JP7529037B2 - Optical Node - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 権利者の行為に起因して発明がウエブサイト掲載(掲載日:2020年10月29日、掲載アドレス:https://www.tsukuba-forum.jp)により公開され(公開者:片山和典、公開された内容:片山和典が、上記アドレスのウエブサイトで公開されている つくばフォーラム2020 ONLINE ワークショップ2「次世代光線路技術の研究開発の取り組み」のオンデマンド配信にて、川野友裕、戸毛邦宏、深井千里、片山和典が発明した「光ノード」に関する技術について公開)、当該公開の1年以内に、権利者がPCT/JP2020/042521として国際出願(出願日:2020年11月13日)をした。Application of Article 30,
本開示は、主に光ファイバネットワークにおける遠隔光線路切替を行う光ノードとその給電および制御に関する。 This disclosure primarily relates to optical nodes that perform remote optical path switching in optical fiber networks, and their power supply and control.
光ファイバネットワーク、特に通信事業者と光端末を結ぶアクセスネットワークでは、その開通や保守において効率的に設備を使用するために光ファイバ心線を任意のルートに接続したり、ルートを変更するといった光線路切替が一定の頻度で行われている。通常このような作業は現地に赴いて物理的に接続替えを行うのに対し、遠隔から光スイッチを用いてこれを行う技術が提案されている。 In optical fiber networks, particularly in access networks that connect telecommunications carriers and optical terminals, optical line switching is performed at a certain frequency to connect optical fiber cores to desired routes or change routes in order to use the facilities efficiently during installation and maintenance. Normally, such work is performed by going to the site and physically switching the connections, but a technology has been proposed that allows this to be done remotely using optical switches.
例えば、非特許文献1では、前述の光線路切替にMEMS光スイッチを適用し、光ファイバを介した光給電により前記光スイッチの動作電力を賄うシステムが提案されており、電源のない任意の設置場所に対して給電を可能としている。For example,
また、前述の光給電システムのみに着目すれば、以下のような技術が提案されている。 Furthermore, if we focus only on the optical power supply system mentioned above, the following technologies have been proposed:
非特許文献2では、レーザ光源と光受信器から構成される監視装置から、光ファイバを介して離れた任意の場所に設置された無線センサノードに対して定常光を伝送し光電変換を行い、前記無線センサノードに備えられた無線受信回路や無線信号を上り光信号に変換する変調器の駆動電力を得て前記監視装置へ上りデータを通信するシステムが提案されており、広範にわたる多数のセンサの収容を可能としている。Non-patent
非特許文献1は、遠隔に設置された静電ミラー駆動型MEMS光スイッチを光給電により駆動できるシステムについて開示する。しかし、非特許文献1は、前記MEMS光スイッチの任意のポートや経路を選択および変更するために必要な遠隔制御方法について開示していない。つまり、非特許文献1の光給電型の光スイッチには、遠隔制御することが困難という課題がある。Non-Patent
また、光スイッチを遠隔駆動するための光給電システムに関しては、非特許文献2が、下り定常光の一部を上り信号光に変換し、監視装置へ伝送する光給電システムを開示している。しかし、この光給電システムは、光スイッチのように任意のポートを選択して光経路を切り替える指示が監視装置から行われることは無い。つまり、非特許文献2にも、光給電型の光デバイスの遠隔制御方法が記載されていない。
As for an optical power supply system for remotely driving an optical switch, Non-Patent
このように、これらの文献に記載された技術では、光給電型の光スイッチ等の光デバイスを遠隔制御することが困難という課題がある。そこで、本発明は、上記課題を解決するために、遠隔制御可能な光給電型の光ノードを提供することを目的とする。 As such, the techniques described in these documents have the problem that it is difficult to remotely control optical devices such as optically powered optical switches. Therefore, in order to solve the above problem, the present invention aims to provide an optically powered optical node that can be remotely controlled.
上記目的を達成するために、本発明に係る光ノードは、光給電用のレーザ光に制御信号を載せること、及び制御信号を常時受信できることとした。 In order to achieve the above objective, the optical node of the present invention is capable of carrying a control signal on the laser light for optical power supply and of receiving the control signal at all times.
具体的には、本発明に係る光ノードは、
変調期間と無変調期間が含まれる下り光が入力され、情報を含む上り光を出力する入出力部と、
前記入出力部に入力された前記下り光の任意の期間だけ透過させ、光給電部に前記下り光を供給する入力ゲートスイッチと、
前記入出力部に入力された前記下り光を常時受光する光受信器と、
前記入出力部に入力された前記下り光のうち、前記無変調期間の前記下り光に対し、前記情報に基づいて反射と非反射を行い、前記上り光を生成する反射光スイッチと、
を備える。
Specifically, the optical node according to the present invention comprises:
an input/output unit that receives downstream light including a modulated period and a non-modulated period and outputs upstream light including information;
an input gate switch that transmits the downstream light input to the input/output unit for a given period of time and supplies the downstream light to an optical power supply unit;
an optical receiver that constantly receives the downstream light input to the input/output unit;
a reflective optical switch that performs reflection or non-reflection on the downstream light during the unmodulated period among the downstream light input to the input/output unit based on the information to generate the upstream light;
Equipped with.
監視制御装置は、光給電用のレーザ光に対して変調する期間と無変調の期間を設けている。変調する期間で光ノードに対する制御信号を送信する。光ノードは、当該レーザ光で電池を充電するが、過充電を防止するための入力ゲートスイッチを備える。この入力ゲートスイッチのオン/オフ期間と、変調/無変調の期間とは同期していない。このため、入力ゲートスイッチがオフの期間とレーザ光の変調期間とが重複した場合、光ノードは監視制御装置から制御信号を受信できなくなる。そこで、本発明に係る光ノードは、光給電用のレーザ光を常時受光できる光受信器を備える。このため、本発明に係る光ノードは、入力ゲートスイッチがオフの期間とレーザ光の変調期間とが重複した場合であっても、監視制御装置から制御信号を受信できる。The monitoring and control device provides a period in which the laser light for optical power supply is modulated and a period in which it is not modulated. A control signal is transmitted to the optical node during the modulation period. The optical node charges a battery with the laser light, but is provided with an input gate switch to prevent overcharging. The on/off period of this input gate switch is not synchronized with the modulation/non-modulation period. Therefore, if the period in which the input gate switch is off overlaps with the modulation period of the laser light, the optical node will not be able to receive a control signal from the monitoring and control device. Therefore, the optical node according to the present invention is provided with an optical receiver that can constantly receive the laser light for optical power supply. Therefore, the optical node according to the present invention can receive a control signal from the monitoring and control device even if the period in which the input gate switch is off overlaps with the modulation period of the laser light.
さらに、本発明に係る光ノードは、レーザ光に対して反射/非反射を行う反射光スイッチも備える。このため、光ノードは、反射光スイッチで無変調期間のレーザ光を変調し、自身の状態を監視制御装置に通知することができる。このため、本光ノードは、監視制御装置からの遠隔制御が可能となる。 Furthermore, the optical node according to the present invention also includes a reflective optical switch that reflects/non-reflects laser light. Therefore, the optical node can modulate the laser light during unmodulated periods with the reflective optical switch and notify the monitoring and control device of its own status. This makes it possible for the optical node to be remotely controlled from the monitoring and control device.
従って、本発明は、遠隔制御可能な光給電型の光ノードを提供することができる。 Thus, the present invention can provide a remotely controllable optically powered optical node.
本発明に係る光ノードは、前記光給電部に蓄積された電力で動作し、複数の光経路を任意に切り替える光経路切替部をさらに備え、前記光経路の状態を前記情報とすることを特徴とする。この場合、前記光経路切替部は、複数の通信用光ファイバがそれぞれ接続される複数の光ポートと、前記光ポートに入力された光信号を任意の前記光ポートへ出力するように光経路を切り替える光経路切替スイッチと、前記光ポートを通過する前記光信号を監視し、前記光経路の状態を監視する光ポート監視部と、を有することを特徴とする。
本光ノードは、光線路切替器として機能する。なお、前記光経路の状態とは、光経路の切替対象の光ポートの確認、光経路の切替後の確認(正しく切り替えが完了しているかの確認)、及び光経路の断線の確認が含まれる。
The optical node according to the present invention further comprises an optical path switching unit that operates with power stored in the optical power supply unit and arbitrarily switches among a plurality of optical paths, and the information is a state of the optical paths. In this case, the optical path switching unit is characterized by having a plurality of optical ports to which a plurality of communication optical fibers are respectively connected, an optical path changeover switch that switches the optical paths so that an optical signal input to the optical ports is output to an arbitrary one of the optical ports, and an optical port monitoring unit that monitors the optical signals passing through the optical ports and monitors the state of the optical paths.
This optical node functions as an optical line switch. The state of the optical path includes confirmation of the optical port to be switched, confirmation after the optical path is switched (confirmation of whether the switching is completed correctly), and confirmation of the break of the optical path.
本発明に係る光ノードの前記光経路切替スイッチは、自己保持機能を有する光スイッチであることを特徴とする。
待機時に電力を必要とせず電力消失時にも切替状態が保持することができる。
The optical path changeover switch of the optical node according to the present invention is an optical switch having a self-holding function.
No power is required during standby and the switched state can be maintained even when power is lost.
本発明に係る光ノードの前記光ポート監視部は、前記光ポートを通過する前記光信号の一部を光分岐して光受信し、前記光信号を監視する光受信器を有することを特徴とする。
本光ノードは、光信号を監視することで自身の状態を把握することができる。
The optical port monitoring unit of the optical node according to the present invention is characterized by having an optical receiver that optically branches and optically receives a part of the optical signal passing through the optical port, and monitors the optical signal.
This optical node can grasp its own status by monitoring the optical signal.
例えば、本発明に係る光ノードは、
前記給電部における蓄電量を監視する電力制御機能部と、
前記変調期間の前記下り光に含まれる変調信号を解析する下りフレーム解析機能部と、
前記蓄電量に基づいて前記入力ゲートスイッチの切替指示を行い、前記変調信号の解析結果に基づいて前記光経路切替部の切替指示を行う切替動作制御機能部と、
前記光経路の状態を前記情報とする光ポート監視機能部と、
前記情報に基づいて前記反射光スイッチを駆動する上り信号生成機能部と、
を有するマイクロプロセッサをさらに備えることを特徴とするが好ましい。
For example, an optical node according to the present invention may include:
a power control function unit that monitors the amount of power stored in the power supply unit;
a downstream frame analysis function unit that analyzes a modulated signal included in the downstream light during the modulation period;
a switching operation control function unit that issues a switching instruction to the input gate switch based on the amount of stored power and issues a switching instruction to the optical path switching unit based on an analysis result of the modulated signal;
an optical port monitoring function unit that sets the state of the optical path as the information;
an upstream signal generating function unit that drives the reflective optical switch based on the information;
Preferably, the device further comprises a microprocessor having:
また、本発明に係る光ノードの前記入力ゲートスイッチは、前記任意の期間を除く期間に、前記入出力部に入力された前記下り光を外部に出力することが好ましい。
外部に出力された下り光を他の光ノードが利用でき、複数の光ノードを直列に接続することができる。
Moreover, it is preferable that the input gate switch of the optical node according to the present invention outputs the downstream light input to the input/output unit to the outside during a period other than the arbitrary period.
The downstream light outputted to the outside can be used by other optical nodes, and a plurality of optical nodes can be connected in series.
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。 The above inventions can be combined as much as possible.
本発明は、遠隔制御可能な光給電型の光ノードを提供することができる。
また、本発明によれば、電源環境に設置された監視制御装置と、遠隔に配置された単数あるいは複数の光線路切替ノードから構成されるシステムにおいて、単数のレーザで光給電およびノードに内包される複数の光スイッチの制御の機能を同時に実現でき、経済的な光線路切替ノードシステムを提供することができる。
The present invention can provide a remotely controllable optically powered optical node.
Furthermore, according to the present invention, in a system consisting of a monitoring and control device installed in a power supply environment and one or more optical line switching nodes located remotely, it is possible to simultaneously realize the functions of optical power supply and control of multiple optical switches contained in the node using a single laser, thereby providing an economical optical line switching node system.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。An embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings. The embodiment described below is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. Note that components with the same reference numerals in this specification and drawings are assumed to indicate the same components.
(実施形態1)
図1は、本実施形態の光ノードを含む光ノード遠隔操作システム301を説明するブロック構成図である。本実施形態では、光ノードとして光信号を複数の光ファイバ間で切り替える光線路切替ノードS1-7を説明する。
(Embodiment 1)
1 is a block diagram illustrating an optical node
監視制御装置S1-1は、電源を提供可能な環境に設置され、光源S1-2、光サーキュレータS1-3、光受信器S1-4、及びコントローラS1-5を備える。光源S1-2から発光したレーザ光は、光サーキュレータS1-3を介して伝送路光ファイバS1-6に入力される。例えば、レーザ光の波長は1480nmから1490nmが例示できる。また、光源S1-2から出力されるレーザ光のパワーは+10~17dBm程度である。 The monitoring and control device S1-1 is installed in an environment where power can be provided, and comprises a light source S1-2, an optical circulator S1-3, an optical receiver S1-4, and a controller S1-5. Laser light emitted from the light source S1-2 is input to the transmission optical fiber S1-6 via the optical circulator S1-3. For example, the wavelength of the laser light can be 1480 nm to 1490 nm. The power of the laser light output from the light source S1-2 is approximately +10 to 17 dBm.
光線路切替ノードS1-7は、任意の場所、例えば電源の無い場所などに設置され、伝送路光ファイバS1-6を介して監視制御装置S1-1と接続されている。このように、本実施例は、1つの監視制御装置S1-1に対して伝送路光ファイバS1-6を介して単数の光線路切替ノードS1-7を有する構成である。 The optical line switching node S1-7 is installed at any location, such as a location without a power source, and is connected to the monitoring and control device S1-1 via the transmission line optical fiber S1-6. In this way, this embodiment is configured to have a single optical line switching node S1-7 for one monitoring and control device S1-1 via the transmission line optical fiber S1-6.
光線路切替ノードS1-7には、伝送路光ファイバS1-6と別の複数の伝送路光ファイバ(伝送路光ファイバS1-6と区別するため、以降通信用光ファイバS1-8、S1-9と呼ぶ)が入出力に接続されている。 The optical line switching node S1-7 has the transmission line optical fiber S1-6 and several other transmission line optical fibers (hereinafter referred to as communication optical fibers S1-8 and S1-9 to distinguish them from the transmission line optical fiber S1-6) connected to its input and output.
詳細は後述するが、監視制御装置S1-1から各光線路切替ノードに対して伝搬される下り光S1-10は、各光線路切替ノードS1-7が内包する光スイッチの駆動電力エネルギーを供給し、かつ任意のポートを切り替える制御信号も重畳されることを特徴とする。各光線路切替ノードS1-7から監視制御装置S1-1への上り光S1-11は、光線路切替ノードS1-7の状態を監視制御装置S1-1に通信するために用いられる。 As will be described in detail later, the downstream light S1-10 propagated from the monitoring and control device S1-1 to each optical line switching node supplies the drive power energy for the optical switch contained in each optical line switching node S1-7, and is characterized by the fact that a control signal for switching any port is also superimposed. The upstream light S1-11 from each optical line switching node S1-7 to the monitoring and control device S1-1 is used to communicate the status of the optical line switching node S1-7 to the monitoring and control device S1-1.
図2は、光線路切替ノードS1-7の内部構成を示す構成図である。光線路切替ノードS1-7は、
変調期間と無変調期間が含まれる下り光S1-10が入力され、情報を含む上り光S1-11を出力する入出力部S2-0と、
入出力部S2-0に入力された下り光S1-10の任意の期間だけ透過させ、光給電部S2-22に下り光S1-10を供給する入力ゲートスイッチS2-2と、
入出力部S2-0に入力された下り光S1-10を常時受光する光受信器S2-7と、
入出力部S2-0に入力された下り光S1-10のうち、前記無変調期間の下り光S1-10に対し、前記情報に基づいて反射と非反射を行い、上り光S1-11を生成する反射光スイッチS2-8と、
を備える。
2 is a diagram showing the internal configuration of the optical line switching node S1-7.
an input/output unit S2-0 that receives downstream light S1-10 including a modulated period and a non-modulated period and outputs upstream light S1-11 including information;
an input gate switch S2-2 that transmits the downstream light S1-10 input to the input/output unit S2-0 for a given period of time and supplies the downstream light S1-10 to an optical power supply unit S2-22;
an optical receiver S2-7 that constantly receives the downstream light S1-10 input to the input/output unit S2-0;
a reflective optical switch S2-8 that reflects or non-reflects the downstream light S1-10 during the non-modulation period among the downstream light S1-10 input to the input/output unit S2-0 based on the information, thereby generating an upstream light S1-11;
Equipped with.
また、光ノードが光線路切替の機能を持つために、光線路切替ノードS1-7は、光給電部S2-22に蓄積された電力で動作し、複数の光経路を任意に切り替える光経路切替部S2-30をさらに備え、前記光経路の状態を前記情報とすることを特徴とする。
光経路切替部S2-30は、
複数の通信用光ファイバ(S1-8、S1-9)がそれぞれ接続される複数の光ポート(S1-80、S1-90)と、
光給電部S2-22に蓄積された電力で動作し、光ポート(S1-80、S1-90)に入力された光信号を任意の光ポート(S1-80、S1-90)へ出力するように光経路を切り替える光経路切替スイッチ(クロスコネクト部S2-16)と、
光ポート(S1-80、S1-90)を通過する前記光信号を監視し、前記光経路の状態を監視する光ポート監視部S2-20と、
をさらに備える。
In addition, since the optical node has the function of optical path switching, the optical path switching node S1-7 further includes an optical path switching unit S2-30 that operates with power stored in the optical power supply unit S2-22 and arbitrarily switches between multiple optical paths, and is characterized in that the state of the optical path is used as the information.
The optical path switching unit S2-30 is
a plurality of optical ports (S1-80, S1-90) to which a plurality of communication optical fibers (S1-8, S1-9) are respectively connected;
an optical path changeover switch (cross-connect unit S2-16) that operates with power stored in the optical power supply unit S2-22 and switches an optical path so that an optical signal input to an optical port (S1-80, S1-90) is output to an arbitrary optical port (S1-80, S1-90);
an optical port monitor S2-20 that monitors the optical signals passing through the optical ports (S1-80, S1-90) and monitors the state of the optical path;
It further comprises:
光線路切替ノードS1-7は、伝送路光ファイバS1-6からの下り光S1-10を光分岐部S2-1、入力ゲートスイッチS2-2、光電変換素子S2-3、及び二次電池S2-4を介し、光線路切替ノードS1-7が内包する全てのアクティブ素子の駆動電力S2-5を供給することを特徴とする。なお、光電変換素子S2-3及び二次電池S2-4が“光給電部S2-22”であり、後述する入力ゲートスイッチS2-2、反射スイッチS2-8、クロスコネクト部S2-16、及びマイクロプロセッサS2-13は前記アクティブ素子に含まれる。The optical line switching node S1-7 is characterized in that it supplies the downstream light S1-10 from the transmission line optical fiber S1-6 via the optical branching section S2-1, the input gate switch S2-2, the photoelectric conversion element S2-3, and the secondary battery S2-4 with driving power S2-5 for all active elements contained in the optical line switching node S1-7. The photoelectric conversion element S2-3 and the secondary battery S2-4 are the "optical power supply section S2-22", and the input gate switch S2-2, the reflection switch S2-8, the cross-connect section S2-16, and the microprocessor S2-13 described below are included in the active elements.
光分岐部S2-1は、分岐比カプラであり、例えば90:10あるいは99:1の分岐比であり、下り光S1-10の光パワーのより多くを入力ゲートスイッチS2-2に誘導する。入力ゲートスイッチS2-2は、下り光S1-10を光電変換素子S2-3へ透過させる/透過させないを選択できるゲートスイッチの役割を担うものであり、二次電池S2-4の過充電を防止するために用いられる。入力ゲートスイッチS2-2は、頻繁に動作するため、低電圧かつ、数nW以下の非常に小さな消費電力で動作するものが望ましい。例えば、入力ゲートスイッチS2-2として、駆動電力が少なく、一般にも入手可能な、静電駆動型のMEMS光スイッチを用いることが可能である。 The optical branching section S2-1 is a branching ratio coupler, for example, with a branching ratio of 90:10 or 99:1, and guides more of the optical power of the downstream light S1-10 to the input gate switch S2-2. The input gate switch S2-2 plays the role of a gate switch that can select whether or not to transmit the downstream light S1-10 to the photoelectric conversion element S2-3, and is used to prevent overcharging of the secondary battery S2-4. Since the input gate switch S2-2 operates frequently, it is desirable that it operates at a low voltage and with very small power consumption of a few nW or less. For example, it is possible to use an electrostatically driven MEMS optical switch, which has a low drive power and is generally available, as the input gate switch S2-2.
光電変換素子S2-3は、光源S1-2から発光したレーザ光の波長を受光可能なものが用いられる。光電変換素子S2-3として、容易に入手できる、通信用の長波長1300nm~1600nm帯に適した素子、例えばインジウムガリウムヒ素で構成され、開放電圧5V以下、変換効率約30%程度のものを利用できる。例えば、光電変換素子S2-3は、光給電コンバータ(https://www.kyosemi.co.jp/resources/ja/products/sensor/nir_photodiode/kpc8_t/kpc8_t_spec.pdf)である。また、伝送路光ファイバS1-6で伝送されたレーザ光のパワーが、例えば、2mW程度であれば、光給電として利用することができる。なお、当該パワーは光給電として利用するデバイスによって変化する。 The photoelectric conversion element S2-3 is capable of receiving the wavelength of the laser light emitted from the light source S1-2. The photoelectric conversion element S2-3 can be an easily available element suitable for the long wavelength band of 1300 nm to 1600 nm for communication, such as an element made of indium gallium arsenide with an open circuit voltage of 5 V or less and a conversion efficiency of about 30%. For example, the photoelectric conversion element S2-3 is an optical power supply converter (https://www.kyosemi.co.jp/resources/ja/products/sensor/nir_photodiode/kpc8_t/kpc8_t_spec.pdf). In addition, if the power of the laser light transmitted by the transmission optical fiber S1-6 is, for example, about 2 mW, it can be used as an optical power supply. Note that the power varies depending on the device used as the optical power supply.
二次電池S2-4は、光電変換素子S2-3で変換された電力エネルギーを蓄電するために用いられ、例えば電気二重層キャパシタ等が用いられる。なお、各アクティブ素子への電圧供給においては、適宜DC/DCコンバータ等で供給電圧を調整できるものとする。The secondary battery S2-4 is used to store the power energy converted by the photoelectric conversion element S2-3, and may be, for example, an electric double layer capacitor. The voltage supplied to each active element can be adjusted appropriately using a DC/DC converter or the like.
光分岐部S2-1のもう一方は、別の光分岐部S2-6に誘導され、光受信器S2-7と反射光スイッチS2-8に入力される。光受信器S2-7は、入力ゲートスイッチS2-2の経路状態に関わらず、常に下り光S1-10を受信するために配置され、監視制御装置S1-1からの制御信号を受け付ける。The other end of the optical branching section S2-1 is guided to another optical branching section S2-6 and input to the optical receiver S2-7 and the reflective optical switch S2-8. The optical receiver S2-7 is positioned to always receive the downstream light S1-10 regardless of the path state of the input gate switch S2-2, and accepts a control signal from the monitoring and control device S1-1.
反射光スイッチS2-8は、下り光S1-10の一部を全反射させる/させないのON/OFFを制御できる光スイッチである。反射光スイッチS2-8は、下り光S1-10を利用して監視制御装置S1-1に向けた上り通信光の変調を行う。反射光スイッチS2-8は、低電圧かつ、数nW以下の非常に小さな消費電力で動作するものが望ましい。例えば、反射光スイッチS2-8として、駆動電力が少なく、一般にも入手可能な、静電駆動型のMEMS光スイッチを用いることができる。 The reflective optical switch S2-8 is an optical switch that can control the ON/OFF control of whether or not a portion of the downstream light S1-10 is totally reflected. The reflective optical switch S2-8 uses the downstream light S1-10 to modulate the upstream communication light toward the monitoring and control device S1-1. It is desirable for the reflective optical switch S2-8 to operate at a low voltage and with very little power consumption of a few nW or less. For example, the reflective optical switch S2-8 can be an electrostatically driven MEMS optical switch that requires little drive power and is generally available.
また、光線路切替ノードS1-7は、光給電部S2-22に蓄積された電力で動作し、複数の光経路を任意に切り替える光経路切替部S2-30をさらに備える。光経路切替部S2-30は、複数の通信用光ファイバ(S1-8、S1-9)がそれぞれ接続される複数の光ポート(S1-80、S1-90)と、前記光ポートに入力された光信号を任意の前記光ポートへ出力するように光経路を切り替える光経路切替スイッチ(光クロスコネクト部S2-16)と、前記光ポートを通過する前記光信号を監視し、前記光経路の状態を監視する光ポート監視部(S2-20)と、を有する。 The optical line switching node S1-7 further includes an optical path switching unit S2-30 that operates with power stored in the optical power supply unit S2-22 and arbitrarily switches between a plurality of optical paths. The optical path switching unit S2-30 includes a plurality of optical ports (S1-80, S1-90) to which a plurality of communication optical fibers (S1-8, S1-9) are respectively connected, an optical path changeover switch (optical cross-connect unit S2-16) that switches the optical path so that an optical signal input to the optical port is output to an arbitrary optical port, and an optical port monitoring unit (S2-20) that monitors the optical signal passing through the optical port and monitors the state of the optical path.
図2の例では、光クロスコネクト部S2-16は、複数の光スイッチS2-14を具備する。光クロスコネクト部S2-16は、光ポートS1-80側に1入力N出力を有する複数の光スイッチS2-14(a)を配列し、光ポートS1-90側にN入力1出力を有する複数の光スイッチS2-14(b)を配列し、その間を光導波路配線S2-15でクロス配線する。光クロスコネクト部S2-16は、N×Nポートの光クロスコネクトである。なお、光導波路配線S2-15の配線は、適用アプリケーションにより自由であり、例えばNポートの任意の一部ポートを折り返して同じ側の他の光スイッチS2-14に接続することで折り返し配線等の配線も可能である。また光クロスコネクト部S2-16の入出力ポート数は対称である必要はなく、例えばM×Nといった非対称な構成でも実施可能である。このように、光クロスコネクト部S2-16は、本実施例のように複数の光スイッチS2-14で構成されていることを特徴とする。 In the example of FIG. 2, the optical cross-connect unit S2-16 includes a plurality of optical switches S2-14. The optical cross-connect unit S2-16 has a plurality of optical switches S2-14(a) with 1 input and N outputs arranged on the optical port S1-80 side, and a plurality of optical switches S2-14(b) with N inputs and 1 output arranged on the optical port S1-90 side, with the optical cross-connect unit S2-16 cross-wiring the optical waveguide wiring S2-15 between them. The optical cross-connect unit S2-16 is an optical cross-connect of N×N ports. The wiring of the optical waveguide wiring S2-15 can be freely determined depending on the application. For example, by folding back any part of the N ports and connecting them to another optical switch S2-14 on the same side, it is possible to perform wiring such as folding back wiring. In addition, the number of input/output ports of the optical cross-connect unit S2-16 does not need to be symmetrical, and an asymmetric configuration such as M×N can also be implemented. In this manner, the optical cross-connect unit S2-16 is characterized in that it is composed of a plurality of optical switches S2-14 as in this embodiment.
ただし、光クロスコネクト部S2-16の待機時消費電力は、システム全体の電力マネジメントに大きく影響する。このため、光スイッチS2-14は、待機時に電力を必要とせず電力消失時にも切替状態が保持される特徴を持つ自己保持型光スイッチで構成されることが好ましい。However, the standby power consumption of the optical cross-connect unit S2-16 significantly affects the power management of the entire system. For this reason, it is preferable that the optical switch S2-14 is configured as a self-holding optical switch that does not require power in standby mode and maintains its switched state even when power is lost.
なお、光クロスコネクト部S2-16が、光ポート(S1-80、S1-90)双方の側にそれぞれ複数の光スイッチS2-14を配列する構成である理由は次の通りである。通常、複数の出力ポートを有する自己保持型光スイッチは、切替動作の途中において意図しないポートに光が出力されてしまう現象があるため、通信事故につながる可能性がある。入力側と出力側の双方に複数の光スイッチを設けることは、一つの光経路を切り替えるのに少なくとも2つの光スイッチの切替が必要になる。一方の光スイッチが意図しないポートに光を出力しても、他方の光スイッチでその光を遮断できるため、意図しない光の出力で発生する通信事故を防止できる。 The reason why the optical cross-connect unit S2-16 is configured with multiple optical switches S2-14 arranged on each side of the optical ports (S1-80, S1-90) is as follows. Normally, self-holding optical switches with multiple output ports have the potential to output light to an unintended port during a switching operation, which can lead to communication accidents. Providing multiple optical switches on both the input and output sides requires the switching of at least two optical switches to switch one optical path. Even if one optical switch outputs light to an unintended port, the other optical switch can block that light, preventing communication accidents caused by unintended light output.
また、光線路切替部S2-30は、光クロスコネクトS2-16の接続情報を監視する光ポート監視部S2-20を有する。光ポート監視部S2-20は、光クロスコネクト部S2-16の光ポートS1-80側と光ポートS1-90側に配置され、通信光ファイバS1-8から入力される通信光や通信光ファイバS1-9から出力された通信光または試験光を光分岐して受信することで、光クロスコネクト部S2-16内の複数の光スイッチS2-14のポートを監視する。光ポート監視部S2-20が前記通信光または試験光を光分岐する手段としては、例えば、一般にも入手可能な99:1光カプラなどがある。また、光分岐された光を読み取る光受信器は、例えば、一般にも入手可能なフォトダイオードなどがある。 The optical line switching unit S2-30 also has an optical port monitoring unit S2-20 that monitors the connection information of the optical cross-connect S2-16. The optical port monitoring unit S2-20 is arranged on the optical port S1-80 side and the optical port S1-90 side of the optical cross-connect unit S2-16, and monitors the ports of the multiple optical switches S2-14 in the optical cross-connect unit S2-16 by optically branching and receiving the communication light input from the communication optical fiber S1-8 and the communication light or test light output from the communication optical fiber S1-9. The means by which the optical port monitoring unit S2-20 optically branches the communication light or test light includes, for example, a 99:1 optical coupler that is generally available. The optical receiver that reads the branched light includes, for example, a photodiode that is generally available.
光ポート監視部S2-20は、光クロスコネクト部S2-16を切り替える前に、切替対象の光ポートを確認したり、光クロスコネクト部S2-16を切り替えた後に、正しく光ポートが切り替わったかを確認し、これらを「光経路の状態」とすることができる。また、複数の光線路切替ノードS1-7の光ポート監視部S2-20で光損失をモニタすることで、通信光ファイバ(S1-8およびS1-9)で構成された光伝送路の断線などの異常が発生した場合、どのノード間で異常が発生したかを特定することができる。このように、複数の光線路切替ノードS1-7の光ポート監視部S2-20で検出した異常が発生した場所も「光経路の状態」とすることができる。The optical port monitoring unit S2-20 can check the optical port to be switched before switching the optical cross-connect unit S2-16, and check whether the optical port has been switched correctly after switching the optical cross-connect unit S2-16, and can treat these as the "state of the optical path." In addition, by monitoring optical loss with the optical port monitoring units S2-20 of multiple optical line switching nodes S1-7, it is possible to identify which node between which the abnormality occurred when an abnormality such as a disconnection occurs in the optical transmission path composed of communication optical fibers (S1-8 and S1-9). In this way, the location where the abnormality detected by the optical port monitoring units S2-20 of multiple optical line switching nodes S1-7 occurred can also be treated as the "state of the optical path."
光線路切替ノードS1-7は、制御用にマイクロプロセッサS2-13を備える。マイクロプロセッサS2-13は、
給電部S2-22における蓄電量を監視する電力制御機能部S2-12と、
前記変調期間の前記下り光に含まれる変調信号を解析する下りフレーム解析機能部S2-9と、
前記蓄電量に基づいて入力ゲートスイッチS2-2の切替指示を行い、前記変調信号の解析結果に基づいて光経路切替部S2-30の切替指示を行う切替動作制御機能部S2-11と、
前記「光経路の状態」を前記情報とする光ポート監視機能部S2-21と、
前記情報に基づいて反射光スイッチS2-8を駆動する上り信号生成機能部S2-10と、
を有する。
これらの5つの機能ブロック(1)~(5)について説明する。
The optical line switching node S1-7 includes a microprocessor S2-13 for control.
A power control function unit S2-12 that monitors the amount of power stored in the power supply unit S2-22;
a downstream frame analysis function unit S2-9 that analyzes a modulated signal included in the downstream light during the modulation period;
a switching operation control function unit S2-11 that instructs the input gate switch S2-2 to switch based on the amount of stored power and instructs the optical path switching unit S2-30 to switch based on an analysis result of the modulated signal;
an optical port monitoring function unit S2-21 that uses the "state of the optical path" as the information;
an upstream signal generating function unit S2-10 that drives the reflective optical switch S2-8 based on the information;
has.
These five functional blocks (1) to (5) will now be described.
(1)下りフレーム解析機能部S2-9
下りフレーム解析機能部S2-9は、前記光受信器S2-7で受信した前記監視制御装置S1-1からの下り光S1-10に含まれる下りフレームを解析する機能である。監視制御装置S1-1の光源S1-2は、コントローラS1-5からの信号に基づき、出力レーザ光に強度変調を加え、例えばTTL(Time to live)やCMOS信号のような情報化した下りフレームとする。前記フレームには、ノード情報の要求やスイッチ(入力ゲートスイッチS2-2およびS2-14)切替に関する実行指示等が含まれる。
(1) Downstream frame analysis function unit S2-9
The downstream frame analysis function unit S2-9 is a function that analyzes downstream frames contained in the downstream light S1-10 from the monitoring and control device S1-1 received by the optical receiver S2-7. The light source S1-2 of the monitoring and control device S1-1 adds intensity modulation to the output laser light based on a signal from the controller S1-5, and converts it into an informationized downstream frame such as a TTL (Time to Live) or CMOS signal. The frame includes a request for node information and an execution instruction for switching the switches (input gate switches S2-2 and S2-14).
(2)上り信号生成機能部S2-10
上り信号生成機能部S2-10は、下りフレーム解析機能部S2-9と連携し、「光経路の状態」を前記情報とし、反射光スイッチS2-8を変調させて上り信号光S1-11を生成する。
(2) Upstream signal generating function unit S2-10
The upstream signal generating function unit S2-10 cooperates with the downstream frame analyzing function unit S2-9, and uses the "state of the optical path" as the information to modulate the reflective optical switch S2-8 to generate an upstream signal light S1-11.
(3)切替動作制御機能部S2-11
切替動作制御機能部S2-11は、下りフレーム解析機能S2-9と連携して、切替対象となる入力ゲートスイッチS2-2あるいは光クロスコネクト部S2-16に具備される任意の光スイッチS2-14を指定し、任意のポートに対して切替を指令する。切替動作制御機能部S2-11の具体的な回路構成としては、各光スイッチ個々に付属する駆動回路に対して、マイクロプロセッサS2-13をマスタとするバス通信(例えばI2C等)にて任意のアドレスを有する駆動回路に対して指示を送付し、任意の光スイッチS2-14の切替動作の制御を行う回路が例示できる。
(3) Switching operation control function unit S2-11
The switching operation control function unit S2-11, in cooperation with the downstream frame analysis function S2-9, designates the input gate switch S2-2 or any optical switch S2-14 included in the optical cross-connect unit S2-16 to be switched, and issues a switching command to any port. A specific circuit configuration of the switching operation control function unit S2-11 is a circuit that sends an instruction to a driving circuit having an arbitrary address by bus communication (e.g., I2C, etc.) with the microprocessor S2-13 as the master, to a driving circuit attached to each optical switch, and controls the switching operation of any optical switch S2-14.
(4)電力監視機能部S2-12
電力監視機能部S2-12は、二次電池S2-4の蓄電エネルギー量を監視する。電力監視機能S2-12は、常に二次電池S2-4における蓄電エネルギー量を電圧モニタ等を介して把握し、設定された閾値に基づいて信号生成機能部S2-10を介して監視制御装置S1-1に通知を行う。
(4) Power monitoring function unit S2-12
The power monitoring function S2-12 monitors the amount of stored energy in the secondary battery S2-4. The power monitoring function S2-12 constantly monitors the amount of stored energy in the secondary battery S2-4 via a voltage monitor or the like, and notifies the monitoring control device S1-1 via the signal generation function S2-10 based on a set threshold value.
(5)光ポート監視機能部S2-21
光ポート監視機能部S2-21は、光ポート監視部S2-20の光ポート情報を監視する。光ポート監視機能部S2-21は、監視制御装置S1-1から問合せがあった場合に、光ポート情報を光ポート監視部S2-20に具備された光受信器の電圧モニタ等を介して把握し、信号生成機能S2-10を介して監視制御装置S1-1に通知を行う。
(5) Optical port monitoring function unit S2-21
The optical port monitoring function unit S2-21 monitors the optical port information of the optical port monitoring unit S2-20. When an inquiry is received from the monitoring control device S1-1, the optical port monitoring function unit S2-21 grasps the optical port information via a voltage monitor of an optical receiver provided in the optical port monitoring unit S2-20, and notifies the monitoring control device S1-1 via the signal generation function S2-10.
以上のように、マイクロプロセッサS2-13は、上記5つの機能を互いに連携させることで、光線路切替ノードS1-7自身が蓄電エネルギー量を管理すること、監視制御装置S1-1と上り通信を行うこと、及び監視制御装置S1-1からの実行指示を受け付ける下り通信を行うことを実現できる。As described above, the microprocessor S2-13 enables the optical path switching node S1-7 itself to manage the amount of stored energy, to perform upstream communication with the monitoring and control device S1-1, and to perform downstream communication to accept execution instructions from the monitoring and control device S1-1 by coordinating the above five functions with each other.
図3は、待機時における監視制御装置と光線路切替ノードとの間の通信および電力管理の概要を示す模式図である。
時刻T0で、光線路切替ノードS1-7のゲート用の入力ゲートスイッチS2-2がオープンであるとする。このとき、二次電池S2-4は監視制御装置S1-1からの下り光S1-10で充電されている状態にある。
時刻T1で、監視制御装置S1-1は、ノードに対してその状態を通知させる要求(ASK1)を通知したとする。二次電池S2-4の蓄電エネルギー量がある一定の閾値に到達していると、光線路切替ノードS1-7は監視制御装置S1-1にその旨をレポート(REPORT1)を通知する。
時刻T2で、監視制御装置S1-1は光線路切替ノードS1-7に対して、ゲートをクローズさせる実行指示(GATE1)を通知する。光線路切替ノードS1-7は、下りフレーム解析機能S2-9及び切替動作制御機能S2-11を介して、入力ゲートスイッチS2-2をクローズ状態とし、実行結果を監視制御装置S1-1に通知(GATE ACK2)する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an overview of communication and power management between a monitor and control device and an optical line switching node during standby.
Assume that the input gate switch S2-2 for the gate of the optical line switching node S1-7 is open at time T0. At this time, the secondary battery S2-4 is being charged by the downstream light S1-10 from the monitoring and controlling device S1-1.
At time T1, the monitoring control device S1-1 sends a request (ASK1) to the node to notify the node of its status. When the amount of stored energy in the secondary battery S2-4 reaches a certain threshold, the optical line switching node S1-7 sends a report (REPORT1) to the monitoring control device S1-1.
At time T2, the supervisory control device S1-1 notifies the optical line switching node S1-7 of an execution instruction (GATE1) to close the gate. The optical line switching node S1-7 closes the input gate switch S2-2 via the downstream frame analysis function S2-9 and the switching operation control function S2-11, and notifies the supervisory control device S1-1 of the execution result (GATE ACK2).
光線路切替ノードS1-7は、光受信器S2-7が配置されているために、入力ゲートスイッチS2-2の状態に関わらず、いつでもその状態を通知させる要求(ASK)を受信でき、監視制御装置S1-1に対してレポート通知が可能になっている。例えば、時刻T3で、監視制御装置S1-1は、ノードに対してその状態を通知させる要求(ASK3)を通知し、二次電池S2-4の蓄電エネルギー量が閾値未満ならば、光線路切替ノードS1-7は監視制御装置S1-1にその旨をレポート(REPORT3)を通知する。時刻T4で、監視制御装置S1-1は光線路切替ノードS1-7に対して、ゲートをオープンさせる実行指示(GATE3)を通知する。光線路切替ノードS1-7は、入力ゲートスイッチS2-2をオープン状態とし、実行結果を監視制御装置S1-1に通知(GATE ACK4)する。
このように、監視制御装置S1-1はこのような通信(ASK、REPORT、GATE)のやりとりによって常に光線路切替ノードS1-7の充電制御ができるようになっている。
Since the optical receiver S2-7 is arranged in the optical line switching node S1-7, regardless of the state of the input gate switch S2-2, the optical line switching node S1-7 can receive a request (ASK) to notify the node of its state at any time, and can report to the monitoring control device S1-1. For example, at time T3, the monitoring control device S1-1 notifies the node of a request (ASK3) to notify the node of its state, and if the amount of stored energy in the secondary battery S2-4 is less than the threshold, the optical line switching node S1-7 notifies the monitoring control device S1-1 of the fact (REPORT3). At time T4, the monitoring control device S1-1 notifies the optical line switching node S1-7 of an execution instruction (GATE3) to open the gate. The optical line switching node S1-7 opens the input gate switch S2-2 and notifies the monitoring control device S1-1 of the execution result (GATE ACK4).
In this way, the supervisory control device S1-1 can always control charging of the optical line switching node S1-7 by exchanging such communications (ASK, REPORT, GATE).
時刻T3の要求(ASK3)で、二次電池S2-4の蓄電エネルギー量がある閾値を下回っていたとする(REPORT3)。監視制御装置S1-1は入力ゲートスイッチS2-2をオープンにする実行指示を通知(GATE3)し、光線路切替ノードS1-7は再び充電を開始する。 At the time of a request (ASK3) at time T3, the amount of stored energy in the secondary battery S2-4 is assumed to be below a certain threshold (REPORT3). The monitoring and control device S1-1 issues an execution instruction to open the input gate switch S2-2 (GATE3), and the optical line switching node S1-7 starts charging again.
図4は、マイクロプロセッサS2-13の動作(充電制御)を説明するフローチャートである。
下りフレーム解析機能部S2-9は監視制御装置S1-1からの要求(ASK)を把握する(ステップS01)。電力監視機能部S2-12が「蓄電量」あるいは「蓄電量≧閾値」を蓄電情報として報告する(ステップS02)。上り信号生成機能S2-10が蓄電情報を監視制御装置S1-1へ通知する(ステップS03;REPORT)。監視制御装置S1-1は蓄電量と所定の閾値とを比較する(ステップS04)。蓄電量が閾値以上であれば(ステップS04にて“Yes”)、監視制御装置S1-1は入力ゲートスイッチS2-2がオープンであるかクローズであるかを確認する(ステップS05)。入力ゲートスイッチS2-2がクローズであれば(ステップS05にて“No”)、ステップS01から繰り返す。入力ゲートスイッチS2-2がオープンであれば(ステップS05にて“Yes”)、監視制御装置S1-1は“GATE close”信号を送付し、下りフレーム解析機能部S2-9はそれを把握する(ステップS06)。切替動作制御機能部S2-11は入力ゲートスイッチS2-2をクローズとし、上り信号生成機能部S2-10は実行結果(入力ゲートスイッチS2-2をクローズとしたこと)を監視制御装置S1-1へ通知する(ステップS07;GATE ACK)。
FIG. 4 is a flow chart for explaining the operation (charging control) of the microprocessor S2-13.
The downstream frame analysis function unit S2-9 grasps the request (ASK) from the monitoring control device S1-1 (step S01). The power monitoring function unit S2-12 reports "storage amount" or "storage amount ≧ threshold" as storage information (step S02). The upstream signal generation function S2-10 notifies the storage information to the monitoring control device S1-1 (step S03; REPORT). The monitoring control device S1-1 compares the storage amount with a predetermined threshold (step S04). If the storage amount is equal to or greater than the threshold ("Yes" in step S04), the monitoring control device S1-1 checks whether the input gate switch S2-2 is open or closed (step S05). If the input gate switch S2-2 is closed ("No" in step S05), the process is repeated from step S01. If the input gate switch S2-2 is open ("Yes" in step S05), the supervisory control device S1-1 sends a "GATE close" signal, and the downstream frame analysis function unit S2-9 grasps this (step S06). The switching operation control function unit S2-11 closes the input gate switch S2-2, and the upstream signal generation function unit S2-10 notifies the supervisory control device S1-1 of the execution result (that the input gate switch S2-2 has been closed) (step S07; GATE ACK).
また、蓄電量が閾値以上であれば(ステップS04にて“No”)、監視制御装置S1-1は入力ゲートスイッチS2-2がオープンであるかクローズであるかを確認する(ステップS08)。入力ゲートスイッチS2-2がオープンであれば(ステップS08にて“Yes”)、ステップS01から繰り返す。一方、入力ゲートスイッチS2-2がクローズであれば(ステップS08にて“No”)、監視制御装置S1-1は“GATE open”信号を送付し、下りフレーム解析機能部S2-9はそれを把握する(ステップS09)。切替動作制御機能部S2-11は入力ゲートスイッチS2-2をオープンとし、上り信号生成機能部S2-10は実行結果(入力ゲートスイッチS2-2をオープンとしたこと)を監視制御装置S1-1へ通知する(ステップS10;GATE ACK)。 Also, if the amount of stored power is equal to or greater than the threshold ("No" in step S04), the monitoring control device S1-1 checks whether the input gate switch S2-2 is open or closed (step S08). If the input gate switch S2-2 is open ("Yes" in step S08), the process repeats from step S01. On the other hand, if the input gate switch S2-2 is closed ("No" in step S08), the monitoring control device S1-1 sends a "GATE open" signal, and the downstream frame analysis function unit S2-9 grasps this (step S09). The switching operation control function unit S2-11 opens the input gate switch S2-2, and the upstream signal generation function unit S2-10 notifies the monitoring control device S1-1 of the execution result (that the input gate switch S2-2 has been opened) (step S10; GATE ACK).
図5は、光経路の切替要求があった場合における監視制御装置と光線路切替ノードとの間の通信および電力管理の概要を示す模式図である。時刻T3に至るまでは図3の説明と同じである。
時刻T3になる前の時刻T5で、光線路切替ノードS1-7に対して指定ポートの切替要求Q1が発生し、監視制御装置S1-1がそれを受け付けたとする。時刻T6で、監視制御装置S1-1は、図3のやり取りの割込作業として、切替要求Q1に対して、光線路切替ノードS1-7へ再び入力ゲートスイッチS2-2をオープンにする実行指示(GATE5)を送付する。これは、光クロスコネクトS2-16の各光スイッチS2-14を駆動する電力を得るためである。光線路切替ノードS1-7は、入力ゲートスイッチS2-2をオープン状態とし、実行結果を監視制御装置S1-1に通知(GATE ACK5)する。
監視制御装置S1-1は、GATE ACK5を確認した後(時刻T7)に、光線路切替ノードS1-7へ指定ポートの切替実行指示(SWITCH6)をポート番号とともに通知する。光線路切替ノードS1-7は、光クロスコネクトS2-16の光スイッチS2-14の切替を実行した後、その旨を監視制御装置S1-1に通知(SWITCH ACK6)する。
5 is a schematic diagram showing an overview of communication and power management between a monitor and control device and an optical line switching node when a request for switching an optical line is made. The explanation up to time T3 is the same as that of FIG.
At time T5, before time T3, a designated port switching request Q1 is generated for the optical line switching node S1-7, and the monitoring and control device S1-1 accepts it. At time T6, the monitoring and control device S1-1 sends an execution instruction (GATE5) to open the input gate switch S2-2 again to the optical line switching node S1-7 in response to the switching request Q1, as an interrupt operation of the exchange in Fig. 3. This is to obtain power to drive each optical switch S2-14 of the optical cross-connect S2-16. The optical line switching node S1-7 opens the input gate switch S2-2, and notifies the monitoring and control device S1-1 of the execution result (GATE ACK5).
After confirming GATE ACK5 (time T7), the supervisory control device S1-1 notifies the optical line switching node S1-7 of a designated port switching execution instruction (SWITCH6) together with the port number. After executing switching of the optical switch S2-14 of the optical cross-connect S2-16, the optical line switching node S1-7 notifies the supervisory control device S1-1 of the fact (SWITCH ACK6).
なお、二次電池S2-4の蓄電エネルギー量が切替実行可能に未達の場合、監視制御装置S1-1は、蓄電エネルギー量の問い合わせ(ASK)とレポート(REPORT)を繰り返し、光ポート切替可能な蓄電エネルギー量になるまで実行指示(SWITCH)の通知を待機することもできる。あるいは、予め切替実行可能なエネルギー量を残量として残すよう蓄電エネルギー量の閾値を設定することも可能である。 If the amount of stored energy in the secondary battery S2-4 has not yet reached the level at which switching can be performed, the monitoring and control device S1-1 can repeatedly inquire (ASK) and report (REPORT) on the amount of stored energy, and wait for notification of an execution instruction (SWITCH) until the amount of stored energy reaches the level at which optical port switching can be performed. Alternatively, it is also possible to set a threshold for the amount of stored energy in advance so that the amount of energy at which switching can be performed remains as the remaining amount.
図6は、マイクロプロセッサS2-13の動作(切替制御)を説明するフローチャートである。切替動作制御機能部S2-11は入力ゲートスイッチS2-2をオープンとし、上り信号生成機能部S2-10は実行結果を監視制御装置S1-1へ通知する(ステップS11;GATE ACK)。下りフレーム解析機能部S2-9は監視制御装置S1-1からの指定ポート切替(SWITCH)信号を把握する(ステップS12)。切替動作制御機能部S2-11は光スイッチS2-14を駆動し、指定ポートへの切替を実行する(ステップS13)。上り信号生成機能部S2-10は実行結果(光経路の切り替えが完了したこと)を通知する(ステップS14;SWITCH ACK)。 Figure 6 is a flow chart explaining the operation (switching control) of the microprocessor S2-13. The switching operation control function unit S2-11 opens the input gate switch S2-2, and the upstream signal generation function unit S2-10 notifies the monitoring control device S1-1 of the execution result (step S11; GATE ACK). The downstream frame analysis function unit S2-9 grasps the designated port switching (SWITCH) signal from the monitoring control device S1-1 (step S12). The switching operation control function unit S2-11 drives the optical switch S2-14 and executes switching to the designated port (step S13). The upstream signal generation function unit S2-10 notifies the execution result (that the optical path switching has been completed) (step S14; SWITCH ACK).
図7は、下り光S1-10を説明する図である。この下り光S1-10には、指定ポートの切替実行指示を行うSWITCHフレームが含まれ、一部に期間が変調されている。図7(A)は、変調状態を説明する図である。図7(B)は、平均給電パワーを説明する図である。同図に示すように、下り光は定常的に“1”の状態で光線路切替ノードS1-7に供給されている(無変調期間)。一方、変調期間では、フレーム伝送するために、レーザ光が、例えば1kHz以下の周波数で強度変調されている。なお、ASKおよびGATEフレームの場合も、入出力ポートIDが無いだけで他は同様である。 Figure 7 is a diagram explaining the downstream light S1-10. This downstream light S1-10 includes a SWITCH frame that instructs the switching of the specified port, and a part of the period is modulated. Figure 7 (A) is a diagram explaining the modulation state. Figure 7 (B) is a diagram explaining the average power supply. As shown in the figure, the downstream light is steadily supplied to the optical line switching node S1-7 in the "1" state (unmodulated period). On the other hand, during the modulation period, the laser light is intensity modulated at a frequency of, for example, 1 kHz or less to transmit the frame. Note that the ASK and GATE frames are similar except that there is no input/output port ID.
図8は、光ポート監視要求があった場合における監視制御装置と光線路切替光線路切替ノードとの間の通信および電力管理の概要を示す模式図である。時刻T3に至るまでは図3の説明と同じである。
時刻T3になる前の時刻T8で、光線路切替ノードS1-7に対して指定ポートの光ポート監視要求Q2が発生し、監視制御装置S1-1がそれを受け付けたとする。時刻T9で、監視制御装置S1-1は、図3のやり取りの割込作業として、監視要求Q2に対して、光線路切替ノードS1-7へ再び入力ゲートスイッチS2-2をオープンにする実行指示(GATE8)を送付する。これは、光ポート監視部S2-20や光ポート監視機能部S2-21を駆動する電力を得るためである。光線路切替ノードS1-7は、入力ゲートスイッチS2-2をオープン状態とし、実行結果を監視制御装置S1-1に通知(GATE ACK8)する。
監視制御装置S1-1は、GATE ACK8を確認した後(時刻T10)に、光線路切替ノードS1-7へ光ポート情報問合せ(ASK PORT9)を通知する。光線路切替ノードS1-7は、光ポート情報を読み取り、その結果を監視制御装置S1-1に通知(PORT REPORT9)する。
8 is a schematic diagram showing an overview of communication and power management between a monitoring control device and an optical line switching node when an optical port monitoring request is made. The explanation up to time T3 is the same as that of FIG.
At time T8, before time T3, an optical port monitoring request Q2 for a specified port is generated for the optical line switching node S1-7, and the monitoring control device S1-1 accepts it. At time T9, the monitoring control device S1-1 sends an execution instruction (GATE8) to open the input gate switch S2-2 again to the optical line switching node S1-7 in response to the monitoring request Q2, as an interrupt operation of the exchange in Fig. 3. This is to obtain power to drive the optical port monitoring unit S2-20 and the optical port monitoring function unit S2-21. The optical line switching node S1-7 opens the input gate switch S2-2, and notifies the monitoring control device S1-1 of the execution result (GATE ACK8).
After confirming GATE ACK8 (time T10), the supervisory control device S1-1 sends an optical port information inquiry (ASK PORT9) to the optical line switching node S1-7. The optical line switching node S1-7 reads the optical port information and sends the result to the supervisory control device S1-1 (PORT REPORT9).
なお、二次電池S2-4の蓄電エネルギー量が光ポート情報読み取りを実行可能なレベルに未達の場合、監視制御装置S1-1は、蓄電エネルギー量を問い合わせ(ASK)しながらレポートを受け取り、光ポート情報読み取り実行可能なエネルギー量になるまで実行指示(ASK PORT)の通知を待機することもできる。あるいは、予め光ポート情報読み取り実行可能なエネルギー量を残量として残すよう蓄電エネルギー量の閾値を設定することも可能である。 If the amount of stored energy in the secondary battery S2-4 has not yet reached the level at which reading of optical port information can be performed, the monitoring and control device S1-1 can receive a report while inquiring (ASK) about the amount of stored energy, and wait for notification of an execution instruction (ASK PORT) until the amount of energy reaches a level at which reading of optical port information can be performed. Alternatively, it is also possible to set a threshold for the amount of stored energy in advance so that the amount of energy at which reading of optical port information can be performed is left as the remaining amount.
図9は、マイクロプロセッサS2-13の動作(ポート監視制御)を説明するフローチャートである。切替動作制御機能部S2-11は入力ゲートスイッチS2-2をオープンとし、上り信号生成機能部S2-10は実行結果を監視制御装置S1-1へ通知する(ステップS21;GATE ACK)。下りフレーム解析機能部S2-9は監視制御装置S1-1からの光ポート情報問合せ(ASK PORT)信号を把握する(ステップS22)。光ポート監視機能部S2-21は光ポート監視部S2-20を利用して光ポート情報の読み取りを実行する(ステップS23)。上り信号生成機能部S2-10は実行結果(光ポート読み取り結果)を通知する(ステップS24;PORT REPORT)。 Figure 9 is a flow chart explaining the operation (port monitoring control) of the microprocessor S2-13. The switching operation control function unit S2-11 opens the input gate switch S2-2, and the upstream signal generation function unit S2-10 notifies the monitoring control device S1-1 of the execution result (step S21; GATE ACK). The downstream frame analysis function unit S2-9 grasps the optical port information inquiry (ASK PORT) signal from the monitoring control device S1-1 (step S22). The optical port monitoring function unit S2-21 reads the optical port information using the optical port monitoring unit S2-20 (step S23). The upstream signal generation function unit S2-10 notifies the execution result (optical port reading result) (step S24; PORT REPORT).
(実施形態2)
図10は、本実施形態の光ノードを含む光ノード遠隔操作システム302を説明するブロック構成図である。本実施形態でも、光ノードとして光信号を複数の光ファイバ間で切り替える光線路切替ノード(S7-7、S7-8)を説明する。また、本実施形態では、実施形態1の光ノード遠隔操作システム301と異なる部分を説明する。
(Embodiment 2)
10 is a block diagram illustrating an optical node
監視制御装置S7-1は、電源を提供可能な環境に設置され、光源S7-2、光サーキュレータS7-3、光受信器S7-4、コントローラS7-5から構成されている。光源S7-2から発光したレーザ光は、光サーキュレータS7-3を介して伝送路光ファイバS7-60に入力される。The monitoring and control device S7-1 is installed in an environment where power can be provided, and is composed of a light source S7-2, an optical circulator S7-3, an optical receiver S7-4, and a controller S7-5. The laser light emitted from the light source S7-2 is input to the transmission optical fiber S7-60 via the optical circulator S7-3.
光線路切替ノードS7-7は、任意の場所、例えば電源の無い場所などに設置され、伝送路光ファイバS7-60を介して監視制御装置S7-1と接続されている。また、光線路切替ノードS7-8は、任意の場所、例えば電源の無い場所などに設置され、伝送路光ファイバS7-61を介して光線路切替ノードS7-7と接続されている。さらに、光線路切替ノードS7-8は、伝送路光ファイバS7-62を介して他の光線路切替ノードS7-7と接続される。このように、光ノード遠隔操作システム302は、1つの監視制御装置に対して伝送路光ファイバを介して複数の光線路切替ノードを有する構成である。
The optical line switching node S7-7 is installed at any location, for example, a location without a power source, and is connected to the monitoring and control device S7-1 via the transmission line optical fiber S7-60. The optical line switching node S7-8 is installed at any location, for example, a location without a power source, and is connected to the optical line switching node S7-7 via the transmission line optical fiber S7-61. Furthermore, the optical line switching node S7-8 is connected to another optical line switching node S7-7 via the transmission line optical fiber S7-62. In this way, the optical node
光線路切替ノードS7-7には、伝送路光ファイバS7-60と別の複数の伝送路光ファイバ(伝送路光ファイバS7-60と区別するため、以降通信用光ファイバS7-9、S7-10と呼ぶ)が入出力に接続されている。光線路切替ノードS7-8には、同様に通信用光ファイバ(S7-11、S7-12)が接続されている。ここで、これら通信用光ファイバ(S7-9、S7-10、S7-11、S7-12)は同一のルートにある同じ光ファイバである必要は無く、それぞれの光線路切替ノードで任意のものであってよい。 At the optical line switching node S7-7, the transmission line optical fiber S7-60 and a number of other transmission line optical fibers (hereafter referred to as communication optical fibers S7-9 and S7-10 to distinguish them from the transmission line optical fiber S7-60) are connected to the input and output. Similarly, communication optical fibers (S7-11 and S7-12) are connected to the optical line switching node S7-8. Here, these communication optical fibers (S7-9, S7-10, S7-11 and S7-12) do not need to be the same optical fibers on the same route, and may be any optical fiber at each optical line switching node.
詳細は後述するが、監視制御装置S7-1から各光線路切替ノードに対して伝搬される下り光S7-13は、各光線路切替ノードS7-7およびS7-8が内包する光スイッチの駆動電力エネルギーを供給し、かつ任意のポートを切り替える制御信号も重畳されることを特徴とする。各光線路切替ノードS7-7およびS7-8から監視制御装置S7-1への上り光S7-14は、各光線路切替ノードS7-7およびS7-8の状態を監視制御装置S7-1に通信するために用いられる。 As will be described in detail later, the downstream light S7-13 propagated from the monitoring and control device S7-1 to each optical line switching node supplies the drive power energy for the optical switches contained in each optical line switching node S7-7 and S7-8, and is characterized by the fact that a control signal for switching any port is also superimposed. The upstream light S7-14 from each optical line switching node S7-7 and S7-8 to the monitoring and control device S7-1 is used to communicate the status of each optical line switching node S7-7 and S7-8 to the monitoring and control device S7-1.
図11は、光線路切替ノード(S6-7、S6-8)の内部構成を示す構成図である。光線路切替ノード(S6-7、S6-8)は、図2の光線路切替ノードS1-7に対し、入力ゲートスイッチS7-2が、前記任意の期間を除く期間に、入出力部S2-0に入力された下り光S7-13を外部に出力することを特徴とする。
つまり、光スイッチS7-2は、下り光S7-13を光電変換素子S2-3へ透過させるか(クロス状態)、下流側(監視制御装置S7-1から遠い側)の光線路切替ノードS7-8へ透過させる(バー状態)かを選択できるゲートスイッチである。これ以外は、実施形態1の光ノード遠隔操作システム301と同様である。
11 is a diagram showing the internal configuration of the optical line switching node (S6-7, S6-8). The optical line switching node (S6-7, S6-8) is characterized in that, compared to the optical line switching node S1-7 in FIG. 2, the input gate switch S7-2 outputs the downstream light S7-13 input to the input/output unit S2-0 to the outside during the period excluding the arbitrary period.
In other words, the optical switch S7-2 is a gate switch that can select whether to transmit the downstream light S7-13 to the photoelectric conversion element S2-3 (cross state) or to transmit it to the optical line switching node S7-8 on the downstream side (the side farther from the monitoring and control device S7-1) (bar state).Other than this, it is the same as the optical node
図12は、待機時における監視制御装置と各光線路切替ノードとの間の通信および電力管理の概要を示す模式図である。
図7のシステム全体構成および図8に示す光線路切替ノードの内部構成を見ても分かるように、上流側(監視制御装置S7-1に近い側)の光線路切替ノードS7-7の入力ゲートスイッチS7-2がクロス状態の時、当該ノードの下流側(監視制御装置S7-1から遠い側)に位置する光線路切替ノードS7-8への下り光、及び光線路切替ノードS7-8から監視制御装置S7-1への上り信号光は光線路切替ノードS7-7によって遮断されることになる。このため、監視制御装置S7-1とそれに属する各ノード間の通信には、実施形態1と異なる特徴があり、以下の条件がある。
FIG. 12 is a schematic diagram showing an overview of communication and power management between the monitor and control device and each optical line switching node during standby.
As can be seen from the overall system configuration in Fig. 7 and the internal configuration of the optical line switching node shown in Fig. 8, when the input gate switch S7-2 of the optical line switching node S7-7 on the upstream side (the side closer to the monitoring and control device S7-1) is in a cross state, the downstream light to the optical line switching node S7-8 located on the downstream side of the node (the side farther from the monitoring and control device S7-1) and the upstream signal light from the optical line switching node S7-8 to the monitoring and control device S7-1 are blocked by the optical line switching node S7-7. For this reason, the communication between the monitoring and control device S7-1 and each node belonging to it has a different feature from that of the first embodiment, and has the following conditions.
(条件1)複数の光線路切替ノードのうち入力ゲートスイッチがクロス状態になるのは最大1つである。
(条件2)上り通信は、全光線路切替ノードの入力ゲートスイッチがバー状態であるか、もしくは入力ゲートスイッチがクロス状態の光線路切替ノードに対してのみ行われる。
(条件3)下り通信は、全光線路切替ノードの入力ゲートスイッチがバー状態であるか、もしくは入力ゲートスイッチがクロス状態にある1つの光線路切替ノードに対してのみ行われる。
(Condition 1) Of a plurality of optical line switching nodes, at most one input gate switch is in the cross state.
(Condition 2) Upstream communication is performed only to optical line switching nodes where the input gate switches of all optical line switching nodes are in the bar state or where the input gate switches are in the cross state.
(Condition 3) Downstream communication is performed only to one optical line switching node where the input gate switches of all optical line switching nodes are in the bar state or where the input gate switch is in the cross state.
条件1は、給電効率からの要請であり、各入力ゲートスイッチを設定することで給電先を1つとすることで対象の光線路切替ノードの給電効率を最大化することができる。
条件2は、時間領域において複数の光線路切替ノードからの上り通信の衝突や、上流側の光線路切替ノードのゲート状態による上り通信の不達を回避するための条件である。
条件3は、同様に上流側の光線路切替ノードのゲート状態による下り通信の不達を回避するための条件である。
図12を例に具体的に説明する。
時刻T0で、監視制御装置S7-1から下流側にある光線路切替ノードS7-8の入力ゲートスイッチS7-2のみクロス状態とし、光線路切替ノードS7-8に対して充電が行われているものとする。
時刻T1で、光線路切替ノードS7-8の蓄電エネルギー量がある閾値に到達すると、光線路切替ノードS7-8は監視制御装置S7-1に対してその旨のレポートを通知する(REPORT1)。レポートには蓄電量等の情報が常に含まれる。
時刻T2で、監視制御装置S7-1は光線路切替ノードS7-8に対して、入力ゲートスイッチS7-2をバー状態に切り替える実行指示(GATE1)を通知する。光線路切替ノードS7-8は、入力ゲートスイッチS7-2をバー状態に切り替え、実行結果を監視制御装置S7-1に通知(GATE ACK2)する。
監視制御装置S7-1は、このように受け取った各光線路切替ノードからのレポートを元に予め次の給電対象の光線路切替ノードをスケジューリングしておく。
時刻T3で、監視制御装置S7-1は、スケジューリングされた光線路切替ノードS7-7に対して入力ゲートスイッチS7-2をクロス状態に切り替える実行指示(GATE3)を通知する。光線路切替ノードS7-7は入力ゲートスイッチS7-2の切り替え結果を監視制御装置S7-1に通知する(GATE ACK3)。
時刻T4で、光線路切替ノードS7-7の蓄電エネルギー量がある閾値に到達すると、光線路切替ノードS7-7は監視制御装置S7-1に対してその旨のレポートを通知する(REPORT4)。
時刻T5で、監視制御装置S7-1は光線路切替ノードS7-7に対して、入力ゲートスイッチS7-2をバー状態に切り替える実行指示(GATE4)を通知する。光線路切替ノードS7-7は、入力ゲートスイッチS7-2をバー状態に切り替え、実行結果を監視制御装置S7-1に通知(GATE ACK5)する。
A specific description will be given using FIG. 12 as an example.
At time T0, it is assumed that only the input gate switch S7-2 of the optical line switching node S7-8 located downstream from the monitor and control device S7-1 is in the cross state, and charging is being performed for the optical line switching node S7-8.
At time T1, when the amount of stored energy in the optical line switching node S7-8 reaches a certain threshold, the optical line switching node S7-8 notifies the supervisory control device S7-1 of the fact in a report (REPORT 1). The report always includes information such as the amount of stored energy.
At time T2, the monitor and control device S7-1 notifies the optical line switching node S7-8 of an execution instruction (GATE1) to switch the input gate switch S7-2 to the bar state. The optical line switching node S7-8 switches the input gate switch S7-2 to the bar state and notifies the monitor and control device S7-1 of the execution result (GATE ACK2).
The monitor and control device S7-1 schedules in advance the optical line switching node to be the next power supply target based on the reports received from each optical line switching node in this way.
At time T3, the supervisory control device S7-1 notifies the scheduled optical line switching node S7-7 of an execution instruction (GATE3) to switch the input gate switch S7-2 to the cross state. The optical line switching node S7-7 notifies the supervisory control device S7-1 of the switching result of the input gate switch S7-2 (GATE ACK3).
At time T4, when the amount of stored energy in the optical line switching node S7-7 reaches a certain threshold, the optical line switching node S7-7 notifies the supervisory control device S7-1 of the fact in a report (REPORT4).
At time T5, the monitor and control device S7-1 notifies the optical line switching node S7-7 of an execution instruction (GATE4) to switch the input gate switch S7-2 to the bar state. The optical line switching node S7-7 switches the input gate switch S7-2 to the bar state and notifies the monitor and control device S7-1 of the execution result (GATE ACK5).
光ノード遠隔操作システム302は、このような制御を繰り返す。なお、光給電効率や各ノードの待機時消費電力にもよるが、例えば光線路切替ノードが3以上の複数であっても、再充電までの時間間隔が変わるだけで制御手法は同様である。図12を見ても分かるように、条件1~3に基づいてフレームのやり取りが行われている。The optical node
図13は、光経路の切替要求があった場合における監視制御装置と各光線路切替ノードとの間の通信および電力管理の概要を示す模式図である。時刻T6に至るまでは図12の説明と同じである。
時刻T3になる前の時刻T9で、光線路切替ノードS7-8に対して指定ポートの切替要求Q1が発生し、監視制御装置S7-1がそれを受け付けたとする。監視制御装置S7-1は、図12のやり取りの割込作業として、切替要求Q1に対する再スケジューリングを行う。
時刻T6の後、光線路切替ノードS7-8の入力ゲートスイッチS7-2がクロス状態になった時点で、監視制御装置S7-1は光線路切替ノードS7-8の蓄電エネルギー量が切替実行可能になっていることを確認する(REPORT7)。
時刻T8で、監視制御装置S7-1は指定ポートの切替実行指示(SWITCH8)をポートIDとともに通知する。光線路切替ノードS7-8は、ポート切替実行後、その旨を監視制御装置S7-1に通知(SWITCH ACK8)する。
13 is a schematic diagram showing an overview of communication and power management between a monitor and control device and each optical line switching node when a request for switching an optical path is made. The explanation up to time T6 is the same as that of FIG.
At time T9 before time T3, a designated port switching request Q1 is generated for the optical line switching node S7-8, and the monitoring and control device S7-1 accepts the request. The monitoring and control device S7-1 reschedules the switching request Q1 as an interrupt operation of the exchange in FIG.
After time T6, when the input gate switch S7-2 of the optical line switching node S7-8 goes into the cross state, the monitor and control device S7-1 confirms that the amount of stored energy in the optical line switching node S7-8 is sufficient to execute switching (REPORT7).
At time T8, the supervisory control device S7-1 issues a switching execution instruction (SWITCH8) for the designated port together with the port ID. After executing port switching, the optical line switching node S7-8 notifies the supervisory control device S7-1 of this (SWITCH ACK8).
なお、光線路切替ノードS7-8の二次電池S2-4の蓄電エネルギー量が切替実行可能に未達の場合、監視制御装置S7-1は、蓄電エネルギー量の問い合わせ(ASK)とレポート(REPORT)を繰り返し、光ポート切替可能な蓄電エネルギー量になるまで実行指示(SWITCH)の通知を待機する。 In addition, if the amount of stored energy in the secondary battery S2-4 of the optical line switching node S7-8 has not yet reached the level at which switching can be performed, the monitoring and control device S7-1 repeatedly inquires (ASK) and reports (REPORT) on the amount of stored energy, and waits for notification of an execution instruction (SWITCH) until the amount of stored energy reaches a level at which optical port switching is possible.
図13の制御でも、図12の制御と同様に、条件1~3に基づいてフレームのやり取りが行われていることが分かる。
In the control of Figure 13, as in the control of Figure 12, it can be seen that frame exchange is carried out based on
また、光ポート監視要求があった場合における監視制御装置S7-1と各光線路切替ノードとの間の通信および電力管理についても、図13と同様の光ポート監視の割り込み処理を実行する。 In addition, when an optical port monitoring request is made, the same optical port monitoring interrupt processing as in Figure 13 is performed for communication and power management between the monitoring control device S7-1 and each optical line switching node.
実施形態2のように、単数の監視制御装置に対して複数の光線路切替ノードを有する光線路切替ノードシステムを提供することができる。実施形態2によれば、例えば非特許文献2に記載のように、光スプリッタを介して複数のノード(あるいは子機)を同時に光給電する場合と比較して、光給電に必要な伝送路光ファイバを1本とすることができ、ネットワークにおける光ノードの設置性も向上する。さらには、下り光パワーが分散しないために光電変換素子S2-3において、マイクロプロセッサ等のアクティブ素子の必要起動電圧を得やすく、遠隔制御し易いといった利点もある。As in
(他の実施形態)
上述した実施形態では、光ノードとして光経路を切り替える光経路切替ノードでせつめいした。しかし、本発明の光ノードは光経路切替ノードに限定されない。本発明は光給電の機能を有し、遠隔制御されるデバイスに適用することができる。
Other Embodiments
In the above embodiment, the optical node is described as an optical path switching node that switches optical paths. However, the optical node of the present invention is not limited to an optical path switching node. The present invention can be applied to devices that have an optical power supply function and are remotely controlled.
(本発明の効果)
本発明に係る光線路切替ノードおよびそれを用いたシステムによれば、監視制御装置から光ノードに対して供給される下りのレーザ光は、その光パワーを駆動用の電力とするだけでなく、時間領域で一時的に強度変調されることで光ノードに対する制御信号として使用できる。光ノードの制御としては、光ノードの電力管理や光ノードに内包される光スイッチ制御に用いることができる。このため、本発明は、単数のレーザで、光給電および光スイッチ制御の機能を同時に実現でき、経済的な光線路切替ノードシステムを提供することができる。
(Effects of the present invention)
According to the optical line switching node and the system using the same of the present invention, the downstream laser light supplied from the monitoring and control device to the optical node can be used not only as driving power but also as a control signal for the optical node by being temporarily intensity modulated in the time domain. The optical node can be controlled using the laser light for power management of the optical node and for controlling the optical switch included in the optical node. Therefore, the present invention can provide an economical optical line switching node system that can simultaneously realize the functions of optical power supply and optical switch control with a single laser.
また、本発明によれば、光線路切替ノードには複数の種類の光スイッチが内包され、それぞれが入力ゲートスイッチ、上り信号生成用、複数の通信用光ファイバの切替制御用として用いられる。いずれの光スイッチの制御もマイクロプロセッサから同様に行われる。なお、前者2つの用途の光スイッチは、頻繁に切替制御を行うため、低消費電力に優れた非自己保持型の光スイッチであり、後者の用途の光スイッチは、通信サービスを行う伝送路の一部となるため、故障等電源消失時にもその状態が保持される自己保持型の光スイッチであることが好ましい。このような構成とすることで、待機時、つまり伝送路の切替要求が無い場合において、光線路切替ノードの待機電力を小さくすることが可能である。 According to the present invention, the optical line switching node contains multiple types of optical switches, each of which is used as an input gate switch, for generating upstream signals, and for controlling the switching of multiple communication optical fibers. All of the optical switches are controlled in the same way by a microprocessor. The optical switches for the former two applications are non-self-holding optical switches with excellent low power consumption because they perform frequent switching control, while the optical switch for the latter application is preferably a self-holding optical switch that maintains its state even when the power supply is lost due to a failure, etc., because it becomes part of the transmission line that provides the communication service. With this configuration, it is possible to reduce the standby power of the optical line switching node during standby, that is, when there is no request to switch the transmission line.
本発明は、例えば実施形態1において、監視制御装置側(光サーキュレータの下流側)に光スイッチを導入し、巡回的に遠隔の光ノードを監視制御するようなシステムへの拡張や、実施形態2において、システムが備える光線路切替ノードの台数を増加させるような拡張を容易にする。
For example, in
S1-1、S7-1:監視制御装置
S1-2、S7-2:光源
S1-3、S7-3:光サーキュレータ
S1-4、S7-4:光受信器
S1-5、S7-5:コントローラ
S1-1, S7-1: monitoring and control device S1-2, S7-2: light source S1-3, S7-3: optical circulator S1-4, S7-4: optical receiver S1-5, S7-5: controller
Claims (7)
前記入出力部に入力された前記下り光の任意の期間だけ透過させ、光給電部に前記下り光を供給する入力ゲートスイッチと、
前記入出力部に入力された前記下り光を常時受光する光受信器と、
前記入出力部に入力された前記下り光のうち、前記無変調期間の前記下り光に対し、前記情報に基づいて反射と非反射を行い、前記上り光を生成する反射光スイッチと、
を備える光ノード。 an input/output unit that receives downstream light including a modulated period and a non-modulated period and outputs upstream light including information;
an input gate switch that transmits the downstream light input to the input/output unit for a given period of time and supplies the downstream light to an optical power supply unit;
an optical receiver that constantly receives the downstream light input to the input/output unit;
a reflective optical switch that performs reflection or non-reflection on the downstream light during the unmodulated period among the downstream light input to the input/output unit based on the information to generate the upstream light;
An optical node comprising:
前記光経路の状態を前記情報とすることを特徴とする請求項1に記載の光ノード。 an optical path switching unit that operates with the power stored in the optical power supply unit and arbitrarily switches between a plurality of optical paths;
2. The optical node according to claim 1, wherein the information is a state of the optical path.
複数の通信用光ファイバがそれぞれ接続される複数の光ポートと、
前記光ポートに入力された光信号を任意の前記光ポートへ出力するように光経路を切り替える光経路切替スイッチと、
前記光ポートを通過する前記光信号を監視し、前記光経路の状態を監視する光ポート監視部と、
を有することを特徴とする請求項2に記載の光ノード。 The optical path switching unit includes:
a plurality of optical ports to which a plurality of communication optical fibers are respectively connected;
an optical path changeover switch that switches an optical path so that an optical signal input to the optical port is output to any one of the optical ports;
an optical port monitor that monitors the optical signal passing through the optical port and monitors the state of the optical path;
3. The optical node according to claim 2, further comprising:
前記変調期間の前記下り光に含まれる変調信号を解析する下りフレーム解析機能部と、
前記蓄電量に基づいて前記入力ゲートスイッチの切替指示を行い、前記変調信号の解析結果に基づいて前記光経路切替部の切替指示を行う切替動作制御機能部と、
前記光経路の状態を前記情報とする光ポート監視機能部と、
前記情報に基づいて前記反射光スイッチを駆動する上り信号生成機能部と、
を有するマイクロプロセッサをさらに備えることを特徴とする請求項2から5のいずれかに記載の光ノード。 a power control function unit that monitors the amount of power stored in the optical power supply unit;
a downstream frame analysis function unit that analyzes a modulated signal included in the downstream light during the modulation period;
a switching operation control function unit that issues a switching instruction to the input gate switch based on the amount of stored power and issues a switching instruction to the optical path switching unit based on an analysis result of the modulated signal;
an optical port monitoring function unit that sets the state of the optical path as the information;
an upstream signal generating function unit that drives the reflective optical switch based on the information;
6. The optical node according to claim 2, further comprising a microprocessor having a first input and a second input.
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