专利名称：光网络系统和传输装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光网络系统，更具体地涉及适于在接入区的光通信系统中使用的光网络系统和传输装置。
背景技术：
近年来，已经开始了宽带专用线路业务，该业务使用吉比特以太网(Gigabit Ethernet(注册商标))或10吉比特以太网用于企业网。另外，正在为家庭配备吉比特级的高速互联网环境，例如ADSL(非对称数字用户环路)和FTTH(光纤到户)。此外，正在准备这样的环境，其中各企业家(undertaker)可以提供各种服务，例如内容分发、数据中心服务等。
因此，在相对靠近愿意接受所提供的上述服务的用户的接入区的网络中，数据传送量迅猛增加。另外，在接入区的通信中，因为数据传送需求由于服务内容的改变、或者通信基站(communication base)的改变、增加或减少而显著变化，所以需要这样的网络，其不但易于提供宽带路径而且易于增加或减少这种路径的安装，并易于灵活地改变路由。
在当前情况下，干线系统网络容量正在迅速增加，其长度正在快速延长，并且可以通过波分复用(WDM)传输技术和光放大技术实现传输线路成本的减少。然而，与干线系统网络的进展相比，在接入区的网络中，在节点(用于将传输信号分配给在各点处的用户)所需的成本减少和吞吐量扩大方面，进展速度较慢。对于网络的有效工作和构建来说，非常需要增加节点的信号处理容量并减少成本。
图19是表示用于接入区的网络500的框图。图19中所示的网络500包括中心节点510以及与该中心节点510相连的节点511-1至511-n，并形成为接入区用网络中较经常采用的星形网络。
参照图19，所示的节点510包括光/电接口501-1至501-n，用于将从相邻节点511-1至511-n所输入的光信号转换为待输出的电信号；交叉开关502，用于交换来自光/电接口501-1至501-n的电信号；以及电/光接口503-1至503-n，用于将经交叉开关502交换的电信号转换为光信号，并将光信号输入给相应的相邻节点511-1至511-n。
在图19中所示的具有上述这种结构的节点510中，例如一旦由光/电接口501-1将来自节点511-1的光信号转换为电信号，则在电阶段由交叉开关502对电信号进行交换。之后，由电/光接口503-2(或者接口503-3至503-n)将电信号转换回到光信号，并且输出该光信号。因此，在节点510中，可以将来自形成星形网络的节点中的一个相邻节点(例如节点511-1)的信号分配给不同的节点511-2(或者节点511-3至511-n)。在其它节点对节点通信中，也类似地进行这种分配。
在上述网络500中，如果将可以由节点511-1至511-n使用的光信号的波长数量例如设定为四，则与波的数量小于四(例如，一个波)的另选情况相比，可以增加吞吐量。在这种情况下，光/电接口501-1至501-n有必要分别包括光分路部501a、与增加后的光波长的数量相对应的多个O/E(光/电)部501b，并且电/光接口503-1至503-n还有必要分别包括与增加后的光波长的数量相对应的多个E/O(电/光)部503a、和复用部503b。
应注意，作为与本申请的发明相关的技术，在日本专利特开2001-358697(以下称为专利文献1)中公开了一种以光路为单位执行处理的技术。在专利文献1中，公开了一种波长路由器，其中对将在右端口#1至#4和左端口#1至#4之间输入和输出的光波长进行转换，以使得四个波长λ1至λ4不会彼此重叠，从而在波长路由器(router)之间以及在ONU(光网络单元)之间的光纤中，相同的波长不会彼此重叠。
另外，作为与本发明的发明相关的公知技术，在日本专利特开2004-235741(以下称为专利文献2)或日本专利特开2004-15729(以下称为专利文献3)中公开了另一技术。
然而，在图19所示的节点500的结构中，如果通过传统的光电转换法或者电切换法增加节点装置的信息处理能力以扩大网络的吞吐量，则节点成本增加并且该装置的尺寸增大。具体地如图19所示，如果可以由节点511-1至511-n使用的光信号的波长数量从一例如增加到四以增加吞吐量，则信号信道的数量增加并且交叉开关502的交换端口的数量累积地增加。因此，节点成本增加并且该装置的尺寸增大。
如上所述，在接入区的网络中，对数据传输需求会因服务内容的改变或者通信基站的改变、增加或减少等而变化很大。因此，例如，在仅涉及几个波的处理的情况下、在最初引入时使用几个波但在引入之后待处理的波长的数量增加的另一情况或者类似情况下，需要能够响应于路径的增加或减少而灵活地改变路由的网络。在以上参照图19所述的情况下，为了保证宽带，最初引入费用较高并且每个波长的装置成本较高。
因此，为了实现节点处理能力的增加、经济化和小型化，还期望接入区的网络具有这样网络结构，其中用光学部件替换大规模电路，从而该网络可以在光波长区域中以光路为单位进行处理，并且其包括具有相应结构的节点。
然而，当前市场上为接入区的树形或星形网络结构准备的所有节点装置都是预先确定的固定波长路径型的。尽管该节点装置的成本较低，但是当试图改变用于使不同点互连的波长路径连接时，需要通过手动操作来改变设置。因此，难以响应于短期数据传送需求而灵活地改变路径连接。
在上述专利文献2中公开的技术也涉及预先确定的固定波长路径型的网络，并且为了增加可以在单位节点中处理的波长的数量，也必须分别准备波长路由器自身。因此，难以灵活地改变待在网络的节点中使用的波长的数量。
应注意，在专利文献3中公开的技术旨在在环形拓扑的网络结构中实现如上所述的这种灵活的波长路径设置。然而，在专利文献3中公开的节点结构不能应用于采用接入区中经常使用的星形或树形拓扑结构的网络系统中的节点。
发明内容
本发明的目的是提供光网络系统和传输装置，通过它们，根据树形和星形网络拓扑结构可以执行灵活的波长路径设置。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种光网络系统，其包括中央节点；以及多个用户节点，它们通过传输线路与所述中央节点相连，从而可以通过所述中央节点在所述用户节点之间传输和接收光信号，所述中央节点包括复用部，用于对通过所述传输线路从所述用户节点传输并向其输入的光信号进行复用；和中央节点侧分路部，用于对所述复用部复用的光信号进行分路，并通过所述传输线路将分路光信号供应给所述用户节点，每个所述用户节点都包括传输部，其能够输出被设定为传输波长不同于其它用户节点的光信号；和接收部，用于从所述中央节点侧分路部对其所供应的分路光内提取经选择的光波长分量，并从所提取的光波长分量中提取接收信号。
所述光网络系统可以构造成，所述中央节点侧分路部对由所述复用部复用的光信号进行功率分路，并将分路信号输出给相应的用户节点，并且每个所述用户节点的所述接收部包括用户节点侧分路部，其能够将来自所述中央节点的分路光功率分路为多个光；多个可变波长滤波器，其能够从经所述用户节点侧分路部功率分路过的光中提取可变且选择地设置的光波长分量；以及多个接收信号提取部，用于分别从由所述可变波长滤波器提取的光波长分量提取接收信号。
优选地，为所述光传输线路设置用于在所述中央节点和各个所述用户节点之间连接的双向共用光纤，并且在该光纤的相对两端设置有一对光学循环器。
在这种情况下，所述光网络系统可以构造成使得，各个所述用户节点的所述传输部和所述接收部具有冗余结构，并且所述双向共用光纤也具有冗余结构。或者，所述光网络系统可以构造成使得，各个所述用户节点的所述传输部和所述接收部具有冗余结构，并且所述双向共用传输线光纤和所述中央节点也具有冗余结构。
优选地，由所述中央节点和所述用户节点形成星形网络拓扑结构。
可选地，由所述中央节点和所述用户节点形成树形网络拓扑结构。
根据本发明的另一方面，提供了一种光网络系统，其包括中央节点；以及多个用户节点，它们通过传输线路与所述中央节点相连，从而可以通过所述中央节点在所述用户节点之间传输和接收光信号，所述中央节点包括环形传输线路、以及连续地插设在所述环形传输线路上用于在所述环形传输线路与所述用户节点之间分路/插入光信号的多个分路/插入部，各个所述的分路/插入部均包括中央节点侧复用部，用于对来自相应用户节点的光信号与所述环形传输线路上的光进行复用；信道阻塞部，用于阻挡沿着所述环形传输线路传播的光的、与来自相应用户节点的光信号的波长分量相对应的波长分量从其通过到下游侧的分路/插入部；以及中央节点侧分路部，用于将沿着所述环形传输线路传播的光分路并输出到相应用户节点，每个所述用户节点都包括传输部，其能够输出被设定为传输波长不同于其它用户节点的传输波长的光信号；和接收部，用于从由相应的中央节点侧分路部所供应的分路光内提取选择的光波长分量，并从所提取的光波长分量提取接收信号。
所述光网络系统可以构造成使得，所述中央节点侧分路部对沿着所述环形传输线路传播的光进行功率分路，并将分路光输出给相应的用户节点，并且每个所述用户节点的所述接收部包括用户节点侧分路部，其能够将来自所述中央节点的分路光功率分路为多个光；多个可变波长滤波器，其能够从经所述用户节点侧分路部功率分路的光中提取可变且选择地设定的光波长分量；以及多个接收信号提取部，用于分别从由所述可变波长滤波器提取的光波长分量中提取接收信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种光网络系统，其包括中央节点；以及多个用户节点，它们通过传输线路与所述中央节点相连，从而可以通过所述中央节点在所述用户节点之间传输和接收光信号，所述中央节点包括中央节点侧复用部，用于对通过所述传输线路从所述用户节点传输并向其输入的光信号进行复用；和中央节点侧分路部，用于对经所述中央节点侧复用部复用的光信号进行分路，并通过所述传输线路将分路的光信号供应给所述用户节点，每个所述用户节点都包括传输部，其能够向所述中央节点输出具有彼此不同的可变光波长分量的多个光信号；和接收部，用于从由所述中央节点侧分路部所供应的分路光的光信号中提取接收信号，该接收信号具有被设定为与其他用户节点中的接收波长不同的接收波长。
优选地，所述中央节点侧分路部由波长分路滤波器形成，该波长分路滤波器用于针对为相应用户节点设定的各个接收波长分量，对由所述中央节点侧复用部复用的光信号进行分路，并且所述用户节点的各个接收部包括用户节点侧分路部，用于针对各个接收波长分量，对经所述波长分路滤波器分路的分路光进行分路；以及多个接收信号提取部，用于从由所述用户节点侧分路部分路的光信号中提取接收信号。
优选地，所述光网络系统还包括管理装置，用于管理所述用户节点的传输波长，以使得从各个所述用户节点传输的光信号的传输波长与其它用户节点的不同。
优选地，各个所述用户节点的所述传输部包括多个可变波长传输光输出部，它们能够输出具有彼此不同的可变光波长的光信号；以及用户节点侧复用部，用于对来自所述可变波长传输光输出部的光信号进行复用。
优选地，各个所述用户节点的所述传输部包括多个固定波长传输光输出部，它们能够输出具有彼此不同的固定波长的光信号；以及用户节点侧复用部，用于对来自所述固定波长传输光输出部的光信号进行复用。
根据本发明的又一方面，提供了一种光网络系统，其包括中央节点；以及多个用户节点，它们通过传输线路与所述中央节点相连，从而可以通过所述中央节点在所述用户节点之间传输和接收光信号，所述中央节点包括环形传输线路、以及连续地插设在所述环形传输线路上用于在所述环形传输线路与所述用户节点之间分路/插入光信号的多个分路/插入部，各个所述的分路/插入部均包括中央节点侧复用部，用于将来自相应用户节点的光信号与所述环形传输线路上的光进行复用；以及中央节点侧分路部，用于对沿着所述环形传输线路传播的光进行分路并将分路光输出到相应用户节点，每个所述分路/插入部构造成，阻挡沿着所述环形传输线路传播的光的、与来自相应用户节点的光信号的波长分量相对应的波长分量从其通过至下游侧的分路/插入部，每个所述用户节点都包括传输部，其能够向所述中央节点输出具有彼此不同的可变光波长分量的多个光信号；和接收部，用于从由所述中央节点侧分路部向其供应的分路光内提取接收波长被设定为不同于其它用户节点的接收波长的光信号，并从所提取的光波长分量提取接收信号。
所述光网络系统可以构造成使得，各个所述分路/插入部的所述中央节点侧分路部由抑制滤波器(reject filter)和下波滤波器(drop filter)形成，该抑制滤波器用于阻挡在所述环形传输线路上的光信号之中的相应的用户节点的传输波长分量，而该下波滤波器用于对所述环形传输线路上的光信号中的、设定给相应用户节点的接收波长分量进行分路，并使得任何其它波长分量从其通过，并且各个所述用户节点的所述接收部包括用户节点侧分路部，用于针对各个接收波长分量对经相应的分路和插入部的波长分路滤波器分路的分路光进行分路；以及多个接收信号提取部，用于从经所述用户节点侧分路部分路的光信号中提取接收信号。
根据本发明的又一方面，提供了一种传输装置，其包括上述光网络系统中的中央节点的结构。
根据本发明的又一方面，提供了一种传输装置，其包括上述光网络系统中的用户节点的结构。
在所述光网络系统和传输装置中，所述中央节点和用户节点允许根据所设置的树型或星型网络拓扑，通过简单的结构，以波长路径为单位，灵活地设定任意用户节点之间的连接，并且可以适应给用户的各种服务。
另外，在各个用户节点中增加或减少待使用的波长信道的数量的情况下，可以在无需改变整个光网络系统的配备的情况下，容易地应付这种波长信道数量的增加或减少。换言之，可以提供能够灵活地改变或设定连接的功能。因此，优点在于，可以实现不能由传统系统容易实现的光网络结构的改变，并且可以构建灵活且经济的网络。
另外，由于所述结构简单且经过节点的光的插入损耗较低，因此可以减少用于补偿该插入损耗的光放大器的数量，并且可以进一步减少网络成本。另外，可以通过将在各个用户节点中用于传输和接收的波长信道的数量设定为较小数量的波长，来减少引入系统的成本。
结合附图，从下面的说明和所附权利要求中将明白本发明的上述和其它目的、特征和优点，在附图中，相同的部件或元件用相同的附图标记表示。
图1是表示根据本发明第一实施例的光网络系统的框图；图2至5是分别表示根据本发明第一实施例的第一至第四变型例的光网络系统的框图；图6是表示根据本发明第二实施例的光网络系统的框图；图7至10是分别表示根据本发明第二实施例的第一至第四变型例的光网络系统的框图；图11是表示根据本发明第三实施例的光网络系统的框图；图12至14是分别表示根据本发明第三实施例的第一至第三变型例的光网络系统的框图；图15是表示根据本发明第四实施例的光网络系统的框图；图16至18是分别表示根据本发明第四实施例的第一至第三变型例的光网络系统的框图；以及图19是表示传统网络的框图。
具体实施例方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。
第一实施例[A1-1]结构图1是表示根据本发明第一实施例的光网络系统1的框图。参照图1，所示的光网络系统1包括作为传输装置的中央节点2；作为传输装置的多个用户节点(用户节点#1至#k)3-1至3-k(k是多于1的数，并且在该情况下为5或更大)，它们分别通过传输线路4-1至4-k与中央节点2相连，并通过中央节点2在用户节点3-1至3-k之间传输和接收光信号。
具体地，光网络系统1不仅可以形成为星形网络拓扑结构(其中用户节点3-1至3-k从中央节点2呈放射状连接)，也可以形成为树形网络拓扑结构，其中信号可以通过中央节点2从特定用户节点(例如，用户节点3-1)分配给其它用户节点(例如，用户节点3-2至3-k)。
应注意，上述的各个传输线路4-1至4-k具有包括光纤4A和光纤4B的双光纤结构，光纤4A允许光信号从用户节点3-1(3-2至3-k)传播至中央节点2，光纤4B允许光信号从中央节点2传播至用户节点3-1(3-2至3-k)。在图1中，仅为传输线路4-1的光纤4A和4B增加附图标记。
中央节点2包括复用部2a，用于对通过传输线路4-1至4-k从用户节点3-1至3-k传输并输入其中的光信号进行复用；以及中央节点侧分路部2b，用于对经复用部2a复用的光信号进行功率分路，并通过传输线路4-1至4-k将分路的光信号供应给用户节点3-1至3-k。应注意，在图1中，没有显示用户节点3-3至3-k与复用部2a之间的连接、以及用户节点3-3至3-k与中央节点侧分路部2b之间的连接。
应注意，附图标记2c表示适当地设置在中央节点2中任何光传播路线上所需位置处的光放大器(例如，在自光纤4A的光信号接收端、至光纤4B的光信号传输端、或者在复用部2a与中央节点侧分路部2b之间的中间位置)。另外，与在中央节点2中相似，如果情况需要，还可以在传输线路4-1至4-k与用户节点3-1至3-k中的任何光传播路线上适当地插设光放大器。
每个用户节点3-1至3-k都包括传输部3f，其能够向中央节点2输出传输波长被设定为与其它用户节点中的不同的光信号；以及接收部3p，用于从由中央节点侧分路部2b向其供应的分路光内提取经选择的光波长分量，并从所提取的光波长分量中提取接收信号。应注意，在图1中没有显示用户节点3-2至3-k的传输部3f和接收部3p。
这里，如果注意用户节点3-1，则传输部3f包括固定波长传输光输出部3a至3d，其能够输出例如四个不同的固定波长信道λ1至λ4的光信号；以及用户节点侧复用部3e，用于对来自固定波长传输光输出部3a至3d的光信号进行复用。
另外各个用户节点3-2至3-k可以包括例如四个固定波长传输光输出部。在这种情况下，各个用户节点3-2至3-k可以输出四种不同波长信道的光信号，它们均与其它用户节点的不同。换言之，k个用户节点3-1至3-k被形成为整体上其传输波长彼此不重叠。因此，例如可以设定4k个波长信道λ1至λ4k作为传输波长。
此时，在中央节点2中，通过复用部2a对这4k个波长信道的光信号进行复用，并且可以将这4k个波长信道的光信号的经功率分路的光从中央节点侧分路部2b输出到用户节点3-1至3-k的接收部。
同时，用户节点3-1的接收部3p包括用户节点侧分路部3g，其能够将来自中央节点2的分路光功率分路为多个(例如，四个)光；四个可变波长滤波器3h至3k，其能够从经用户节点侧分路部3g功率分路的四个光中提取有选择地可变设定的光波长分量；以及四个接收信号提取部3l至3o，用于从由四个可变波长滤波器3h至3k提取的光波长分量中提取接收信号。
这样，四个可变波长滤波器3h至3k可以通过设定将经过可变波长滤波器3h至3k的波长分量，从来自中央节点侧分路部2b的光信号中(从用户节点3-1传输的波长信道以外的用户节点3-2至3-k传输的4k-4个波长信道的光信号中)提取四个任意波长信道的光信号。
应注意，用户节点3-1至3-k可以根据所使用的波段，从被设定为传输波长的波长中选择并传输合适数量的波长，并且可以根据用于接收波长的波段选择合适数量的波长。
另外，在上述中央节点2中的复用部2a可以由光耦合器形成。然而，如果复用部2a由组型复用器形成(其中根据待用于输入的端口的位置来限定待复用的波段)，则即使从用户节点3-1至3-k向复用部2a输入传输波长与复用部2a的不同的光作为光信号，复用部2a也可以防止刚刚所述的这种光输出到中央节点侧分路部2b侧。另外，中央节点侧分路部2b和用户节点侧分路部3g可以分别例如由光耦合器形成，并且在传输部3f中的光复用部3e可以例如由光耦合器或光复用器形成。
另外，可以在单位用户节点中传输的光信号的波长信道的数量(4)、以及可以从中提取接收信号的波长信道的数量(4)是示例性的，可以传输波长信道的数量与上述指定的波长信道的数量不同的光信号，并从这些光信号中提取接收信号。
作用效果在以上述方式构成的本发明第一实施例的光网络系统中，通过中央节点2在用户节点3-1至3-k之间传输和接收光信号。
具体地，用户节点3-1的传输部3f向中央节点2输出传输波长λ1至λ4的光信号。然后，中央节点2将传输波长λ1至λ4的光信号与对其它用户节点3-2至3-k设定的传输波长的光进行复用，并通过中央节点侧分路部2b输出所复用的光信号。例如，在来自用户节点3-1的光信号待由用户节点3-2接收的情况下，将用户节点3-2的接收部3p的可变波长滤波器3l至3o设定为提取传输波长λ1至λ4的信号(其为来自用户节点3-1的传输光信号的波长分量)。这样，可以在用户节点3-1与用户节点3-2之间传输和接收光信号。
此时，将用户节点3-1至3-k的传输波长的信道设置成不会与任何其它用户节点的信道重叠，同时可以从如上所述设置成彼此不重叠的波长信道中，由可变波长滤波器3h至3k任意地设定各个用户节点3-1至3-k的接收波长信道。因此，可以比现有技术的系统更灵活且自由地进行用户节点3-1至3-k中任意节点之间光路的设定，同时该光网络系统1具有简单的网络结构。
例如，可以通过将待由用户节点3-1的可变波长滤波器3h至3k提取的任一波长分量设定为其它用户节点3-2至3-k中任一用户节点的传输波长之一，来设定用户节点3-1与该任一用户节点之间的光路。另外，例如如果将用户节点3-2至3-k中的可变波长滤波器之一设定成使得将波长λ1(已被设定为用户节点3-1的传输波长)设定为待作为接收信号提取的波长，则可以实现向多个用户节点3-2至3-k的以波长为单位的广播传输或多播传输。
这样，利用根据本发明第一实施例的光网络系统1，由于其包括中央节点2和用户节点3-1至3-k，因此其可以根据所设置的树型或星型网络拓扑，通过简单的结构，以波长路径为单位，灵活地设定任意用户节点之间的连接，并且可以适应给用户的各种服务。
另外，在各个用户节点3-1至3-k中增加或减少待使用的波长信道的数量的情况下，光网络系统1可以在无需改变整个光网络系统1的装置的情况下，通过对固定波长传输光输出部3a至3d和可变波长滤波器3h至3k进行设置来简单地解决上述问题。具体地，由于光网络系统1可以提供能够对连接进行灵活地改变或设定的功能，因此可以实现不能由传统系统容易实现的光网络结构的改变。因此，光网络系统1的优点在于，可以实现灵活且经济的网络。
另外，该结构简单且经过节点的光的插入损耗较低，并且可以减少用于补偿该损耗的光放大器的数量。因此，可以进一步减少网络成本。另外，可以通过将用于传输和接收的波长信道的数量设定为较小数量，而减少到各个用户节点的系统指令成本(instruction cost)。
第一实施例的第一变型例图2表示根据本发明第一实施例的第一变型例的光网络系统1A。参照图2，所示的光网络系统1A与上述第一实施例的光网络系统1不同之处在于，使用均由单个光纤而不是由两个光纤形成的传输线路5-1至5-k，用于在中央节点2A和用户节点3A-1至3A-k之间进行连接。
具体地，各个传输线路5-1至5-k由双向共用光纤形成，即由用于相反方向的光纤形成，该相反方向包括光信号从用户节点3A-1至3A-k传播至中央节点2A的方向和光信号从中央节点2A传播至用户节点3A-1至3A-k的另一方向。另外，中央节点2A包括用于限定光信号在中央节点2A与传输线路5-1至5-k之间的传播方向的光学循环器2e，而各个用户节点3A-1至3A-k包括用于限定光信号在该用户节点3A-1至3A-k与传输线路5-1至5-k之间的传播方向的光学循环器3q。应注意，对于光学循环器2e，在图2中仅显示了邻近中央节点2A的传输线路5-1至5-k的光学循环器2e以及用户节点3-1的光学循环器3q。
例如，与传输线路5-1相连的光学循环器2e将分路光从中央节点侧分路部2b输出给传输线路5-1，并将传输光信号从传输线路5-1输出给复用部2a。同时，用户节点3-1的光学循环器3q将传输光信号从传输部3f输出给传输线路5-1，并将光从传输线路5-1输出给接收部3p。
另外，就图2中所示的光网络系统1A而言，由于其具有上述结构，因此可以以与上面参照图1所述的光网络系统1相似的方式，通过中央节点2A在用户节点3A-1至3A-k之间进行光信号的传输和接收。
因此，对于当前变型例，通过中央节点2A和用户节点3A-1至3A-k，获得与上述第一实施例相似的优点。还可以获得附加优点，即由于可以将待用于传输线路5-1至5-k的光纤的数量减少一半，因此可以预期能够有效地利用所安装的光纤。
第一实施例的第二变型例图3表示根据本发明第一实施例的第二变型例的光网络系统1B。参照图3，所示的光网络系统1B与上面参照图2所述的光网络系统1A不同之处在于，其包括具有冗余结构的传输线路51-1，52-1，…，51-k和52-k以及用户节点3B-1至3B-k。
具体地，考虑到传输线路51-1，52-1，…，51-k和52-k的故障以及用户节点3B-1至3B-k的装置故障，可以使用开关6a至6d和6h至6k提供保护功能。通过该保护功能，以低成本且通过简单的电路设计以高度的可靠性来构建网络。
具体地，中央节点2A和用户节点3B-1至3B-k通过具有冗余结构(通过双结构)的传输线路51-1，52-1，…，51-k和52-k而彼此相连，并且与传输线路51-1，52-1，…，51-k和52-k的冗余结构相对应，用户节点3B-1至3B-k的传输部和接收部的结构也包括作为双结构部分71和72的冗余结构。
这里，如果注意将用户节点3B-1和中央节点2A彼此相连的传输线路51-1和52-1，则传输线路51-1和52-1在其一端部连接到双结构部分71和72，而在其另一端部通过光耦合器2f彼此耦合。
用户节点3B-1的双结构部分71和72提供了光学循环器3q、复用部3e、用户节点侧分路部3g和可变波长滤波器3h至3k(它们是上面参照图2所述的用户节点3-1至3-k的一些部件)的双结构。另外，用户节点3B-1包括用于转换上述双结构部分71和72的开关6a至6d和6h至6k、以及用于控制开关6a至6d和6h至6k的转换的转换控制部6p。
应注意，尽管用户节点3B-2至3B-k也包括与用户节点3B-1的相似的双结构部分71和72、开关6a至6d和6h至6k、以及转换控制部6p，但是它们在图3中没有显示。
每个开关6a至6d可以在后文描述的转换控制部6p的控制下，选择地将光从固定波长传输光输出部3a至3d输出给上述双结构部分71和72的其中一个复用部3e。每个开关6h至6k也可以在转换控制部6p的控制下，将来自双结构部分71的可变波长滤波器3h至3k的相应一个光信号、以及来自双结构部分72的可变波长滤波器3h至3k的相应一个光信号输出给接收信号提取部3l至3o。
转换控制部6p用作第一异常检测部分，其能够检测作为具有冗余结构的51-1和52-1的部分结构或者传输线路传输部3f和接收部3p的双结构部分71和72的异常。具体地，转换控制部6p通过光耦合器51a和52a监视在上述传输线路51-1和52-1中传播的部分光，以检查传输线路51-1和52-1或双结构部分71和72的状态，从而检测所检查的对象的异常。
然后，当所检查的对象正常操作时，转换控制部6p控制开关6a至6d和6h至6k，以使得传输线路51-1和双结构部分71作为当前使用的部件进行操作，同时传输线路52-1和双结构部分72作为备用(保护)部件进行操作。另一方面，如果当前使用的任一检查对象由于故障等出现异常，则转换控制部6p控制开关6a至6d和6h至6k的转换以作为第一保护处理，从而使用处于备用状态的传输线路52-1和双结构部分72作为当前使用部件。
因此，例如，如果双结构部分71的可变波长滤波器3h至3k其中一个出现异常，则开关6h至6k可以被控制为，仅将出现异常的波长信道的光信号通过双结构部分72的可变波长滤波器3h至3k输出给接收信号提取部3l至3o。因此，对于没有经历任何异常的其它波长信道的光信号无需转换操作。
在具有上述结构的光网络系统1B中，以与上面参照图1和图2所述的光网络系统相似的方式，通过中央节点2A在用户节点3B-1至3B-k之间进行光信号的传输和接收。另外，由于传输部3f和接收部3p的结构以及传输线路51-1，52-1，…，51-k和52-k可以设置有冗余结构，因此增加了光网络系统1B的可靠性。
第一实施例的第三变型例图4表示根据本发明第一实施例的第三变型例的光网络系统1C。参照图4，在所示的光网络系统1C中，各个用户节点3C-1至3C-k的传输部3f和接收部3p具有冗余结构，并且通常用于相反方向的传输线路51-1，52-1，…，51-k和52-k以及中央节点2C也具有冗余结构。
具体地，考虑到传输线路51-1，52-1，…，51-k和52-k的故障以及中央节点2C和用户节点3B-1至3B-k的装置故障，可以使用光学开关6h′至6k′和光耦合器6a′至6d′，提供光学UPSR(单向路径交换环)类型的保护功能。因此，使用易于电路设计且成本低的光纤UPSR，可以构建低廉且高可靠性的网络。
具体地，中央节点2C包括具有与上面参照图3所述的中央节点2A的结构相似的结构的双节点部分21和22，作为冗余结构。双节点部分21通过传输线路51-1连接至用户节点3C-1，而双节点部分22通过传输线路51-2连接至用户节点3C-1。
另外，各个用户节点3C-1至3C-k包括固定波长传输光输出部3a至3d、接收信号提取部3l至3o以及双结构部分71和72(与上面参照图3所述的相似)。另外，光网络系统1C包括分路部6a′至6d′、光耦合器51h至51k和52h至52k、开关6h′至6k′以及转换控制部6p′，作为当前变型例的特征部件。应注意，在图4中没有显示用户节点3C-2至3C-k的部件。
分路部6a′至6d′将光从固定波长传输光输出部3a至3d分路并输出给作为双结构部分71和72的部件的复用部3e。
同时，各个光耦合器51h至51k对来自形成双结构部分71的可变波长滤波器3h至3k中的相应一个的光信号进行分路，并且将其中一个分路光信号输出给相应一个开关6h′至6k′而将另一分路光信号输出给转换控制部6p′。同样，各个光耦合器52h至52k对来自形成双结构部分72的可变波长滤波器3h至3k的相应一个的光信号进行分路，并且将其中一个分路光信号输出给相应一个开关6h′至6k′而将另一分路光信号输出给转换控制部6p′。
另外，各个开关6h至6k可以在下述转换控制部6p′的控制下，将来自双结构部分71的可变波长滤波器3h至3k中的相应一个的光信号、以及来自双结构部分72的可变波长滤波器3h至3k中的相应一个的光信号输出给接收信号提取部3l至3o。
转换控制部6p′具有这样的功能，即通过光耦合器51h至51k和52h至52k，监视来自双结构部分71和72二者的可变波长滤波器3h至3k的光信号，以检查对于各个波长信道待接收的光信号的异常。
当所检查的对象的波长信道的光信号正常时，转换控制部6p′控制开关6h′至6k′，以使得传输线路51-1和双结构部分71用作当前使用(工作)部件，而传输线路52-1和双结构部分72用作备用(保护)部件。换言之，转换控制部6p′控制开关6h′至6k′，以使得来自双结构部分71的可变波长滤波器3h至3k的光信号可以输出给接收信号提取部3l至3o。
另一方面，如果当前使用的波长信道由于故障等出现异常，则转换控制部6p′控制开关6h′至6k′以作为第二保护处理，从而改变处于备用状态的传输线路52-1和双结构部分72，以使其此后用作相对于波长信道的当前使用部件。换言之，转换控制部6p′控制开关6h′至6k′，从而可以将来自双结构部分72的针对出现异常的波长信道的可变波长滤波器3h至3k的光信号分别输出给接收信号提取部3l至3o。
因此，例如，如果双结构部分71的可变波长滤波器3h至3k中的任一个出现异常，则开关6h′至6k′被控制为，仅将出现异常的波长信道的光信号通过双结构部分72的可变波长滤波器3h至3k输出给接收信号提取部3l至3o。因此，对于没有经历任何异常的波长信道的光信号不会出现无用的转换动作。
在具有上述结构的光网络系统1C中，可以以与上面参照图1至图3所述的光网络系统相似的方式，通过中央节点2C在用户节点3C-1至3C-k之间进行光信号的传输和接收。另外，由于对于中央节点2和用户节点3C-1至3C-k的结构以及传输线路51-1，52-1，…，51-k和52-k可以设置有冗余结构，因此可以增加光网络系统1C的可靠性。
第一实施例的第四变型例图5表示根据本发明第一实施例的第四变型例的光网络系统1D。参照图5，所示的光网络系统1D与上面参照图2所述的光网络系统1A不同之处在于中央节点2D的结构。
在图5所示的中央节点2D中，在从中央节点侧分路部2b输出的分路光被输出给光耦合器2e的阶段之前的阶段，分别插设有抑制滤波器(reject filter)2d-1至2d-k，它们用于阻挡与作为该经分路的光的输出目的地的用户节点3A-1至3A-k的传输波长分量相同的波长分量。
具体地，在用户节点3A-1处，抑制滤波器2d-1阻挡来自中央节点侧分路部2b的分路光的传输波长λ1至λ4的分量，并且使传输波长λ1至λ4的分量之外的其它波长分量的光从其经过。经过抑制滤波器2d-1的光通过光学循环器2e和传输线路5-1输出给用户节点3A-1。另外，其它抑制滤波器2d-2至2d-k与上述抑制滤波器2d-1相似，使得除了与分路光的输出目的地的用户节点3-1至3-k的传输波长相同的波长分量之外的波长分量经过，从而使它们分别输出给相应的用户节点3A-2至3A-k。
另外在以上述方式构造的中央节点2D中，可以以与上面参照图1至图4所述的光网络系统相似的方式，通过中央节点2D在用户节点3A-1至3A-k之间进行光信号的传输和接收。另外，由于抑制滤波器2d-1至2d-k可以除去包括在待从中央节点侧分路部2b输出给用户节点3A-1至3A-k的分路光中的具有与用户节点3A-1至3A-k的传输波长相同的波长的波长分量，因此可以防止在沿着传输线路5-1至5-k在相反方向上传播的相同波长分量的光之间出现干涉。
第二实施例 结构图6是表示根据本发明第二实施例的光网络系统101的框图。图6中所示的光网络系统101与上面参照图1所述的光网络系统1相比，在用户节点3-1至3-k和传输线路4-1至4-k的结构方面相似，而在中央节点102的结构方面不同。
光网络系统101包括环形传输线路102a、和分别设置成与用户节点3-1至3-k相对应的分路/插入部102f-1至102f-k。分路/插入部102f-1至102f-k分别包括抑制/添加(add)滤波器102b-1至102b-k、以及中央节点侧分路部102c-1至102c-k。
抑制/添加滤波器102b-1至102b-k是均具有以下功能的光学滤波器作为中央节点侧复用部的功能，用于将通过传输线路4-1至4-k从用户节点3-1至3-k传输并向其输入的光信号和环形传输线路102a上的光进行复用(添加)；以及另一作为通路阻塞部分的功能，用于阻挡(抑制)沿着环形传输线路102a传播的光的、与来自相应用户节点3-1至3-k的光信号的波长分量相同的波长分量从其经过至下游侧。应注意，对于抑制/添加滤波器102b-1至102b-k，例如可以使用波长选择开关(WSS)。
例如，添加来自用户节点3-1的传输光信号的抑制/添加滤波器102b-1阻挡从用户节点3-k侧沿着环形传输线路102a传播的光中被设定为用户节点3-1的传输光信号的波长分量λ1至λ4输出(从其经过)到下一阶段的用户节点3-2侧。因此，防止了相同的波长沿着环形传输线路102a多次循环。
换言之，在如第一实施例中一样待添加的光的光波长是固定波长的情况下，与插入光波长相同的波长被抑制/添加滤波器102b-1至102b-k阻挡，以使得待添加的固定波长和经过的波长不会彼此一致，因此任何插入的波长不会沿环形传输线路102a循环超过一个循环。
另外，在使用具有如上所述的添加固定波长的滤波器功能以及抑制滤波器功能的抑制/添加滤波器102b-1至102b-k的情况下，可以减少节点经过光的光损耗。这样的显著效果是提高了系统性能，例如增加了传输距离、增加了可以设置的节点数量、减少了插入光源的输出水平以及减少了传输光线路放大器的数量并减少成本。
应注意，可以将抑制滤波器功能和添加滤波器功能彼此分开，在这种情况下，抑制滤波器功能和添加滤波器功能从沿着光传播方向的上游侧按着该顺序布置在环形传输线路102a上。
另外，中央节点侧分路部102c-1至102c-k可以将沿着环形传输线路102a传播的光功率分路并输出到用户节点3-1至3-k，中央节点侧分路部102c-1至102c-k设置在环形传输线路102a上相对于抑制/添加滤波器102b-1至102b-k(其添加来自构成分路光的输出目的地的用户节点3-1至3-k的传输光信号)的上游侧。
应注意，附图标记102d表示适当地设置在中央节点102的光传播路径上的任何需要位置处的光放大器(例如，自光学滤波器4A的光信号接收端、至另一光学滤波器4B的光信号传输端或者在环形传输线路102a上)。另外，如果需要，也可以如中央节点102中一样，在任何传输线路4-1至4-k上或者在用户节点3-1至3-k中的任何光传播路径上适当地插设光放大器。
由于根据第二实施例的中央节点102包括环形传输线路102a，因此可以通过插设在各个分路/插入位置处的光放大器102d，适当地补偿来自用户节点3-1至3-k的传输光信号的各个分路/插入位置(参见附图标记102b-1至102b-k)处的传输损耗。因此，可以预料到可增加可以连接的用户节点的数量以及可延长传输线路4-1至4-k的传输距离。
作用效果另外在具有上面参照图6所述的结构的光网络系统101中，通过在中央节点102中的与用户节点3-1至3-k相对应的分路/插入部102f-1至102f-k，在用户节点3-1至3-k之间进行光信号的传输和接收。
具体地，用户节点3-1的传输部3f向中央节点102输出没有设定给其它用户节点3-2至3-k的传输波长λ1至λ4的光信号。传输波长λ1至λ4的光信号通过中央节点102的抑制/添加滤波器102b-1与来自环形传输线路102a的上游侧的光(具有其它用户节点3-2至3-k的传输波长分量的光)复用，并被输出到环形传输线路102a的下游侧。另外，中央节点侧分路部102c-1至102c-k分别将沿着环形传输线路102a传播的光分路并输出给用户节点3-1至3-k的接收部3p。
在来自用户节点3-1的光信号例如被用户节点3-2接收的情况下，将在用户节点3-2的接收部3p中的可变波长滤波器3l至3o设定成提取作为来自用户节点3-1的传输光信号的波长分量的波长λ1至λ4的光信号。这样可以在用户节点3-1和用户节点3-2之间传输并接收光信号。
此时，由于在用户节点3-1至3-k中，传输波长的信道可以被分别设置成使它们不会与其它用户节点的信道重叠，并且可以在设置成如上所述不会彼此重叠的波长信道之中随意地设定接收波长信道，因此可以比现有技术更灵活且自由地设定用户节点3-1至3-k之间的光路，同时与上述第一实施例的情况一样，光网络系统101具有简单的网络结构。
这样，对根据本发明第二实施例的光网络系统101而言，由于其包括中央节点102和用户节点3-1至3-k，因此其表现出与上述第一实施例相同的优点。另外，由于中央节点102可以通过插入光放大器102d而连续地补偿来自用户节点3-1至3-k的传输光信号的各个分路/插入位置(参见附图标记102b-1至102b-k)处的传输损耗，因此可以预料到可增加可以连接的用户节点的数量以及可延长传输线路4-1至4-k的传输距离。
第二实施例的第一变型例图7表示根据本发明第二实施例的第一变型例的光网络系统101A。参照图7，所示的光网络系统101A与图6中所示的系统(参见附图标记101)不同之处在于，其具有与上面参照图2所述的第一实施例的变型例相似的传输线路5-1至5-k的结构。
具体地，中央节点102A的各个分路/插入部102g-1至102g-k和用户节点3A-1至3A-k具有增加到图6中所示的结构的光学循环器2e或3q，并且各个传输线路5-1至5-k由共用于相反方向的光纤形成，该相反方向包括光信号从用户节点3A-1至3A-k传播至中央节点102A的方向和光信号从中央节点102A传播至用户节点3A-1至3A-k的另一方向。
因此，通过中央节点102A和用户节点3A-1至3A-k可以实现与上述第二实施例相似的优点。另外，由于可以将用于传输线路5-1至5-k的光纤的数量减少一半，因此可以预料到可有效地利用所安装的光纤。
第二实施例的第二变型例图8表示根据本发明第二实施例的第二变型例的光网络系统101B。参照图8，所示的光网络系统101B与图7中所示的系统(参见附图标记101A)不同之处在于，其包括与上面参照图3所述的第一实施例的变型例相似的冗余结构。
具体地，双传输线路51-1至52-1通过光耦合器2f连接到中央节点102A的分路/插入部102g-1，并且双传输线路51-i至52-i通过另一光耦合器2f连接到中央节点102A的各个分路/插入部102g-i(i＝2至k)。
另外，与上面参照图3所述的情况一样，各个用户节点3B-1至3B-k的传输部和接收部包括作为双结构部分71和72的冗余结构。在用户节点3B-1中，双结构部分71连接至传输线路51-1，而双结构部分72连接至传输线路52-1。同样，在用户节点3B-i中，双结构部分71连接至传输线路51-i，而双结构部分72连接至传输线路52-i。
换言之，中央节点102A和用户节点3B-1至3B-k分别通过具有根据双结构的冗余结构的传输线路51-1，51-2，…，51-k和52-k相连，并且另外各个用户节点3B-1至3B-k的传输部和接收部包括与传输线路51-1，51-2，…，51-k和52-k的冗余结构相对应的作为双结构部分71和72的冗余结构。
因此，通过中央节点102A和用户节点3B-1至3B-k可以实现与上述第二实施例相似的优点。另外，可以通过中央节点2在用户节点3B-1至3B-k之间进行信号的传输和接收。另外，由于可以向传输部3f和接收部3p的结构以及传输线路51-1，51-2，…，51-k和52-k提供冗余结构，因此可以提高光网络系统1B的可靠性。
第二实施例的第三变型例图9表示根据本发明第二实施例的第三变型例的光网络系统101C。参照图9，所示的光网络系统101C与参照图7所描述的系统(参见附图标记101A)不同之处在于，其具有与图4中所示的第一实施例的变型例相似的冗余结构。
具体地，与图4的系统相似地修改上面参照图7所述的光网络系统101A，以使得各个用户节点3C-1至3C-k的传输部和接收部也具有冗余结构，用于相反方向的传输线路51-i和52-i(i＝1至k)具有冗余结构，并且中央节点102C也具有使用与上面参照图7所述的中央节点102a相同结构的双节点部分121和122的冗余结构。
具体地，考虑到传输线路51-i和52-i的故障以及用户节点3C-1至3C-k的装置故障，可以使用光学开关6h′至6k′和光耦合器6a′至6d′以提供光学UPSR(单向路径交换环)类型的保护功能。通过该保护功能，使用易于电路设计且成本低的光纤UPSR，可以构建低成本且高度可靠的网络。
因此，在光网络系统101C中，可以与上面参照图6-8所述的光网络系统相似地，通过中央节点102C在用户节点3C-1至3C-k之间进行光信号的传输和接收。另外，由于可以向各个中央节点2C和用户节点3C-1至3C-k的传输部和接收部以及传输线路51-1，51-2，…，51-k和52-k应用冗余结构，因此可以提高光网络系统101C的可靠性。
第二实施例的第四变型例图10表示根据本发明第二实施例的第四变型例的光网络系统101D。参照图10，所示的光网络系统101D与上面参照图7所述的光网络系统101A不同之处在于中央节点102D的分路/插入部102h-1至102h-k的结构。
在图10所示的中央节点102D中，将抑制/添加滤波器102b-1至102b-k的功能分为抑制滤波器102r-1至102r-k的功能以及添加滤波器102s-1至102s-k的功能。在这种情况下，在各个分路/插入部102h-1至102h-k中，将抑制滤波器102r-1至102r-k、分路部102c-1至102c-k和添加滤波器102s-1至102s-k按着该顺序设置在光传播方向的上游侧。应注意，在图10中没有显示用于分路/插入部102h-2至102h-k的光学循环器2e、分路部102c-2至102c-k、抑制滤波器102r-2至102r-k以及添加滤波器102s-2至102s-k。
另外对于光网络系统101D，可以获得与上述第二实施例的第一变型例相似的优点。
第三实施例[C1-1]结构图11表示根据本发明第三实施例的光网络系统201。图11中所示的光网络系统201与上述第一实施例的光网络系统1不同之处在于，在用户节点203-1至203-k中待提取的作为接收信号的光波长是固定的，并且例如使用可以可变设定的四种不同波长作为传输波长。
为此，光网络系统201包括中央节点202和具有与第一实施例中的结构不同的结构的用户节点203-1至203-k，并且还包括用于管理待在用户节点203-1至203-k中可变选择的传输波长的管理装置204。应注意，用于将中央节点202和用户节点203-1至203-k彼此连接的传输线路4-1至4-k与上述第一实施例中的相似。
另外，各个用户节点203-1至203-k包括传输部203f，其用于输出具有可以可变设定的传输波长的光波长分量的传输信号；以及接收部203p，其能够接收来自中央节点202的光信号。然而，在接收部203p中，设定与其它用户节点的接收波长不同的波长。应注意，在图11中省略了各个用户节点203-2至203-k中的传输部203f和接收部203p。
这里，注意用户节点203-1。在用户节点203-1中，传输部203f包括多个(在所示示例中为四个)可变波长传输光输出部203a至203d，它们能够输出彼此不同的可变光波长的光信号；以及用户节点侧复用部203e，用于对来自可变波长传输光输出部203a至203d的光信号进行复用。各个可变波长传输光输出部203a至203d例如可以由可变波长激光器形成。同时，接收部203p包括用户节点侧分路部203g，用于针对各个接收波长，对来自中央节点202的光信号进行分路；以及多个接收信号提取部203l至203o，它们能够接收固定波长的四个不同波长信道λ1至λ4的光信号。
另外用户节点203-1至203-k可以例如包括四个固定波长传输光输出部。在这种情况下，各个单个用户节点203-1至203-k可以分别输出四种传输波长与其它用户节点的传输波长不同的光信号。换言之，由于k个用户节点203-1至203-k构造成使其接收波长整体上不会彼此重叠，因此可以将例如4k个波长信道λ1至λ4k设定为接收波长。
另外，管理装置204管理用户节点203-1至203-k的传输波长，以使得待由上述各个用户节点203-1至203-k接收的光信号的接收波长与其它用户节点的接收波长不同，即在用户节点203-1至203-k之间使得接收波长彼此不冲突。因此，通过可变地设定传输波长，各个用户节点203-1至203-k可以任意设定至接收目的地的任一用户节点203-1至203-k的路径。
此外，中央节点202包括复用部202a，用于对通过传输线路4-1至4-k从用户节点203-1至203-k传输并向其输入的光信号进行复用；以及中央节点侧分路部202b，用于对经复用部202a复用的光信号进行分路并通过传输线路4-1至4-k将分路光供应给用户节点203-1至203-k。应注意，在图11中，没有显示用户节点203-3至203-k与复用部202a之间的连接、以及用户节点203-3至203-k与中央节点侧分路部202b之间的连接。
尽管分别可变地设定从用户节点203-1至203-k输入给复用部202a的光信号，但是通过形成用于对来自波长选择开关的可变光波长的光信号进行复用的复用部，可以防止在复用时光波长的可能干涉。
另外，中央节点侧分路部202b可以构造成将来自复用部202a的光信号针对设定给输出目的地的用户节点203-1至203-k的各个接收波长分量进行分路。在这种情况下，中央节点侧分路部202b可以由组型解复用器或组型光耦合器或者波长选择开关形成。
具体地，中央节点侧分路部202b对来自复用部202a的光信号以波长为单位进行分路，从而可以将固定设定给用户节点203-1至203-k的接收波长分量输出到用于输出该分路光的相应端口。因此，可以从至用户节点203-1至203-k的分路光中去除接收波长分量之外的波长分量。
由于如上所述中央节点侧分路部202b可以输出去除了接收波长分量之外的波长分量的分路光，因此如果上述各个用户节点203-1至203-k的用户节点侧分路部203g构造成对通过光纤4B输入其中的接收波长分量以波长为单位进行分路，则不必为接收部203p中的各个接收波长分量提供滤波器。
应注意，附图标记202c表示适当地设置在中央节点202的任何光传播路路径上任何所需位置处(例如，在从光纤4A的光信号接收端、至光纤4B的光信号传输端、或者在复用部202a与中央节点侧分路部202b之间)的光放大器。另外，与在中央节点202中相似，如果情况需要，还可以在任何传输线路4-1至4-k上或者用户节点3-1至3-k中的任何光传播路径上适当地插设光放大器。
应注意，各个用户节点203-1至203-k可以根据待使用的波段，从设定作为接收波长的波长之中适当地选择波长的数量，并使用所选的波长用于传输，并且可以根据待用于接收波长的频带适当地选择波长的数量。另外，可以在单位用户节点中传输的光信号的波长信道的数量(4)、以及可以从其提取接收信号的波长信道的数量(4)仅是示例，并且当然还可以传输/提取数量与上述波长信道的数量不同的光信号/接收信号。
作用效果同样，在根据具有上述结构的本发明第三实施例的光网络系统201中，通过中央节点202在用户节点203-1至203-k之间进行光信号的传输和接收。
具体地，用户节点203-1的传输部203f向中央节点202输出传输波长可以可变地设定的光信号。在该第三实施例中，可以为各个用户节点可变地设定四种不同的传输波长。另外，中央节点202的复用部202a将来自用户节点203-1的传输波长与为其它用户节点203-2至203-k设定的传输波长的光进行复用，并且中央节点侧分路部202b将所复用的传输波长分路为用于各个用户节点203-1至203-k的接收波长分量，并将所分路的传输波长输出给对应用户节点203-1至203-k的接收部203p。
例如，当由用户节点203-2接收来自用户节点203-1的光信号时，将在用户节点203-1的传输部203f中的可变波长传输光输出部203a至203d设定为提取作为用户节点203-2的接收波长分量的波长λ5至λ8的光信号。因此，用户节点203-2可以通过中央节点202接收从用户节点203-1传输的光信号。
因此，各个用户节点203-1至203-k可以通过任意地设定传输波长，而设定至任意其它用户节点203-1至203-k的路径。
这样，在根据本发明第三实施例的光网络系统201中，同样由于其包括中央节点202和用户节点203-1至203-k，因此其可以根据所设置的树型或星型网络拓扑，以简单的结构，以波长路径为单位，灵活地设定任意用户节点之间的连接，并且可以适应给用户的各种服务。
另外，在各个用户节点203-1至203-k中增加或减少待使用的波长信道的数量的情况下，同样无需改变整个光网络系统201的配备，而通过对可变波长传输光输出部203a至203d进行设定而容易地解决这种波长信道数量的增加或减少的问题。具体地，由于可以提供能够灵活地对连接进行改变或设定的功能，因此优点在于，可以实现不能由传统系统容易实现的光网络结构的改变，并且可以灵活且经济地构建网络。
另外，由于该结构简单且经过节点的光的插入损耗较低，因此可以减少用于补偿该插入损耗的光放大器的数量并可以进一步减少网络成本。另外，可以通过将各个用户节点中用于传输和接收的波长信道的数量设定为较小数量的波长，可减少引入系统的成本。
第三实施例的变型例另外在上述第三实施例中，如在图12所示的光网络系统201A的情况下，与图2的作为第一实施例的变型例的光网络系统1A相似，可以将传输线路4-1至4-k形成为传输线路5-1至5-k，将中央节点202形成为增加了光学循环器2e的中央节点202A，并且将用户节点203-1至203-k形成为均增加了光学循环器3q的用户节点203A-1至203A-k。
另外，如在图13的光网络系统201B的情况下，与图3中所示的作为第一实施例的另一变型例的光网络系统1B相似，可以将各个用户节点203B-1至203B-k的传输部和接收部形成为根据双结构部分271和272的冗余结构，并且还形成冗余结构的用于相反方向的传输线路51-i和52-i(i＝1至k)。
另外，如在图14的光网络系统201C的情况下，与图4中所示的作为第一实施例的另一变型例的光网络系统1C相似，可以将各个用户节点203C-1至203C-k的传输部和接收部形成为根据双结构部分271和272的冗余结构，并且还形成冗余结构的用于相反方向的传输线路51-i和52-i(i＝1至k)，另外将中央节点202C形成为根据双节点部分221和222的冗余结构。
第四实施例[D1-1]结构图15表示根据本发明第四实施例的光网络系统301。参照图15，所示的光网络系统301是上述第三实施例的变型例，与第三实施例不同之处在于，第三实施例中的用户节点203-1至203-k通过传输线路4-1至4-k与结构不同于第三实施例的中央节点(参见附图标记202)的中央节点302相连。
与在上述第二实施例中的光网络系统101相似，中央节点302包括环形传输线路302a、和设置成分别对应于用户节点203-1至203-k的分路/插入部302f-1至302f-k。然而，分路/插入部302f-1至302f-k具有与上述第二实施例中的分路/插入部102f-1至102f-k不同的结构。具体地，各个分路/插入部302f-1至302f-k包括中央节点侧复用部302b-1至302b-k、以及抑制/下波滤波器302c-1至302c-k。
分路/插入部302f-i(i＝1至k)的复用部302b-i对通过传输线路4-i从用户节点203-i传输并向其输入的光信号进行复用，并且例如可以由光耦合器形成。另外，各个抑制/下波滤波器302c-1至302c-k是这样的光学滤波器，其具有作为中央节点侧分路部的功能，用于针对用户节点203-1至203-k中的相应一个，对来自环形传输线路302a的上游侧的光信号的接收波长分量进行分路；以及另一作为通路阻塞部分的功能，用于阻挡环形传输线路302a中向下游侧的分路插入部传播的光之中的、来自与分路/插入部302f-i相对应的用户节点203-i的光信号的波长分量从其通过。抑制/下波滤波器302c-i例如可以由波长选择开关形成。
应注意，附图标记102d表示适当地设置在中央节点302的光传播路径上的任何需要位置处的光放大器(例如，在自光学滤波器4A的光信号接收端、至光学滤波器4B的光信号传输端或者在环形传输线路302a上)。另外，如果情况需要，也可以如中央节点302中一样，在任何传输线路4-1至4-k上或者在用户节点203-1至203-k中的任何光传播路径上适当地插设光放大器。
作用效果在根据具有上述结构的本发明第四实施例的光网络系统301中，同样可以通过中央节点302在用户节点203-1至203-k之间进行光信号的传输和接收。
具体地，用户节点203-1的传输部203f向中央节点302输出从可变波长传输光输出部203a至203d输出的、具有可变波长的传输光信号。由中央节点侧复用部302b-1将该传输光信号与来自环形传输线路302a的上游侧的光(具有其它用户节点203-2至203-k的传输波长分量的光)进行复用，并输出到环形传输线路302a的下游侧。
另外，各个抑制/下波滤波器302c-1至302c-k阻挡在环形传输线路302a的上游侧传播的光信号中的、待由上述中央节点侧复用部302b-1复用的传输波长分量，并在中央节点侧复用部302b-1之前的阶段将设定作为用户节点203-1的接收波长的波长λ1至λ4的光信号进行分路，并且将分路的光信号输出给用户节点203-1至203-k的接收部3p。应注意，将具有其它剩余用户节点203-2至203-k的传输波长分量的光作为经过光输出给上述中央节点侧复用部302b-1。
如果试图例如使得用户节点203-2接收来自用户节点203-1的光信号，则将设定为用户节点203-2处的再现(reproduction)波长的波长λ5至λ8设为用户节点203-1的可变波长传输光输出部203a至203d的传输波长。
因此，中央节点302的分路/插入部302f-2可以对来自用户节点203-1的传输光信号的波长分量λ5至λ8进行分路，以使得该分路的波长分量可以由用户节点203-2的接收部203p接收。这样，可以在用户节点203-1与用户节点203-2之间传输和接收光信号。
这样，在根据本发明第四实施例的光网络系统301中，同样由于其包括中央节点302和用户节点203-1至203-k，因此可以预料到与上述第三实施例相似的优点。另外，由于中央节点302可以通过插入光放大器102d而连续地补偿来自用户节点203-1至203-k的传输光信号的各个分路/插入位置(参见附图标记302b-i和302c-i(i＝1至k))处的传输损耗，因此可以预料到可增加可以连接的用户节点的数量以及可延长传输线路4-1至4-k的传输距离。
第四实施例的变型例另外在上述第四实施例的情况下，如在图16所示的光网络系统301A的情况下，与图7的作为第二实施例的变型例的光网络系统101A相似，可以将传输线路4-1至4-k形成为传输线路5-1至5-k(其均由用于相反方向的光纤形成)，将中央节点302形成为具有分路/插入部302g-1至302g-k(每一个都增加了光学循环器2e)的中央节点302A，并且将用户节点203-1至203-k形成为均增加了光学循环器的用户节点203A-1至203A-k。
另外，如在图17的光网络系统301B的情况下，与图8中所示的作为第二实施例的另一变型例的光网络系统101B相似，可以将各个用户节点203B-1至203B-k的传输部和接收部形成为根据双结构部分271和272的冗余结构，并且还形成冗余结构的用于相反方向的传输线路51-i和52-i(i＝1至k)。
另外，如图18的光网络系统301C的情况下，与图9中所示的作为第二实施例的另一变型例的光网络系统101C相似，可以将各个用户节点303C-1至303C-k的传输部和接收部形成为根据双结构部分271和272的冗余结构，并且还形成冗余结构的用于相反方向的传输线路51-i和52-i(i＝1至k)，另外根据双节点部分321和322形成冗余结构的中央节点302C。
其它本发明并不限于上述具体的实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下作出变动和修改。
另外，可以根据上述公开的实施例来制造本发明的装置。
权利要求
1.一种光网络系统，其包括中央节点(2)；以及多个用户节点(3-1至3-k)，它们通过传输线路(4-1至4-k)与所述中央节点(2)相连，从而可以通过所述中央节点(2)在所述用户节点(3-1至3-k)之间传输和接收光信号；所述中央节点(2)包括复用部(2a)，用于对通过所述传输线路(4-1至4-k)从所述用户节点(3-1至3-k)传输并向其输入的光信号进行复用；和中央节点侧分路部(2b)，用于对所述复用部(2a)复用的光信号进行分路，并通过所述传输线路(4-1至4-k)将分路的光信号供应给所述用户节点(3-1至3-k)；每个所述用户节点(3-1至3-k)都包括传输部(3f)，其能够输出被设定为传输波长与其它用户节点的传输波长不同的光信号；和接收部(3p)，用于从由所述中央节点侧分路部(2b)对其所供应的分路光内提取选择的光波长分量，并从所提取的光波长分量中提取接收信号。
2.一种光网络系统，其包括中央节点(102)；以及多个用户节点(3-1至3-k)，它们通过传输线路与所述中央节点(102)相连，从而可以通过所述中央节点(102)在所述用户节点(3-1至3-k)之间传输和接收光信号，所述中央节点(102)包括环形传输线路(102a)、以及连续地插设在所述环形传输线路(102a)上用于在所述环形传输线路(102a)与所述用户节点(3-1至3-k)之间分路/插入光信号的多个分路/插入部(102f-1至102f-k)，各个所述的分路/插入部(102f-1至102f-k)均包括中央节点侧复用部(102b-1至102b-k)，用于对来自相应用户节点的光信号与所述环形传输线路(102a)上的光进行复用；信道阻塞部(102b-1至102b-k)，用于阻挡沿着所述环形传输线路(102a)传播的光的、与来自相应用户节点的光信号的波长分量相对应的波长分量从其通过到下游侧的分路/插入部；以及中央节点侧分路部(102c-1至102c-k)，用于将沿着所述环形传输线路(102a)传播的光分路并输出到相应用户节点，每个所述用户节点(3-1至3-k)都包括传输部(3f)，其能够输出被设定为传输波长与其它用户节点的传输波长不同的光信号；和接收部(3p)，用于从由相应的中央节点侧分路部(102c-1至102c-k)对其供应的分路光内提取选择的光波长分量，并从所提取的光波长分量中提取接收信号。
3.根据权利要求1所述的光网络系统，其中，所述中央节点侧分路部对由所述复用部复用的光信号进行功率分路，并将分路信号输出给相应的用户节点，并且每个所述用户节点的所述接收部包括用户节点侧分路部，其能够将来自所述中央节点的分路光功率分路为多个光；多个可变波长滤波器，其能够从经所述用户节点侧分路部功率分路的光中提取可变且选择地设定的光波长分量；以及多个接收信号提取部，用于分别从由所述可变波长滤波器提取的光波长分量中提取接收信号。
4.根据权利要求2所述的光网络系统，其中，所述中央节点侧分路部对沿着所述环形传输线路传播的光进行功率分路，并将所分路光输出给相应的用户节点，并且每个所述用户节点的所述接收部包括用户节点侧分路部，其能够将来自所述中央节点的分路光功率分路为多个光；多个可变波长滤波器，其能够从经所述用户节点侧分路部功率分路的光中提取可变且选择地设定的光波长分量；以及多个接收信号提取部，用于分别从由所述可变波长滤波器提取的光波长分量中提取接收信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光网络系统，其中，各个所述用户节点的所述传输部包括多个固定波长传输光输出部，它们能够输出具有彼此不同的固定波长的光信号；以及用户节点侧复用部，用于对来自所述固定波长传输光输出部的光信号进行复用。
6.一种光网络系统(201)，其包括中央节点(202)；以及多个用户节点(203-1至203-k)，它们通过传输线路(4-1至4-k)与所述中央节点(202)相连，从而可以通过所述中央节点(202)在所述用户节点(203-1至203-k)之间传输和接收光信号；所述中央节点(202)包括中央节点侧复用(202a)，用于对通过所述传输线路(4-1至4-k)从所述用户节点(203-1至203-k)传输并向其输入的光信号进行复用；和中央节点侧分路部(202b)，用于对经所述中央节点侧复用部(202a)复用的光信号进行分路，并通过所述传输线路(4-1至4-k)将分路的光信号供应给所述用户节点(203-1至203-k)；每个所述用户节点(203-1至203-k)都包括传输部(203f)，其能够向所述中央节点(202)输出具有彼此不同的可变光波长分量的多个光信号；和接收部(203p)，用于从由所述中央节点侧分路部(202b)向其供应的分路光的光信号中提取接收信号，该接收信号具有被设定为与其他用户节点中的接收波长不同的接收波长。
7.一种光网络系统(301)，其包括中央节点(302)；以及多个用户节点(203-1至203-k)，它们通过传输线路与所述中央节点(302)相连，从而可以通过所述中央节点(302)在所述用户节点(203-1至203-k)之间传输和接收光信号；所述中央节点(302)包括环形传输线路(302a)、以及连续地插设在所述环形传输线路(302a)上用于在所述环形传输线路(302a)与所述用户节点(203-1至203-k)之间分路/插入光信号的多个分路/插入部(302f-1至302f-k)，各个所述的分路/插入部(302f-1至302f-k)均包括中央节点侧复用部(302b-1至302b-k)，用于将来自相应用户节点的光信号与所述环形传输线路(302a)上的光进行复用；以及中央节点侧分路部(302c-1至302c-k)，用于对沿着所述环形传输线路(302a)传播的光进行分路并将分路光输出到相应用户节点，每个所述分路/插入部(302f-1至302f-k)都构造成阻挡沿着所述环形传输线路(102a)传播的光的、与来自相应用户节点的光信号的波长分量相对应的波长分量从其通过至下游侧的分路/插入部；每个所述用户节点(203-1至203-k)都包括传输部(203f)，其能够向所述中央节点(302)输出具有彼此不同的可变光波长分量的多个光信号；和接收部(203p)，用于从由所述中央节点侧分路部(302c-1至302c-k)对其供应的分路光内提取接收波长被设定为与其它用户节点的接收波长不同的光信号，并从所提取的光波长分量中提取接收信号。
8.根据权利要求6所述的光网络系统，其中，所述中央节点侧分路部由波长分路滤波器形成，该波长分路滤波器用于针对为相应用户节点设定的各个接收波长分量将由所述中央节点侧复用部复用的光信号分路，并且所述用户节点的各个接收部包括用户节点侧分路部，用于针对各个接收波长分量将经所述波长分路滤波器分路的分路光进行分路；以及多个接收信号提取部，用于从经所述用户节点侧分路部分路的光信号中提取接收信号。
9.根据权利要求7所述的光网络系统，其中，各个所述分路/插入部的所述中央节点侧分路部由抑制滤波器和下波滤波器形成，该抑制滤波器用于阻挡所述环形传输线路上的光信号之中的相应用户节点的传输波长分量，而该下波滤波器用于对所述环形传输线路上的光信号中的、设定给相应用户节点的接收波长分量进行分路，并使得所有其它波长分量从其通过，并且各个所述用户节点的所述接收部包括用户节点侧分路部，用于针对各个接收波长分量，将经相应的分路和插入部的波长分路滤波器分路过的分路光进行分路；以及多个接收信号提取部，用于从经所述用户节点侧分路部分路的光信号中提取接收信号。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的光网络系统，还包括管理装置，用于管理所述用户节点的传输波长，以使得从各个所述用户节点传输的光信号的传输波长与其它用户节点的不同。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的光网络系统，其中，各个所述用户节点的所述传输部包括多个可变波长传输光输出部，它们能够输出具有彼此不同的可变光波长的光信号；以及用户节点侧复用部，用于对来自所述可变波长传输光输出部的光信号进行复用。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的光网络系统，其中，对于所述光传输线路设置用于在所述中央节点和各个所述用户节点之间连接的双向共用光纤，并且在该光纤的相对两端设置有一对光学循环器。
13.根据权利要求12所述的光网络系统，其中，各个所述用户节点的所述传输部和所述接收部具有冗余结构，并且所述双向共用光纤也具有冗余结构。
14.根据权利要求12所述的光网络系统，其中，各个所述用户节点的所述传输部和所述接收部具有冗余结构，并且所述双向共用传输线光纤和所述中央节点也具有冗余结构。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的光网络系统，其中，由所述中央节点和所述用户节点形成星形网络拓扑结构。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的光网络系统，其中，由所述中央节点和所述用户节点形成树形网络拓扑结构。
17.一种传输装置，包括如权利要求1至16中任一项所述的光网络系统中的中央节点的结构。
18.一种传输装置，包括如权利要求1至16中任一项所述的光网络系统中的用户节点的结构。
全文摘要
光网络系统和传输装置。公开了一种光网络系统，通过该光网络系统可以根据树形和星形网络拓扑结构灵活地设定波长路径。中央节点(2)包括复用部(2a)，用于对从用户节点(3－1至3－k)传输并向其输入的光信号进行复用；和中央节点侧分路部(2b)，用于对由复用部(2a)复用的光信号进行分路，并将分路的光信号供应给用户节点(3－1至3－k)。每个用户节点(3－1至3－k)都包括传输部(3f)，其能够输出被设定为传输波长与其它用户节点的传输波长不同的光信号；和接收部(3p)，用于从由中央节点侧分路部(2b)所向其供应的分路光内提取选择的光波长分量，并从所提取的光波长分量中提取接收信号。
文档编号H04J14/02GK1815932SQ20061000204
公开日2006年8月9日 申请日期2006年1月20日 优先权日2005年1月31日
发明者宫田英之, 中川刚二, 甲斐雄高 申请人:富士通株式会社