JP2001119734A

JP2001119734A - 光スイッチおよびそこで用いるプロトコル

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Publication number: JP2001119734A
Application number: JP2000223503A
Authority: JP
Inventors: Guo-Qiang Wang; クオ・チェン・ワン
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2001-04-27
Anticipated expiration: 2020-07-25
Also published as: EP2268054A2; US20140205290A1; US20160255427A1; JP4380895B2; EP1073308A3; US20140186036A1; US8463123B2; CA2314322A1; US6529301B1; US20130202298A1; EP1073308A2; EP2268054A3; US20030161632A1; CA2314322C; US20160255426A1; EP2268055A2; US20130266317A1; US20160255424A1; EP2268055A3; US20140205287A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ネットワークの終端スイッチ・ノード間にデー
タ接続を確立する方法および該方法を実現するスイッチ
・ノードを提供して、波長効率を向上させる。【解決手段】本方法は、ネットワーク層波長ルーティン
グ（ＷＲ）プロトコルに関与するスイッチ・ノードを含
み、ネットワーク・トポロジに基づいて終端ノードのす
べての可能な組合せについてネクスト・ホップ・スイッ
チ・ノードを求める。また本方法は、データ接続が確立
される際、ネットワーク層波長分散（ＷＤ）に関与する
スイッチ・ノードを必要とする。ＷＲプロトコルは、ネ
ットワークを通じて使用される経路を決定し、ＷＤプロ
トコルは、スイッチ・ノード間の各リンクに波長を割り
当てる。異なる光リンクについて波長は異なることがで
きる。スイッチ・ノードは、光スイッチを備えた波長変
換器またはデジタル電子スイッチを備えた光電変換器を
含む。デジタル電子スイッチは信号フォーマットを提供
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に光スイッチ
ングの分野に関し、より具体的には、光ネットワーク内
で使用する光スイッチ・ノードに関する。本発明はま
た、スイッチ・ノードの動作を管理するプロトコルに関
する。

【０００２】

【従来の技術】大容量ネットワークの開発は、例えばク
ライアントおよびサーバ間のように、リモート・サイト
間に広帯域データ接続を確立する必要性によって推進さ
れてきた。一般的には、そのようなネットワークの通信
インフラストラクチャは、様々なリモート・サイトを包
含する地理領域をサービス対象とする１つまたは複数の
通信事業者によって提供される。通信事業者は、大容量
接続を確立しようとする顧客に光ファイバ回線をリース
することができる。そして、この通信事業者のネットワ
ークにおいて、光スイッチ・ノードは、所望の接続をサ
ポートするように構成される。

【０００３】普通、通信事業者は、その光ファイバ回線
を長期間使用するものとしてリースする。したがって、
大容量接続を提供する時点で確立されたスイッチの構成
は、数ヶ月または数年にわたって所定の位置にとどまっ
ているものと予想される。したがって、ネットワーク内
のスイッチは、コストまたは提供されるサービス品質に
ほとんど影響を与えずに手動で構成されることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ただし、サイズおよび
／またはトポロジが常に進化しているネットワークを扱
う際には、多数のスイッチを手動で構成することはでき
ない。さらに、スイッチを手動で構成すると、ネットワ
ーク内を伝送するトラフィックの帯域幅またはサービス
要件の品質が時間で変化する状況、またはネットワーク
を介して緊急に新しい大容量接続を確立する必要がある
場合に対処することができない。ネットワークのトポロ
ジおよびトラフィック負荷の変化の関数として自動的に
再構成可能なスイッチを提供することが望ましいが、そ
のような機能は現在利用可能ではない。

【０００５】さらに、現在の光ネットワーク内でエンド
ツーエンドのデータ接続を確立する最も一般的な方法
は、ネットワークの隅から隅まで手動で構成された経路
上で同じ波長、例えばλ_Ｘを使用することに依存する。
この結果、新しい接続に対応する経路の一部が元の接続
に対応する経路の一部と交差する場合には、エンドツー
エンド（end-to-end、終端間）の波長としてλ_Ｘを使用
して他のデータ接続を確立することが妨げられる。これ
によって、現在の光ネットワーク内での波長の使用が厳
密に制限され、ネットワーク内の全体的な帯域幅効率が
大幅に減少する。

【０００６】したがって、当技術分野で、上記の欠点を
克服する光スイッチ・ノードを提供する必要がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、広義には光ス
イッチ・ファブリック（optical switch fabric）、波
長変換ユニットおよび制御ユニットを備えるスイッチ・
ノード（switching node）として説明されることができ
る。光スイッチ・ファブリックは、制御ユニットに接続
され、該制御ユニットから受信するマッピング命令に従
って一組の入力光ファイバ・セグメントに到着する光信
号を一組の出力光ファイバ・セグメントに切り換えるの
に使用される。波長変換ユニットは、光スイッチ・ファ
ブリックに接続され、制御ユニットから受信する変換コ
マンドに従って、入来する光信号またはスイッチングさ
れた光信号が占有する波長を変更するのに使用される。

【０００８】制御ユニットは、ネットワーク層プロトコ
ルを用いて他のスイッチ・ノードと制御情報を交換し、
この制御情報に基づいてマッピング命令および変換コマ
ンドを生成するのに使用される。このスイッチ・ノード
によって、光データ信号の入力および出力波長は異なる
波長を占有することができ、その結果多くの利点がもた
らされるが、そのうちの１つは、光ネットワーク内での
波長効率の向上という利点である。

【０００９】制御情報は、光監視制御チャネル（optica
l supervisory channel）のような帯域外制御チャネル
を用いて交換されるのが好ましい。

【００１０】制御ユニットは、プロセッサ、および該プ
ロセッサからアクセス可能なメモリ要素を備えるのが好
ましい。メモリ要素は、ルーティング・テーブル（rout
ingtable）および波長アベイラビリティ・テーブル（wa
velength availability table）を記憶するのが好まし
い。ルーティング・テーブルは、すべての起こりうる一
対の終端スイッチ・ノードに関連するネクスト・ホップ
（next hop）スイッチ・ノード・フィールドを含む。波
長アベイラビリティ・テーブルは、それぞれの波長多重
光ファイバ・リンクによって任意のポートに接続された
スイッチ・ノードのアイデンティティ（identity）と、
それぞれの波長について、その波長が占有されているの
かまたは利用可能であるのかの標示を含む。

【００１１】スイッチ・ノードは通常、第１の終端スイ
ッチ・ノードおよび第２の終端スイッチ・ノードによっ
て識別される経路の「前（previous）」のスイッチ・ノ
ードに接続される。そのようなシナリオでは、制御ユニ
ットは、前のスイッチ・ノードからメッセージを受信す
るように動作可能であるのが好ましい。

【００１２】メッセージがいわゆるＣＯＮＮＥＣＴＩＯ
Ｎ＿ＲＥＱＵＥＳＴ（接続要求）メッセージの場合、制
御ユニットは、波長アベイラビリティ・テーブルにアク
セスして、現在のスイッチ・ノードおよび前のスイッチ
・ノードの間のリンク上の入力光ファイバ・セグメント
のうちの１つに関連する利用可能な波長を識別するのが
好ましい。

【００１３】現在のスイッチ・ノードが第２の終端スイ
ッチ・ノードならば、制御ユニットは、利用可能な波長
に関連する入力光ファイバ・セグメントと、出力光ファ
イバ・セグメントのうちの１つとの間の接続を、利用可
能な波長を用いて確立するマッピング・コマンドを生成
し、前のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿Ｃ
ＯＮＦＩＲＭ（接続確認）メッセージを送信するのが好
ましい。

【００１４】そうでない場合、すなわち現在のスイッチ
・ノードが第２の終端スイッチ・ノードでないならば、
制御ユニットは、ルーティング・テーブルにアクセスし
て、第１および第２の終端スイッチ・ノードに関連する
ネクスト・ホップ・スイッチ・ノード・フィールドの内
容を求め、ネクスト・ホップ・スイッチ・ノード・フィ
ールドによって識別されたスイッチ・ノードにＣＯＮＮ
ＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを送信するの
が好ましい。

【００１５】他方、メッセージがいわゆるＣＯＮＮＥＣ
ＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージの場合、制御ユニ
ットは、利用可能な波長に関連する入力光ファイバ・セ
グメントと、出力光ファイバ・セグメントのうちの１つ
との間の接続を利用可能な波長を用いて確立するマッピ
ング・コマンドを生成し、前のスイッチ・ノードにＣＯ
ＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信す
るのが好ましい。

【００１６】入来する光信号が、ヘッダおよびペイロー
ドを持つパケットから形成されるパケット・ベースのア
ーキテクチャに対応するために、スイッチ・ノードは、
入力光ファイバ・セグメントおよび制御ユニットに接続
された変換ユニットをさらに備えて、それぞれのパケッ
トのヘッダを抽出することができる。この場合、制御装
置によって生成されるマッピング命令および変換コマン
ドは、それぞれのパケットのヘッダ内に含まれる情報に
依存する。

【００１７】別の実施形態では、スイッチ・ノードは、
第１の光電変換器の組および第２の光電変換器の組を備
える。第１の光電変換器の組は、それぞれの波長を占有
する入力光信号を電子信号に変換するのに使用され、第
２の光電変換器の組は、出力電子信号を、それぞれの波
長を占有する出力光信号に変換するのに使用される。

【００１８】スイッチ・ノードはまた、光電変換器に接
続されたデジタルスイッチ・ファブリックを備え、スイ
ッチング命令に従って入力電子信号を出力電子信号にス
イッチングする。最後に、スイッチ・ノードは、デジタ
ルスイッチ・ファブリックおよび光電変換器に接続され
た制御ユニットを備える。制御ユニットは、ネットワー
ク層プロトコルを用いて他のスイッチ・ノードと制御情
報を交換し、該制御情報に基づいてスイッチング命令を
生成する。

【００１９】この実施形態では、入力電子信号は再フォ
ーマットされることができ、再フォーマットされた信号
はスイッチングされ、その後第２の変換器の組によって
変換され、その結果得られる光信号が所望のフォーマッ
トになるという意味で、スイッチ・ノードはグルーミン
グ（grooming）機能を提供する。これによって、ネット
ワーク内のエンド・ユーザの装置間の互換性が向上す
る。

【００２０】本発明は、ネットワーク・レベルで第１の
終端スイッチ・ノードおよび第２の終端スイッチ・ノー
ド間のデータ接続を確立する方法として要約されること
ができる。ネットワークは、上記２つの終端スイッチ・
ノードと、波長多重光リンクによって相互接続された他
のスイッチ・ノードのグループとを有するものとして理
解される。

【００２１】本方法は、ゼロ以上の中間スイッチ・ノー
ドを介して第１の終端スイッチ・ノードおよび第２の終
端スイッチ・ノードの間でデータを伝送する一組のリン
クおよび波長を有する経路を識別する第１のステップを
含む。

【００２２】本方法はまた、識別された経路内のそれぞ
れの入口リンクおよびそれぞれの出口リンクに接続され
たそれぞれの中間スイッチ・ノードにおいて、それぞれ
の入口リンクに到着する光信号をそれぞれの出口リンク
に切り換え、それぞれの入口および出口リンク上で占有
される波長が異なる場合には波長変換を実行するステッ
プを含む。これによって、経路上で異なる波長を用いて
データ接続を確立することができるようになり、有利で
ある。

【００２３】また、本発明は、ネットワーク内の経路上
のゼロ以上の中間スイッチ・ノードを介して第１の終端
スイッチ・ノードおよび第２の終端スイッチ・ノード間
のデータ接続を可能にする波長分散プロトコルとして要
約されることができる。このプロトコルは、ネットワー
ク内の様々なスイッチ・ノードで実行される。

【００２４】前のスイッチ・ノードおよび／または次の
スイッチ・ノードの間の経路にそれぞれの光リンクによ
って接続されたそれぞれの現在のスイッチ・ノードにお
いて、プロトコルは、前のまたは次のスイッチ・ノード
からメッセージを受信する機能を有する。

【００２５】メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥ
ＱＵＥＳＴメッセージであって、現在のスイッチ・ノー
ドが第１の終端スイッチ・ノードではない場合、プロト
コルは、現在のスイッチ・ノードおよび前のスイッチ・
ノードの間のリンク上の利用可能な波長を識別し、記憶
するステップを含む。

【００２６】また、メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ
＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージであって、現在のスイッチ
・ノードが実際に第２の終端スイッチ・ノードである場
合、プロトコルは、利用可能な波長を用いて接続を確立
し、前のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿Ｃ
ＯＮＦＩＲＭメッセージを送信する。メッセージがＣＯ
ＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージであっ
て、現在のスイッチ・ノードが実際に第２の終端スイッ
チ・ノードでない場合、次のスイッチ・ノードにＣＯＮ
ＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを送信する
ステップを含む。

【００２７】ただし、メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯ
Ｎ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージである場合、プロトコル
は、前に記憶された利用可能な波長を用いて接続を確立
するステップを含み、現在のスイッチ・ノードが第１の
終端スイッチ・ノードでない場合、プロトコルは、前の
スイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩ
ＲＭメッセージを送信するステップを含む。

【００２８】プロトコルが意図したように動作するため
に、最初のＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッ
セージは、データ接続を最初に要求した時点で第１の終
端スイッチ・ノードに送信されるものとする。

【００２９】このプロトコルに関与することで、スイッ
チ・ノードは、動的に割り当てられた波長を用いたデー
タ接続のエンドツーエンドの確立に自動的に関与するこ
ととなり、その結果、光ネットワークの帯域幅全体の効
率が改善され、入力および出力波長が同じであることを
もはや必要としないより柔軟な保護スイッチングが提供
される。

【００３０】本発明の上記およびその他の特徴は、図面
を参照する以下の具体的な実施形態の説明を読むことに
より、当業者には明らかになるであろう。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１は、光ネットワーク内の他の
スイッチ・ノードに接続する光スイッチ・ノード４００
を示す。本発明の好ましい実施形態によれば、スイッチ
・ノード４００は、それぞれの複数の波長多重光ファイ
バ・セグメント４１２、４１４、４１６、４１８に外部
的に接続された複数のポート４０２、４０４、４０６、
４０８を備える。光ファイバ・セグメント４１２、４１
４、４１６、４１８は双方向セグメントであり、隣接ス
イッチ・ノード（図示せず）への入口および出口リンク
の働きをする。代わりに、複数の光ファイバ・セグメン
ト（例えば、入口用に１つ、出口用に１つ）によってス
イッチ・ノード４００を隣接スイッチ・ノードのそれぞ
れに接続することもできる。

【００３２】光ファイバ・セグメント４１２、４１４、
４１６、４１８は、好ましくは隣接スイッチ・ノードと
の間でデータを搬送する。また、好ましくは光ファイバ
・セグメント４１２、４１４、４１６、４１８は、専用
の監視波長（光監視制御チャネル(optical supervisory
channel)として知られている）を用いた隣接スイッチ
・ノード間の制御リンクの働きをする。スイッチ・ノー
ドへの制御リンクを確立するその他の方法は、専用の電
子制御線の使用を含む。

【００３３】スイッチ・ノード４００は、４つのポート
を有するものとして示されているが、２より大きい、ま
たは２に等しい任意の数のポートを有することができ
る。また、光ファイバ・セグメント４１２、４１４、４
１６、４１８は、隣接スイッチ・ノードのポート間を接
続するよう意図されているが、光ファイバ・セグメント
４１２、４１４、４１６、４１８のうちの１つまたは複
数を用いて顧客の構内に設置された装置（以下、顧客構
内装置という）との間で個々のまたは多重化された光チ
ャネルを伝送することができる、ということを理解され
たい。この場合、スイッチ・ノード４００はアド／ドロ
ップ・ノード（add/drop node）と呼ばれる。

【００３４】スイッチ・ノード４００内で、ポート４０
２、４０４、４０６、４０８は、それぞれの中間光ファ
イバ・セグメント４２２、４２４、４２６、４２８によ
ってそれぞれの方向性結合器４３２、４３４、４３６、
４３８に接続されている。中間光ファイバ・セグメント
４２２、４２４、４２６、４２８は双方向結合器であ
り、好ましくはスイッチ・ノード４００の内部との間で
データおよび制御信号の両方を搬送する。方向性結合器
４３２、４３４、４３６、４３８は、反対方向に送信さ
れる２つの単方向波長多重信号を１つの双方向波長多重
信号に結合する既知の構成要素である。

【００３５】一方の方向では、それぞれの方向性結合器
４３２、４３４、４３６、４３８は、それぞれの中間光
ファイバ・セグメント４２２、４２４、４２６、４２８
上を搬送される入来データおよび制御信号を抽出し、そ
のように抽出された入来信号を、それぞれの中間光ファ
イバ・セグメント４４２、４４４、４４６、４４８上の
それぞれの光デマルチプレクサ４５２、４５４、４５
６、４５８に供給する。

【００３６】逆の方向では、送出データおよび制御信号
は、それぞれの中間光ファイバ・セグメント５４２、５
４４、５４６、５４８上を、それぞれの光マルチプレク
サ５５２、５５４、５５６、５５８によって方向性結合
器４３２、４３４、４３６、４３８に供給される。それ
ぞれの方向性結合器４３２、４３４、４３６、４３８
は、それぞれのポート４０２、４０４、４０６、４０８
に接続されたそれぞれの中間光ファイバ・セグメント４
２２、４２４、４２６、４２８上に、それぞれの送出デ
ータおよび制御信号を転送する。

【００３７】それぞれの光デマルチプレクサ４５２、４
５４、４５６、４５８は、波長に基づいてそれぞれの中
間光ファイバ・セグメント４４２、４４４、４４６、４
４８に到着する波長多重光信号を分離し、それぞれの複
数の単一波長光ファイバ・セグメント４６２Ａ〜Ｄ、４
６４Ａ〜Ｄ、４６６Ａ〜Ｄ、４６８Ａ〜Ｄ上に現れる個
別の光信号のそれぞれの組を生成する。

【００３８】図１は、光デマルチプレクサ４５２、４５
４、４５６、４５８のそれぞれを４つの単一波長光ファ
イバ・セグメントに関連するものとして示しているが、
光デマルチプレクサから出るセグメントの数は、それぞ
れの中間光ファイバ・セグメント４４２、４４４、４４
６、４４８上のそれぞれの光デマルチプレクサに到着す
るそれぞれの波長多重光信号の波長の数に対応すること
ができる、ということを理解されたい。

【００３９】それぞれのデマルチプレクサから出る複数
の単一波長光ファイバ・セグメントのうち、少なくとも
１つが好ましくは制御情報を伝送するために使用され、
残りのセグメントは、好ましくはスイッチングされるデ
ータを伝送するのに使用される。２つのスイッチ・ノー
ド間における専用の波長に乗せた制御情報の伝送は、
「帯域外（out-of-band）」制御チャネルの確立として
知られている。代わりに、「帯域内（in-band）」制御
チャネルを、例えば２つのスイッチ・ノード間で伝送さ
れるデータ内に制御を含んだヘッダ（control-laden he
ader）を埋め込むことによって、ヘッダ部分に確立する
ことができる。

【００４０】図１の具体的な例では、単一波長光ファイ
バ・セグメント４６２Ａ、４６４Ａ、４６６Ａ、４６８
Ａは帯域外制御チャネルを提供し、隣接スイッチ・ノー
ドから入来する制御情報を搬送する。それぞれの単一波
長光ファイバ・セグメント４６２Ａ、４６４Ａ、４６６
Ａ、４６８Ａは、それぞれの光電変換器４７２Ａ、４７
４Ａ、４７６Ａ、４７８Ａに接続されている。それぞれ
の光電変換器４７２Ａ、４７４Ａ、４７６Ａ、４７８Ａ
は、それぞれの単一波長光ファイバ・セグメント４６２
Ａ、４６４Ａ、４６６Ａ、４６８Ａ上の光制御信号を、
それぞれの入力制御線４８２Ａ、４８４Ａ、４８６Ａ、
４８８Ａ上の電子制御信号に変換する。入力制御線４８
２Ａ、４８４Ａ、４８６Ａ、４８８Ａは、制御装置４９
０に接続されている。

【００４１】単一波長光ファイバ・セグメントの残りの
組４６２Ｂ〜Ｄ、４６４Ｂ〜Ｄ、４６６Ｂ〜Ｄ、４６８
Ｂ〜Ｄは、入来したデータを搬送し、それぞれの組は、
制御可能な波長変換器４７２Ｂ〜Ｄ、４７４Ｂ〜Ｄ、４
７６Ｂ〜Ｄ、４７８Ｂ〜Ｄのそれぞれのバンクに供給さ
れる。それぞれの波長変換器４７２Ｂ〜Ｄ、４７４Ｂ〜
Ｄ、４７６Ｂ〜Ｄ、４７８Ｂ〜Ｄは、それぞれの単一波
長光ファイバ・セグメント４６２Ｂ〜Ｄ、４６４Ｂ〜
Ｄ、４６６Ｂ〜Ｄ、４６８Ｂ〜Ｄ上の光信号を、現在の
波長から、制御装置４９０によってそれぞれの制御線
（図示せず）上で送信される制御信号によって指定され
た波長（異なる波長であることが可能）に変換する。

【００４２】波長変換器４７２Ｂ〜Ｄ、４７４Ｂ〜Ｄ、
４７６Ｂ〜Ｄ、４７８Ｂ〜Ｄが実行する波長変換は、直
接的な光学的方法を介して、または電子領域に変換した
後、別の指定された波長の光領域に変換し直すことで、
達成することができる。

【００４３】波長変換器４７２Ｂ〜Ｄ、４７４Ｂ〜Ｄ、
４７６Ｂ〜Ｄ、４７８Ｂ〜Ｄのそれぞれのバンクによっ
て変換された信号は、単一波長入力光ファイバ・セグメ
ントのそれぞれの組４６２Ｂ’〜Ｄ’、４６４Ｂ’〜
Ｄ’、４６６Ｂ’〜Ｄ’、４６８Ｂ’〜Ｄ’上に現れ
る。これらの光ファイバ・セグメント４６２Ｂ’〜
Ｄ’、４６４Ｂ’〜Ｄ’、４６６Ｂ’〜Ｄ’、４６８
Ｂ’〜Ｄ’は、光スイッチ・ファブリック４９２のそれ
ぞれの入力ポートに供給される。

【００４４】光スイッチ・ファブリック４９２はまた、
それぞれの複数の単一波長出力光ファイバ・セグメント
５６２Ｂ〜Ｄ、５６４Ｂ〜Ｄ、５６６Ｂ〜Ｄ、５６８Ｂ
〜Ｄに接続された複数の出力ポートを有する。光スイッ
チ・ファブリック４９２は、単一波長入力光ファイバ・
セグメント４６２Ｂ’〜Ｄ’、４６４Ｂ’〜Ｄ’、４６
６Ｂ’〜Ｄ’、４６８Ｂ’〜Ｄ’および単一波長出力光
ファイバ・セグメント５６２Ｂ〜Ｄ、５６４Ｂ〜Ｄ、５
６６Ｂ〜Ｄ、５６８Ｂ〜Ｄの間の１対１の光接続を制御
可能に確立する回路を備える。データ接続は、制御線４
９４を介して制御装置４９０から受信したマッピング命
令に基づいて確立される。

【００４５】様々な中間光ファイバ・セグメント４４
２、４４４、４４６、４４８、５４２、５４４、５４
６、５４８は様々な数の波長に対応することがあるの
で、光スイッチ・ファブリック４９２に接続された単一
波長出力光ファイバ・セグメントの数が、光スイッチ・
ファブリックに接続された単一波長入力光ファイバ・セ
グメントの数と異なることができる、ということは当業
者には明らかであろう。

【００４６】また、波長変換器のバンクを、光スイッチ
・ファブリック４９２の入力部における単一波長入力光
ファイバ・セグメント４６２Ｂ’〜Ｄ’、４６４Ｂ’〜
Ｄ’、４６６Ｂ’〜Ｄ’、４６８Ｂ’〜Ｄ’ではなく、
光スイッチ・ファブリック４９２の出力部の単一波長出
力光ファイバ・セグメント５６２Ｂ〜Ｄ、５６４Ｂ〜
Ｄ、５６６Ｂ〜Ｄ、５６８Ｂ〜Ｄに接続することもでき
る、ということも理解されよう。

【００４７】制御装置４９０から出る複数の出力制御線
５８２Ａ、５８４Ａ、５８６Ａ、５８８Ａは、スイッチ
・ノード４００を隣接スイッチ・ノードに結合するそれ
ぞれの帯域外制御チャネルの一部を形成する。出力制御
線５８２Ａ、５８４Ａ、５８６Ａ、５８８Ａは、それぞ
れ複数の光電変換器５７２Ａ、５７４Ａ、５７６Ａ、５
７８Ａに接続されている。光電変換器５７２Ａ、５７４
Ａ、５７６Ａ、５７８Ａは、制御装置４９０から出力さ
れた電子制御信号を、それぞれの単一波長光ファイバ・
セグメント５６２Ａ、５６４Ａ、５６６Ａ、５６８Ａ上
に現れる光信号に変換する。

【００４８】制御装置４９０から送出された制御情報を
搬送するそれぞれの単一波長光ファイバ・セグメント５
６２Ａ、５６４Ａ、５６６Ａ、５６８Ａは、光マルチプ
レクサ５５２、５５４、５５６、５５８のそれぞれに接
続されている。また、光マルチプレクサ５５２、５５
４、５５６、５５８には、光スイッチ・ファブリック４
９２からのスイッチングされた信号（すなわち送出デー
タ）を搬送する単一波長出力光ファイバ・セグメント５
６２Ｂ〜Ｄ、５６４Ｂ〜Ｄ、５６６Ｂ〜Ｄ、５６８Ｂ〜
Ｄのそれぞれの組が接続されている。光マルチプレクサ
５５２、５５４、５５６、５５８は、単一波長光ファイ
バ・セグメント５６２Ａ〜Ｄ、５６４Ａ〜Ｄ、５６６Ａ
〜Ｄ、５６８Ａ〜Ｄのそれぞれのグループによって搬送
された個々の光信号を、それぞれの中間光ファイバ・セ
グメント５４２、５４４、５４６、５４８によってそれ
ぞれの方向性結合器４３２、４３４、４３６、４３８に
搬送される波長多重光信号に結合する。

【００４９】制御装置４９０は、好ましくはメモリ要素
４９０Ｂに接続されたプロセッサ４９０Ａを備える。プ
ロセッサ４９０Ａは、好ましくはソフトウェア・アルゴ
リズムを実行するマイクロ・プロセッサである。代わり
に、プロセッサは、デジタル信号プロセッサまたはその
他のプログラマブル論理装置であることができる。

【００５０】メモリ要素４９０Ｂは、波長アベイラビリ
ティ(availability；利用可能性)情報を波長アベイラビ
リティ・テーブルの形式で記憶する。図２の（Ａ）は、
本発明の好ましい実施形態による波長アベイラビリティ
・テーブル７００の構成を示す。波長アベイラビリティ
・テーブル７００は、ＰＯＲＴ（ポート）列７１０、Ｗ
ＡＶＥＬＥＮＧＴＨ（波長）列７２０およびＡＶＡＩＬ
ＡＢＩＬＩＴＹ（利用可能性）列７３０を有する。ＰＯ
ＲＴ列７１０は、スイッチ・ノード内のポートごとに１
つのエントリを含む。図１のスイッチ・ノード４００の
場合、ポートの数、したがって波長アベイラビリティ・
テーブル７００のＰＯＲＴ列７１０内のエントリ数は４
に等しい。ポートは、図１の参照番号、すなわち４０
２、４０４、４０６および４０８で識別される。

【００５１】所与のポートに対応するそれぞれの行につ
いて、そのポートを通ってスイッチ・ノードに入来また
はそこから送出されることのできる波長の数に従って、
ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ列７２０には複数のエントリが可
能である。例えば、図１のスイッチ・ノード４００の場
合、ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ列７２０にはポート４０２、
４０４、４０６、４０８のそれぞれに対応する６つのエ
ントリがある。ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ列７２０内のそれ
ぞれのエントリについて、対応する波長が対応するポー
トで現在占有されているか否かを示すエントリが、ＡＶ
ＡＩＬＡＢＩＬＩＴＹ列７３０内にある。ＡＶＡＩＬＡ
ＢＩＬＩＴＹ列７３０内のそれぞれのエントリを表すに
は２進値が適当である。

【００５２】メモリ要素４９０Ｂはまた、ネットワーク
に関するトポロジ情報を記憶する。具体的には、メモリ
要素４９０Ｂは、光ファイバ・セグメント４１２、４１
４、４１６、４１８のうちの１つを介してスイッチ・ノ
ード４００に直接接続されているスイッチ・ノードのア
イデンティティ（identity）を記憶する。メモリ要素４
９０Ｂはまた、ネットワークの残りに関する同様のトポ
ロジ情報（これは、隣接スイッチ・ノードによってスイ
ッチ・ノード４００に送信される）を記憶する。スイッ
チ・ノード４００内のプロセッサ４９０Ａは、メモリ要
素４９０Ｂ内に記憶されたトポロジ情報を用いて、スイ
ッチ・ノード４００をルートとするネットワーク全体の
トポロジ・ツリーを構築する。その後、プロセッサ４９
０Ａはこのツリーを用いて、やはりメモリ要素４９０Ｂ
に記憶されるルーティング・テーブルを構築する。

【００５３】図２の（Ｂ）は、本発明の好ましい実施形
態によるルーティング・テーブル６００を示す。ルーテ
ィング・テーブル６００は、好ましくは４つのフィール
ド、すなわち、送信元スイッチ・ノード（ＳＳＮ）フィ
ールド６１０、宛先スイッチ・ノード（ＤＳＮ）フィー
ルド６２０、トラフィック特性情報（ＴＣＩ）フィール
ド６３０およびネクスト・ホップスイッチ・ノード（Ｎ
ＨＳＮ）フィールド６４０を有する。

【００５４】ＳＳＮおよびＤＳＮフィールド６１０、６
２０内のエントリは、ネットワーク内の終端スイッチ・
ノードのすべての可能な組合せを表す。ＴＣＩフィール
ド６３０は、ルーティング・テーブル内の対応する行の
ＤＳＮフィールド６２０内のエントリによって識別され
たスイッチ・ノードから受信したトラフィックの特性情
報を含む。このようにして、ＴＣＩフィールド６３０
は、それぞれの宛先スイッチ・ノードのそれぞれの光イ
ンタフェースによって許容可能な信号フォーマット（si
gnaling format）を識別する。

【００５５】通常、少なくとも１つの中間スイッチ・ノ
ードも通過することなく送信元スイッチ・ノードから宛
先スイッチ・ノードにデータを送信することはできな
い。したがって、スイッチ・ノード４００は一般に、送
信元および宛先の間に位置する一連の中間スイッチ・ノ
ードのうちの１つである。宛先スイッチ・ノードへの経
路上の次の中間ノードは、ネクスト・ホップ・スイッチ
・ノード（next hop switching node）として知られ、
これは、ルーティング・テーブルのＮＨＳＮフィールド
６４０で識別される。ネクスト・ホップ・スイッチ・ノ
ードは、送信元スイッチ・ノード、宛先スイッチ・ノー
ド、ネットワーク・トポロジおよびトポロジ内の現在の
スイッチ・ノードの位置、の関数である。したがって、
ルーティング・テーブルは、ネットワーク内のスイッチ
・ノードごとに異なり、基本的に静的であり、ネットワ
ークのトポロジが変更される時にのみ変化する。

【００５６】動作時には、ネットワーク内の様々なスイ
ッチ・ノードによって制御情報が送受信され解釈される
方法は、ネットワーク層の波長ルーティング（ＷＲ：wa
velength routing）プロトコルによって管理される。ネ
ットワーク内の経路上で送信元スイッチ・ノードから宛
先スイッチ・ノードにデータを転送するエンドツーエン
ドの経路は、それぞれのスイッチ・ノードをネットワー
ク層の波長分散（ＷＤ：wavelength distribution）プ
ロトコルに関与させることで確立することができる。こ
れら２つのプロトコルについて以下に説明する。

【００５７】ＷＲプロトコルは、それぞれのスイッチ・
ノード内のプロセッサに、図５の流れ図に示すようなア
ルゴリズムを実行させることで実現される。具体的に
は、図５は、情報伝搬ステップ１０１０、情報記憶ステ
ップ１０２０および情報処理ステップ１０３０を含む。

【００５８】最初に、伝搬ステップ１０１０は、制御装
置４９０がトポロジ情報およびトラフィック特性情報を
適切な制御チャネル（帯域外または帯域内）を介して隣
接スイッチ・ノードに送信するステップからなる。トポ
ロジ情報は、スイッチ・ノード４００のアイデンティテ
ィと、スイッチ・ノード４００に隣接し、そのポートの
うちの１つに接続されたそれぞれのスイッチ・ノードの
アイデンティティとを有する。トラフィック特性情報
は、それぞれのポートに対して許容可能な信号のタイプ
（signaling type）のリストからなることができる。こ
のリストの内容は、エンド・ユーザのフォーマット要件
によって調整することができる。

【００５９】さらに、伝搬ステップの１０１０の別の部
分として、スイッチ・ノード４００は、任意の隣接スイ
ッチ・ノードから受信した制御情報を、他のすべての隣
接スイッチ・ノードに中継する。スイッチ・ノード４０
０によって送信される制御情報を、例えば１０秒の定期
的な間隔で送信することができ、または代わりに、受信
した制御情報に変更があった時にのみ送信することもで
きる。

【００６０】それぞれのスイッチ・ノードは、それ自身
の制御情報だけでなく、その隣接ノードの制御情報をも
送信するので、それぞれのスイッチ・ノードは、ネット
ワーク全体のトポロジと、該ネットワーク内の各スイッ
チ・ノードに関連する許容可能な信号タイプとを、帰納
的に認識することとなる。

【００６１】記憶ステップ１０２０は、制御装置４９０
が、それ自身のトポロジおよびトラフィック特性情報
と、隣接スイッチ・ノードから受信したそれらの情報と
を、メモリ要素４９０Ｂ内に記憶するステップからな
る。

【００６２】最後に、処理ステップ１０３０は、スイッ
チ・ノード４００内の制御装置４９０が、メモリ要素４
９０Ｂ内に記憶されるルーティング・テーブルを、記憶
ステップ１０２０で記憶されたネットワーク・トポロジ
情報およびトラフィック特性情報の関数として定期的に
またはトポロジの変更後に生成するステップからなる。
図２の（Ｂ）に示すルーティング・テーブルを参照する
と、ルーティング・テーブル６００の特定の行のＮＨＳ
Ｎフィールド６４０を埋めるために、スイッチ・ノード
のプロセッサ内のソフトウェアは、ネクスト・ホップ・
ルーティング・アルゴリズム、例えば周知のＤｉｊｋｓ
ｔｒａアルゴリズム（Ｊ．Ｍｏｙ著、Ｎｅｔｗｏｒｋ
ＷｏｒｋｉｎｇＧｒｏｕｐＲＦＣ１５８３、Ｐ
Ｐ．１４２−１６０を参照のこと。ここで、この文献を
参照により取り入れる）を実行する。Ｄｉｊｋｓｔｒａ
アルゴリズムがルーティング・テーブル６００内の所与
の行について適切なネクスト・ホップ・スイッチ・ノー
ドを生成しない場合、この事実を、ＮＨＳＮおよびＴＣ
Ｉフィールド６３０、６４０内の対応するエントリをそ
れぞれ空白にすることで知らせることができる。

【００６３】ＷＤプロトコルは、それぞれのスイッチ・
ノード内のプロセッサが図６の流れ図に示すようなアル
ゴリズムを実行することで実現される。本発明の波長分
散（ＷＤ）プロトコルは、ＩＮＩＴＩＡＬ＿ＣＯＮＮＥ
ＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴ（初期接続要求）メッセー
ジ、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴ（接続要
求）メッセージ、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲ
Ｍ（接続確認）メッセージおよびＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ
＿ＤＥＮＹ（接続拒否）メッセージを含むいくつかのタ
イプのメッセージの交換および解釈からなる。

【００６４】図６の流れ図、より具体的にはステップ１
６１０を参照すると、所与のスイッチ・ノード内のプロ
セッサは、メッセージの受信を待つ。メッセージを受信
すると、ステップ１６２０で、プロセッサは、そのメッ
セージがＩＮＩＴＩＡＬ＿ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥ
ＱＵＥＳＴメッセージであるか否かを検査する。ＩＮＩ
ＴＩＡＬ＿ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッ
セージは通常、例えば送信元スイッチ・ノードに接続さ
れた顧客構内装置によって生成される。

【００６５】受信したメッセージが実際にＩＮＩＴＩＡ
Ｌ＿ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージ
ならば、送信元および宛先スイッチ・ノードと、送信元
スイッチ・ノードに接続されたインタフェースによって
使用される信号フォーマット（例えば、ＴＣＩ_Ｓ）とを
指定する。ステップ１６３０で、プロセッサは、ＴＣＩ
_Ｓが宛先スイッチ・ノードに接続されたインタフェース
によって許容される信号フォーマットのうちのいずれか
に一致するか否かを検査する。ＴＣＩが一致しなけれ
ば、送信元スイッチ・ノードの顧客は、接続を確立する
ことができない旨の通知を受ける。

【００６６】他方、ＴＣＩが一致したならば、プロセッ
サは、送信元および宛先スイッチ・ノードに関連するル
ーティング・テーブルの行のＮＨＳＮフィールド内のエ
ントリを調べ、その後、そのエントリによって識別され
たスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵ
ＥＳＴメッセージを送信する。ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿
ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、好ましくは送信元スイッ
チ・ノードを識別するＳＳＮパラメータと、宛先スイッ
チ・ノードを識別するＤＳＮパラメータとを含む。ＣＯ
ＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージの意図さ
れた受信先は、送信元ノードおよび宛先ノードの間の経
路上の「次の」スイッチ・ノードとして知られている。

【００６７】ステップ１６２０で受信が確認されたメッ
セージが、ＩＮＩＴＩＡＬ＿ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿Ｒ
ＥＱＵＥＳＴメッセージではなくＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ
＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージであることもある（ＩＮＩ
ＴＩＡＬ＿ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッ
セージの後で送信元スイッチ・ノードから送信されたＣ
ＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージのよう
に）。ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセー
ジは、送信元スイッチ・ノードおよび宛先スイッチ・ノ
ードの間の経路上の「前の」スイッチ・ノードから現在
のスイッチ・ノードが受信するものとする。

【００６８】ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメ
ッセージが受信されると、ステップ１６４０で、前のス
イッチ・ノードおよび現在のスイッチ・ノードの間に空
きの波長があるか否かが検査される。空きの波長がない
場合、ステップ１６５０に示すように、プロセッサは、
ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセージを前のスイ
ッチ・ノードに送信する。

【００６９】他方、空きの波長がある場合、ステップ１
６６０で、現在のスイッチ・ノード内のプロセッサに接
続されたメモリ要素内に、この空きの波長が記憶され
る。続けてステップ１６７０で、現在のスイッチ・ノー
ドが実際に宛先スイッチ・ノードであるか否かが検査さ
れる。現在のスイッチ・ノードが実際に宛先スイッチ・
ノードでなければ、ステップ１６８０に示すように、Ｃ
ＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは経路
上の次のスイッチ・ノードに送信される。

【００７０】現在のスイッチ・ノードが実際に宛先スイ
ッチ・ノードであるならば、ステップ１６９０で、現在
のスイッチ・ノードの光スイッチ・ファブリックを介し
てデータ接続が確立される。これは、制御装置４９０が
光スイッチ・ファブリック４９２に適切なマッピング命
令を提供することによって達成されることができる。こ
の接続によって、空きの波長（ステップ１６６０の実行
後にメモリ要素に記憶された）に関連する単一波長光フ
ァイバと、宛先スイッチ・ノードに接続された顧客構内
装置に接続する光ファイバ・セグメントとが結合され
る。

【００７１】顧客構内装置が占有する波長が、メモリ要
素内に記憶された空きの波長と異なる場合には、該空き
の波長に関連する波長変換器に適切な命令を送信しなけ
ればならない。さらに、波長アベイラビリティ・テーブ
ルが、「空きの」波長が現在のスイッチ・ノードおよび
前のスイッチ・ノードを結合する対応するポート上でも
はや利用可能でないことを反映するよう更新される。

【００７２】接続が確立された後、ステップ１７００
は、前のスイッチ・ノード（今では空きの波長によって
現在のスイッチ・ノードに光学的に接続されている）に
ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージが送
信されることを示している。ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿Ｃ
ＯＮＦＩＲＭメッセージは、空きの波長を指定する。

【００７３】再びステップ１６２０を参照すると、受信
メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセー
ジの場合、ステップ１７３０に示すように、とられるべ
きアクションは、現在のスイッチ・ノードが送信元スイ
ッチ・ノードか否かに依存する。現在のスイッチ・ノー
ドが送信元スイッチ・ノードでないならば、ＣＯＮＮＥ
ＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセージは、ステップ１６５０
に示すように前のスイッチ・ノードに返送される。した
がって、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセージ
は、最終的には送信元スイッチ・ノードに到達し、ここ
で、ステップ１７４０に従って、顧客は、接続を確立す
ることができないということを知らされる。

【００７４】最後に、ステップ１６２０で受信が確認さ
れたメッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲ
Ｍメッセージの場合、ステップ１７１０に示すように、
とられるべきアクションは、現在のスイッチ・ノードが
送信元スイッチ・ノードか否かに依存する。現在のスイ
ッチ・ノードが実際に送信元スイッチ・ノードであるな
らば、顧客構内装置に接続された光ファイバ・セグメン
トと、送信元スイッチ・ノードおよび次のスイッチ・ノ
ードの間でデータを搬送する単一波長光ファイバ・セグ
メントとの間に接続が確立される（ステップ１７２
０）。

【００７５】現在のスイッチ・ノードが実際に送信元ス
イッチ・ノードでないならば（ステップ１６９０）、現
在のスイッチ・ノードと前および次のスイッチ・ノード
との間でデータを搬送する単一波長光ファイバ・セグメ
ントをつなぐ接続が確立される。さらに、ローカルに記
憶された波長アベイラビリティ・テーブルが、現在のス
イッチ・ノードと前および次のスイッチ・ノードとの間
でデータを搬送する光ファイバ・セグメント上の新しい
波長の占有を反映するよう更新される。いずれにして
も、必要に応じて波長変換命令が適切な波長変換器に送
信される。ステップ１７００に示すように、その後ＣＯ
ＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージが前のス
イッチ・ノードに送信される。

【００７６】ＷＤプロトコルを用いてエンドツーエンド
の接続が確立される方法を示す例について図３を参照し
ながら説明する。図３は、複数の光ファイバ・セグメン
ト８２６〜８５８を介してメッシュ行列パターンで接続
された複数のスイッチ・ノード８０２〜８２４を有する
光ネットワーク８００を示す。スイッチ・ノード８０２
は、波長λ_Ｓを使用する光ファイバ・セグメント８６２
を介して顧客構内装置（ＣＰＥ：customer premises eq
uipment）８６０に接続されている。ＣＰＥ８６０は、
ＴＣＩ_Ｓで表すことができる信号フォーマットを使用す
る。スイッチ・ノード８２４は、波長λ_Ｆを使用する光
ファイバ・セグメント８６６を介してＣＰＥ８６４に接
続されている。ＣＰＥ８６４は、組｛ＴＣＩ_Ｆ｝で識別
することのできる信号フォーマットを許容する。

【００７７】スイッチ・ノード８０２〜８２４は、本発
明のＷＤプロトコルに関与する。したがって、それぞれ
のスイッチ・ノードにおいてルーティング・テーブルが
生成される。このルーティング・テーブルはそれぞれの
スイッチ・ノードについて異なるが、ネットワークのト
ポロジが変化するまでは静的である。図を見やすくし、
一般性を失わないために、図７の（Ａ）は、送信元スイ
ッチ・ノードがスイッチ・ノード８０２として指定さ
れ、宛先スイッチ・ノードがスイッチ・ノード８２４と
して指定されている行に対応するスイッチ・ノード８０
２で生成されたルーティング・テーブル９００の一部を
示す。具体的には、ＴＣＩ列６３０内のエントリは、ス
イッチ・ノード８２４に接続されたＣＰＥ８６４が、リ
ストされたフォーマットで、すなわちＯＣ−４、ＯＣ−
３２、ＯＣ−１９２およびギガビット・イーサネット
（登録商標）（ＧＢＥ）でデータを受信することができ
る、ということを示す。ＮＨＳＮ列６４０内のエントリ
は、スイッチ・ノード８０２および８２４を結ぶ経路の
ネクスト・ホップ・スイッチ・ノードがスイッチ・ノー
ド８０８であることを示す。

【００７８】同様に、図７の（Ｂ）は、スイッチ・ノー
ド８０８のメモリ要素内に記憶されたルーティング・テ
ーブル９５０の例示の行を示す。この行もまた、スイッ
チ・ノード８０２および８２４を含む送信元−宛先の組
合せに対応する。ルーティング・テーブル９５０がスイ
ッチ・ノード８０８の観点から生成され、したがって、
ＮＨＳＮ列６４０内のエントリは、スイッチ・ノード８
０２内に記憶されたルーティング・テーブル９００のＮ
ＨＳＮ列６４０内のエントリとは異なる。図７の（Ｂ）
の例では、ＮＨＳＮ列６４０内のエントリはスイッチ・
ノード８１０を指定する。同様に、スイッチ・ノード８
１０、８１６および８１８内に記憶されるルーティング
・テーブル内のＮＨＳＮ列６４０内の対応するエントリ
は、それぞれスイッチ・ノード８１６、８１８および８
２４を示すことができる。

【００７９】このように、図３の太字の実線で示すよう
に、スイッチ・ノード８０２および８２４の間には光フ
ァイバ・セグメント８３０、８３６、８４２、８４８お
よび８５４からなる潜在的な経路が存在する。同様に、
送信元スイッチ・ノードおよび宛先スイッチ・ノードの
すべての組合せの間に潜在的な経路が存在する。

【００８０】ＷＤプロトコルのメッセージ交換方式につ
いて、図３のネットワークおよび図６の流れ図を引き続
き参照しながら説明する。最初に、ＣＰＥ８６０および
ＣＰＥ８６４の間にエンドツーエンドのデータ接続を確
立したいという欲求が、任意の適した方法で送信元スイ
ッチ・ノード８０２に伝えられる。すなわち、ＩＮＩＴ
ＩＡＬ＿ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセ
ージがスイッチ・ノード８０２によって受信される。

【００８１】ＷＤプロトコルに従って（ステップ１６３
０で）、スイッチ・ノード８０２は、ＣＰＥ８６０の信
号フォーマットすなわちＴＣＩ_Ｓを、ＣＰＥ８６４に関
連する許容される信号フォーマットの組、すなわち組
｛ＴＣＩ_Ｆ｝と比較する。ＴＣＩの一致が検出される
と、送信元スイッチ・ノード８０２内のプロセッサは、
そのルーティング・テーブル（図７の（Ａ））を参照し
て、特定の送信元−宛先スイッチ・ノードの組合せに対
応する行のＮＨＳＮフィールド内のスイッチ・ノードの
アイデンティティを抽出する。このケースでは、このよ
うにして識別されたスイッチ・ノードはスイッチ・ノー
ド８０８である。（ＴＣＩ_Ｓが組｛ＴＣＩ_Ｆ｝の要素で
ない場合、接続要求が拒否されることに留意されたい。
図６のステップ１７４０に示すように、送信元スイッチ
・ノード８０２内の制御装置は、エンド・ユーザに接続
要求が拒否されたことを通知するアクションをとる。）
その後、送信元スイッチ・ノード８０２内のプロセッサ
は、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージ
を定式化し、それをスイッチ・ノード８０８に送信する
（ステップ１６８０）。ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱ
ＵＥＳＴメッセージは、スイッチ・ノード８０２を送信
元スイッチ・ノードとして識別し、スイッチ・ノード８
２４を宛先スイッチ・ノードとして識別している。ＣＯ
ＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、送信
元スイッチ・ノード８０２によって適切な帯域外または
帯域内制御チャネルを介してスイッチ・ノード８０８に
送信される。

【００８２】図６のステップ１６４０に従って、スイッ
チ・ノード８０８は、波長アベイラビリティ・テーブル
を参照し、スイッチ・ノード８０８を前のスイッチ・ノ
ード（この例では、送信元スイッチ・ノード８０２）に
結合する光ファイバ・セグメント８３０上に空きの波長
があるか否かを判断する。その結果、いずれかの波長が
見つかったならば、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥ
ＳＴメッセージのコピーをスイッチ・ノード８１０に送
信し（ステップ１６８０）、接続要求が経路上をさらに
伝搬する。波長が見つからなかった場合には、接続要求
は拒否され、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセー
ジが送信元スイッチ・ノード８０２に返送される（ステ
ップ１６５０）。ここでは、スイッチ・ノード８０８は
宛先スイッチ・ノード８２４ではないので、接続はまだ
確立されない。

【００８３】送信されたＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮ
Ｙメッセージは、接続要求が拒絶されたこと、およびそ
の理由（このケースでは、光ファイバ・セグメント８３
０上に利用可能な波長が見つからなかったこと）を示す
適切なフォーマットを有する。図６のステップ１７３０
および１７４０では、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹ
メッセージを受信すると、送信元スイッチ・ノード８０
２内の制御装置は、ＣＰＥ８６０のエンド・ユーザに接
続要求が拒否されたことを通知するアクションをとるこ
とができる。

【００８４】スイッチ・ノード８１０、８１６、８１８
のそれぞれは、同じアルゴリズムを実行し、よって基本
的にスイッチ・ノード８０８と同じタスクを実行する。
したがって、光ファイバ・セグメント８３６、８４２お
よび８４８のそれぞれで波長が利用可能であれば、ＣＯ
ＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは最終的
に宛先スイッチ・ノード８２４によって受信される。同
様に、スイッチ・ノード８１０、８１６、８１８のうち
の１つに返送されたＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメ
ッセージは、送信元スイッチ・ノード８０２に転送さ
れ、ここでエンド・ユーザに接続要求が拒否されたこと
を通知するアクションをとることができる。

【００８５】ＴＣＩ_Ｓが組｛ＴＣＩ_Ｆ｝に属し、適切な
波長の経路が利用可能であるとすると、送信元スイッチ
・ノード８０２によって送信されたＣＯＮＮＥＣＴＩＯ
Ｎ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、「中間」スイッチ・
ノード８０８、８１０、８１６および８１８を介して最
終的に宛先スイッチ・ノード８２４に到達する。宛先ス
イッチ・ノード８２４は、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥ
ＱＵＥＳＴメッセージ内のＤＳＮパラメータによって識
別されるので、宛先スイッチ・ノード８２４は、自身が
送信元スイッチ・ノード８０２から導かれる潜在的な経
路上の最後のスイッチ・ノードであることを知る。図３
の例示のシナリオでは、最終的な宛先は、波長λ_Ｆで光
信号を搬送するよう構成された光ファイバ・セグメント
８６６を介して宛先スイッチ・ノード８２４に接続され
たＣＰＥ８６４である。ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱ
ＵＥＳＴメッセージに応答して、宛先スイッチ・ノード
８２４内のプロセッサは、宛先スイッチ・ノード８２４
および中間スイッチ・ノード８１８を接続する光ファイ
バ・セグメント８５４上に空きの波長を見つけようとす
る。

【００８６】そのような波長、例えばλ_Ｉが見つかる
と、データ接続が確立される（ステップ１７２０）。具
体的には、制御装置は、λ_Ｉに関連する単一波長入力光
ファイバ・セグメント上の光信号を、顧客構内装置８６
４に接続された光ファイバ・セグメント８６６に切り換
えるマッピング命令を、その光スイッチ・ファブリック
に送信する。さらに、制御装置は、波長λ_Ｉで光信号を
搬送する単一波長入力光ファイバ・セグメントに関連す
る波長変換器に、波長λ_Ｆの値を送信する。λ_Ｉがλ_Ｆ
と異なる場合には、その波長変換器は、波長変換を実行
する必要がある。さらに、宛先スイッチ・ノード８２４
は、新たに確立されたデータ接続に関する情報で、その
波長アベイラビリティ・テーブルを更新する。すなわ
ち、適切な行のＡＶＡＩＬＡＢＩＬＩＴＹフィールド７
３０内のエントリには、光ファイバ・セグメント８５４
上の波長λ_Ｉが使用されている、すなわち利用可能でな
いということを示す値が与えられる。

【００８７】光スイッチ・ファブリックにデータ接続を
設定するように命令した後で、図７のステップ１７００
に記述されたＷＤプロトコルは、宛先スイッチ・ノード
８２４が中間スイッチ・ノード８１８にＣＯＮＮＥＣＴ
ＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信するよう要求
する。ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセー
ジは、宛先スイッチ・ノード８２４内の光スイッチ・フ
ァブリックを介して接続された単一波長入力光ファイバ
・セグメントに関連する波長（波長変換前の波長）であ
る波長λ_Ｉを指定する。

【００８８】宛先スイッチ・ノード８２４から送信され
たＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを
受信すると、中間スイッチ・ノード８１８自体が、波長
λ_Ｉの信号が光ファイバ・セグメント８５４上で搬送さ
れる単一波長出力光ファイバと、前に記憶された空きの
波長（例えば、λ_Ｊ）の信号が光ファイバ・セグメント
８４８上で搬送される単一波長入力光ファイバとの間に
接続を確立する。λ_Ｉがλ_Ｊに等しくない場合、対応す
る波長変換器は、適切な波長変換を実行するように命令
される。次いで、中間スイッチ・ノード８１８内の制御
装置は、自分の波長アベイラビリティ・テーブルを更新
し、その後、中間スイッチ・ノード８１６にＣＯＮＮＥ
ＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信する。こ
のメッセージは、λ_Ｊを指定する（λ_Ｉでもλ_Ｆでもな
く）。

【００８９】ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメ
ッセージのこの後戻りは、このメッセージが送信元スイ
ッチ・ノード８０２に受信されるまで継続する。図７に
関連して記述されるアルゴリズムのステップ１７２０で
は、送信元スイッチ・ノード８０２内の制御装置が、Ｃ
ＰＥ８６０に接続された波長λ_Ｓを占有する光ファイバ
・セグメント８６２と、その信号が光ファイバ・セグメ
ント８３０によって波長λ_Ｋで搬送される単一波長光フ
ァイバ・セグメントとの間の接続を確立することを目的
に、その光スイッチ・ファブリックにマッピング命令を
送信する。λ_Ｋがλ_Ｓと異なる場合、波長変換コマンド
が、光ファイバ・セグメント８６２に関連する波長変換
器に送信される。

【００９０】以上の説明から、光ファイバ・セグメント
８３０、８３６、８４２、８４８、８５４からなる送信
元および宛先スイッチ・ノード８０２、８２４間の経路
が、異なる波長を占有することができる、ということが
わかる。ＷＲプロトコルに関与する様々なスイッチ・ノ
ードのおかげで自動的に交換されるトポロジおよびトラ
フィック特性情報の結果として、新しい接続が要求され
るたびに、上記の波長分散（ＷＤ）プロトコルによって
動的なやり方で波長を特定の光ファイバ・セグメントに
割り当てることができる。したがって、利用可能なネッ
トワーク帯域幅がより効率的に使用され、スイッチ・ノ
ードを構成するのに必要な時間、労力およびコストが大
幅に低減される。

【００９１】ＷＤプロトコルについての上記の説明で
は、送信元スイッチ・ノードが宛先スイッチ・ノードに
一方的にデータを送信する場合を扱っているが、本発明
は、一方のスイッチ・ノードが他方のスイッチ・ノード
からデータを取り出す場合にも適用される。この逆の単
方向通信では、２つの終端スイッチ・ノードを「クライ
アント」（データを受信する）スイッチ・ノード、「サ
ーバ」（データをクライアントに送信する）スイッチ・
ノードと呼ぶことがより適当である。

【００９２】図３の例示のネットワークおよび提示され
た経路を考察すると、クライアントがスイッチ・ノード
８０２に接続され、サーバがスイッチ・ノード８２４に
接続されているものとみることができる。クライアント
８０２は、光ファイバ・セグメント８６２を介してＣＰ
Ｅ８６０に接続され、サーバ８２４は、光ファイバ・セ
グメント８６６を介してデータベース８６４に接続され
ている。ここでも、上記のＷＲプロトコルは、ネットワ
ーク内の様々なスイッチ・ノードが制御情報を交換し、
処理するための機構である。ただし、サーバ８２４から
クライアント８０２へのデータ転送（前述した送信元−
宛先の例のデータ・フローの方向とは逆の方向である）
に対応するために、ＷＤプロトコルは多少変更される。

【００９３】具体的には、図６のステップ１６３０（Ｔ
ＣＩ比較が実行される）は、クライアント側スイッチ・
ノードでは実行することができないが、これは、サーバ
から送信される信号タイプが不明なことがあるためであ
る。したがって、このステップは、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯ
Ｎ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージがサーバ側スイッチ・ノ
ードで受信されるまで延期され、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ
＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージが受信された際に、このス
テップがサーバ側スイッチ・ノードによって実行され
る。

【００９４】経路選択は、ルーティング制御アルゴリズ
ムを実行するスイッチ・ノードによって達成されるが、
送信元スイッチ・ノードすなわちクライアントが、エン
ド・ポイントの特定の組合せについてネットワークを通
る所望の経路を予め設定することができる、ということ
も理解すべきである。言い換えると、それぞれのスイッ
チ・ノード内のルーティング・テーブルのＮＳＨＮエン
トリを事前に推測することができる。ＷＤプロトコルに
従って経路内のそれぞれのセグメントに波長が動的に割
り当てられるという利点があるので、手動によって経路
を予め選択するということも許容される。このように、
処理ステップを省略して、単にトラフィック特性情報を
分散および収集するためだけにＷＲプロトコルを使用す
ることができる。

【００９５】また、２つの終端スイッチ・ノード間に双
方向のデータ接続を提供することも本発明の範囲内であ
る。片方向通信の波長の割り当ては、上記の送信元−宛
先のシナリオのアルゴリズムに従うことができ、その逆
方向の波長の割り当ては、上記のクライアント−サーバ
のシナリオのアルゴリズムに従うことができる。

【００９６】さらに、エンド・ポイントにおける信号タ
イプが一致はしないが「互換性のある（compatibl
e）」、というような場合にまで本発明を拡張して適用
することができる。例えば、宛先スイッチ・ノードはＯ
Ｃ−４８信号を許容するが、送信元スイッチ・ノードが
ＯＣ−１２信号を送信した場合、終端スイッチ・ノー
ド、または２つの終端スイッチ・ノード間の経路上の中
間スイッチ・ノードのうちの１つに、ＯＣ−１２信号を
グルーミング（grooming）するタスクを割り当て、ＯＣ
−１２信号がＯＣ−４８信号になるようにすることがで
きる。この場合、ＯＣ−１２およびＯＣ−４８の信号タ
イプは、互換性を持つと言われる。

【００９７】したがって、すべての波長が利用可能でな
いか、またはＴＣＩ_Ｓが組｛ＴＣＩ _Ｆ｝のどの要素とも
互換性を持たない場合に、ＷＤプロトコルを変更して、
ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセージが送信され
るようにすることができる。それぞれのスイッチ・ノー
ド内で、信号タイプの互換性のある対（組合せ）のテー
ブル（これを、それぞれのメモリ要素内に記憶すること
ができる）を参照することにより、互換性を判断するこ
とができる。

【００９８】所望のグルーミング機能を提供するには、
スイッチ・ノードの設計を変更する必要がある。図４
は、本発明の代替の実施形態によるスイッチ・ノード９
００を示す。スイッチ・ノード９００は、以下に述べる
一定の相違点を除いてスイッチ・ノード４００と同じで
ある。

【００９９】スイッチ・ノード９００は、それぞれのデ
マルチプレクサ４５２、４５４、４５６、４５８および
「グルーミング・プロセッサおよびスイッチ」９９２の
間に接続された光電変換器のグループ９０２Ｂ〜Ｄ、９
０４Ｂ〜Ｄ、９０６Ｂ〜Ｄ、９０８Ｂ〜Ｄを備える。変
換器９０２Ｂ〜Ｄ、９０４Ｂ〜Ｄ、９０６Ｂ〜Ｄ、９０
８Ｂ〜Ｄは、それぞれの単一波長入力光ファイバ４６２
Ｂ〜Ｄ、４６４Ｂ〜Ｄ、４６６Ｂ〜Ｄ、４６８Ｂ〜Ｄ上
の受信された光データ信号を、グルーミング・プロセッ
サ９９２に供給される電気信号に変換するのに使用され
る。光電変換器９０２Ｂ〜Ｄ、９０４Ｂ〜Ｄ、９０６Ｂ
〜Ｄ、９０８Ｂ〜Ｄおよび「グルーミング・プロセッサ
およびスイッチ」の間に、好ましくはアナログ−デジタ
ル変換器（図示せず）が提供される。

【０１００】「グルーミング・プロセッサおよびスイッ
チ」９９２は、好ましくはデジタル電子信号を、ある信
号タイプから別の信号タイプに変換するようプログラミ
ングされた高速デジタル信号プロセッサである。また、
「グルーミング・プロセッサおよびスイッチ」９９２
は、それぞれのグルーミングされた電子信号を、複数の
電子信号線９６２Ｂ〜Ｄ、９６４Ｂ〜Ｄ、９６６Ｂ〜
Ｄ、９６８Ｂ〜Ｄのうちの任意の１つに接続するデジタ
ル・クロス・コネクト機能を提供する。

【０１０１】電子信号線のグループ９６２Ｂ〜Ｄ、９６
４Ｂ〜Ｄ、９６６Ｂ〜Ｄ、９６８Ｂ〜Ｄは、それぞれの
光電変換器のグループ９７２Ｂ〜Ｄ、９７４Ｂ〜Ｄ、９
７６Ｂ〜Ｄ、９７８Ｂ〜Ｄを介してそれぞれの光マルチ
プレクサ５５２、５５４、５５６、５５８に接続されて
いる。光電変換器は、それぞれの電子信号を、それぞれ
の制御線（図示せず）を介して制御装置４９０から制御
可能な波長の光信号に変換する。このために、図４のス
イッチ・ノードの設計には波長変換器が明示的には必要
でないが、これは、その機能が光電変換器９７２Ｂ〜
Ｄ、９７４Ｂ〜Ｄ、９７６Ｂ〜Ｄ、９７８Ｂ〜Ｄにおい
て暗黙的なものであることによる。

【０１０２】本発明の別の実施形態によれば、図１およ
び図４のスイッチ・ノードとその動作を制御するＷＲお
よびＷＤプロトコルを用いて、メッシュ・ネットワーク
内で信頼できる保護機能を実現することができる。より
具体的には、特定の光ファイバ・リンク上でデータ接続
が確立され、そのリンクが障害になった場合、送信元ス
イッチ・ノードは新しいデータ接続要求を起動すること
ができる。それぞれのスイッチ・ノードはＷＲプロトコ
ルに関与しているので、故障したリンクに起因するネッ
トワーク・トポロジの変更の結果、それぞれのルーティ
ング・テーブル内のＮＨＳＮの値が自動的に違う値とな
る。

【０１０３】障害が検出された後に新しい接続要求をプ
ログラミングすることができ、この要求は、本発明のＷ
Ｄプロトコルによって扱われ、その結果、元は障害状態
にあったデータ接続について新しい信頼できる経路が設
定される、ということは当業者には明らかであろう。本
明細書に記載したＷＲおよびＷＤプロトコルに依存する
ことの別の利点は波長効率の良さである。これは、保護
波長を前もって確保する必要がなく、単一光ファイバ・
セグメントによって占有される異なる波長について別々
に再ルーティングする必要もないからである。後者の機
能によって、ネットワーク内に容量がある場合は常に個
々の波長の保護が可能であるので、これは有利である。

【０１０４】本発明のさらに別の代替実施形態によれ
ば、図１のスイッチ・ファブリック４９２と同様の全光
学スイッチ・ファブリック（all-optical switching fa
bric）を提供することができる。しかしながら、データ
接続期間に、それぞれの単一波長入力光ファイバ・セグ
メントを１つの単一波長出力光ファイバ・セグメントに
マッピングする代わりに、時間の関数として変化する特
定の入力光信号のスイッチング命令に、スイッチ・ファ
ブリックを応答させることができる。

【０１０５】この機能は、入力光信号の本質がパケット
・ベースであり、それぞれのパケットがヘッダ部および
ペイロード部を持つ場合に有用である。ヘッダは、送信
元および宛先スイッチ・ノードを識別することができ
る。異なるパケットは、同じ波長および同じ単一波長光
ファイバ・セグメントを共用するけれども、それらに関
連するヘッダは、完全に異なる送信元および／または宛
先を示すことができる。

【０１０６】本発明のこの代替実施形態では、スイッチ
・ノードは、単一波長入力光ファイバ・セグメントに接
続された光タップ(optical tap)のバンク（例えば、Ｐ
ＩＮダイオード）を備えることができる。これらのタッ
プは光電変換器に接続され、それらの光電変換器はすべ
て制御装置に接続される。したがって、制御装置は、そ
れぞれの入来するパケットのヘッダを読み出して処理す
ることができる。

【０１０７】動作時には、前述したように、波長ルーテ
ィング（ＷＲ）プロトコルが働く。さらに、データ接続
要求がなされると（ここで、それぞれの送信元−宛先の
対が識別される）、ネットワーク・トポロジに基づい
て、波長分散（ＷＤ）プロトコルを用いてマッピング命
令および波長変換コマンドの特定の組が生成される。

【０１０８】ただし、この場合、特定のデータ接続を確
立するために、単一波長入力光ファイバ・セグメントを
単一波長出力光ファイバ・セグメントにマッピングする
前に、追加のステップが実行される。具体的には、入力
光ファイバ・セグメント上のそれぞれのパケットのヘッ
ダが検査される。以前に導出されたマッピング命令およ
び波長変換コマンドが使用されるのは、ヘッダに指定さ
れた送信元および宛先が、ＷＤプロトコルを用いて接続
が設定された送信元−宛先の対に一致する場合だけであ
る。

【０１０９】ヘッダに指定された送信元および宛先スイ
ッチ・ノードに依存して、それぞれのパケットに１つの
マッピングを適用させて、複数のマッピングをそれぞれ
の単一波長入力光ファイバ・セグメントに関連づけるこ
とを可能とすることも、本発明の範囲内であることは当
然である。

【０１１０】以上、本発明の好ましい実施形態および代
替実施形態について説明し図示してきたが、特許請求の
範囲に記載する本発明の範囲を逸脱することなく、本発
明にさらに変更および修正を加えることができるという
ことは、当業者ならば理解するであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施形態に従うスイッチ・ノ
ードの概略図。

【図２】（Ａ）図１のスイッチ・ノードの制御装置によ
って作成された波長アベイラビリティ・テーブルの可能
な構造、および（Ｂ）図１のスイッチ・ノードの制御装
置によって作成されたルーティング・テーブルの可能な
構造を示す図。

【図３】光ネットワークと、該ネットワーク内の２つの
スイッチ・ノードを結ぶ経路の概略図。

【図４】本発明の代替実施形態に従うスイッチ・ノード
の概略図。

【図５】本発明の波長ルーティング・プロトコルを示す
流れ図。

【図６】本発明の波長分散プロトコルを示す流れ図。

【図７】図３の経路上の２つのスイッチ・ノードのルー
ティング・テーブル・エントリを示す図。

【符号の説明】

４００スイッチ・ノード４０２、４０４、４０６、４０８ポート４１２、４１４、４１６、４１８波長多重光ファイバ
・セグメント４２２、４４２、５４２、中間光ファイバ・セグメン
ト４３２、４３４、４３６、４３８方向性結合器４５２、４５４、４５６、４５８光デマルチプレクサ４６２Ａ〜Ｄ、５６２Ａ単一波長光ファイバ・セグメ
ント４６２Ｂ’〜Ｄ’ 単一波長入力光ファイバ・セグメン
ト４７２Ａ、４７８Ａ、５７２Ａ、５７８Ａ光電変換器４７２Ｂ〜Ｄ波長変換器４９０制御装
置４９０Ａプロセッサ４９０Ｂメモ
リ要素４９２光スイッチ・ファブリック５５２光マル
チプレクサ５６２Ｂ〜Ｄ単一波長出力光ファイバ・セグメント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者クオ・チェン・ワンカナダ、ケー２ジェイ、４ケー８、オンタリオ、ネピアン、ロングシャイア・サークル 233

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マッピング命令に従って複数の入力光ファ
イバ・セグメントに到着する光信号を複数の出力光ファ
イバ・セグメントに切り換える光スイッチ・ファブリッ
クと、前記光スイッチ・ファブリックに接続され、変換コマン
ドに従って、入来する光信号または前記切り換えられた
光信号が占有する波長を変更する波長変換手段と、前記光スイッチ・ファブリックおよび波長変換手段に接
続され、ネットワーク層プロトコルを用いて他のスイッ
チ・ノードと制御情報を交換し、該制御情報に基づいて
前記マッピング命令および変換コマンドを生成する制御
ユニットと、を備えるスイッチ・ノード。
【請求項２】前記制御情報が、帯域外制御チャネルを用
いて交換される請求項１に記載のスイッチ・ノード。
【請求項３】前記帯域外制御チャネルが、光監視制御チ
ャネルである請求項１に記載のスイッチ・ノード。
【請求項４】前記制御情報が、帯域内制御チャネルを用
いて交換される請求項１に記載のスイッチ・ノード。
【請求項５】それぞれの光ファイバ・リンクを介してス
イッチ・ノードを隣接スイッチ・ノードに接続する複数
のポートを備え、それぞれのポートについて、それぞれのポートに接続された光方向性結合器と、それぞれの光方向性結合器およびそれぞれの複数の出力
光ファイバの間に接続された光マルチプレクサと、それぞれの光方向性結合器およびそれぞれの複数の入力
光ファイバの間に接続された光デマルチプレクサとを備
える請求項１に記載のスイッチ・ノード。
【請求項６】それぞれの光デマルチプレクサに接続さ
れ、それぞれのポートに接続されたスイッチ・ノードか
らの制御情報を搬送する少なくとも１つの追加の入力光
ファイバ・セグメントと、それぞれの光マルチプレクサに接続され、それぞれのポ
ートに接続されたスイッチ・ノードに制御情報を搬送す
る少なくとも１つの追加の出力光ファイバ・セグメント
と、前記制御ユニットと、前記追加の入力および出力光ファ
イバ・セグメントとの間に接続された光電変換手段を備
える請求項５に記載のスイッチ・ノード。
【請求項７】前記制御ユニットが、プロセッサ、および
該プロセッサによってアクセス可能なメモリ要素を有す
る請求項５に記載のスイッチ・ノード。
【請求項８】前記メモリ要素が、ルーティング・テーブ
ルおよび波長アベイラビリティ・テーブルを有してお
り、前記ルーティング・テーブルは、終端スイッチ・ノード
のすべての可能な対に関連するネクスト・ホップ・スイ
ッチ・ノード・フィールドを含み、前記波長アベイラビ
リティ・テーブルは、それぞれの波長多重光ファイバ・
リンクによって任意のポートに接続されたスイッチ・ノ
ードのアイデンティティと、それぞれの波長について、
その波長が占有されているかまたは利用可能かの標示を
含む請求項７に記載のスイッチ・ノード。
【請求項９】前記ネクスト・ホップ・スイッチ・ノード
・フィールドが、ルーティング・アルゴリズムを実行す
る制御ユニットによって生成される請求項８に記載のス
イッチ・ノード。
【請求項１０】前記ルーティング・アルゴリズムが、Ｄ
ｉｊｋｓｔｒａアルゴリズムである請求項９に記載のス
イッチ・ノード。
【請求項１１】前記スイッチ・ノードが、第１の終端ス
イッチ・ノードおよび第２の終端スイッチ・ノードによ
って識別される経路の前のスイッチ・ノードに接続さ
れ、前記制御ユニットが、ａ）前のスイッチ・ノードからメッセージを受信し、ｂ）該メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥ
ＳＴメッセージならば、前記波長アベイラビリティ・テ
ーブルにアクセスして、現在および前のスイッチ・ノー
ドの間のリンク上で、前記入力光ファイバ・セグメント
のうちの１つに関連する利用可能な波長を識別し、前記現在のスイッチ・ノードが第２の終端スイッチ・ノ
ードならば、前記利用可能な波長に関連する入力光ファ
イバ・セグメントおよび出力光ファイバ・セグメントの
間に前記利用可能な波長を用いて接続を確立するマッピ
ング・コマンドを生成して、前記前のスイッチ・ノード
にＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを
送信し、前記現在のスイッチ・ノードが第２の終端スイッチ・ノ
ードでないならば、前記ルーティング・テーブルにアク
セスして、前記第１および第２の終端スイッチ・ノード
に関連するネクスト・ホップ・スイッチ・ノード・フィ
ールドの内容を求め、該ネクスト・ホップ・スイッチ・
ノード・フィールドによって識別されるスイッチ・ノー
ドにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージ
を送信し、ｃ）前記メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦ
ＩＲＭメッセージならば、前記利用可能な波長に関連する入力光ファイバ・セグメ
ントおよび出力光ファイバ・セグメントの間に前記利用
可能な波長を用いて接続を確立するマッピング・コマン
ドを生成し、前のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩ
ＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信するよう動作す
る請求項８に記載のスイッチ・ノード。
【請求項１２】入力光ファイバ・セグメントによって使
用される利用可能な波長が、該入力光ファイバが前記光
スイッチ・ファブリックを介して接続される出力光ファ
イバ・セグメントに関連する波長と異なるならば、前記
変換コマンドが前記波長変換手段に送信される請求項１
１に記載のスイッチ・ノード。
【請求項１３】前記制御情報が、ネットワークに関する
トポロジ情報を含み、前記マッピング命令および変換コ
マンドが、前記トポロジ情報の変更の関数として自動的
に再構成されることができる請求項１に記載のスイッチ
・ノード。
【請求項１４】それぞれの入力光信号がパケットのシー
ケンスからなり、それぞれのパケットが、ヘッダおよび
ペイロードを含んでおり、前記入力光ファイバ・セグメントおよび制御ユニットに
接続された、それぞれのパケットのヘッダを抽出する手
段を前記スイッチ・ノードが備えており、前記マッピング命令および変換コマンドが、前記ヘッダ
内に含まれる情報に依存する請求項１に記載のスイッチ
・ノード。
【請求項１５】それぞれの波長を占有する入力光信号を
電子信号に変換する第１の複数の光電変換器と、出力電子信号を、それぞれの波長を占有する出力光信号
に変換する第２の複数の光電変換器と、前記光電変換器に接続され、マッピング命令に従って入
力電子信号を出力電子信号にスイッチングするデジタル
スイッチ・ファブリックと、前記デジタルスイッチ・ファブリックに接続され、ネッ
トワーク層プロトコルを用いて他のスイッチ・ノードと
制御情報を交換し、該制御情報に基づいて前記マッピン
グ命令を生成する制御ユニットと、を備えるスイッチ・ノード。
【請求項１６】前記制御情報が、帯域外制御チャネルに
よって交換される請求項１５に記載のスイッチ・ノー
ド。
【請求項１７】前記制御情報が、帯域内制御チャネルに
よって交換される請求項１５に記載のスイッチ・ノー
ド。
【請求項１８】スイッチ・ノードを隣接スイッチ・ノー
ドに接続する複数のポートを備え、それぞれのポート
が、それぞれのポートに接続された光方向性結合器と、それぞれの光方向性結合器および第１の複数の光電変換
器のそれぞれとの間に接続された光マルチプレクサと、それぞれの光方向性結合器および第２の複数の光電変換
器のそれぞれとの間に接続された光デマルチプレクサと
を有する請求項１５に記載のスイッチ・ノード。
【請求項１９】それぞれの光デマルチプレクサに接続さ
れ、入来する制御情報を搬送する少なくとも１つの入力
光ファイバ・セグメントと、前記入力光ファイバ・セグメントおよび前記制御ユニッ
トの間に接続された光電変換手段と、それぞれの光マルチプレクサに接続され、出ていく制御
情報を搬送する少なくとも１つの出力光ファイバ・セグ
メントと、前記制御ユニットおよび出力光ファイバ・セグメントの
間に接続された光電変換手段と、を備える請求項１８に記載のスイッチ・ノード。
【請求項２０】前記制御ユニットが、スイッチングに先
だって前記入力電子信号を再フォーマットする手段を備
える請求項１５に記載のスイッチ・ノード。
【請求項２１】前記制御ユニットが、スイッチングの後
に前記出力電子信号を再フォーマットする手段を備える
請求項１５に記載のスイッチ・ノード。
【請求項２２】光ネットワーク内の第１および第２の終
端スイッチ・ノードの間にデータ接続を確立する方法で
あって、該ネットワークは、前記２つの終端スイッチ・
ノードと、波長多重光リンクによって相互接続された複
数の他のスイッチ・ノードとを有しており、ゼロ以上の中間スイッチ・ノードを介して前記第１の終
端スイッチ・ノードおよび第２の終端スイッチ・ノード
の間でデータを伝送する一組のリンクおよび波長を有す
る経路を識別するステップと、前記識別された経路のそれぞれの入口リンクおよびそれ
ぞれの出口リンクに接続されたそれぞれの中間スイッチ
・ノードにおいて、それぞれの入口リンクに到着する光
信号をそれぞれの出口リンクに切り換え、それぞれの入
口および出口リンク上で占有される波長が異なる場合に
は波長変換を実行するステップと、を含む光ネットワーク内の第１および第２の終端スイッ
チ・ノードの間にデータ接続を確立する方法。
【請求項２３】前記経路を識別するステップが、ａ）それぞれのスイッチ・ノードにおいて、それぞれの
ネクスト・ホップ・スイッチ・ノードを、スイッチ・ノ
ードのすべての可能な対に関連づけるステップと、ｂ）前記第１の終端スイッチ・ノードが、前記第１およ
び第２の終端スイッチ・ノードのその時の組合せに関連
するネクスト・ホップ・スイッチ・ノードに・データ接
続要求メッセージを送信するステップと、ｃ）前記接続要求メッセージを受信した際、前記ネクス
ト・ホップ・スイッチ・ノードが、該ネクスト・ホップ
スイッチ・ノードを前記第１の終端スイッチ・ノードに
接続するリンク上の波長を確保するステップと、ｄ）前記ネクスト・ホップ・スイッチ・ノードを、現在
のスイッチ・ノードに名前を変更するステップと、ｅ）前記現在のスイッチ・ノードが前記第２の終端スイ
ッチ・ノードに対応しない場合には、前記現在のスイッ
チ・ノードが、前記２つの第１および第２の終端ノード
のその時の組合せに対応するネクスト・ホップ・スイッ
チ・ノードに、データ接続要求メッセージを送信するス
テップと、ｆ）前記接続要求メッセージを受信した際、前記ネクス
ト・ホップ・スイッチ・ノードが、該ネクスト・ホップ
スイッチ・ノードを前記現在の終端スイッチ・ノードに
接続するリンク上の波長を確保するステップと、ｇ）前記現在のスイッチ・ノードが前記第２の終端スイ
ッチ・ノードに対応するまで、前記ステップｄ）、ｅ）
およびｆ）を繰り返すステップと、を含む請求項２２に記載の光ネットワーク内の第１およ
び第２の終端スイッチ・ノードの間にデータ接続を確立
する方法。
【請求項２４】前記ステップａ）が、前記ネットワーク
に関するトポロジ情報に基づいてルーティング・アルゴ
リズムを実行するステップを含む請求項２３に記載の光
ネットワーク内の第１および第２の終端スイッチ・ノー
ドの間にデータ接続を確立する方法。
【請求項２５】前記トポロジ情報が、制御チャネルを用
いてスイッチ・ノード間で交換される請求項２４に記載
の光ネットワーク内の第１および第２の終端スイッチ・
ノードの間にデータ接続を確立する方法。
【請求項２６】前記制御チャネルが、帯域内制御チャネ
ルである請求項２５に記載の光ネットワーク内の第１お
よび第２の終端スイッチ・ノードの間にデータ接続を確
立する方法。
【請求項２７】前記制御チャネルが、それぞれのリンク
上で少なくとも１つの波長を占有する帯域外制御チャネ
ルである請求項２５に記載の光ネットワーク内の第１お
よび第２の終端スイッチ・ノードの間にデータ接続を確
立する方法。
【請求項２８】前記光信号を切り換えるステップが、前記第２の終端スイッチ・ノードに接続された中間スイ
ッチ・ノードにおいて、それぞれの入口リンク上で確保
された波長を占有する光信号を、それぞれの出口リンク
上で確保された波長に切り換え、該入口リンクに接続さ
れたスイッチ・ノードに接続確認メッセージを送信する
ステップと、他の中間スイッチ・ノードのそれぞれにおいて、前記接
続確認メッセージを受信した際、それぞれの入口リンク
上で確保された波長を占有する光信号を、それぞれの出
口リンク上で確保された波長に切り換え、該入口リンク
に接続されたスイッチ・ノードに前記接続確認メッセー
ジを送信するステップと、を含む請求項２２に記載の光ネットワーク内の第１およ
び第２の終端スイッチ・ノードの間にデータ接続を確立
する方法。
【請求項２９】ネットワーク内の経路上のゼロ以上の中
間スイッチ・ノードを介して第１の終端スイッチ・ノー
ドおよび第２の終端スイッチ・ノードの間にデータ接続
を確立することを可能にする波長分散プロトコルであっ
て、最初に前記データ接続を要求する際に、最初のＣＯＮＮ
ＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージが前記第１の
終端スイッチ・ノードに送信され、前記プロトコルが、前のスイッチ・ノードおよび／また
は次のスイッチ・ノードの間の経路にそれぞれの光リン
クによって接続されたそれぞれの現在のスイッチ・ノー
ドにおいて、前記前のまたは次のスイッチ・ノードからメッセージを
受信し、前記メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳ
Ｔメッセージであって、前記現在のスイッチ・ノードが
前記第１の終端スイッチ・ノードでないならば、該現在
および前のスイッチ・ノード間のリンク上の利用可能な
波長を識別して記憶し、前記メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳ
Ｔメッセージであって、前記現在のスイッチ・ノードが
前記第２の終端スイッチ・ノードならば、利用可能な波
長を用いて接続を確立し、前記前のスイッチ・ノードに
ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送
信し、前記メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳ
Ｔメッセージであって、前記現在のスイッチ・ノードが
前記第２の終端スイッチ・ノードでないならば、前記次
のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵ
ＥＳＴメッセージを送信し、前記メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲ
Ｍメッセージならば、前に記憶した利用可能な波長を用
いて接続を確立し、前記メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲ
Ｍメッセージであって、前記現在のスイッチ・ノードが
前記第１の終端スイッチ・ノードでないならば、前記前
のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦ
ＩＲＭメッセージを送信する波長分散プロトコル。