、入力接続手段を構成する波長 デマルチプレクサ５５を介して受動光サブネットワーク５４により中央ノード５ ０の入力ポートに接続される。なお、図面を簡単にするために、入力サブネット ワークのみ番号付けされている。さらにＮ／ｎセットの出力ポート５６があり、 各出力ポート５６は、出力接続手段を構成する波長マルチプレクサ５９を介して 受動光ネットワーク５８により光受信器Ｒ１，の各セットに接続される。

デマルチプレクサ５５はサブネットワーク５４から受信した光信号をセット５２ の入力ポートに分配する。１つの波長が各ボートに相関する。送信器Ｔ、の同調 可能なレーザ６０は、接続されたセット５２の入力ポートに適切な波長に同調可 能である。

送信器は他の同調可能な源、例えば、同調可能な光フィルタを介してサブネット ワーク５４に接続された帯域光源を含むことができる。

各セット５６の出力ポートからの信号は固定波長レーザ６２により決定される別 個の波長と相関ずけられる。これらの光信号は、単一の光ファイバ５８に多重化 され、受動的に受信器Ｒ３，に分割される。各受信器Ｒ１，は光受信器６４と同 調可能な光フィルタ６６を有する。受信器Ｒ０は、光フィルタを適当な波長に同 調させて結合すべてき出力信号を選択する。

゛　中央スイッチングノード、すなわち交換器５０は固定波長のレーザ６８と空 間スイッチ７０とを有する公知の２段光空間スイッチングノードである。同調可 能なレーザおよび同調可能なフィルタ以外の装置は送信器Ｔｌよおよび受信器Ｒ １，による送信および受信される波長を選択するのに使用することができる。

スイッチング能力の一部を波長制御可能な光送信器Ｔ、、および受信器Ｒ１，に ゆだねることにより、以下の理由により同じ相互接続能力を維持しながら、中央 スイッチングノードの構成を簡単にすることができる。

交換器５０に必要なりロスポイントの数は、波長スイッチとしての第１および第 ３のスイッチを受動ネットワークから除去することにより減らすことができる。

この結果、同調可能なレーザ６０、入力デマルチプレクサ５５、出力マルチプレ クサ５６および同調可能な光フィルタ０６を、ローカルループ内の送信、受信、 およびスイッチングタスクに対して同時に使用することができる。交換器５０は 空間スイッチの中央段のみが必要となる。ｎｘｎのスイッチ（ｎは受動ネットワ ークの分割サイズ）を供給する受動ネットワークを用いた場合、ｎ個の中央段ス イッチを再配置可能なスイッチングネットワークとして構築したと仮定すると、 必要なりロスポイントの最少数は、次式で表わされる。

ｎ　［（Ｎ／ｎ　１０ｇ２　（Ｎ／ｎ）−Ｎ／ｎ＋１１−Ｎ　１　ｏ　ｇ２　（ Ｎ／ｎ）−Ｎ＋ｎ　−（５）ｎを３２とした場合の（１）式および（４）式のプ ロットを図４に示す。この発明により提供される分散スイッチングにより必要と される光学クロスポイントの数を大幅に減少することができる。顧客数が８１９ ２、分割サイズが３２のネットワークの場合、中央空間スイッチのクロスポイン ト数の５８％しか必要としない。光増幅器を使用することにより、受動分割サイ ズを大きくしながら、節約をはかることができる。

第５図はこの発明による分散波長／波長／波長実施例を示す。サブネットワーク は第３図の実施例と同じであるので、同一部は同符号を付す。第３図の空間スイ ッチングノードに代えて、各セットの入力ポート５２に接続された同調可能なレ ーザ７２と公知の方法で波長ドメインのスイッチングを行なう波長マルチプレク サ７４を含む波長スイッチングノード７０が設けられる。

受動ネットワークの第１段と第３段の波長スイッチを取り除くことにより、１接 続あたりのレーザおよび再生器の数を５から３に減らすとともに、波長マルチプ レクサの数を３段に、すなわち、受動リムの２　Ｎ　／　ｎとさらに中央段のｎ ｌすなわち全体で２　Ｎ　／　ｎの波長マルチプレクサに減らすことができる。

この量を最小にする分割サイズｎはＮ−８１９２のときに、ｎ−１２８が最適値 であるが、式（４）および（６）を比較するために、第６図で使用した３２の実 際の分割サイズを使用する。分散スイッチングにより波長マルチプレクサの数を 減らすことにより価格が低減されるとともに、そのコストは多くの顧客（Ｎ−８ １９２、ｎ−３２の場合１５）により共有される。従って、これらの節約は、顧 客あたり５台のレーザと再生成器を、空間ドメインあるいは波長ドメインの帯域 スイッチングを得るのに必要とされる最小３台のレーザと再生成器に低減する、 すなわち４０％の低減をはかることに比べてさほど重要ではない。　。

第７図は、受動ローカルネットワークにおいて、この発明の分散波長スイッチン グの原理を試験するために構築された小規模ネットワークである。第６図に示す ような種類の波長／空間／波長アーキテクチャを選択して空間スイッチと波長ス イッチとを組み合わせて使用した。このネットワークは６つの受動光学”リム° 、３つの上流回路系（８０，８２，８４）および３つの下流回路系（８６，８８ ，９０）を有する。

光学リム８０は受動的にレーザ９２および９４からの光信号をλ１およびλ２の 異なる波長で２．２Ｋｍの単−先ファイバ９６に多重化する。２０チヤンネルの 波長マルチプレクサ９７を用いて多くの異なる波長を単一ファイバに結合するた めのシミュレーションを行なった。１２のＤＦＢレーザを、１５００ｍｍのウィ ンドウに３．６ｎｍの間隔でレーザ（図示せず）により多重化した。多重化信号 はおのおの光学フィルタ９８および１００を介してセット９２の２つの入力ポー トの各々に供給される。光学フィルタ９８および１００は、各入力ポートにおい て１つの波長チャンネルが受信されるように多重化信号をデマルチプレクスする 。各レーザ９２．９４は光学フィルタを適当な波長に同調させることによりいず れかの入力ポートに結合可能である。

サブネットワーク８２および８４は、それぞれ４ポート光カプラ１０６および２ ｘ８カブラ１０８を介して２つの入力信号を入力対１０２．１０４に供給し、サ ブネットワーク９０で使用した光学フィルタデマルチプレクサに信号を受動的に 多重化する。

サブネットワーク８６は受動光学ファイバカブラ１０６を有する。このカブラ１ ０６は出力ボート１０８および１１０からの光信号を２つの異なる波長λ、およ びλ６で２．２ｋｍの長さの単一光ファイバ１１２に多重化する。この出力多重 化信号は、各ボート１０８を選択された受信器あるいは受信器群１１８．１２０ に接続可能にする同調可能な光学フィルタ１１８および１２０を介して受信器１ １４および１１６に結合される。

サブネットワーク９０は１ｘ７のモノリシックカブラ１２２を有し、７路の分岐 受動ネットワークをシミュレートする。サブネットワーク８８は４ポート受動光 カプラ１２４により単一の先ファイバ部無しのサブネットワークを提供する。サ ブネットワーク８８および９０のチャンネル選択はリンク８６に関して上述した と同じ手段により行なわれる。同調可能なレーザの代わりに固定波長源ＤＦＢを 用いているので、第３図のスイッチングの第１段の波長デマルチプレクサのルー チング（経路選択）タスクは、フユーズファイバカブラの後段にさらに同調可能 な光フィルタを接続し、正しい波長チャンネルを選択することにより得られる。

同調可能なフィルタは、コンパクトディスクフォーカスコイルを使用して光ファ イバを分散画像処理システムに移動し、２．６ｎｍの１／２の電力帯域を用いて １２５０ｎｍ乃至１６００ｎｍの波長のいずれかを選択する。

２つの中段空間スイッチ１２４．１２６があり、各々３ｘ３のサイズを有し、全 体で６ｘ６のネットワークを試験できる。３ｘ３の各スイッチ１２４および１２ ６は、３つの市販の単一モード２ｘ２切り替えスイッチ（図示せず）を用いて再 配置可能なスイッチングネットワーク（ＲＳ　Ｎ）として構築される。

第８図は１２の多重化されたチャンネルからフィルタにより選択される２つの隣 接するＤＦＢレーザ波長を示す。第３図のスイッチングの第３段目の波長マルチ プレクサの結合タスクもフユーズファイバカブラにより行なわれる。この小さな 試験ネットワークでは、空間スイッチの前に第３のセットの再生成器およびレー ザは必要ない。

分散アーキテクチャのいくつかの主な特徴は特に重要である。第１に、同じセッ トの波長を異なる受動リムに再使用することである。これを試験するために、リ ム８０のレーザはリム８４と同じ波長λ、とλ２を使用する。このように各第１ 段のスイッチが同一のセットの波長を有する、すなわち、２つの同一の波長を結 合するように、信号が第３段スイッチ（受動ネットワーク）に入る前に波長変換 を行なう必要がある。将来、ダイレクト波長変換装置がこのタスクを行なうこと ができるかも知れないが、ここでは、電気信号の後に新しいレーザにより再発光 させることにより簡単な再生成で行なった。それぞれリム８０および８４からの 同一波長の２つの信号が別個の中段空間スイッチを介して同じ３段の出力端子に 切り替えることができる。

この発明のアーキテクチャの重要な特徴はブロードキャストの能力にある。第３ 段の能力を分割する機能により、ブロードキャスト（１対多数）接続に理想的な 受動光ネットワークを構築できる。１つ以上の光フィルタを同じ波長に同時に同 調させるだけで、あるリムのすべての顧客が同じ信号を受信できる。さらに、原 理的には、どの送信器（顧客）も、第１段スイッチの同じ能力分割機構を用いて 再配置可能なブロードキャストネットワークの態様で中段スイッチに複数のコピ ーを発生させることにより、どのような数の顧客に対してもサービス提供者にな り得る。このようなネットワークでは、中段のスイッチもまたブロードキャスト 機能を所有する必要がある。これは、波長／波長／波長分散アーキテクチャによ り容易に実現でき、波長／空間／波長アーキテクチャの空間スイッチをわずかに 変更するだけでよい。

要約すると、この発明は、受動光ネットワークに対し分散波長スイッチング機構 を提供する。従来のように、すべてのブロードバンドスイッチングを中央交換機 で行なうのではなく、伝送に必要な同じ部品を共有しながら、受動光ネットワー り上の第１段と最終段のスイッチングを分散する。スイ・ソチングの中央段のみ 交換器にさらに部品を必要とする。このように、従来の中央スイッチング方式の ローカルネツトワークアーキテクチャに比べて部品点数を大幅に減らすことがで きる。分散スイッチングの原理を拡張して、ある顧客から他の顧客に対して完全 なブロードキャスト能力を提供できる。

この発明の提案したアーキテクチャの利点について、再配置可能な非ブロツク化 スイッチ構造について述べたが、この発明は、厳密にブロック化しないスイッチ にも適用できる。

この発明は、あるセットの出力ボートからの光出力信号を多重化して送信器サブ ネットワーク上を伝搬する双方向ネットワークにも適用できる。この場合、１つ の受動サブネットワークは、この特許出願では、同時に送信器サブネットワーク と受信器サブネットワークを形成するものと考える。

二コ α 々 り り い ■　つ い り い φ＼（ ローカルネットワークのサイズ ローカルネットワークのサイズ Ｎ波長−分側一マルチブレクサ条件 （受動スプリットサイズｎ＝　８２） 波長（ｎｍ） 国際調査報告 国際調査報告 ス国、アイビー１３・０ニスデー、サフォーク、ウッドプリライクハム・マーケ ット、チャペル・レーン、ダルエン　（番

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも２セットの入力ポートと少なくとも２セットの出力ポートを有す る中央スイッチングノードとを有し、各セットの入力ポート送信器と協動可能な 入力接続手段により各セットの光送信器に接続され、各送信器を少なくともいず れか１つの選択された入力ポートに選択的に結合し、各セットの出力ポートは、 受信器と協動可能な出力接続手段により各セットの光受信器と接続され、少なく とも１つの受信器に各出力ポートを選択的に結合することを特徴とする通信ネッ トワーク。
2. ２．前記入力接続手段の少なくとも１つは、各セットの光送信器からの信号を受 動的に、送信器チャンネルの入力マルチプレクサに多重化する光ファイバサブネ ットワークと；前記入力マルチプレクサの各チャンネルを各入力端子に結合する 入力デマルチプレクサ手段とを有し、各送信器は選択的に結合される入力ポート に対応したチャンネル上の信号を送信するように制御可能であることを特徴とす る第１項記載の通信ネットワーク。
3. ３．前記入力接続手段の少なくとも１つは、各セットの光送信器からの信号を送 信器チャンネルの入力マルチプレクサに受動的に多重化する光ファイバサブネッ トワークと；前記入力マルチプレクサの各チャンネルを各入力端子に結合する入 力ファイバに結合され入力デマルチプレクサ手段とを有し、前記入力デマルチプ レクサ手段は、各チャンネル上の信号を選択された入力ポートに結合するように 制御可能であることを特徴とする第１項記載の通信ネットワーク。
4. ４．前記出力接続手段の少なくとも１つは、各セットの出力からの信号を受信器 チャンネルの出力マルチプレクサに受動的に多重化する出力多重化手段と；出力 マルチプレクサを各受信器に結合する光ファイバサブネットワークとを有し、各 受信器は、選択的に結合される出力ポーに対応するチャンネル上の信号を受信す るように制御可能であることを特徴とする第１項記載の通信ネットワーク。
5. ５．前記出力接続手段の少なくとも１つは、各出力からの信号を、受信器チャン ネルの出力マルチプレクサ上に受動的に多重化する出力多重化手段と；出力マル チプレクサを各受信器に結合するための光ファイバサブネットワークとを有し、 各受信器は１チャンネルの信号を受信するように構成され、出力多重化手段は、 各出力ポートが選択された受信器に結合されるように、チャンネル上の信号を出 力多重することを特徴とする第１項記載の通信ネットワーク。
6. ６．前記入力マルチプレクサおよび出力マルチプレクサは、単一の光ファイバ上 に形成されることを特徴とする請求項１乃至５に記載の通信ネットワーク。
7. ７．前記各セットの送信器からの信号および前記各セットの出力からの信号は、 各波長マルチプレクサで形成されることを特徴とする第１項乃至第６項記載の通 信ネットワーク。
8. ８．前記送信器は、波長同調可能な光源を有することを特徴とする第７項記載の 通信ネットワーク。
9. ９．各送信器は異なる波長の信号を送信し、各波長は各チャンネルに対応し、前 記入力デマルチプレクサは、受信した多重化入力信号を同調可能な光フィルタを 介して各入力ポートに結合する１つ以上の受動光学スプリッタを有することを特 徴とする第３項記載の通信ネットワーク。
10. １０．各受信器は同調可能な光フィルタを有することを特徴とする第４項記載の 通信ネットワーク。
11. １１．各セットの各受信器は、各異なる波長で信号を受信可能であり、前記出力 多重化手段は、波長同調可能な光源を有することを特徴とする第５項記載の通信 ネットワーク。
12. １２．前記波長同調可能な光源は同調可能なレーザを有することを特徴とする第 １項、第２項、第５項、および第１０項記載の通信ネットワーク。
13. １３．前記入力接続手段および出力接続手段は、少なくとも一部が同一の光サブ ネットワークにより形成された光伝搬路を有することを特徴とする第１項乃至第 １２項記載の通信ネットワーク。