JPH1084332A - 通信システム及びそこに用いる波長制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の通信ノードから発光する波長を制御
し、高密度な波長を多重化でき、他の通信ノードの発光
波長との混信を避けることにある。 【解決手段】 波長多重通信系と波長多重通信系の通信
制御にも用いられる制御通信系を備え、光ファイバ中の
波長を検出し、所定の波長間隔に維持すべく各通信ノー
ドに制御通信系からのパケット通信により、制御信号を
伝送し、波長多重通信系は自局のＬＤの発光波長を制御
することを特徴とする。制御通信系は、通信ノードと並
列に波長制御ノードとして、通信ノード中の非受信中の
通信ノードとして、複数の波長制御ノードとして、スタ
ーカプラをセンターノードとして、配置することによ
り、パケット通信信号を通して、各通信ノードを制御で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重通信シス
テムに用いられる複数の送信波長を制御する波長制御方
法及び該波長制御方法を実行し、制御される光ノード、
センターノードや波長制御ノードを含む通信システムに
関する。

【０００２】

【従来技術】近年、多量の情報を何時でも、好きなとき
に、誰にでも伝送できる社会が強く望まれ、そのため多
量の情報を高速に伝送できる可能性が高い光通信システ
ムが期待され、特に光ファイバを利用して多数の波長を
多重してギガビットレートは現実となり、テラビットレ
ートも夢ではない時に遭遇している。本発明において
も、かかる時代に則し、より有効な構成を有するもので
ある。

【０００３】光信号を伝送媒体とする波長多重通信（Ｗ
ＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）は、光周波
数分割多重（光ＦＤＭ：Optical Frequency Division M
ultiplexing）ともいわれ、一つの伝送路内に異なる波
長毎に独立した多数のチャンネル（送信波長）を有する
ことができる。時分割多重（ＴＤＭ）のようにフレーム
同期等の時間軸上での多重化が不要なため、各チャンネ
ルの伝送速度を一致させる必要がなく、ネットワークの
柔軟性が求められるマルチメディア通信にも適してい
る。

【０００４】波長多重通信システムの一例として、パッ
シブ・スター型の構成で１つの伝送線路内に、波長多重
通信系とそれと独立な制御用の通信系の信号をもつシス
テムがある。この波長多重通信システムでは波長多重通
信系として、送信１対受信１、送信１対受信多の回線通
信に用いられる。一方、これと独立な通信系の回線は、
波長多重通信系の制御通信とパケット通信に用いられる
（以下、パケット通信系と称する。） 図２０にその波長多重通信系のシステムの構成例を示
す。図において、端局６１２〜６１ｎは通信ノード３２
２〜３２ｎ、光ファイバ３４１〜３４ｎ、３５１〜３５
ｎを介してスターカプラ３３に接続され、ネットワーク
が構成される。通信ノード３２２〜３２ｎから送出され
た光信号はスターカプラ３３で全ての通信ノード３２２
〜３２ｎ（自分も含む）に分配される。

【０００５】かかる波長多重通信系のシステムにおける
伝送路である光ファイバ３４１〜３４ｎ、３５１〜３５
ｎ上で伝送される光信号の波長配置を図６に示す。波長
多重通信系は光ファイバの低損失領域の１．５μｍ帯、
波長制御用のパケット通信系は１．３μｍ帯が割り当て
られる。波長多重通信系にはｍ（ｍ≦ｎ：チャンネル数
は通信ノード数より少ない）個の独立な波長チャンネル
があり、各通信ノードは必要に応じてチャンネルを占有
し、各通信ノード間の通信を行う。パケット通信系はＦ
ＤＤＩ（Fiber Distributed Data Interface）等のプロ
トコルで全通信ノードで共通に使用される。

【０００６】波長多重通信系のチャンネル数を多くする
ためにチャンネル間の波長間隔（以下、ｃｈ間隔と称す
る。）を１０ＧＨｚオーダ（例えば、１．５５μｍ帯で
波長換算すれば約０．０８ｎｍ）にした場合、各通信ノ
ードの送信波長を維持するように制御する必要がある。
分散配置された通信ノードからの送信波長のｃｈ間隔を
一定に保つ方式として、いくつかのものが提案されてい
る（例えば、刊行物Electronics Letters，第２３巻
（１９８７年），第２３号，１２４３〜１２４５項，
“Frequency Stabilisation of FDM Optical Signals O
riginating from different locations”がある）。

【０００７】中でも本発明者等が提案している方式で出
願中の特願平６−２９６６６０号における、いわゆるＦ
ＣＳ（Floating Channel Stack）方法は、波長の初期設
定、再設定が容易であり、また通信ノードの送信器に波
長検出回路を必要とせず、制御が簡便である。

【０００８】このＦＣＳ方式では、各通信ノードは自局
の波長と波長配置で長波長側に隣接するチャンネルの波
長とのｃｈ間隔を検知し、ｃｈ間隔が一定になるように
自局の波長を制御する。図２１にその動作の一例を示
す。自局通信ノードの発光開始時は既に発光している例
えば他局通信ノードのｃｈ１〜ｃｈ４と遠く離れて、波
長多重通信系の波長範囲の短波長側、例えばｃｈ５に示
す波長から開始し（図２１ａ）、徐々に長波長側にシフ
トしていき、長波長側の隣接波長のｃｈ４から所定のｃ
ｈ間隔となったとき自局の送信波長を光伝送路に出力
し、通信信号を希望相手局に出力して定常状態を維持す
る（図２１ｂ）。また、他局のある通信ノードが送信を
終了し、発光を停止した場合（図２１ｃのｃｈ３）に
は、その短波長側で発光する通信ノード(ｃｈ４，ｃｈ
５)は発光波長を徐々に長波長側にシフトしていき、そ
れぞれ長波長側の送信波長と所定のｃｈ間隔となったと
き波長移動を停止し、その発光波長での送信を維持する
（図２１ｄ）。この結果、定常状態では、波長多重通信
系の波長範囲の長波長端から等しいｃｈ間隔で、各通信
ノードの送信波長が配置される（図２１ｂ，ｄ）。以上
の動作は、各通信ノードに自局の発光波長と長波長側の
隣接波長とを検出して、そのｃｈ間隔が所定の範囲内に
維持されるように動作する機構を備えているからであ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、波長多重
通信システムにおいて、波長チャンネル間隔を制御する
新規な構成を提供することを目的とし、特に低コストで
ネットワークシステムを構成することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的を達成
するための通信システムは、波長多重通信を行う第１の
通信系と、該第１の通信系とは独立した通信を行う第２
の通信系と、少なくとも前記第１の通信系を介して通信
を行う複数の通信ノードとを有しており、通信システム
内の波長制御部が、前記第１の通信系における波長配置
を検知し、該検知した波長配置に基づく波長制御信号を
前記第２の通信系を介して前記複数の通信ノードに伝送
し、前記複数の通信ノードにおいては、該波長制御信号
に基づき送信波長を制御することを特徴とする。

【００１１】この構成により、各通信ノードが第１の通
信系に出力する光の波長を波長制御部によって制御され
るため、混信を起こすことはなくなる。また各通信ノー
ドが波長配置を検知して自ノードの出力光の波長を制御
する必要がなくなり、各通信ノードは波長多重信号を受
信する系と別個に波長配置検知のための系を備える必要
がなくなる。

【００１２】前記波長制御部は通信システム内のさまざ
まな位置に設けることができるが、１つの例としては、
前記複数のノードとは別個に設けられた波長制御ノード
とする構成を取りうる。

【００１３】また該波長制御ノードを複数設ける構成を
取りうる。この時、１つの波長制御ノードが機能しなく
なっても他の波長制御ノードにより波長制御を行うこと
ができるため、通信システムの信頼性を向上させること
ができる。波長制御信号を送出する波長制御ノードを切
換えるための構成としては、前記波長制御信号の送出は
前記第１の波長制御ノードが行い、該第１の波長制御ノ
ードが波長制御信号を送出しなくなったときに前記第２
の波長制御ノードが前記波長制御信号の送出を行う構成
を取りうる。前記第２の波長制御ノードは前記第２の通
信系で送られてくる波長制御信号を監視しておき、所定
の時間以上波長制御信号が来ないときに波長制御信号を
送出するようにすればよい。

【００１４】また第１及び第２の波長制御ノードが交互
に波長制御信号を送出するようにしてもよい。この構成
では波長制御ノードにかかる負荷を分散でき好適であ
る。またその時、一方の波長制御ノードが波長制御信号
を送出しなくなると、波長制御信号が送出される間隔が
長くなってしまうが、その時には、残っている方の波長
制御ノードは波長制御信号を送出する間隔を短くすれば
一方の波長制御ノードが機能しないときにも正確な波長
制御が可能となる。

【００１５】また複数の波長制御ノードを用いる構成に
おいて、他方の波長制御ノードが機能しているかどうか
は、第１の通信系の波長配置を検知することによっても
知ることができる。すなわち自波長制御ノードが波長制
御信号を送出していないときに、第１の通信系における
波長配置の制御不良を検出したら、他の波長制御ノード
がうまく機能していない可能性があり、その時は自波長
制御ノードが波長制御信号を送出すればよい。この構成
によれば、波長制御ノードは他の波長制御ノードが送出
する波長制御信号を監視する必要がないため、第２の通
信系の受信機能を省略することができ構成を簡素化でき
る。

【００１６】また波長制御部として波長制御ノードを設
けずに、前記複数の通信ノードのうちの前記第１の通信
系を介した信号を受信していない状態の通信ノードが成
るものとしてもよい。この構成では波長制御ノードを設
ける必要がなくなり構成を簡素化できる。特に、前記第
１の通信系を介した信号を受信していない状態の通信ノ
ードのうち、前記第１の通信系を介した信号を受信する
直前もしくは前記第１の通信系を介した信号を受信し終
わった直後の状態の通信ノードが前記波長制御部と成る
様にすると、前記第１の通信系で使用するチャンネルの
波長を所定の波長間隔で並べるように制御しているとき
には、上記状態になったときというのは、所定の波長間
隔で並んでいる状態が乱れている状態になるということ
であり、その原因となった通信ノードが波長制御部に成
ることになる。この時前記第１の通信系を介した信号を
受信する直前もしくは前記第１の通信系を介した信号を
受信し終わった直後の状態の通信ノードが前記波長制御
信号を送出する場合の前記波長制御信号の送出間隔の方
が、前記第１の通信系を介した信号を受信する直前もし
くは前記第１の通信系を介した信号を受信し終わった直
後の状態以外の状態で、かつ前記第１の通信系を介した
信号を受信していない状態の通信ノードが前記波長制御
信号を送出する場合の前記波長制御信号の送出間隔より
も短いようにすると、上記のように所定の波長間隔が乱
れている状態を速やかに解消でき好適である。

【００１７】また波長制御部となる通信ノードの交代
は、前記第１の通信系を介した信号を受信していない通
信ノードは、１つの前記波長制御信号を受信してから所
定の時間にわたって次の前記波長制御信号を受信しなか
ったときに、前記波長制御部となる様にすることによっ
て行うことができる。この時、通信ノードの状態によっ
て前記所定の時間の長さを変更するようにすると波長制
御部になる通信ノードに優先度をつけることができる。
すなわち波長制御部に成ることが望ましい通信ノードは
前記所定の時間を短く設定すればよい。

【００１８】また波長制御部となる通信ノードの交代
は、前記波長制御部となっている通信ノードによってそ
の後に波長制御部となる通信ノードを指定することによ
って行うこともできる。

【００１９】また通信システムの構成を各通信ノードが
センターノードに接続される構成とし、該センターノー
ド内に波長制御部を設けることもできる。この時センタ
ーノードにおいて、前記複数の通信ノードそれぞれから
前記第１の通信系を介して送られてきた信号は、所定の
波長になるまで他の通信ノードには分配されないように
すると、制御不能になった波長が暴走したときや、送信
を開始するときや、他の通信ノードが使用している波長
を超えて波長を移動させるときに第１の通信系に影響を
与えないようにすることができ好適である。

【００２０】また波長制御信号が前記第１の通信系で使
用されている全チャンネルの波長制御情報を含んでいる
と、１つの波長制御信号によりすべての通信ノードがほ
ぼ同時に波長配置状態を識別でき好適である。

【００２１】また波長制御信号が、前記各チャンネルの
波長を制御する情報として、各チャンネルの波長を「維
持」、「長波長側へ移動」、「短波長側へ移動」させる
ことを示す情報を含んでいる構成を取りうる。

【００２２】また波長制御信号は前記第１の通信系で使
用されていないチャンネルを示す情報を含んでいる構成
をとることができ、この時前記通信ノードはこの使用さ
れていないチャンネルを示す情報に基づき使用するチャ
ンネルを決定する事ができる。

【００２３】また第２の通信系を用いたデマンドアサイ
ン制御により前記第１の通信系における使用チャンネル
を割り当てられるようにすることもできる。

【００２４】また前述したように第１の通信系で用いら
れる波長が所定の波長間隔で並べられると波長域を高密
度に使用することができ好適である。

【００２５】また前記第１の通信系と前記第２の通信系
が波長多重されている構成や、別々の伝送路を用いる構
成などさまざまな形態を取りうる。第１の通信系と第２
の通信系が多重されていると、配線を簡素化でき配線の
組み合わせや配置取りも容易である。その時は、通信ノ
ードは前記多重された前記第１の通信系と前記第２の通
信系とを分離する手段を備えればよい。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しつつ詳細に説明する。

【００２７】［第１実施形態］第１実施形態では、波長
多重通信系（第１の通信系）の波長配置全体を、ネット
ワーク内に設置された波長制御ノードが検知し、波長多
重通信系の隣接するチャンネルの波長間隔を一定に維持
するための制御情報を、波長多重通信系と独立したパケ
ット通信系（第２の通信系）でネットワーク内の各通信
ノードに知らせる。各通信ノードはこの制御情報をもと
に、自局の波長多重通信系の送信器の光源の波長を隣接
チャンネルとの波長間隔が一定になるように制御する。

【００２８】本実施形態では、独立した通信系をパケッ
ト通信系とし、制御情報は波長制御パケットとして、波
長制御ノードからネットワーク内の全通信ノードに同報
通信される。また、波長制御ノードはパケット通信系の
送信機能のみをもち、一定時間間隔で波長制御パケット
を送出する。

【００２９】以下、図面を用いて詳細に説明する。図１
は本実施形態の波長制御方式を適用する波長多重通信シ
ステムの構成図であり、端局数ｎのパッシブ・スター型
の波長多重通信システムである。波長制御ノード３６お
よびそれとスターカプラ３３を接続するための光ファイ
バ３７，３８を有する点が本実施形態の特徴である。端
局３１１〜３１ｎは通信ノード３２１〜３２ｎを介して
送信信号及び受信信号により通信を行う。通信ノード３
２１〜３２ｎは端局３１１〜３１ｎからの電気信号を光
信号に変換し、光ファイバ３４１〜３４ｎに出力し、光
ファイバ３５１〜３５ｎから入力される光信号を電気信
号に変換する。スターカプラ３３は光ファイバ３４１〜
３４ｎ、及び光ファイバ３７から入力される光信号を光
ファイバ３５１〜３５ｎ、及び光ファイバ３８に分配す
る。

【００３０】図２は本実施形態の波長制御方法の動作の
一例を示している。図２中、発光開始時（ａ）、ズレの
補正（ｂ）、空きスペースの解消（ｃ）の３つの場合に
ついて、制御動作前の波長配置、その状態の時に送られ
る波長制御パケット、制御動作後の波長配置を示した。
図２に示す波長配置図では、実線は既に発光している通
信ノードの波長を示し、点線は波長制御の目標となる波
長を示している。詳細な動作は後述する。

【００３１】図３は、本実施形態で波長制御ノードがシ
ステム内の通信ノードの波長を制御するために、パケッ
ト通信系で送信する波長制御パケットのデータ形式を示
す図である。１チャンネル当たり２ビットの波長制御コ
ードが割り当てられる。該２ビットの波長制御コード
は、最大チャンネル数分（ｍ個）があり、データ長はｍ
×２ビットである。各チャンネルに対して、‘００’は
チャンネル未使用、‘０１’は波長を長波長側へシフ
ト、‘１０’は短波長側へシフト、‘１１’は現状維持
を示す。

【００３２】図４は上記波長制御ノード３６の構成図で
ある。波長制御ノード３６は波長制御系４１、波長可変
フィルタ４２、波長可変フィルタ駆動回路４３、受光素
子４４、増幅器４５、識別器４６、ＬＤ４７、ＬＤ駆動
回路４８により構成する。

【００３３】波長制御系４１は演算処理回路、記憶素
子、Ｄ／Ａ変換器等で構成する。波長制御系４１からの
制御信号によって、波長可変フィルタ駆動回路４３を介
して波長可変フィルタ４２の透過スペクトルのピーク波
長（以下、単に波長と称する。）を掃引し、受光素子４
４により電気信号に変換し、増幅器４５を介し、識別器
４６の出力信号をもとに波長多重通信系の波長配置を検
知し、パケット通信系で波長制御パケットを送出し、Ｌ
Ｄ駆動回路４８を介してＬＤ４７をドライブし、光ファ
イバ３７を通して各通信ノードの波長を制御する。

【００３４】波長可変フィルタ４２は波長多重通信系の
波長配置を検知するためのものである。本実施形態では
波長多重通信系の波長帯を１.５μｍ帯として例示して
いる。この波長可変フィルタ４２の透過スペクトルの半
値幅はｃｈ間隔の１／５〜１／１０程度のものが望まし
い（例えばｃｈ間隔：５ＧＨｚ（１.５μｍ帯では０.０
４ｎｍに相当）では１ＧＨｚ）。現在実用レベルの波長
可変フィルタ素子としては、例えば会議予稿ＥＣＯＣ
（Europian Conference on Optical Communication）'9
0ー605,“A field-worthy, high-performance, tunable
fiber Fabry-Perot filter”記載のファイバ・ファブリ
ペロー型フィルタがある。この素子はＦＳＲ（Free Spe
ctral Range）毎に透過スペクトル・ピークをもつが、
ＦＳＲを波長多重通信系の波長可変範囲以上にすること
で、光バンドパスフィルタとして機能する。濾過波長は
波長可変フィルタ駆動回路４３からの駆動電圧により可
変にできる。

【００３５】波長可変フィルタ駆動回路４３は電圧制御
型電圧源であり、波長制御系４１からの制御信号を電圧
増幅する。受光素子４４は波長可変フィルタ４２からの
透過光を電気信号に変換し、増幅器４５はその電気信号
を増幅し、識別器４６はその電気信号をしきい値と比較
し、しきい値以上の場合は‘１’、未満の場合は‘０’
のデジタル信号を波長制御系４１に出力する。波長制御
系４１では識別器４６のデジタル出力と、波長可変フィ
ルタ駆動回路４３への制御電圧とを対比して、受光用光
ファイバ上に存在する波長のチャンネルと、所定のｃｈ
間隔であるのかを判断し、所定のｃｈ間隔であればチャ
ンネル毎に波長の維持し、他の場合は長波長側へシフ
ト、短波長側へシフト、チャンネルの波長無しなどの制
御信号を出力する。

【００３６】ＬＤ４７はパケット通信系の光源であり、
本実施形態では波長を１.３μｍ帯として用いるが、他
の波長帯であってもよい。ＬＤ駆動回路４８は、ＬＤ４
７を波長制御系４１からの通信制御信号で変調する電流
源である。本実施形態においては、パケット通信系では
高密度な波長多重は行わないため、ＬＤ４７は直接強度
変調される例を示すが、他の変調方式であってもよい。

【００３７】図５は通信ノード３２１〜３２ｎの構成図
である。波長多重通信系とパケット通信系の２つの機能
を有する。波長多重通信系は、波長制御系５１、波長可
変ＬＤ５２、波長可変ＬＤ駆動回路５４、光変調器５
６、光変調器駆動回路５７、波長可変フィルタ５３、波
長可変フィルタ駆動回路５５、受光素子５８、受信回路
５９で構成される。パケット通信系はＬＤ４７、ＬＤ駆
動回路４８、受光素子５１０、受信回路５１１で構成さ
れる。２つの通信系の送信部、受信部はそれぞれ光合波
器５１２、光分波器５１３で接続されている。

【００３８】ここで、波長制御系５１は受信回路５１１
からの波長制御パケットの内容に基づき、波長可変ＬＤ
駆動回路５４を介して波長可変ＬＤ５２を制御する。ま
た、波長制御系５１は波長可変フィルタ駆動回路５５を
介して波長可変フィルタ５３の透過波長を制御し、波長
多重通信系のチャンネルの中から自局宛てのチャンネル
の波長に波長可変フィルタ５３の波長を一致させ、維持
する。

【００３９】また、波長可変ＬＤ５２は波長多重通信系
の送信用光源であり、その波長は例えば１.５μｍ帯で
ある。現在波長可変幅を広げるための研究が進められて
いるが、現時点で実用レベルのものは、多電極のＤＢＲ
（Distributed Bragg Reflector）型やＤＦＢ（Distrib
uted Feedback）型のものがあり、波長可変幅は数ｎｍ
である。一例としては、電子情報通信学会技術報告ＯＱ
Ｅ（Optical and Quantum Electronics）89ー116，“三
電極長共振器λ／４シフトＭＱＷＤＦＢレーザ”記載の
ものが挙げられる。

【００４０】さらに、波長可変フィルタ５３は波長多重
通信系の受信用の波長可変フィルタであり、その波長は
波長可変ＬＤ５２の発光波長と同様に例えば１.５μｍ
帯が用いられる。また図４の波長可変フィルタ４２と同
様の素子であるが、透過スペクトルの半値幅はｃｈ間隔
の１／３〜１／６程度のものが望ましい（例えばｃｈ間
隔５ＧＨｚでは１.５ＧＨｚ）。

【００４１】また、波長可変ＬＤ駆動回路５４は、電圧
制御型電流源であり、波長制御系５１からの制御信号に
対応した波長になるように波長可変ＬＤ５２を駆動（電
流を注入）する。前記の三電極長共振器λ／４シフトＭ
ＱＷＤＦＢレーザを用いる場合は波長可変ＬＤ駆動回路
５４の出力は３つになる。

【００４２】また、波長可変フィルタ駆動回路５５は電
圧制御型電圧源である。波長制御系５１から波長制御信
号とロックＯＮ／ＯＦＦ信号が入力される。受信チャン
ネル選択時（ロックＯＦＦ）は、波長制御系５１からの
制御信号に対応した波長になるよう波長可変フィルタ５
３を駆動し、受信時（ロックＯＮ）には受信チャンネル
の波長に波長可変フィルタ５３の波長をロックする。

【００４３】さらに、光変調器５６および光変調器駆動
回路５７は、端局から入力される波長多重通信系の送信
信号で、波長可変ＬＤ５２の出力光を強度変調するため
のものである。波長可変ＬＤ５２に注入する電流で直接
変調した場合、０.１ｎｍ程度の波長変動が生じるた
め、光変調器５６による外部強度変調方式が好適に用い
られるが、送信信号で直接波長可変ＬＤを強度変調する
方式であってもよい。

【００４４】また、受光素子５８および受信回路５９
は、波長多重通信系の自局宛の受信信号を受信するため
のものである。波長可変フィルタ５３で選択されたチャ
ンネルの光信号を電気信号に変換し、デジタル信号とし
ての電気信号を再生する。再生された受信信号は端局に
出力され、信号処理される。

【００４５】また、パケット通信系のＬＤ４７、ＬＤ駆
動回路４８は、図４のものと同じく、パケット信号を光
信号に変換し、例えば波長１.３μｍで光合波器５１２
を介して光ファイバに出力する。その受信は、他の通信
ノードと同様に受光素子５１０、受信回路５１１によ
り、パケット通信系の信号を受信し、パケット形式で送
られてきた制御信号を検出して波長制御経５１に送出す
る。

【００４６】また、光合波器５１２は例えば１.５μｍ
帯の波長多重通信系の光信号と１.３μｍ帯のパケット
通信系の光信号を合波し、光ファイバに出力する。一
方、光分波器５１３は光ファイバから入力する光信号を
波長帯で分離し、１.５μｍ帯の光信号を波長可変光フ
ィルタ５３に入力し、１.３μｍ帯の光信号を受光素子
５１０に入力する。

【００４７】図６は本実施形態での波長配置を示す波長
配置図である。パケット通信系は１.３μｍ帯を用い、
波長多重通信系は１.５μｍ帯を用いる。パケット通信
系は高密度の波長多重を行わないため、光源の波長制御
は行われず、チャンネルの波長幅は広い。一方、波長多
重通信系は高密度（ｃｈ間隔：１０ＧＨｚ（０.０８ｎ
ｍ）以下）の波長多重を行うため（最大ｍチャンネ
ル）、ｃｈ間隔が保持できるように各通信ノードの光源
の波長が制御され、各チャンネルの波長幅は狭くしてあ
る。

【００４８】図４に示す波長制御ノードでは、光ファイ
バ内の波長配置の検知、各チャンネルのシフト方向の算
出、波長制御パケットの送出の一連の動作を繰り返し行
って、各通信ノードの送信波長を制御する。

【００４９】この波長制御ノードによる波長配置の検知
は、波長可変フィルタ４２の透過波長を波長多重通信系
の波長範囲全域にわたり掃引することにより行われる。
掃引のステップは、各通信ノードが発光している波長を
必ず検知するために、波長可変フィルタ４２の透過スペ
クトルの半値幅より小さく設定する（例えば透過スペク
トルの半値幅が１ＧＨｚでは、ステップは０.２５ＧＨ
ｚ）。この場合、１つのチャンネル波長に対し、連続す
る複数のステップで識別器４６の出力が‘１’になる。
波長制御系４１はその中心のステップを波長の位置とみ
なす。波長制御系４１は波長可変フィルタ４２の掃引を
電圧で制御するため、各波長の位置関係は波長可変フィ
ルタ駆動回路４３への制御電圧から換算される。尚、波
長可変フィルタ４２の電圧波長特性は非線形性をもって
いる。波長制御系４１には予めこの特性を記憶してお
り、制御電圧から波長配置を正しく検知できる。

【００５０】発光している各通信ノードの送信波長のシ
フト方向は次のようにして決められる。最も長波長寄り
にある波長をｃｈ１とし、以下短波長側にｃｈ２，ｃｈ
３とする。ｃｈ２はｃｈ１から所定のｃｈ間隔だけ短波
長寄りの位置になるようにシフト方向が決められる。ｃ
ｈ３はｃｈ１からｃｈ間隔の２倍だけ短波長寄りの位置
になるようにシフト方向が決められる。同様にしてｃｈ
ｍはｃｈ１からｃｈ間隔の（ｍー１）倍だけ短波長寄り
の位置になるようにシフト方向が決められる。

【００５１】図５に示す波長可変ＬＤ５２の１ステップ
でのシフト量は、波長多重通信系の受信用の波長可変フ
ィルタ５３の透過スペクトルの半値幅より小さくする
（例えば透過スペクトルの半値幅１.５ＧＨｚに対して
シフト量を０.５ＧＨｚ）。

【００５２】つぎに、通信ノードへのチャンネルの割当
は次のようにして行う。送信波長の発光を発光開始以前
に送られてきた波長制御パケットで波長制御コード‘０
０’のデータをもつ最も番号の小さいチャンネルが、そ
の通信ノードに割り当てられる。以後、この通信ノード
は次の２つの状態になるまで、このチャンネルの波長制
御コードにより波長を制御する。

【００５３】（１）通信が終了し、発光を停止する状
態。

【００５４】（２）自分のチャンネルより番号の小さい
チャンネルの波長制御コードが‘００’になる状態。

【００５５】この（２）の状態では１つ番号の小さいチ
ャンネルが割り当てられ、以後、このチャンネルの波長
制御コードに従う。

【００５６】以上の波長制御方法の動作の具体例を、図
２を参照しつつ説明する。

【００５７】（ａ）発光開始時 発光開始前の波長多重通信系の波長配置は最上段のよう
に、ｃｈ１〜ｃｈ４の波長配列になっているとする。な
お、パケット通信系の波長配置は省略している。既に４
つのチャンネルが使用され、ｃｈ１を基準に所定のｃｈ
間隔で波長配置が保持されている（実線と点線が一
致）。この波長配置での波長制御パケットの波長制御コ
ードは、ｃｈ１〜ｃｈ４までが‘１１’で、ｃｈ５以降
が‘００’である。波長制御コードが‘００’で最も番
号が小さいチャンネルはｃｈ５なので、発光を開始する
通信ノードのチャンネルはｃｈ５になり短波長側から発
光を開始する。発光開始後の波長配置は中段のようにｃ
ｈ５のみがズレている（実線と点線がズレている）。こ
の波長配置での波長制御コードはｃｈ１〜４までが‘１
１’，ｃｈ５が‘０１’，ｃｈ６以降が‘００’にな
る。このｃｈ５の通信ノードはこの波長制御パケットを
受信後、波長を長波長側にシフトさせる。ｃｈ５の波長
制御コードは波長配置図で実線と点線が一致するまで
‘０１’のままで、このｃｈ５の通信ノードは波長制御
パケットを受信する度に波長を長波長側にシフトさせ
る。こうして発光開始時の混信を防止でき、隣接するチ
ャンネルと一定の波長間隔に早期に移動できる。 （ｂ）ズレの補正 図２（ｂ）の上段は、５つのチャンネルが使用され、ｃ
ｈ１を基準としたｃｈ間隔毎の波長配置からｃｈ２とｃ
ｈ４がズレている様子を示す。ｃｈ２は短波長側に、ｃ
ｈ４は長波長側にズレている。この波長配置での波長制
御コードは、ｃｈ１，ｃｈ３，ｃｈ５が‘１１’，ｃｈ
６以降が‘００’，ｃｈ２が‘０１’，ｃｈ４が‘１
０’になる。ｃｈ２を使用している通信ノードは、この
波長制御パケットを受信後、波長を長波長側にシフトさ
せる。ｃｈ４を使用している通信ノードは、この波長制
御パケットを受信後、波長を短波長側にシフトさせる。
これにより、図２（ｂ）の下段のように波長配置のズレ
は補正される。 （ｃ）空きスペース解消 図２（ｃ）の上段は、使用されていた５つのチャンネル
のうちｃｈ２を使用していた通信ノードが通信を終了
し、発光を停止した時の様子を示している。ｃｈ１とｃ
ｈ３の間に空きスペース（ｃｈ間隔の２倍より大きいス
ペース）ができている。この状態後、最初の波長制御パ
ケットの波長制御コードはｃｈ１，ｃｈ３，ｃｈ４，ｃ
ｈ５が‘１１’，ｃｈ２，ｃｈ６以降が‘００’であ
る。この波長制御パケットを受信したｃｈ３以降を使用
していた通信ノードはｃｈ２が“未使用状態”になった
ことを認識し、自分に割当られているチャンネル番号を
１つづつ小さくする。次に送られてくる波長制御パケッ
トの波長制御コードはｃｈ１が‘１１’，ｃｈ２〜ｃｈ
４が‘０１’，ｃｈ５以降が‘００’になる。ｃｈ２〜
ｃｈ４を使用している通信ノードは、この波長制御パケ
ットを受信後、波長を長波長側にシフトさせる。ｃｈ２
〜ｃｈ４の波長制御コードは波長配置図で各チャンネル
の実線と点線が一致するまで‘０１’のままで、ｃｈ２
〜ｃｈ４を使用している通信ノードは、波長制御パケッ
トを受信する度に波長を長波長側にシフトさせる。ｃｈ
２〜ｃｈ４の各通信ノードが所望の送信波長になったと
き、図２（ａ）と同様の波長配置となる。

【００５８】本実施形態では、波長制御ノードは、図４
に示すようにパケット通信系の受信機能を持つ必要がな
く、構成が簡単になる。また、各通信ノードでも、波長
配置状態を検出する波長可変フィルタ、識別器などを必
要とせず、構成が簡単になり、総合的にローコストで多
重波長通信システムを構成できる。

【００５９】［第２実施形態］本実施形態では、波長制
御ノードはパケット通信系の受信機能を備え、波長制御
パケットの送信を、所定タイミング毎に行うのではな
く、必要に応じて行うことに特徴がある。全システムの
構成図は上述の図１と同様である。

【００６０】図７は本実施形態での波長制御ノードの構
成図である。第１実施形態（図４）との相違は、パケッ
ト通信系の受信機能を備えることである。パケット通信
系の受信機能は受光素子５１０、受信回路５１１、光分
波器５１３で構成される。これら各構成要素の機能は図
５の各通信ノードで使用されたものと同じである。

【００６１】本実施形態では、波長制御ノードは波長制
御パケットを一定時間毎に送出するのではなく、次の３
つの場合にのみ波長制御パケットを送出する。

【００６２】（１）発光を開始する通信ノードがあると
き、（２）波長配置にズレがあるとき、（３）空きスペ
ースができたとき。

【００６３】波長配置の検知は、パケットの送出時間間
隔より短い一定時間毎に行われ、さらにパケット通信系
で通信ノードからの発光開始の要求があった後に行われ
る。チャンネルの使用はパケット通信系によるデマンド
・アサインにより行われる。その他の構成、動作につい
ては、第１実施形態と同様である。

【００６４】各通信ノードが自端局から他端局への通信
伝送を行おうとするとき、まずパケット通信系の伝送路
を介して発光開始予定有りのコードをパケット通信系の
非伝送中に発光送信する。また、送信発光していた通信
を停止使用とするときもその旨のコードをパケット通信
系に発光送信する。波長制御ノードは、光合波器５１３
を介して、パケット通信系の１.３μｍ帯の光信号を受
光素子５１０で電気信号に変換し、受信回路で各通信ノ
ードから送信されたコードを受信解読し、波長制御系７
１に伝送する。また、波長制御系７１は、波長配置にズ
レがあるとき、また波長停止を検出したときは、識別器
４６からそのことを検出し、上記（１）〜（３）のそれ
ぞれに対応して、波長制御コードをパケット通信系によ
り光ファイバに送出する。各通信ノードは、この波長制
御コードに従って、波長多重通信系の波長配置を制御す
る。

【００６５】本実施形態では、波長制御パケットを一定
時間毎に送出する必要がないため、パケット通信系のト
ラフィックを通信ノード間の他の通信に有効に利用する
ことができる。また、波長多重系通信のチャンネルの使
用をパケット通信系によるデマンド・アサインにより制
御しているため、同時使用による混線が回避できる。

【００６６】なお、上記実施形態では、最長波長のチャ
ンネルを基準とした例を示したが、短波長側を基準に配
置してもよい。

【００６７】制御方式を適用する波長制御ノードおよび
通信ノードの各構成要素は同様の機能を有するものなら
ば、実施形態記載のものに限定されるものではない（い
くつかの構成要素からなる系についても同様である）。
また、実施形態で用いた数値の動作の許容範囲であれば
記載の値に限定されるものではない。

【００６８】上述したように、第１実施形態及び第２実
施形態により、分散配置された通信ノードで構成される
波長多重通信系の隣接するチャンネルの波長間隔を一定
に保つ高密度波長多重通信システムで、システム内の通
信ノードに波長配置の検知のための波長可変フィルタを
波長多重信号受信のためのフィルタとは別個に備える必
要がなくなり、通信ノードの構成を簡単にして、安価に
することができる。

【００６９】また、第１実施形態によれば、上記の通信
システムにおいて、波長制御ノードのパケット通信系の
受信機能を不要にし、波長制御ノードを安価にすること
ができる。

【００７０】また、第１実施形態及び第２実施形態によ
れば、上記の通信システムにおいて、制御パケット信号
により、波長多重通信系で発光開始時の混信を防ぐこと
ができる。

【００７１】［第３実施形態］本実施形態では、上述の
第１，第２実施形態のように波長制御ノードを設けるこ
とに対して、非受信状態の通信ノードを、波長制御ノー
ドとして機能させ、波長多重通信系の通信ノードの受信
部に具備する波長可変フィルタを波長制御用の波長配置
検知手段としている。

【００７２】本実施形態においては、定常状態では通信
ノード内の１つが波長制御パケットを送出し、定常状態
を維持する。非定常状態（あるチャンネルが発光を開始
した場合、および発光を停止した場合）では、送信のた
め発光を開始したチャンネル、あるいは発光を停止した
チャンネルを受信する通信ノードが波長制御パケットを
送出し、定常状態へ移行する。

【００７３】以下、図面を用いて詳細に説明する。図８
はシステム構成図である。図１から波長制御ノード６
１，および光ファイバ６２，６３を削除した構成になっ
ている。端局２１１〜２１ｎは電気信号のデータを送受
信し、通信ノード２２１〜２２ｎは端局２１１〜２１ｎ
と電気信号で送受信し、光／電気信号に変換すると共
に、後述の波長制御機能を備え、スターカプラ２３は光
ファイバ２４１〜２４ｎから受けた光信号を光ファイバ
２５１〜２５ｎに分配し、かかる構成で波長多重通信シ
ステムが成立している。

【００７４】図９は、本発明の波長制御方法での波長制
御役の移行の様子を示している。上方から下方に向かっ
て時間軸をとり、波長制御パケットの送出のタイミング
を示す（Ｔ１ｐ１〜Ｔ１ｐ１５）。また、Ｔ１ｄａは１
つの通信ノードが非定常状態において波長制御役になっ
ている間の波長制御パケット送出の間隔である。図に示
すのは、Ｉ）定常状態→ II）チャンネル発光開始によ
る非定常状態→ III）定常状態→ IV）チャンネル発光
停止による非定常状態→ Ｖ）定常状態の状態遷移例で
ある。

【００７５】図１０は図８に示した通信ノード２２１〜
２２ｎの構成図であり、図５と異なる点は、波長制御系
３１へ受光素子５８から増幅器３１６と識別器３１７と
を介して光ファイバ中の波長を検出した検出信号を入力
し、パケット通信系の信号か又は波長制御系３１の信号
かを選択する信号選択スイッチ３１８を制御する点であ
る。

【００７６】さらに具体的に説明すれば、ここで、波長
制御系３１はパケット通信系の受信回路５１１からの波
長制御パケットの内容に基づき、波長可変ＬＤ駆動回路
５４を介して波長可変ＬＤ５２を制御して発光波長を移
動又は維持などする。また、波長可変フィルタ駆動回路
５５を介して波長可変フィルタ５３の波長を制御する。
波長多重通信系の受信時には、チャンネルの中から自局
宛てのチャンネルの波長に波長可変フィルタ５３の波長
を一致させる。非受信時には、波長可変フィルタ５３の
波長を波長多重通信系の波長範囲全域で掃引し、その時
の識別器３１７の出力を基に波長配置検知を行い波長制
御パケットを生成する。

【００７７】また、波長可変ＬＤ５２は波長多重通信系
の送信用光源である。また、波長可変フィルタ５３は波
長多重通信系の受信及び波長配置を検知に用いられる。
さらに、波長可変ＬＤ駆動回路５４は、電圧制御型電流
源であり、波長制御系３１からの制御信号に対応した波
長になるように波長可変ＬＤ５２を駆動（電流を注入）
する。また、波長可変フィルタ駆動回路５５は電圧制御
型電圧源である。波長制御系３１から波長制御信号とロ
ックＯＮ／ＯＦＦ信号が入力される。受信チャンネル選
択時及び非受信時にはロックＯＦＦ状態であり、濾過波
長を走査するために、波長制御系３１からの制御信号に
対応した波長になるように波長可変フィルタ５３を駆動
する。受信時にはロックＯＮ状態であり、受信チャンネ
ルの波長に波長可変フィルタ５３の波長をロックする。

【００７８】また、光変調器５６および光変調器駆動回
路５７は、端局２１１〜２１ｎ中接続されている端局か
ら入力される波長多重通信系の送信信号で波長可変ＬＤ
５２の出力光を強度変調するためのものである。波長可
変ＬＤ５２に注入する電流で直接変調した場合、０.１
ｎｍ程度の波長変動が生じるため、光変調器５６による
外部強度変調の方法が好適に用いられる。

【００７９】また、受光素子５８および受信回路５９は
波長多重通信系の受信のためのものである。波長可変フ
ィルタ５３で選択されたチャンネルの光信号を電気信号
に変換し、例えばデジタル信号の通信情報として再生す
る。再生された受信信号は端局に出力される。

【００８０】また、増幅器３１６は受光素子５８の出力
を増幅し、識別器３１７はその信号をしきい値と比較
し、しきい値以上の場合は‘１’、未満の場合は‘０’
のデジタル信号を波長制御系３１に出力する。そうし
て、波長制御系３１が波長可変フィルタ駆動回路５５に
供給している制御電圧と対応させて、波長制御系３１は
識別器３１７が‘１’を出力している波長が何チャンネ
ルの波長かを検出する。

【００８１】さらに、ＬＤ４７はパケット通信系の光源
であり、波長は例えば１.３μｍ帯である。ＬＤ駆動回
路４８はＬＤ４７を信号選択スイッチ３１８からの信号
で変調する電流源である。本実施形態においてはパケッ
ト通信系では高密度な波長多重は行わないため、ＬＤ４
７は直接強度変調される。

【００８２】また、信号選択スイッチ３１８は、端局か
らのパケット通信系の送信信号と波長制御系３１からの
波長制御パケットの一方を選択して、ＬＤ駆動回路４８
に入力する。ここでは、波長制御パケットが優先され
る。上述した図３に示す波長制御パケットのデータ形式
によるデータを含み、２つの信号が同時に入力された場
合は、端局からの送信信号を波長制御系３１内部のバッ
ファ内に待避させ、波長制御パケット送出後に送出す
る。

【００８３】また、受光素子５１０、受信回路５１１は
パケット通信系の信号を受信するためのものである。

【００８４】また、光合波器５１４は波長１.５μｍ帯
の波長多重通信系の光信号と、波長１.３μｍ帯のパケ
ット通信系の光信号とを合波し、光ファイバに出力す
る。一方、光分波器５１３は光ファイバから入力する光
信号を波長帯で分離し、１.５μｍ帯の光信号を波長可
変フィルタ５３に入力し、１.３μｍ帯の光信号を受光
素子５１０に入力する。

【００８５】本実施形態においては、全ての通信ノード
は非受信状態では波長可変フィルタ５３を用いて波長配
置検知の可能性をもっている。波長可変フィルタ５３の
波長を波長多重通信系の波長範囲全域に渡って掃引し、
その時の識別器３１７の出力を監視し、各チャンネルの
波長配置を検知する。

【００８６】定常状態では、非受信状態の通信ノードの
１つが波長制御役になり、非定常状態（あるチャンネル
が発光を開始した場合、および発光を停止した場合）で
は発光を開始したチャンネルあるいは発光を停止したチ
ャンネルを受信する（受信開始直前及び受信終了直後
の）通信ノードが波長制御役になるようにするため、波
長配置検知、波長制御パケット送出のタイミングを以下
のようにする。尚、ここで受信開始直前とは発光開始時
の非定常状態から定常状態になるまでの間をいい、受信
終了直後とはいずれかの通信ノードの発光停止時の非定
常状態から定常状態になるまでの間をいう。

【００８７】以下に、波長配置検知及び波長制御パケッ
ト送出のタイミングについて説明する。

【００８８】受信開始直前もしくは受信終了直後では、
その状態になった直後の波長配置検知の後、自ノード
が波長制御パケットを送出する条件（後述）を満たした
場合は、該波長配置検知からΔＴ後に波長制御パケット
を送出し、該送出からＴ１ｄａ−ΔＴ（ΔＴは波長制御
パケットを送出する場合の、波長配置検知から波長制御
パケットの送出までの間の時間であり、Ｔ１ｄａより短
い所定の時間である。ΔＴは例えば０．５×Ｔ１ｄａで
ある。）後に次の波長配置検知を行う。その後自ノード
が波長制御役でなくなるまでは、Ｔ１ｄａ周期で波長配
置検知、及び波長制御パケットの送出を行う。自ノー
ドが波長制御パケットを送出する条件を満たさない場合
は、他のノードが送出した波長制御パケットを受信する
ことになるので、該他のノードが送出した波長制御パケ
ットの受信からＴ１ｄｂ後に波長配置検知を行うよう制
御される。

【００８９】ここで、Ｔ１ｄｂはＴ１ｄａよりも長い所
定の時間（例えば２×Ｔ１ｄａ）であり、受信開始直前
もしくは受信終了直後の他のノードが波長制御役となっ
ており、該他のノードがＴ１ｄａ間隔で波長制御パケッ
トを送出している限りは、自ノードは１つの波長制御パ
ケットの受信から次の波長検知を行うまでのＴ１ｄｂの
間に次の波長制御パケットを受信することになるので、
該他のノードが波長制御パケットをＴ１ｄａ間隔で送出
している限りは波長配置検知及び波長制御パケットの送
出を行うことはない。

【００９０】自ノードが受信開始直前もしくは受信終了
直後の状態にある間に該他のノードが波長制御パケット
の送出を止めた場合で、更に他の受信開始直前もしくは
受信終了直後の状態になるノードが波長制御パケットを
送出しないときは、波長制御パケットを送出する条件を
満たすことになるので、その後の動作を行う。

【００９１】ここで、受信開始直前もしくは受信終了直
後の状態における波長制御パケットを送出する条件は、
“（１）波長配置検知の後ΔＴの間に波長制御パケット
を受信しない場合”である。

【００９２】それ以外の非受信状態では、自ノードが
波長制御パケットを送出する条件（後述）を満たす場合
は、波長配置検知からΔＴ後に波長制御パケットを送出
し、該送出からＴ１ｄｃ−ΔＴ（Ｔ１ｄｃは、例えば２
×Ｔ１ｄａ）後に波長配置検知を行う。自分が波長制
御パケットを送出する条件を満たさない場合は、他のノ
ードが送出した波長制御パケットを受信することになる
ので、該他のノードが送出した波長制御パケットの受信
からＴ１ｄｄ後に波長配置検知を行うよう制御される。
ここで、Ｔ１ｄｄはＴ１ｄｃよりも長い所定の時間（例
えば４×Ｔ１ｄａ）である。

【００９３】ここで、受信開始直前もしくは受信終了直
後以外の非受信状態における波長制御パケットを送出す
る条件は、“（２）波長配置検知の後ΔＴの間に波長制
御パケットを受信しない場合”である。この時更に、
“（３）波長配置検知において波長配置のズレを検知し
た場合”を条件に加えると、不要な波長制御パケットが
発生しないため好適である。

【００９４】受信開始直前もしくは受信終了直後以外の
非受信状態における波長制御パケットを送出する条件と
して（２）を採用し、（３）は採用しないときは、上記
の動作を行うノードは受信開始直前もしくは受信終了
直後のノードが発生するまでは、Ｔ１ｄｃ間隔で波長配
置検知及び波長制御パケットの送出を行い、上記の動
作を行うノードは、他のノードが波長制御役となってお
り、該他のノードがＴ１ｄａもしくはＴ１ｄｃ間隔で波
長制御パケットを送出している限りは、自ノードは１つ
の波長制御パケットの受信から次の波長検知を行うまで
のＴ１ｄｄの間に次の波長制御パケットを受信すること
になるので、該他のノードが波長制御パケットをＴ１ｄ
ａもしくはＴ１ｄｃ間隔で送出している限りは波長配置
検知及び波長制御パケットの送出を行うことはない。該
他のノードが波長制御パケットの送出を止めた場合で、
更に他のノードが波長制御パケットを送出しないとき
は、波長制御パケットを送出する条件を満たすことにな
るので、その後の動作を行う。もちろん自ノードが受
信開始直前状態になった場合は、上記もしくはの動
作を行うことになる。

【００９５】受信開始直前もしくは受信終了直後以外の
非受信状態における波長制御パケットを送出する条件と
して、上記の（２）および（３）を採用するときは、上
記の動作を行っているノードは波長配置検知を行って
も、ずれを検出しない限り波長制御パケットを送出しな
い。よって、あるノードが上記の動作を行っていると
きに、ずれが生じない場合は、動作を行っているノー
ドのうちの１つが波長制御パケット送出の条件を満たす
こともあり、その時は該ノードが動作に移行する。

【００９６】なお、ここでいう波長配置がズレた状態と
は、定常状態に含まれるものであり、図２（ｂ）の状
態、すなわちｃｈ１を基点とした一定の波長間隔の波長
配置から、波長配置がズレている状態を意味する。この
ズレは上述の識別器３１７の出力と波長可変フィルタ駆
動回路５５への供給電圧の関係に基づき検出される。

【００９７】このように、各通信ノードが制御されるこ
とにより、定常状態では、非受信状態の通信ノードの１
つが波長制御役となり、上記の動作によりＴ１ｄｃ
（以上の）間隔で波長制御パケットを送出し、一括ＦＣ
Ｓ制御が行われる。この時何らかの理由での動作を行
っているノードが波長制御パケットを送出できなくなる
と、上記の動作を行っている他のノードのうちの１つ
が波長制御役となり上記の動作を行うようになる。又
受信開始直前もしくは受信終了直後の状態になったノー
ドが発生すると、非定常状態に移行し、該受信開始直前
もしくは受信終了直後の状態のノードが波長制御役とな
り、上記の動作によりＴ１ｄａ間隔で波長制御パケッ
トの送出を行う。ここでＴ１ｄａ＜Ｔ１ｄｂであること
によって上述の如くの動作を行っているノードが波長
制御パケットの送出を終了するまでは、他のノードが波
長制御役になることがないということを保証される。ま
たＴ１ｄｃ＜Ｔ１ｄｄであることによって、上述の如く
の動作を行っているノードが波長制御パケットの送出
を終了するまで、もしくは他のノードが受信開始直前状
態又は受信終了直後の状態になるまでは、他のノードが
波長制御役になることがないということを保証される。
また特にＴ１ｄａ＜Ｔ１ｄｃであることによって、受信
開始直前もしくは受信終了直後のノードが発生している
状態、すなわち非定常状態において、波長シフトの間隔
を短くすることができ、よって速やかに非定常状態を解
消でき、よって波長域を効率よく利用でき、波長シフト
を速やかに行う必要のない定常状態では、波長配置検知
及び波長制御パケットの送出の頻度を低減でき、波長制
御の負荷を低減できる。

【００９８】つぎに、図９に示す波長制御役の移行の具
体例について説明する。この図の例では、定常状態、非
定常状態の移りかわりで５つの態様に分けられる。

【００９９】Ｉ）Ｔ１ｐ１〜Ｔ１ｐ４。 波長配置は定常状態である。非受信状態の通信ノードの
１つである通信ノードＸが波長制御パケットを送出して
いる。前述のごとくその間隔は最少でＴ１ｄｃである。

【０１００】II) Ｔ１ｐ５〜Ｔ１ｐ７。 Ｔ１ｐ４からＴ１ｐ５の間でチャンネルＡが発光を開始
し、波長配置は非定常状態になる。該チャンネルＡを受
信すべき通信ノードである通信ノードＡはＴ１ｐ４から
Ｔ１ｐ５の間に受信要求をパケット通信系で受け、受信
開始直前状態になり、前記の動作を行い、波長制御パ
ケットの送受信と波長配置検知の間隔をＴ１ｄａ−ΔＴ
にする。この結果、通信ノードＡは波長制御パケットを
Ｔ１ｄａ周期で送出するようになり、この波長制御パケ
ットによる一括ＦＣＳ制御により、チャンネルＡの波長
は、隣接チャンネルとΔλの波長間隔になり、波長配置
は定常状態になる。波長配置が定常状態になったことを
検知した通信ノードＡは、波長可変フィルタをチャンネ
ルＡの波長に合わせた後、パケット通信系でチャンネル
Ａの送信元の通信ノードに受信可能になったことを伝
え、チャンネルＡでの受信を開始する。通信ノードＡは
受信を開始したことにより通信制御系役を降りたことに
なる。

【０１０１】III)Ｔ１ｐ８〜Ｔ１ｐ１０。 Ｉ）と同様に、通信ノードＸが通信制御パケットを送出
する。

【０１０２】IV) Ｔ１ｐ１１〜Ｔ１ｐ１３。 Ｔ１ｐ１０とＴ１ｐ１１の間でチャンネルＢが発光を停
止し、波長配置は非定常状態になる。チャンネルＢを受
信していた通信ノードＢは、受信終了直後状態となり、
前記の動作を行い、波長制御パケットの送受信と波長
配置検知の間隔をＴ１ｄａにする。この結果、通信ノー
ドＢは波長制御パケットをＴ１ｄａ周期で送出するよう
になり、この波長制御パケットによる一括ＦＣＳ制御に
よりチャンネルＢが発光を停止したことによってできた
空き波長領域は詰められ、波長配置は定常状態になる。
波長配置が定常状態になったことを検知した通信ノード
Ｂは、波長制御パケットの送受信と波長配置検知の間隔
をＴ１ｄｃにする。

【０１０３】Ｖ）Ｔ１ｐ１３〜Ｔ１ｐ１５。 Ｉ）と同様に通信ノードＸが通信制御パケットを送出す
る。

【０１０４】尚、波長多重系で１対多通信が行われた場
合は、波長多重通信系の利用可能なチャンネル数が通信
ノード数より少ないにも係わらず、非受信状態の通信ノ
ードが無い状況が起こりえる。この状況では波長制御役
の通信ノードが無くなってしまい、場合によっては隣接
チャンネル間の混信が発生する。この場合は、混信を検
知した通信ノードが受信を停止し、送信元の通信ノード
に受信を停止することをパケット通信系で伝えた後、波
長制御役となる。波長配置のズレが補正された後、元の
受信チャンネルに光フィルタの波長を合わせ、送信元に
受信可能状態になったことを伝え、受信を開始する。

【０１０５】または、１対多通信の情報送出を行う通信
ノードが自局の受信部が受信している場合は殆どないの
で、波長多重通信系で送信すると共に、通信制御パケッ
トを通信パケット系に制御用パケットを送出して、波長
制御役となることもできる。

【０１０６】本実施形態では、波長制御役の移行をパケ
ット通信系での通信無しで行うことができ、パケット通
信系に不要なトラフィックを発生させることが無い。

【０１０７】［第４実施形態］本実施形態では、パケッ
ト通信系での通信により波長制御役の移行を行う。ネッ
トワーク起動時に１つの通信ノードが波長制御役にな
り、自分が受信状態になる前に、他の通信ノードに対し
て波長制御役の終了通知を行う。この通知を受信した非
受信状態の通信ノードは、波長制御役の可能通知を行
う。現在波長制御役となっている通信ノードは波長制御
役の可能通知を出した通信ノードの中から１つを選択
し、その通信ノードに波長制御役の移行通知をパケット
通信系を用いて行う。波長制御役の移行通知を受けた通
信ノードが波長制御役となる。この通信ノードが受信状
態になる時には同様の手順により波長制御役の移行を行
う。

【０１０８】本実施形態による波長多重通信システムは
図８と同様であり、また通信ノードの構成は、図１０と
同様であるので、説明を省略する。

【０１０９】図１１に、本実施形態での波長制御役の移
行の一例を示す。上方から下方に向かって時間軸をと
り、波長制御パケットの送出のタイミングを示す（Ｔ２
ｐ１〜Ｔ２ｐ１４）。ここで、Ｔ２ｐ４からＴ２ｐ１１
の部分は移行のためのパケット通信が密に行われるため
拡大してある。また、Ｔ２ｄは波長制御役の通信ノード
の波長配置検知の繰り返し周期である。波長制御役の通
信ノードは、波長配置にズレが検出された時のみ（非定
常状態も含む）、波長制御パケットの送出を行う。結果
として波長制御パケットの最短の送出間隔はＴ２ｄとな
る。図では通信ノードＡから通信ノードＢに波長制御役
が移行した様子を示している。

【０１１０】本実施形態では、波長制御役の移行が確実
に行われるため、定常状態で波長配置にズレが発生した
場合にそのズレを必ず解消し、隣接チャンネル間の混信
を防ぐことができる。

【０１１１】図１１において、タイミングＴ２ｐ１〜Ｔ
２ｐ４で、波長制御役の通信ノードＡが、受信用光ファ
イバの伝送路中の光信号の波長を掃引して、チャンネル
番号とその波長とを検出して、第３実施形態にて説明し
た動作と同様に、波長の維持・移行に関する制御情報を
波長制御パケットとして送出している。タイミングＴ２
ｐ５の前に、通信ノードＡが情報の受信を要する事態を
生じたので、Ｔ２ｐ５で自局が波長制御役を終了する旨
の波長制御役の終了通知をパケット通信系に送出する。
この終了通知に対応して、Ｔ２ｐ６で通信ノードＢが、
Ｔ２ｐ７で通信ノードＣが、Ｔ２ｐ８で通信ノードＤが
波長制御役の可能通知をパケット通信系を通じて通信ノ
ードＡに通知する。Ｔ２ｐ９では通信ノードＡは通常同
様に波長制御パケットを送出する。さらに、Ｔ２ｐ１０
で波長制御役の可能通知を受けた通信ノード中通信ノー
ドＢを選別し、通信ノードＢ宛に波長制御役の移行通知
をパケット通信系に送出する。

【０１１２】そうすると、通信ノードＢは、移行通知を
パケット通信系を通して、自局の波長可変フィルタの波
長を掃引して、波長多重通信系の光信号の波長配置を検
知し、タイミングＴ２ｐ１１で通信ノードＡが送出して
いた波長制御パケットのデータ形式と同様に、波長制御
役として、波長制御パケットをパケット通信系に送出す
る。タイミングＴ２ｐ１２〜Ｔ２ｐ１４では、通信ノー
ドＢは継続して波長制御パケットを送出して、受信状態
になる時まで続行する。

【０１１３】［第５実施形態］本実施形態では、波長制
御役として動作する際に、端局からの送信パケットと、
波長制御パケットとが、パケット通信系の送信部で衝突
を起こすことを避ける方法について説明する。

【０１１４】図１０の通信ノードの構成で、波長制御パ
ケットの送出経路として、波長制御系３１から信号選択
スイッチ３１８を経て、ＬＤ駆動回路４８に至る例を挙
げたが、波長制御系３１で生成した波長制御パケットの
データを一旦、端局に送り、端局が通信制御役としての
パケット通信系のパケットのデータと、端局自体がパケ
ット通信系にて送信しようとするデータとを適切に配列
してから送信信号として、ＬＤ駆動回路４８に直接入力
するようにしてもよい。この場合は信号選択スイッチ３
１８は不要になる。

【０１１５】また、他の構成要素についても同様の機能
を有するものならば、第３〜第５実施形態記載のものに
限定されるものではない。また、いくつかの構成要素か
らなる系についても同様である。

【０１１６】また上記実施形態では、全ての通信ノード
に波長制御パケット系の構成を備えた例を示したが、シ
ステム上のコスト的要求や経験則などから、全通信ノー
ドとせず、その一部の複数の通信ノードに波長制御パケ
ット系を構成してもよい。その場合、波長制御役となり
えるのはこの複数の通信ノードに限られるが、第１，第
２実施形態で示した波長制御ノードを１つ又は２つとす
るよりも、通信可能性と通信安定性、通信の信頼性の面
で有効である。

【０１１７】上述したように、第３実施形態乃至第５実
施形態では、非受信状態の通信ノードが波長制御役とな
ることにより、各通信ノードは受信用の波長検出手段
（波長フィルタ）と波長配置検知用の波長検出手段の双
方を備える必要がなく、かつ、第１、第２実施形態で説
明した場合の専用の波長制御ノードを不要とすることが
できる。また、第３実施形態乃至第５実施形態によれ
ば、波長制御を頻繁に行わなければならない非定常状態
で、特に波長制御役が波長制御パケットを確実に送出す
ることができる。

【０１１８】また、第３実施形態によれば、波長制御役
の移行をパケット通信系での通信なしで行うことがで
き、パケット通信系に不要なトラフィックを発生させる
ことが無い。また、第３実施形態乃至第５実施形態によ
れば、波長制御役の移行が確実に行われるため、定常状
態で波長配置にズレが発生した場合にそのズレを確実に
解消し、隣接チャンネル間の混信を防ぐことができる。

【０１１９】［第６実施形態］ 本実施形態では、波長
多重通信システムのネットワーク内に２台の波長制御ノ
ードを設置し、第１，第２実施形態による１台の波長制
御ノードが故障した場合でも、残りの波長制御ノードが
波長制御パケットを送出し、通信ノードの波長制御を行
うことができるようにしている。

【０１２０】本実施形態では、波長制御ノードはパケッ
ト通信系の送受信機能を備える。２台の波長制御ノード
の内、１台は主として現行稼働し、１台は予備となる。
現行稼働中の波長制御ノードは一定時間間隔で波長制御
パケットを送出し続ける。予備の波長制御ノードは現行
稼働中の波長制御ノードによる波長制御パケットの間隔
を監視し、その間隔が一定時間以上となった場合に、現
行稼働中の波長制御ノードが故障したと判断し、代わっ
て稼働し、波長制御パケットの送出を開始する。

【０１２１】以下、本実施形態について、図面を用いて
詳細に説明する。

【０１２２】図１２は、本実施形態を適用する波長多重
通信システムの構成図である。図１との相異は、波長制
御ノード３６１，３６２が２台あり、その接続のため光
ファイバ３７１，３７２，３８１，３８２を有する点で
ある。

【０１２３】稼働中の波長制御ノードＩ３６１は、
（１）待機、（２）波長重通信系の波長配置の検出・検
知、（３）通信ノード３２１〜３２ｎの各チャンネルの
波長間隔を一定にするための各通信ノードの送信器の波
長のシフト方向の算出、（４）波長制御パケットの送
出、の一連の動作サイクルを一定周期Ｔ３ｄａで繰り返
す。ここで（１）待機は波長制御パケットがネットワー
ク内の全ての通信ノードに受信され、各通信ノードが送
信波長のシフトが完了するのを待つためのものである。

【０１２４】また、上記波長制御ノード３６１，３６２
の構成例は図４で説明したものと同じであるので、説明
を省略する。また波長制御ノードＩ３６１，波長制御ノ
ードII３６２及び通信ノードが用いるパケット通信系と
波長多重通信系とは、第１実施形態で用いた方法と同様
であり、又通信ノード３２１〜３２ｎの構成は図５で説
明したものと同様であるので、それらの詳細な説明は、
第１実施形態での説明に譲る。

【０１２５】図１２は、第６実施形態での波長制御ノー
ドの動作例を示す説明図である。ここで、波長制御パケ
ットが送出される様子を示している。上方から下方に向
かって時間軸をとり、波長制御ノードの動作（波長制御
パケットの送出、故障の検知）のタイミングを示す。Ｔ
３ｐ１〜Ｔ３ｐ４，Ｔ３ｐ６，Ｔ３ｐ７は波長制御パケ
ットの送出、Ｔ３ｐ５は故障の検知したときである。ま
た、Ｔ３ｄａは波長制御ノードＩ３６１が正常に動作し
ている場合の波長制御パケットの送出間隔、Ｔ３ｄｂは
予備の波長制御ノードII３６２が稼働中の波長制御ノー
ドが故障したとみなす間隔、Ｔ３ｄｃは予備の波長制御
ノードII３６２が稼働中の波長制御ノードＩ３６１の故
障を検知してから最初の波長制御パケットを送出するま
でに要する時間である。Ｔ３ｄａ，Ｔ３ｄｂは、トポロ
ジーあるいはプロトコルによるパケットの伝搬遅延に対
するマージンをもっている。

【０１２６】稼働中の波長制御ノードＩ３６１は、波長
多重通信系の波長配置の検知、各通信ノード中送信して
いる各チャンネルの波長間隔を一定にするための各通信
ノードの送信器の波長のシフト方向の算出、波長制御パ
ケットの送出を一定周期Ｔ３ｄａで繰り返す。これによ
り、ネットワークには一定間隔Ｔ１ｄａで波長制御パケ
ットが送出される。図１の例では、Ｔ３ｐ１からＴ３ｐ
４まで３１ｄａ間隔で波長制御パケットを送出してい
る。

【０１２７】予備の波長制御ノードII３６２は、波長制
御ノードＩの波長制御パケットの送出時間を波長制御系
４１内のカウンタでカウントし、その送出時間の間隔か
ら、稼働中の波長制御ノードＩの故障を検知する。ある
波長制御パケットを受信してからＴ３ｄｂ時間の間に次
の波長制御パケットを受信しなかった場合に、稼働中の
波長制御ノードＩが故障したと判断し、波長制御ノード
IIが取って代わり主の波長制御ノードとして稼働を開始
する。図１３の例ではＴ１ｐ４からＴ１ｐ５の間にＴ３
ｄｂ以上の時間に光ファイバ中に波長制御パケットが伝
送されなかったので、稼働中の波長制御ノードＩが故障
していると判断する。予備の波長制御ノードIIはＴ３ｐ
４で波長制御パケットを受信してから、Ｔ３ｐ５の間に
波長制御パケットを受信しなかったため、主の波長制御
ノードとして稼働を開始する。波長制御ノードIIは光フ
ァイバの各通信ノードによる送信波長の検知、波長のシ
フト方向の算出を行った後、Ｔ３ｐ６（Ｔ３ｐ４からＴ
３ｄｂ＋Ｔ３ｄｃ後）に波長制御パケットを送出する。
Ｔ３ｄｃは波長制御ノードIIの一連の動作で“待機”の
部分を抜かした時間である（Ｔ３ｄｃ＜Ｔ３ｄａ）。以
後、主の波長制御ノードとしての動作を繰り返し、Ｔ３
ｄａ間隔で波長制御パケットを送出する（図１のＴ３ｐ
６，Ｔ３ｐ７）。

【０１２８】尚、波長制御ノードによる主と予備の違い
は形式的なものであり、その構成及び動作作用は異なる
ことはない。稼働開始後は予備の波長制御ノードIIは主
の波長制御ノードとなる。

【０１２９】波長制御ノードが各通信ノードに伝送する
波長制御パケットには、第１の実施形態で用いた図３の
データ形式であってもよく、また他のパケットと同様に
送り手アドレスを付加してもよい。送り手アドレスを付
加した場合、ネットワーク管理者は、波長制御パケット
の送り手アドレスを監視することにより、故障した波長
制御ノードを割り出すことができる。図１３の例ではＴ
３ｐ１からＴ３ｐ４までの波長制御パケットの送り手は
波長制御ノードＩであり、Ｔ３ｐ６とＴ３ｐ７の波長制
御パケットの送り手は波長制御ノードIIである。Ｔ３ｐ
４とＴ３ｐ６で送り手アドレスが変わるため、Ｔ３ｐ４
まで稼働していた波長制御ノードＩが故障したことがわ
かる。これにより波長制御ノードＩをネットワークから
外して修理し、再びネットワークに接続し、波長制御ノ
ードIIの故障に備えることができる。

【０１３０】又、上記実施形態では、２台の波長制御ノ
ードを具備する例を示したが、２台以上であってもよ
く、その場合予備としての機能が重なるので、よりシス
テムの信頼性が向上し、好ましい構成となる。

【０１３１】［第７実施形態］本実施形態も、第６実施
形態と同様に、波長制御ノードはパケット通信系の送受
信機能を備える。２台の波長制御ノードは同時に稼働
し、共に正常動作している時には、交互に波長制御パケ
ットを送出する。また、波長多重通信システム及び波長
制御ノード、各通信ノードの構成については、第６実施
形態で説明した内容と同じであり、詳細な説明を省略す
る。

【０１３２】以下、本実施形態について、図１４を参照
して説明する。図１４は、第７実施形態での波長制御ノ
ードの動作の一例を示す説明図である。図には波長制御
パケットが送出される様子を示している。上方から下方
に向かって時間軸をとり、波長制御ノードの動作（波長
制御パケットの送出）のタイミングを示す。Ｔ４ｐ１，
Ｔ４ｐ２，…，Ｔ４ｐ７は波長制御パケットの送出タイ
ミングである。また、Ｔ４ｄａは波長制御ノードＩ３６
１，波長制御ノードII３６２共に、正常に動作している
場合の波長制御パケットの送出間隔、Ｔ４ｄｂはどちら
か１方の波長制御ノード、ここでは波長制御ノードＩが
故障し、他の一方の波長制御ノード、ここでは波長制御
ノードIIのみが稼働している場合の波長制御パケットの
間隔である。間隔Ｔ４ｄａ，Ｔ４ｄｂとも、トポロジー
あるいはプロトコルによるパケットの伝搬遅延に対する
マージンを持っている。

【０１３３】本実施形態では、正常状態では２つの波長
制御ノードが同時に稼働し、波長制御パケットを交互に
送出する。そのために、波長制御ノードの動作サイクル
は、波長制御パケットの受信を起点にして行われ、その
“待機”時間には２通りの値が設定される。Ｔ４ｄａは
自分以外の波長制御ノードが送出した波長制御パケット
を受信してからの動作サイクルの“待機”時間、Ｔ４ｄ
ｂは自分が送出した波長制御パケットを受信してからの
動作サイクルの“待機”時間である。動作サイクルの途
中で波長制御パケットを受信した場合は、動作をリセッ
トし、再び新しい動作サイクルに入る。Ｔ４ｄａ＜Ｔ４
ｄｂとすることにより、正常状態での２つの波長制御ノ
ードの波長制御パケットの送出を交互に行わせることが
できる。

【０１３４】図１４の例では、Ｔ４ｐ１からＴ４ｐ６ま
では、波長制御ノードＩと波長制御ノードIIが交互に間
隔Ｔ４ｄａで波長制御パケットを送出している。Ｔ４ｐ
６とＴ４ｐ７の間で波長制御ノードＩが故障し、Ｔ４ｐ
６からＴ４ｄａ後に波長制御ノードＩから波長制御パケ
ットが送出されなかったため、波長制御ノードIIの動作
サイクルがリセットされず、Ｔ４ｐ６からＴ４ｄｂ後の
Ｔ４ｐ７に波長制御ノードIIから波長制御パケットが送
出される。以後、波長制御ノードIIの動作サイクルはリ
セットされることなく、波長制御パケットは波長制御ノ
ードIIからＴ４ｄｂ間隔で送出される（図１４のＴ４ｐ
８）。

【０１３５】故障した波長制御ノードの割り出しは、第
６実施形態と同様に波長制御パケットの送り手アドレス
を監視することにより行うことが可能である。図１４の
例ではタイミングＴ４ｐ１からＴ４ｐ６までは２つの波
長制御ノードから波長制御パケットが交互に受信され、
タイミングＴ４ｐ７以降は波長制御ノードIIのみから送
り手アドレス（波長制御ノードIIのアドレス）を付加し
た波長制御パケットが受信される。これによりタイミン
グＴ４ｐ７以降は波長制御ノードＩが故障したことがわ
かる。波長制御ノードＩの故障を，ネットワーク管理者
が知覚した場合、波長制御ノードＩをネットワークから
外して修理し、再びネットワークに接続し、再び２つの
波長制御ノードが交互に波長制御パケットを送信するよ
うにすることができる。

【０１３６】上記実施形態では、２台を同時に、送出は
交互に稼働するので、両者に同等の負担を与え、故障の
頻度も両者ともに同等となり、システム上のバランスが
よくなる。

【０１３７】［第８実施形態］本実施形態では、波長制
御ノードはパケット通信系の送信機能のみを備える。波
長多重通信システム、及び波長制御ノード、通信ノード
の各構成は、第６実施形態で説明した内容と同じであ
る。２台の波長制御ノードの内、１台は主として現行稼
働し、１台は予備となり、第７実施形態と同様なパケッ
ト通信系の動作を行う。現行稼働中の波長制御ノード
は、一定時間間隔Ｔ５で波長制御パケットを送出し続け
る。予備の波長制御ノードは波長検知のみを行い、伝送
路中の波長配置を監視する。そして、以下の２つの場合
に、現行稼働中である主の波長制御ノードが故障したと
判断し、代わって予備から主の波長制御ノードとして稼
働を開始し、波長制御パケットの送出を始める。 （１）通信ノードによる送信波長の隣接するチャンネル
の波長間隔が、予め設定されたｃｈ間隔より小さく（例
えば、ｃｈ間隔の２／３）なった場合、（２）通信ノー
ドによる送信波長の隣接するチャンネルの波長間隔が、
所定のｃｈ間隔より大きい（例えば、２倍）状態で、時
間間隔Ｔ５より十分長い間（例えば、Ｔ５の５倍）、そ
の波長間隔が小さくならない場合、に、予備の波長制御
ノードであったものが、主の波長制御ノードとして、波
長制御パケットを送信して、各通信ノードの送信波長を
制御する。

【０１３８】尚、故障した波長制御ノードの割り出し等
については第６実施形態と同様である。

【０１３９】この第８実施形態によれば、波長制御ノー
ドは波長制御パケットの受信タイミングに依らず検知し
た波長配置に基づいて波長制御パケットの送出を行なう
ので、各波長制御ノードは夫々パケット通信系の受信機
能を持つ必要がなく、構成が簡単になる。

【０１４０】また、第６実施形態での主の波長制御ノー
ドの故障の検知は、波長制御パケットの送出間隔以外で
も可能である。例えば、予備の波長制御ノードが一定時
間間隔で主の波長制御ノードとパケット通信系で通信を
行い、その稼働状態を監視してもよい。

【０１４１】また、第７実施形態での波長制御パケット
の送出を交互に行わないようにすることも可能である。
例えば、波長制御ノードＩの動作サイクルの“待機”時
間を波長制御ノードIIの“待機”時間より短くすること
により、波長制御ノードＩが稼働中は波長制御ノードＩ
のみが波長制御パケットを送出する方式もある。

【０１４２】さらに、第８実施形態での主の波長制御ノ
ードの故障の検知のための波長間隔、時間の具体例は通
信システムの動作に支障が無い範囲であるならば、別な
値でもよい。

【０１４３】第６乃至第８実施形態によれば、１台の波
長制御ノードが故障した場合に、波長多重通信系を正常
に動作させることができる。また、第６乃至第８実施形
態によれば、他の波長制御ノードへの波長制御機能の移
行が自動的に行われ、波長多重通信系を正常に動作させ
ることができる。また、故障した波長制御ノードをネッ
トワークから取り外し、修理し、再びネットワークに接
続する際に、ネットワークの動作を停止させる必要が無
い。

【０１４４】［第９実施形態］上記各実施形態では、ネ
ットワークシステムに接続される波長制御ノード、もし
くは波長制御役の通信ノードが波長制御パケットを送出
する構成を示してきたが、本発明はそれに限るものでは
ない。本実施形態ではスターカプラ近傍に波長制御パケ
ットの生成手段を設けた構成を採用する。

【０１４５】Journal of Lightwave Technology誌、第
１１巻、第５／６号、１０８９頁の図３に各通信ノード
が、光カプラ及び制御回路で構成されるセンターノード
に接続要求を送り、該要求を制御回路で処理して波長
（光周波数）割り当てを行う構成が開示されている。そ
れに対し本実施形態では、光カプラ及びＦＣＳ制御のた
めの手段を有するセンターノードを用いることにより絶
対的に波長を固定することなく高密度波長多重を可能と
している。

【０１４６】図１５は本実施形態で用いるセンターノー
ドのブロック図である。このセンターノードは、先の実
施形態で用いたスターカプラに相当する（Ｎ＋１）×
（Ｎ＋１）光カプラ２０１と、ＦＣＳ制御を行うための
波長配置検出系２０５、光送信器２０６、波長多重通信
制御系２０８を有している。

【０１４７】図１６は本実施形態におけるネットワーク
の構成を示すものであり、図１５に示したセンターノー
ド１５０１に各光（通信）ノード３２１，３２２，…３
２ｎが光伝送路の光ファイバによって接続され、それぞ
れ端末３１１，３１２，…３１ｎが接続されている。

【０１４８】本実施形態においては、センターノード１
５０１内の波長配置検出系２０５は、前述の各実施形態
と同様に、波長可変フィルタと、該波長可変フィルタの
透過波長を受光する受光素子と、受光した出力を識別す
る識別器を有しており、ここで波長配置を検出する。波
長多重通信制御系２０８はその結果に基づき波長シフ
ト、波長維持等のＦＣＳ制御のための波長制御パケット
を生成し、光送信器２０６により送出する。各通信ノー
ドでは送られてきた波長制御パケットに基づき自ノード
の送信光の波長を制御することにより高密度な波長多重
を実現することが可能となる。この構成においても各通
信ノードは波長多重信号受信用の波長選択手段（波長可
変フィルタ）と別個に波長配置検出手段を設けることな
く、ＦＣＳ制御を行うことができる。

【０１４９】［第１０実施形態］上記第９実施形態のよ
うに、各通信ノードからの光信号が集中する部分、すな
わちセンターノードに波長制御機能を与えることによ
り、各通信ノードから送信されてくる光信号の波長に混
信等の問題が生じるときに、光路制御を行うことが可能
となる。

【０１５０】図１７は上記光路制御を行なう光センター
ノードのブロック図である。通信ノード数はＮ個とす
る。図１７中、光センターノード内の（Ｎ＋１）×（Ｎ
＋１）光カプラ２０１は、Ｎ＋１個の光入力ポートから
入力された光信号をＮ＋１個の光出力ポートに分配す
る。光センターノード内部の光送信器２０６の出力と、
および各通信ノードからの光信号とのＮ＋１個の光ファ
イバから入力し、光センターノード内部の光受信器２０
７方向に、および各通信ノードにＮ＋１個出力するよう
に分配する。この（Ｎ＋１）×（Ｎ＋１）光カプラ２０
１は、例えばシリコン基板上に形成した石英系光導波路
を用いることができ、例えば文献「C.Dragone, C.H.Hen
ry,I.P.Kaminow, and R.C.Kistler:"Efficient multich
annel integrated optics star coupler on sillicon",
IEEE Photonics Technol. Lett., Vol. 1, No.8, pp.2
41〜243(Aug.1989)」に記載されている石英系光導波路
を用いることができる。。

【０１５１】また、Ｎ×１光カプラ２０２は、各通信ノ
ードからのＮ個の光入力ポートから入力された光信号を
合波して１つの光出力ポートに出力する。この各通信ノ
ードからの光合波信号を２×１光カプラ２０３に入力す
る。

【０１５２】また、２×１光カプラ２０３は２個の光入
力ポートから入力された光信号を合波して１つの光出力
ポートに接続する。（Ｎ＋１）×（Ｎ＋１）光カプラ２
０１とＮ×１光カプラ２０２の出力を光分波器２０４に
入力する。

【０１５３】この光分波器２０４は１.３μｍ帯の波長
と１.５μｍ帯の波長を分離する。この光分波器２０４
にはそれぞれ１.３μｍ帯と１.５μｍ帯の波長を透過す
るバンドパスフィルターを採用でき、例えばＡＯフィル
ター、ＥＯフィルター、チューナブルＤＦＢフィルタ
ー、マッハチェンダーフィルター、ファブリペローフィ
ルター、誘電体多層膜フィルター等のいずれかを用いる
ことができる。

【０１５４】次に、波長配置検出系２０５は、光分波器
２０４から入力される波長多重通信系用としての１.５
μｍ帯の波長の配置を検出し、その結果を波長多重通信
制御系２０８に伝える。この波長配置検出系２０５に
は、波長可変フィルターとこの波長可変フィルターに制
御電圧を印加して波長を掃引する波長可変フィルター制
御回路と該波長可変フィルターの出力を受光して電気信
号に変換する光電変換素子と該電気信号を所定レベル以
上の成分のみを出力する識別器と該識別器の出力と波長
可変フィルター制御回路への制御電圧とから波長多重通
信系の波長の配置を検出する波長配置検出回路とから構
成することができる。

【０１５５】また、光送信器２０６はパケット通信用の
光送信器である。波長多重通信制御系２０８からのパケ
ット信号（電気信号；波長制御パケット等）を、１.３
μｍ帯の波長の光信号に変換して送出する。この光送信
器２０６には例えば波長可変光源と変調器と駆動回路と
から構成され、波長多重通信制御系２０８からの駆動回
路への制御信号に基づいて所定の１.３μｍ帯の波長を
発光する波長可変光源を駆動し、この発光波長をパケッ
ト信号で例えば強度変調して出力する。

【０１５６】また、光受信器２０７は、パケット通信用
の光受信器である。光分波器２０４から入力される１.
３μｍ帯の波長のパケット信号（光信号）を電気信号に
変換し、波長多重通信制御系２０８に伝える。光受信器
２０７は例えば可変波長フィルターと光電変換素子とで
構成される。

【０１５７】波長多重通信制御系２０８は、光送信器２
０６と光受信器２０７を用いたパケット通信により、波
長多重通信系の波長割当を行う。即ち、パケット通信に
は各通信ノードからの受信要求コマンドや波長制御用デ
ータをパケットとして伝送している。また、このパケッ
トには他の情報を伝送してもよい。また、波長配置検出
系２０５からの１.５μｍ帯の波長配置の情報を基に、
各光ノードの波長可変光送信器の波長をパケット通信系
により制御する。さらに１×２光スイッチ１１１、１１
２の接続の制御を行う。

【０１５８】つぎに、１×２光スイッチ１１１、１１２
は１入力、２出力の光スイッチで、外部（ここでは波長
多重通信制御系２０８）からの制御信号により光入力ポ
ートから入力される光信号を２つの光出力ポートの一方
に接続する。１×２光スイッチ１１１、１１２は波長多
重通信制御系２０８により制御され、光ノードからの入
力する光信号を（Ｎ＋１）×（Ｎ＋１）光カプラ２０１
あるいはＮ×１光カプラ２０２に出力する。

【０１５９】光入力ポート１２１、１２２および光出力
ポート１３１、１３２は光センターノードの光入力ポー
トおよび光出力ポートであり、光ファイバを介して光ノ
ードが接続される。光入力ポート１２１、１２２は光フ
ァイバ１４１、１４２により１×２光スイッチ１１１、
１１２に接続される。一方、光出力ポート１３１、１３
２は光ファイバ１５１、１５２ににより（Ｎ＋１）×
（Ｎ＋１）光カプラ２０１に接続される。

【０１６０】光ファイバ１６１、１６２は１×２光スイ
ッチ１１１、１１２と（Ｎ＋１）×（Ｎ＋１）光カプラ
２０１を接続する。光ファイバ１７１、１７２が１×２
光スイッチ１１１、１１２とＮ×１光カプラ２０２を接
続する。

【０１６１】１×２光スイッチ１１１、１１２、光入力
ポート１２１、１２２、光出力ポート１３１、１３２、
光ファイバ１４１、１４２、１５１、１５２、１６１、
１６２、１７１、１７２は図の煩雑さを避けるため２つ
の通信ノード分を図示したが、通信ノード数がＮのシス
テムでは各々Ｎ個が備えられる。

【０１６２】光ファイバ１８１は光送信器２０７と（Ｎ
＋１）×（Ｎ＋１）光カプラ２０１を接続する。光ファ
イバ１８２は（Ｎ＋１）×（Ｎ＋１）光カプラ２０１と
２×１光カプラ２０３を接続する。光ファイバ１８３は
Ｎ×１光カプラ２０２と２×１光カプラ２０３を接続す
る。光ファイバ１８４は２×１カプラと光分波器２０４
を接続する。光ファイバ１８５は光分波器２０４の１.
５μｍ帯の光出力ポートと波長配置検出系２０５を接続
する。光ファイバ１８６は光分波器２０４の１.３μｍ
帯の光出力ポートと光受信器２０６を接続する。

【０１６３】以下、本実施形態における動作について説
明する。本実施形態では、光センターノード内の光路を
切り替えることにより、波長多重通信系の波長設定中あ
るいは暴走した光ノードの波長が、波長多重通信系の他
の波長と混信するのを防ぐ。さらに、本実施形態では、
光センターノード内で波長多重通信系の波長配置を検出
して、光路を切り替える。光路の切り替えには１×２光
スイッチを用いる。

【０１６４】また、光路は次の２つの接続がある。 （Ａ）”光センターノード接続”の状態 光ノードから光信号が光センターノードのみに伝わる接
続である。ネットワーク内の全通信ノードへの接続は遮
断される。通信ノードについて具体的に示すと次のよう
になる。

【０１６５】光入力ポート１２１→光ファイバ１４１→
１×２光スイッチ１１１→光ファイバ１７１→Ｎ×１光
カプラ２０２→光ファイバ１８３→２×１光カプラ２０
３→光分波器２０４→以後、波長帯により２つの経路に
分れる （ａ）１.５μｍ帯（波長多重通信系）→光ファイバ１
８５→波長配置検出系２０５→波長多重通信制御系２０
８ （ｂ）１.３μｍ帯（パケット通信系）→光ファイバ１
８６→光受信器２０６→波長多重通信制御系２０８。

【０１６６】尚、この接続においては、パケット通信系
の光信号も光センターノード以外には伝わらないので、
この接続になっている通信ノードが送出したパケットは
光センターノードの波長多重通信制御系により再生・中
継される。 （Ｂ）”全光ノード接続”の状態 光ノードからの光信号が光センターノードおよび全通信
ノードに伝わる接続である。通信ノードについて具体的
に示すと次のようになる。

【０１６７】光入力ポート１２１→光ファイバ１４１→
１×２光スイッチ１１１→光ファイバ１６１→（Ｎ＋
１）×（Ｎ＋１）光カプラ２０１→以後、下記の経路に
分配される。 （ａ）→光ファイバ１８２→２ｘ１光カプラ２０３→こ
の後は光センターノード接続と同じ、 （ｂ）→光ファイバ１５１→光出力ポート１３１→光ノ
ード１へ （ｃ）→光ファイバ１５２→光出力ポート１３２→光ノ
ード２へ 光センターノードは、通常は波長多重通信系の波長配置
を検出しつつ、各ポートを”全光ノード接続”してい
る。通信ノード（以下、本実施形態において仮に通信ノ
ードＡと呼ぶ）からパケット通信を通して波長多重通信
系の使用要求があると、波長多重通信系の波長範囲に通
信可能な波長範囲があるかどうかを波長配置検出系２０
５から送出された電気信号による波長配置から波長数と
記憶している配置波長とを比較して余っている波長を調
べる。通信可能な波長範囲があった場合は、通信ノード
Ａの接続された光入力ポートを”光センターノード接
続”に設定し、通信ノードＡからの光信号を光センター
ノード以外に伝わらないようにする。その後、通信ノー
ドＡに対して波長多重通信系の使用許可、波長の割当等
をパケット通信を通して光送信器を介して伝送し、余っ
ている波長のいずれかを特定して指示する。その後、波
長多重通信系の波長配置を検出し続け、通信ノードＡの
発光波長が波長多重通信系の他の波長と混信しなくなっ
たのを確認した後、通信ノードＡの接続されたポート
を”全光ノード接続”に設定する。その後、通信ノード
Ａに送信開始許可を伝え、それを受けた通信ノードＡは
波長多重通信系での送信を開始する。

【０１６８】以上、通信ノードの波長可変光送信器の波
長設定時の、光センターノードの動作について説明した
が、次に、通信ノード（通信ノードＢとする）の波長可
変光送信器が暴走し、波長多重通信系の隣接するチャン
ネルの波長に近づいた場合に、光センターノードが行う
障害回避動作について説明する。

【０１６９】本実施形態では、光センターノードは常に
波長多重通信系の波長配置を監視しているので、ネット
ワーク内のある通信ノードＢの波長可変光送信器が暴走
し、波長多重通信系の隣接するチャンネルの波長に近づ
いたことを検知することができる。隣接するチャンネル
の波長に対して、予め設定された波長間隔（例えば混信
を起こさない最小の波長間隔）になったチャンネルがあ
った場合には、そのチャンネルを使用している通信ノー
ドＢの接続された入力ポートを”光センターノード接
続”に設定し、その通信ノードＢの光信号がネットワー
ク内の全通信ノードへ伝わらないようにする。その後、
通常の波長多重通信系の波長配置を検出し続け、通信ノ
ードＢの発光波長が波長多重通信系の予め設定された波
長間隔になったのを確認した後、通信ノードＢの接続さ
れたポートを”全光ノード接続”に設定する。その後、
通信ノードＢに送信開始許可を伝え、それを受けた通信
ノードＢは波長多重通信系で”光センターノード接続”
に設定された時点からの送信を再開する。このようにす
ることで、隣接するチャンネルが混信を受けることを避
けることができる。この場合、通信ノードの発光波長が
暴走した場合以外でも、予め設定された波長間隔からは
ずれた通信ノードに対しても同様に制御する。

【０１７０】光センターノードが波長多重通信系の波長
配置を常に監視し、上記のようにその内部の光路を切り
替えることにより、通信ノードの波長可変光送信器の波
長設定を他のチャンネルの波長と混信することなく行う
ことが可能になる。また、波長可変光送信器が暴走した
通信ノードがあった場合に、隣接チャンネルとの混信を
回避することが可能になる。

【０１７１】なお、上記光センターノード中各機能ブロ
ックを光ファイバーで接続する例を示したが、構成上光
ファイバーを使用せずに直接接続してもよく、特に光フ
ァイバー１８４，１８５，１８６等はマッハチェンダー
構成の導波路を用いて接続を短縮・小型化も可能であ
る。また、波長配置検出系２０５や光受信器２０７、光
送信器２０６等は上述の構成に限る必要はなく、他の構
成であってもよい。

【０１７２】［第１１実施形態］以下、図面を用いて本
発明の第１１実施形態について詳細に説明する。第１１
実施形態は、波長間隔が狭い高密度波長多重に適する波
長制御方式に本発明の光センターノードを用いた例であ
る。光センターノードの構成は第９実施形態で説明した
ものと同じである。

【０１７３】図１８は波長制御方式の動作を示してい
る。波長を横軸に、各光ノードの波長を縦線にして波長
多重通信系の波長配置を７つの状態について示してい
る。図中、Δλは制御により維持される隣接する２つの
波長の波長間隔であり、波長多重通信系の隣接する２つ
のチャンネルが混信しない最小の波長間隔にあるマージ
ンを加えた値である。また、λＡ、λＢ、λＣ、λＤは
動作の一例で用いる光ノードの波長である。

【０１７４】ここで、この波長制御方式について簡単に
説明する。この波長制御方式では、光センターノードに
よる波長割当は絶対波長では行わず、隣接通信ノードの
発光波長との波長間隔を制御する相対波長で行なう。光
センターノードは自分の波長配置検出系を一定時間間隔
で動作させ、その結果に基づき波長多重通信系の波長帯
で発光している全部の通信ノードの波長を制御する。こ
の制御はパケット通信系を用いて行われ、発光している
各通信ノードの波長可変送信器の波長がその波長可変範
囲内で隣接する波長と一定波長間隔Δλを維持するよう
行われる。その結果、波長配置は、図１８（１）に示す
ようにΔλの波長間隔に並んだいくつかのグループが形
成される。

【０１７５】具体例として、通信ノードＤが波長多重通
信系で送信を開始する場合（図１８（１）〜図１８
（４））と、通信ノードＢが波長多重通信系で送信を終
了した場合（図１８（５）〜図１８（７））について説
明する。

【０１７６】（Ａ）通信ノードＤが波長多重通信系で送
信を開始する場合 まず、光ファイバー１５１，１５２で伝送されている波
長は図１８（１）に示すように５波、３波、３波の計１
１波長が存在し、３つのグループが形成され、１１波で
相互の送受信が成されているものとする。次に、通信ノ
ードＤは送信を開始すべく波長多重通信系使用要求をパ
ケット通信系によって光センターノードに送る。これを
受けた光センターノードは波長多重通信系使用許可をパ
ケット通信系によって通信ノードＤに送る。これを受け
た通信ノードＤは自分の波長可変光送信器の波長を発光
させる（図１８（２））。尚、この時の波長は波長可変
光送信器の波長可変範囲のどこでもよいが、ここでは仮
にその中心付近とする。光センターノードは波長配置に
新しく現われたこの波長を通信ノードＤの波長λＤとし
て認識する。その後、光センターノードは波長λＤを隣
接する波長λＣとの波長間隔がΔλになるまでシフトさ
せ（ここでは短波長側にシフトさせる。図１８
（３））、Δλの波長間隔になった後はΔλの波長間隔
を維持するように制御する（定常状態と呼ぶ。図１８
（４））。

【０１７７】（Ｂ）通信ノードＢが波長多重通信系で送
信を終了した場合 図１８（４）に示すような状態から、通信ノードＢが波
長多重通信系での送信を終了し、波長可変光送信器の発
光を停止する。光センターノードは波長λＡとλＣの波
長間隔がΔλより大きくなったことを検知する。光セン
ターノードは波長λＢが入っていた波長配置のグループ
の隣接するチャンネルの波長間隔がΔλになるように制
御する。このグループに属していた波長λＡ、λＣ、λ
Ｄのうち一番始めに発光した波長（仮に、ここではλＡ
とする）を基準に、λＣ、λＤがそれぞれΔλの波長間
隔になるように通信ノードＡ、通信ノードＢの波長可変
光送信器の波長を制御する（ここでは長波長側にシフト
させる。図１８（６））。この制御により、一番最初に
発光し続けている波長λＡとλＣの波長間隔および波長
λＣとλＤを波長間隔がΔλになった後は、その状態を
維持するように制御する（定常状態と呼ぶ。図１８
（７））。

【０１７８】前述の波長制御方式において、図１８
（２）で通信ノードＤの波長可変光送信器が発光した場
合、波長配置において他のチャンネルと混信する場合が
ある（ここでは波長λＣと混信する）。これを避けるた
め、本発明の光センターノードでは、波長多重通信系使
用許可を通信ノードへ送出すると同時に、その通信ノー
ドの接続された光入力ポートを、”光センターノード接
続”（第１０実施形態で説明）に設定し、他のチャンネ
ルと混信しないようにする。そして、隣接するチャンネ
ルとの波長間隔がΔλになってから（図１８（４））、
その通信ノードＤの入力ポートを”全通信ノード接続”
（第１０実施形態で説明）に設定し、その通信ノードＤ
の波長可変光送信器の光信号を全通信ノードに分配す
る。その後、光センターノードは波長配置検出系によっ
て波長配置を一定波長間隔となる相対波長に基づいて制
御を続行する。

【０１７９】また、上記通信ノードＢが送信を停止した
場合に、一番始めに発光した波長λＡを基準としたが、
この基準波長は一番最後に発光した波長でもよく、当該
グループ中一番波長移動が少なくなる場合の波長を基準
としてもよく、上記に限定されるものではない。また、
波長列のグループを少なくするために１つのグループに
集束するような波長列としてもよく、上述の例に限定さ
れるものではない。特に、波長の移動が伴う場合、その
移動中の通信ノードの出力は”光センターノード接続”
となるため、以下に早期に”全通信ノード接続”にでき
るかを予測しつつ波長配置を定めた制御方法が好まし
い。

【０１８０】本実施形態では、通信ノードの構成を複雑
化することなく高密度な波長多重を実現でき、波長多重
通信系のチャンネル数を多くすることができる。

【０１８１】［第１２実施形態］以下、図面を用いて本
発明の第１２実施形態について詳細に説明する。本実施
形態は第１０実施形態と光路接続手段の異なる光センタ
ーノードに関するものである。

【０１８２】図１９は本第１２実施形態による光センタ
ーノードの構成図である。図１７における１×２光スイ
ッチ１１１，１１２を、４つのＯＮ／ＯＦＦ光スイッ
チ、２つの１×２光カプラ、２つの光ファイバに置き換
えている。他のブロックの機能は第９実施形態で説明し
た機能と同様であるので説明を省略する。

【０１８３】ＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ１９０１、１９０
２、１９０３、１９０４は１入力、１出力の光スイッチ
で外部から（ここでは波長多重通信制御系２０８）の制
御信号により、光入力ポートから入力される光信号を個
別に光出力ポートに出力する状態（ＯＮ状態）と出力し
ない状態（ＯＦＦ状態）に切り替えられる。ＯＮ／ＯＦ
Ｆ光スイッチ１９０１、１９０２の光出力ポートは（Ｎ
＋１）×（Ｎ＋１）光カプラ２０１に接続される。ＯＮ
／ＯＦＦ光スイッチ１９０３、１９０４の光出力ポート
はＮ×１光カプラ２０２に接続される。ＯＮ／ＯＦＦ光
スイッチ１９０１と１９０３の接続状態は常に逆になっ
ている。つまりＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ１９０１がＯＮ
状態の時にはＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ１９０３はＯＦＦ
状態になっている。ＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ１９０２と
１９０４の状態の関係も同様である。

【０１８４】また、１×２光カプラ１９０５、１９０６
は１つの光入力ポートから入力された光信号を２つの光
出力ポートに接続する。１×２光カプラ１９０５は光入
力ポート１２１からの光信号をＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ
１９０１とＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ１９０３に分配す
る。同様に、１×２光カプラ１９０６は光入力ポート１
２２からの光信号をＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ１９０２と
１９０４に分配する。

【０１８５】さらに、ＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ１９０
１、１９０２、１９０３、１９０４と１×２光カプラ１
９０５、１９０６により第１０実施形態と同様な光セン
ターノード内での光路の切り替えを行う。通信ノードＥ
が接続される光入力ポート１２１について具体的に示す
と次のようになる。 （Ａ）”光センターノード接続”の状態 ＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ１９０１はＯＦＦ状態、ＯＮ／
ＯＦＦ光スイッチ１９０３はＯＮ状態になっている。こ
れにより、通信ノードＥから光信号は光センターノード
のみに伝わる。 （Ｂ）”全通信ノード接続”の状態 ＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ１９０１はＯＮ状態、ＯＮ／Ｏ
ＦＦ光スイッチ１９０３はＯＦＦ状態になっている。こ
れにより、通信ノードＥからの光信号は光センターノー
ドおよびネットワーク内の全通信ノードに伝わる。

【０１８６】こうして、通信ノードＥが送信を開始する
とき、又は通信ノードの発光波長に障害が発生した場合
等には、”光センターノード接続”の状態とするためＯ
Ｎ／ＯＦＦ光スイッチ１９０１はＯＦＦ状態、ＯＮ／Ｏ
ＦＦ光スイッチ１９０３はＯＮ状態とし、通信ノードＥ
の送信波長は光センターノードのみに接続され、送信波
長が波長多重通信制御系２０８が制御する予め定められ
た波長になった場合、又は隣接ノードの波長と一定間隔
になった場合に”全通信ノード接続”の状態となり、通
信ノードＥは伝送情報を送信開始する。そうして通常状
態の”全通信ノード接続”の状態を持続する。

【０１８７】なお、光センターノードの構成に関して
は、各通信ノードについて”光センターノード接続”
と”全通信ノード接続”の切り替えが独立に行えるなら
ば他の構成をとることも可能である。

【０１８８】また、上記第９乃至第１２実施形態では、
波長多重通信系制御機構（特に、波長配置検出系および
波長多重通信制御系）を光センターノード内部に設けた
例について説明したが、光センターノードに通常の通信
ノード用の入出力ポートとは別の入出力ポートを設け、
そこに接続された波長制御通信ノードに波長多重通信制
御機構をもたせることも可能である。この場合、波長制
御通信ノードは送信要求の通信ノードがあった場合、そ
の通信ノードの発光波長が所定の波長に落ちつくまで、
その通信ノードの送信波長を停止する必要があるが、最
初に発光する波長を最長波長側に設定し、その最長波長
から短波長側に順次一定波長間隔Δλずつ配置するよう
に定めておけば、送信要求した通信ノードの発光波長を
最短波長から送信させ、送信波長を停止することなく、
順次長波長側の隣接ノードと波長間隔Δλとなる波長に
移動させ、その波長に至って情報送信を開始させるよう
にすることができる。この波長配置の設定手段には他の
方法でもよい。

【０１８９】また、光センターノードの光路の接続を、
波長可変光送信器の波長設定時、あるいは通信ノードの
波長可変光送信器の暴走時のみ”光センターノード接
続”にするとしたが、”光センターノード接続”になっ
ている光入力ポートに接続された通信ノードが送出する
パケットを、光センターノードが再生・中継するなら
ば、通信ノードの波長可変光送信器の波長設定が終了し
てから波長多重通信系での送信が終了するまでの間の
み”全通信ノード接続”とすることも可能である。

【０１９０】第１１実施形態で説明した波長制御方式に
関しては、通信ノードの波長可変光送信器の波長設定時
において、隣接波長とΔλの位置に設定できる他の手順
を用いることも可能である。

【０１９１】また、発明の背景となるスター型要求割当
波長多重通信ネットワークとして、波長多重通信系を
１.５μｍ帯とし、パケット通信系を１.３μｍ帯とした
構成を用いたが、これら２つの通信系の独立性が保たれ
るならば、他の構成を用いることも可能である。例え
ば、パケット通信系として、パケット通信用の光ファイ
バあるいは電線を別に敷設しても良い。

【０１９２】上述の第９乃至第１２実施形態によれば、
光センターノードが上記のようにその内部の光路を切り
替えることにより、通信ノードによる波長多重通信系の
波長可変光送信器の波長設定を他のチャンネルの波長と
混信することなく行うことが可能になる。

【０１９３】また、光センターノードが波長多重通信系
の波長配置を常に監視しているので、仮に波長可変光送
信器が暴走した通信ノードがあった場合には、光センタ
ーノードがそれを検知し、その通信ノードからの光信号
を他の通信ノードに伝わらないようにすることが可能に
なる。

【０１９４】また、光センターノードが波長多重通信系
の波長配置の監視と制御によって、通信ノードの構成を
複雑化することなく、高密度な波長多重を実現でき、波
長多重通信系のチャンネル数を多くすることができる。

【０１９５】本実施形態の如く各通信ノードからの信号
が集中するセンターノードにおいて波長配置検知を行う
ことにより、更なる通信手段を用いることなく光路制御
を行うことができる。

【０１９６】以上各実施形態では、波長配置検知、もし
くは波長多重信号受信のために、波長可変フィルタの透
過波長を制御回路により制御し、該制御のためのパラメ
ータ（例えば上記実施形態のように電圧により透過波長
を制御するときはその電圧）により波長可変フィルタが
透過している波長を認識する構成とした。本発明では用
いる波長可変フィルタ（上記実施形態で用いたファイバ
ーファブリペロー型のものや、半導体デバイス等）の種
類に応じて、その制御パラメータとしてはそれぞれに適
当なものを用いることができ、また波長検知方式として
局発振光との周波数差として波長を認識する、いわゆる
ヘテロダイン検波方式を用いることもできる。ただしヘ
テロダイン検波方式を採用すると、検知すべき光の波長
と局発振光の波長の差は認識できるものの、大小関係に
関しては認識できない為、上記各実施形態で述べてきた
ように、通信ノードの送信波長を長波長側もしくは短波
長側のいずれにシフトすべきかを波長制御情報として各
通信ノードに送るためには、上記各実施形態で述べてき
たように波長可変フィルタを用いた構成がより好適であ
る。

【０１９７】また、本発明のネットワーク形態として
は、スター型の構成に限らず、バス型、リング型等用い
ることができる。ただしスター型の構成では、波長制御
信号が、スターカプラを経由した後に各通信ノードに到
達するまでの時間が各通信ノードとスターカプラ間の光
路長差が大きく変わらないするとほぼ一定となるので、
波長制御情報がほぼ同時に各通信ノードに到達するため
好適である。

【０１９８】

【発明の効果】本発明では、ネットワークシステム内の
いずれか（波長制御ノード、非受信状態の通信ノード、
センターノード）において波長配置検知を行い、それに
基づいて波長制御のための信号を生成し、各通信ノード
に送出し、各通信ノードでは該波長制御のための信号に
基づき波長制御を行うことによって混信を起こすことな
く通信を行うことができる。また高密度な波長多重を実
現できる。また特に通信ノードが波長配置検知用の波長
選択（検知）手段と、波長多重信号受信用の波長選択
（検知）手段を別個に持つ必要がないため、ネットワー
クの構築コストを大きく低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に適用する波長多重通信シ
ステムの構成図である。

【図２】本発明の一実施形態による波長制御方式の動作
の一例を示す図である。

【図３】本発明の一実施形態に用いる波長制御パケット
のデータ形式を示す図である。

【図４】本発明の一実施形態での波長制御ノードの構成
図である。

【図５】本発明の一実施形態に適用する通信ノードの構
成図である。

【図６】本発明及び従来例に適用する波長多重通信シス
テムの波長配置を示す図である。

【図７】本発明の一実施形態での波長制御ノードの構成
図である。

【図８】本発明に適用する波長多重通信システムの構成
図である。

【図９】本発明の一実施形態による波長制御方式の動作
の一例を示す図である。

【図１０】本発明の一実施形態に適用する通信ノードの
構成図である。

【図１１】本発明の一実施形態による波長制御方式中波
長制御役の動作の一例を示す図である。

【図１２】本発明の一実施形態による波長多重通信シス
テムの構成図である。

【図１３】本発明の一実施形態による波長制御方式の動
作の一例を示す図である。

【図１４】本発明の一実施形態による波長制御方式の動
作の一例を示す図である。

【図１５】本発明による光センターノードの一実施形態
の構成図である。

【図１６】本発明の一実施形態による波長多重通信シス
テムの構成図である。

【図１７】本発明による光センターノードの一実施形態
の構成図である。

【図１８】本発明による光センターノードの一実施形態
の波長制御方式の動作説明図である。

【図１９】本発明による光センターノードの一実施形態
の構成図である。

【図２０】従来例に示した波長多重通信システムの構成
図である。

【図２１】従来例の波長制御方式による動作の一例を示
す図である。

【符号の説明】

３３ スターカプラ ３１１〜３１ｎ 端局 ３２１〜３２ｎ 通信ノード ３４１〜３４ｎ，３５１〜３５ｎ 光ファイバ ３６，３６１，３６２ 波長制御ノード ３７，３８ 光ファイバ ４１，５１ 波長制御系 ４２，５３ 波長可変フィルタ ４３，５５ 波長可変フィルタ駆動回路 ４４，５８ 受光素子 ４５ 増幅器 ４６ 識別器 ４７ ＬＤ ４８ ＬＤ駆動回路 ５２ 波長可変ＬＤ ５４ 波長可変ＬＤ駆動回路 ５６ 光変調器 ５７ 光変調器駆動回 ５９，５１１ 受信回路 ５１０ 受光素子 ５１２ 光合波器 ５１３ 光分波器 ７１ 波長制御系 １０１ 送信部波長制御系 １０２ 受信部波長制御系 １０３ 光分岐器 ２０１ （Ｎ＋１）×（Ｎ＋１）光カプラ ２０２ （Ｎ＋１）光カプラ ２０３ ２×１光カプラ ２０４ 光分波器 ２０５ 波長配置検出系 ２０６ 光受信器 ２０７ 光送信器 ２０８ 波長多重通信制御系 ２７１，２７２，２８１，２８２ 光ファイバ １９０１，１９０２，１９０３，１９０４ ＯＮ／ＯＦ
Ｆ光スイッチ

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長多重通信を行う第１の通信系と、該
   第１の通信系とは独立した通信を行う第２の通信系と、
   少なくとも前記第１の通信系を介して通信を行う複数の
   通信ノードとを有する通信システムであって、 前記第１の通信系における波長配置を検知し、該検知し
   た波長配置に基づく波長制御信号を前記第２の通信系を
   介して前記複数の通信ノードに伝送する波長制御部を有
   することを特徴とする通信システム。
2. 【請求項２】 前記波長制御部は前記複数のノードとは
   別個に設けられた波長制御ノードである請求項１に記載
   の通信システム。
3. 【請求項３】 前記波長制御ノードを複数有している請
   求項２に記載の通信システム。
4. 【請求項４】 前記波長制御部は前記複数の通信ノード
   のうちの前記第１の通信系を介した信号を受信していな
   い状態の通信ノードが兼ねる請求項１に記載の通信シス
   テム。
5. 【請求項５】 前記複数の通信ノードそれぞれは、前記
   第１の通信系及び前記第２の通信系を介してセンターノ
   ードに接続されており、前記波長制御部は該センターノ
   ード内に設けられている請求項１に記載の通信システ
   ム。
6. 【請求項６】 前記センターノードは前記複数の通信ノ
   ードそれぞれから前記第１の通信系を介して送られてき
   た信号を他の通信ノードに前記第１の通信系を介して分
   配するか否かを選択する選択手段を有する請求項５に記
   載の通信システム。
7. 【請求項７】 前記波長制御部は、波長可変フィルタ
   と、該波長可変フィルタの透過波長を制御する制御回路
   とを有する請求項１乃至６のいずれかに記載の通信シス
   テム。
8. 【請求項８】 前記通信ノードは、波長可変フィルタ
   と、該波長可変フィルタの透過波長を制御する制御回路
   とを有する請求項１乃至７のいずれかに記載の通信シス
   テム。
9. 【請求項９】 前記第１の通信系と前記第２の通信系と
   は波長多重されていることを特徴とする請求項１乃至８
   のいずれかに記載の通信システム。
10. 【請求項１０】 前記通信ノードは前記波長多重された
    前記第１の通信系と前記第２の通信系とを分離する分波
    器を有していることを特徴とする請求項９に記載の通信
    システム。
11. 【請求項１１】 前記第２の通信系はパケット通信を行
    う通信系であることを特徴とする請求項１乃至１０のい
    ずれかに記載の通信システム。
12. 【請求項１２】 前記複数の通信ノードは、前記第１の
    通信系に送出した信号を他の通信ノードに分配する分配
    手段を介して互いに接続されていることを特徴とする請
    求項１乃至１１のいずれかに記載の通信システム。
13. 【請求項１３】 波長多重通信を行う第１の通信系と、
    該第１の通信系とは独立した通信を行う第２の通信系
    と、少なくとも前記第１の通信系を介して通信を行う複
    数の通信ノードとを有する通信システムにおいて、前記
    複数の通信ノードが前記第１の通信系に出力する光の波
    長を制御する波長制御方法であって、 前記通信システム内の波長制御部が、前記第１の通信系
    における波長配置を検知し、該検知した波長配置に基づ
    く波長制御信号を前記第２の通信系を介して前記複数の
    通信ノードに伝送し、前記複数の通信ノードにおいて
    は、該波長制御信号に基づき送信波長を制御することを
    特徴とする波長制御方法。
14. 【請求項１４】 前記波長制御部は前記複数の通信ノー
    ドとは別個に設けられた波長制御ノードであり、該波長
    制御ノードが前記波長配置の検知、及び波長制御信号の
    送出を行う請求項１３に記載の波長制御方法。
15. 【請求項１５】 前記通信システムは、前記波長制御部
    として少なくとも第１及び第２の波長制御ノードを有し
    ており、前記波長制御信号の送出は前記第１の波長制御
    ノードが行い、該第１の波長制御ノードが波長制御信号
    を送出しなくなったときに前記第２の波長制御ノードが
    前記波長制御信号の送出を行う請求項１３に記載の波長
    制御方法。
16. 【請求項１６】 前記第２の波長制御ノードは前記第２
    の通信系で伝送されてくる前記波長制御信号を監視して
    おり、該波長制御信号が所定の時間にわたって送られて
    こないときに前記第２の波長制御ノードが前記波長制御
    信号を送出する請求項１５に記載の波長制御方法。
17. 【請求項１７】 前記通信システムは、前記波長制御部
    として少なくとも第１及び第２の波長制御ノードを有し
    ており、前記波長制御信号の送出は前記第１及び第２の
    波長制御ノードが交互に行うことを特徴とする請求項１
    ３に記載の波長制御方法。
18. 【請求項１８】 前記第２の波長制御ノードは前記第２
    の通信系で伝送されてくる前記波長制御信号を監視して
    おり、前記第１の波長制御ノードが送出する前記波長制
    御信号が所定の時間にわたって送られてこないときは、
    前記波長制御信号を送出する間隔を短くすることを特徴
    とする請求項１５に記載の波長制御方法。
19. 【請求項１９】 前記通信システムは、前記波長制御部
    として少なくとも第１及び第２の波長制御ノードを有し
    ており、いずれか１つの前記波長制御ノードが前記波長
    制御信号を送出していない間に、該波長制御信号を送出
    していない前記波長制御ノードが前記第１の通信系にお
    ける波長配置の制御不良を検知した場合は、前記波長制
    御信号を送出していない前記波長制御ノードが前記波長
    制御信号を送出することを特徴とする請求項１３に記載
    の波長制御方法。
20. 【請求項２０】 前記波長制御部には前記複数の通信ノ
    ードのうちの前記第１の通信系を介した信号を受信して
    いない状態の通信ノードが成るものであり、前記波長制
    御部と成った通信ノードが前記波長配置の検知、及び波
    長制御信号の送出を行う請求項１３に記載の波長制御方
    法。
21. 【請求項２１】 前記第１の通信系を介した信号を受信
    していない状態の通信ノードのうち、前記第１の通信系
    を介した信号を受信する直前もしくは前記第１の通信系
    を介した信号を受信し終わった直後の状態の通信ノード
    が前記波長制御部と成ることを特徴とする請求項２０に
    記載の波長制御方法。
22. 【請求項２２】 前記第１の通信系を介した信号を受信
    していない通信ノードは、１つの前記波長制御信号を受
    信してから所定の時間にわたって次の前記波長制御信号
    を受信しなかったときに、前記波長制御部となり、前記
    波長制御信号を送出する請求項２０若しくは２１に記載
    の波長制御方法。
23. 【請求項２３】 前記第１の通信系を介した信号を受信
    する直前もしくは前記第１の通信系を介した信号を受信
    し終わった直後の状態の通信ノードが前記波長制御信号
    を送出する場合の前記波長制御信号の送出間隔の方が、
    前記第１の通信系を介した信号を受信する直前もしくは
    前記第１の通信系を介した信号を受信し終わった直後の
    状態以外の状態で、かつ前記第１の通信系を介した信号
    を受信していない状態の通信ノードが前記波長制御信号
    を送出する場合の前記波長制御信号の送出間隔よりも短
    いことを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれか１項
    に記載の波長制御方法。
24. 【請求項２４】 前記波長制御部となる通信ノードは前
    記波長制御部となっている通信ノードによって指定され
    る請求項２０に記載の波長制御方法。
25. 【請求項２５】 前記複数の通信ノードそれぞれは前記
    第１の通信系及び前記第２の通信系を介してセンターノ
    ードに接続されており、前記波長制御部は該センターノ
    ード内に設けられており、該波長制御部が送出する前記
    波長制御信号は前記センターノードから前記複数の通信
    ノードに伝送される請求項１３に記載の波長制御方法。
26. 【請求項２６】 前記センターノードにおいて、前記複
    数の通信ノードそれぞれから前記第１の通信系を介して
    送られてきた信号は、所定の波長になるまで他の通信ノ
    ードには分配されない請求項２５に記載の波長制御方
    法。
27. 【請求項２７】 前記波長制御信号は前記第１の通信系
    で使用されている全チャンネルの波長制御情報を含んで
    いる請求項１３乃至２６のいずれか１項に記載の波長制
    御方法。
28. 【請求項２８】 前記波長制御信号は、前記各チャンネ
    ルの波長を制御する情報として、各チャンネルの波長を
    「維持」、「長波長側へ移動」、「短波長側へ移動」さ
    せることを示す情報を含んでいることを特徴とする請求
    項２７に記載の波長制御方法。
29. 【請求項２９】 前記波長制御信号は前記第１の通信系
    で使用されていないチャンネルを示す情報を含んでいる
    ことを特徴とする請求項２７若しくは２８に記載の波長
    制御方法。
30. 【請求項３０】 前記通信ノードは前記波長制御信号が
    含んでいる前記使用されていないチャンネルを示す情報
    に基づき使用するチャンネルを決定することを特徴とす
    る請求項２９に記載の波長制御方法。
31. 【請求項３１】 前記通信ノードは前記第２の通信系を
    用いたデマンドアサイン制御により前記第１の通信系に
    おける使用チャンネルを割り当てられることを特徴とす
    る請求項１３乃至２９のいずれか１項に記載の波長制御
    方法。
32. 【請求項３２】 前記波長制御信号は、前記第１の通信
    系において使用される各チャンネルの波長が所定の波長
    間隔に成るように各チャンネルの波長を制御するための
    情報を含んでいることを特徴とする請求項１３乃至３１
    のいずれか１項に記載の波長制御方法。