JP2001230729A - ネットワークに使用する狭義に無閉塞な波長分割多重(wdm)交差接続装置 - Google Patents
ネットワークに使用する狭義に無閉塞な波長分割多重(wdm)交差接続装置Info
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Abstract
のに必要な波長変換器の数を最少にする、狭義に無閉塞
なWDM交差接続設計を提供すること。 【解決手段】 波長変換器11のそれぞれは、ファブリ
ック21の1つの入力ポートにだけ接続されており、フ
ァブリック21の各入力ポートは1つの波長変換器11
にだけ接続されている。WDM交差接続の入力光ファイ
バ1は、n1個の波長をn1個の光ファイバに分離する交
差接続のk1個の光スイッチ13に接続されており、個
々の波長変換器11に入力されている。したがって、各
波長変換器11は、n1個の光ファイバ14だけを受け
入れる。ファブリック21は、k2個の出力光ファイバ
15に接続された出力ポートを有しており、ここで、k
2はファブリックの出力ポートに接続された出力光ファ
イバの数に等しい整数である。
Description
用する波長分割多重(WDM)交差接続装置に関する。
特に、本発明は、狭義に無閉塞であるように構成するこ
とができるWDM交差接続装置に関する。
(以下、WDM交差接続と呼ぶ)は、入力ファイバのセ
ットが出力ファイバのセットに接続されることを可能に
する、多様な光学構成部品に接続されたファイバのネッ
トワークである。ネットワーク内の各ファイバは、任意
のn個の波長チャネルを支援することができる。換言す
れば、各信号が別個の波長を使用している最大n個の信
号がファイバに沿って常に存在し得る。WDM交差接続
は、入力ファイバ上の波長チャネルを出力ファイバ上の
異なった波長チャネルに接続することにより、波長交換
を行うことができる。WDM交差接続は、入波長チャネ
ルを出ファイバ上のあらゆる異なった波長チャネルに切
り換えることができる構成部品を含む。これらの構成部
品は、波長変換器と一般的に呼ばれている。
イプの構成要素は、光学スイッチとして知られている。
光学スイッチは、その内部を通過する任意の数のファイ
バを有しており、あらゆる入ファイバ上のあらゆる波長
チャネルがまだ使用されていないと仮定すると、その波
長チャネルをあらゆる出ファイバ上の同じ波長チャネル
に切り換えることができる。WDM交差接続は、光学ス
イッチに接続され、ノードで波長変換器に接続された光
ファイバも含む。光ファイバは、あらゆる光ファイバ上
の信号が交差接続を介して前方向にのみ伝わり、それ自
体には遭遇しないという意味で、有向の、WDM交差接
続を通るパスを提供する。
れると、WDM交差接続は2つの基本的なタスクを行わ
なければならない。まず、要求された入力ファイバから
要求された出力ファイバへのルートまたはパスを、WD
M交差接続において発見しなければならない。第2に、
ルート内の各ファイバについて、2本の連続的ファイバ
を接続する波長変換器があるのでなければ、(1)入力
ファイバおよび出力ファイバで割り当てられた波長チャ
ネルが要求された波長チャネルであり、(2)ルート内
の何れか2本の連続的ファイバで割り当てられた波長チ
ャネルが同じであるように、未使用の波長チャネルを割
り当てなければならない。
提案されてきた。「無閉塞」という語は、接続に関する
要求を満たすWDM交差接続の能力に対応する。すなわ
ち、利用不能なルートまたは波長チャネルがあっても、
要求は「閉塞」されない。これらのWDM交差接続のい
くつかは再配列可能に無閉塞であり、このことは、新た
な接続に関する要求を満たすことが、既に構成された接
続のパスおよび/または波長チャネルを変更することを
必要とする場合があることを意味する。WDM交差接続
においては、新たな接続を行うために接続を断つこと
は、そうすることによって再配列される接続の緩衝が必
要となるので、望ましくない。
介して送ることができるが、元のセットの要求を送った
後に受信されるあらゆる追加要求が、以前に送られた要
求のいくつかを再度送ることを要求できる場合に、パス
の点から見て再配列可能に無閉塞であると考えられる。
WDM交差接続には、パスの点から見て広義に無閉塞で
あると考えられるものもある。これらのWDM交差接続
は、接続要求および撤回のあらゆるシーケンスが、現在
送られている要求の何れをも妨害することなく満たされ
ることを可能にするルーティング・アルゴリズムを採用
している。以前の要求と関連づけられたルートを妨害す
ることなく、あらゆるセットの要求が交差接続を介して
送られることを可能にする、パスの点から見て狭義に無
閉塞な交差接続が知られている。
力ファイバへのルートのみならず、波長変換器で波長チ
ャネルを変更するだけで、要求された波長チャネルで始
まって終わる、ルートに沿った波長チャネルの割り当て
をも必要とする。入力ファイバ上および出力ファイバ上
の波長チャネルの間における接続に関するこれらの要求
は、要求と一般的に呼ばれている。以前に送られた要求
に続いて要求が行われると、以前に送られた要求と関連
づけられたルートおよび/または波長チャネルの割り当
てを変更することができる。波長の点から見て再配列可
能に無閉塞であること、波長の点から見て広義に無閉塞
であること、および波長の点から見て狭義に無閉塞であ
ることは、パスの点から見て再配列可能に無閉塞である
こと、パスの点から見て広義で無閉塞であること、およ
びパスの点から見て狭義に無閉塞であることと、それぞ
れ類似している。
義に無閉塞であるWDM交差接続を、以下では狭義に無
閉塞なWDM交差接続と呼ぶ。既存の接続を妨害するこ
となく接続に関する新たな要求を扱うことができる、1
つの既知の種類の狭義に無閉塞なWDM交差接続は、k
log k波長変換器であり、ここでkは入力ファイバお
よび出力ファイバの数に対応する。したがって、この種
のWDM交差接続に利用される波長変換器の数は比較的
多い。WDM交差接続の全体的費用は、主として、波長
変換器に関連する費用に起因するので、WDM交差接続
に組み込まれている波長変換器の数を最少にすることが
望ましい。したがって、狭義の無閉塞特性を備えたWD
M交差接続を提供するために必要とされる波長変換器の
数を最少にする、狭義に無閉塞な交差接続を提供するこ
とが望ましいであろう。
に呼ばれているWDM交差接続1のブロック図である。
WDM交差接続1の入力光ファイバ3と出力光ファイバ
4との間のファブリック2は、複数のノード(図示せ
ず)と、ノードを相互に接続する複数の光ファイバ(図
示せず)とを含む。ノードのそれぞれは、入力光ファイ
バ3のファブリック2によって受信された信号を選択さ
れた出力光ファイバ4に切り換える、波長粒度スイッチ
から構成されている。WDM交差接続1は、ファブリッ
ク2の動作と波長変換器5の動作とを制御するコントロ
ーラ6を含む。コントローラ6は、出力光ファイバ4に
送られる信号の波長が、出力光ファイバ4に既に存在す
る信号の波長と同じにならないように、波長粒度スイッ
チに適切な出力光ファイバ4を選択させる。
含み、ここでkは入力光ファイバ3と出力光ファイバ4
との数に等しい正の整数である。各波長変換器5は単一
の入力光ファイバ3に接続されている。各入力光ファイ
バ3は、n個の波長、λ1〜λnで同時に信号を搬送する
ことができる。ここで、λは波長を示し、nは正の整数
である。したがって、各入力光ファイバはn個の波長チ
ャネルを支援する。波長変換器5のそれぞれは、入力光
ファイバ3での信号の波長を異なった波長に変えること
ができる。ファブリック2は次に、信号を選択された出
力光ファイバ4に送るようにさせる。コントローラ6
は、波長変換器5による波長チャネルの選択を制御す
る。
般的に呼ばれているWDM交差接続7のブロック図であ
る。WDM交差接続7は図1に示した設計の変形であ
り、出力光ファイバ4のそれぞれに接続された波長変換
器8を含む。WDM交差接続7は、2k個の波長変換器
を含む。出力光ファイバ4に接続された追加波長変換器
8は、出力光ファイバ4の何れかの信号によって、利用
される波長チャネルが変えられることを可能にする。こ
れは、特定の出力波長を指定する要求を扱うことを可能
にするものであり、図1に示したWDM交差接続1には
当てはまらない。
改善された多用途性を提供する。しかし、2k個の波長
変換器がWDM交差接続7によって利用されており、こ
れが、図1に示した交差接続にかかる費用に比べて交差
接続の費用を大幅に増大させている。交差接続1および
7は、よくても再配列可能に無閉塞なだけである。
差接続に狭義の無閉塞特性を与えるのに必要な波長変換
器の数を最少にする、狭義に無閉塞なWDM交差接続設
計が必要とされている。また、異種のネットワーク、す
なわち異なった製造業者によって製造されたサブ・ネッ
トワークから構成されるネットワークに使用するのに適
するようなWDM交差接続が必要とされている。本発明
によれば、WDM交差接続の入力ファイバと出力ファイ
バの数は異なってもよく、かつ/または、WDM交差接
続の入力波長および出力波長の数は異なってもよい。更
に、入力波長は出力波長とは異なってもよい。このよう
に、下流の機器またはサブ・システムが異なった波長、
異なった数の波長、異なった数のファイバ、異なった数
のファイバ当たりの波長などを必要とする状況において
は、本発明のWDM交差接続は、これらの必要性を満た
し、かつ、狭義に無閉塞的な方法で満たすように構成す
ることができる。
波長変換器を利用する、狭義に無閉塞なWDM交差接続
を提供する。本発明は狭義に無閉塞なWDM交差接続に
関する2つの実施形態を提供し、そのそれぞれが異なっ
た数の入力光ファイバと出力光ファイバを利用すること
ができる。本発明のWDM交差接続の第1の実施形態
は、n1k1個の波長変換器を利用しており、第2の実施
形態は(k1+k2)−1個の波長変換器を利用してい
る。ここで、k1、n1およびk2は、交差接続の入力光
ファイバの数、交差接続の各入力光ファイバで搬送され
る波長の数、および交差接続の出力光ファイバの数にそ
れぞれ等しい整数である。第1の実施形態に関しては、
k2がk1よりも大きい状況では、n1k1個の波長変換器
が使用される。k1がk2以上である状況においては、第
1の実施形態によるWDM交差接続は、n2k2個の波長
変換器を利用することにより、狭義に無閉塞にすること
ができる。
大きいシナリオについて、WDM交差接続は単一のファ
ブリック、n1k1個の波長変換器、およびk1個の光ス
イッチを含む。波長変換器のそれぞれは、ファブリック
の1つの入力ポートだけに接続されており、ファブリッ
クの各入力ポートは1つの波長変換器だけに接続されて
いる。WDM交差接続の入力光ファイバは、n1個の波
長を個々の波長変換器に入力されるn1個の光ファイバ
に分離する、交差接続のk1個の光スイッチに接続され
ている。したがって、各波長変換器は、n1個の光ファ
イバだけを受け入れる。ファブリックは、k2個の個々
の出力光ファイバに接続された出力ポートを有する。k
1がk2よりも大きいシナリオについては、類似のWDM
交差接続設計を構成できるが、n2k2個の波長変換器と
k2個の光スイッチとは、交差接続を狭義に無閉塞にす
るために、ファブリックと組み合わせて使用することが
必要になる。当業者は、この代替的構成を提供できる方
法を理解するであろう。
差接続は2つのファブリックと、これらのファブリック
を相互接続する1つまたは複数の波長変換器とを含む。
この実施形態による交差接続は、(k1+k2)−1に等
しい数の波長変換器を利用することにより、狭義に無閉
塞にすることができる。ここで、k1とk2とはWDM交
差接続の入力光ファイバの数と出力光ファイバの数とに
それぞれ対応する。
塞なWDM交差接続の入力光ファイバの数と出力光ファ
イバの数とは等しくないことも可能であるが、等しくな
いことが必要であるわけではない。このことは、本発明
のWDM交差接続が、WDM交差接続によって受け入れ
られる入力光ファイバの数とは異なった数の入力光ファ
イバを受け入れるように構成された、WDM交差接続の
下流に設けられた機器と共に利用することを可能にして
いる。
他の特徴および利点は、以下の説明、図面および特許請
求の範囲から、当業者には明らかになるであろう。
は、WDM交差接続が異なった数の入力ファイバおよび
出力ファイバに接続されることを可能にする。すなわ
ち、入力ファイバの出力ファイバに対する比率は、1よ
りも小さいか1よりも大きいかの何れかである。このこ
とは、WDM交差接続の下流に設けられた機器が、WD
M交差接続によって受け入れられる入力ファイバの数と
は異なった数の入力ファイバを受け入れるように適合さ
れている状況において、特に有用である。本発明のWD
M交差接続は、異なった数の入力ファイバおよび出力フ
ァイバを利用しながら、狭義に無閉塞にすることができ
る。したがって、本発明の両方のWDM交差接続は、異
なった数の入力ファイバおよび出力ファイバを有するも
のとして説明する。しかし、当業者は、このことが本発
明の利点ではあるが要件ではないことを理解するであろ
う。本発明のWDM交差接続は、同じ数の入力ファイバ
および出力ファイバを、依然として狭義に無閉塞に利用
してもよい。
前に、WDM交差接続の特性を説明するのに通常使用さ
れる変数を定義する。本発明のWDM交差接続の詳細な
説明はその次に行い、その説明には、これらの変数を利
用して本発明のWDM交差接続の狭義に無閉塞な性質を
示す証拠が含まれる。
支援するk1xk2WDM交差接続は、C=(V,A,
Λ)によって表される有向の非循環グラフとして定義で
きる。ここで、Vはノードのセットであり、Aはノード
間のアークのセットであり、{λ1,λ2,...,
λn1}は利用可能な入力波長のセットであり、{ζ1,
ζ2,...,ζn2}は利用可能な出力波長のセットで
あり、k1は入力ファイバの数に等しい整数であり、k2
は出力ファイバの数に等しい整数である。アークは通
常、信号が流れることを許容される単一の方向を有する
ファイバに対応するものと見られる。ノードのセットV
は、4つのサブセット、すなわち、入力ノードのセット
I、出力ノードのセットO、光スイッチのセットS、お
よび波長変換器のセットWに区分される。セットIはk
1個のノードを含み、セットOはk2個のノードを含む。
セットIの各ノードは入力数0と出力数1とを有し、一
方、セットOの各ノードは出力数0と入力数1とを有す
る。セットIにおいてノードから外に向けられたアーク
は入力ファイバに対応し、セットOにおいてノード内に
向けられたアークは出力ファイバに対応する。セットW
におけるノードは、入力数1と出力数1とを有し、一
方、セットSにおけるノードの入力数と出力数とは規定
されていないが、現在の慣例では、2に等しい入力数お
よび出力数を有する可能性が高い。
差接続の平面形状は通常、交差接続のファブリックとし
て言及される。しかし、ファブリックのこの定義は、波
長変換器はファブリックの一部であると仮定している。
本発明によれば、ファブリックは波長変換器から分離し
ているものとみなされる。したがって、本発明によれ
ば、ファブリックは光スイッチと、光ファイバと、ファ
ブリックを構成するノードとを含むが、波長変換器は含
まない。
定義され、ここで、wは入力ノード、xは波長、yは出
力ノード、zは波長である。波長xおよびzはそれぞ
れ、入力波長および出力波長と呼ばれる。交差接続Cに
おけるルートrは、セットIのノードからセットOのノ
ードに方向付けられたパスである。ファイバの共通ノー
ドがセットWにあるのでなければ、連続的ファイバが同
じ波長に割り当てられるように、ルートrにおけるファ
イバのそれぞれに沿って、n個の波長のうち1つが割り
当てられる。対応する入力ファイバ上でルートは波長x
を割り当てられ、対応する出力ファイバ上でルートは波
長zを割り当てられるように、要求d=(w,x,y,
z)のルートは、入力ノードwから出力ノードyへのル
ートである。
す要求のセットである。 (i)各入力ノードaおよび各波長λについては、入力
ノードとしてのaと入力波長としてのλの両方を有する
要求が多くても1つしかないこと。 (ii)各出力ノードbおよび各波長λについて、出力
ノードとしてのbと出力波長としてのλの両方を有する
要求が多くても1つしかないこと。
m}は、ルートのセットR={r1,r2,...,rm}
がある場合に、交差接続によって満たされると言われて
いる。ここで、(i)riはdiのルートで、1?i?mで
あり、(ii)ある値i≠jについて、riおよびrjが
あるファイバを共有しているとすると、これらはファイ
バfに沿って別個の波長を割り当てられなければならな
い。かかるルートのセットRは、要求・セットDの有向
なルーティングと呼ばれ、RはDを満たすと言われてい
る。特定の要求diが波長変換器WIiを通って送られる
ならば、波長変換器WIiはその要求diを処理する。
は、あり得る各要求について1つの専用波長変換器が存
在するように構成されていることが好ましい。図3にお
いては、波長変換器11はOで表されている。入力光フ
ァイバ12のそれぞれは、n 1個の波長を搬送する。入
力光ファイバ12の総数はk1であり、ここでk1は正の
整数である。各入力光ファイバ12は、入力光ファイバ
12で搬送される波長を分離して、波長のそれぞれを光
ファイバ14の1本に置く波長粒度スイッチ13に接続
されている。ファイバ14は、波長変換器11の入力ポ
ートに接続されており、波長変換器11は、パスの点か
ら見て狭義に無閉塞であるファブリック21の入力ポー
トに接続されている。
1およびファブリック21と連通しており、WDM交差
接続10のこれらの構成部品の動作(たとえば、波長と
パスの選択)を制御する。ファブリック21は狭義に無
閉塞である。狭義に無閉塞であるファブリックを設計す
ることはよく知られている。したがって、適切なファブ
リックが設計および/または選択される方法は、本明細
書においては説明しない。本発明は、本発明のWDM交
差接続と共に利用される特定のファブリック設計に関し
て限定されていない。
力光ファイバ15に接続されたk2個の出力ポートを有
し、ここでk2は正の整数である。利用可能な入力波長
の数はn1であり、入力ファイバの数はk1であるので、
あらゆる有効な要求のセットにおける要求の最大数はn
1k1未満である。各波長変換器11は1つの入力光ファ
イバ12のみから信号を受信することができ、各入力光
ファイバ12からの信号は、n1個の波長変換器11の
みによって受信することができる。あらゆる入力光ファ
イバ12とあらゆる波長変換器11との間のパスは、入
力光ファイバ12から1xn1個の波長粒度スイッチ1
3に、次いで単一の専用ファイバ14に、そして波長変
換器11に至るパスによって定められる。
閉塞にするために、n1k1個の波長変換器11を利用し
ている。k2がk1よりも大きい状況については、この数
の波長変換器が必要になる。上記のように、k1がk2よ
りも大きい状況においては、WDM交差接続を狭義に無
閉塞にするために、n2k2個の波長変換器が必要であ
る。当業者はこれらの構成の両方を達成できる方法を理
解するので、本明細書においては簡略化のために、k2
がk1よりも大きい場合のみを説明して証明する。
接続10が狭義に無閉塞であることを示す証拠である。
この証拠は、WDM交差接続の原理および設計の技術分
野において、よく知られた数学的な記号および表現法を
利用している。したがって、これらの符号および表現法
を説明するにあたって使用する詳細な説明は、本明細書
においては提供しない。当業者は、これらの符号および
表現法を説明するにあたって本明細書において使用す
る、これらに関連づけられた意味を理解するであろう。
ここで、Cにおける波長変換器の数は、図3に示したW
DM交差接続10の場合のように、n1k1である。Cが
狭義に無閉塞であることを示すために、有効な要求のセ
ットDのあらゆる有効なルーティングRおよびあらゆる
有効な要求d?Dについて、要求d用の有効なルーティ
ングがあることを示さなければならない。d=(a,λ
1,b,λ2)とすると、ここでdは要求であり、aおよ
びbは入力光ファイバ12および出力光ファイバ15を
それぞれ表しており、ここで、λ1とλ2はこのルートに
沿って利用される波長を表している。要求d用のルート
は、入力光ファイバa(12)から、入力波長λ1を使
用して要求・セットD内の要求を送るのに使用される全
てのパスから離れた端部にある何れかの波長変換器WI
i(11)へのパスによって定められる。
イバa(12)とあらゆる波長変換器11との間のパス
の部分だけが、入力光ファイバa(12)に対応するパ
スの部分である。要求・セットDは有効な要求であり、
要求dは要求・セットDに対して有効であるので、入力
光ファイバa(12)からのあらゆる利用可能なパス
は、同様に入力波長λ1を利用するあらゆる他の要求の
ルーティングにおける全ての他のパスから離れた端部に
なければならない。交差接続C(10)の構造は、あら
ゆる所与の入力光ファイバ12について、その特定の入
力光ファイバ12からのみ到達可能なn1個の波長変換
器WIi(11)が存在するようになっている。何れの
入力光ファイバ12もn1個を超える要求の入力ファイ
バとしては機能できないので、要求を処理していない入
力光ファイバa(12)からのみ到達可能な少なくとも
1つの波長変換器WIi(11)がなければならない。
で、出力波長λ2を使用して要求dを送ることができ
る、波長変換器WIiから出力光ファイバb(15)へ
のパスがなければならない。したがって、交差接続C
(10)は、パスと波長の両方の意味で、あらゆる新た
な有効要求を満足し、よって、狭義に無閉塞である。し
たがって、n1k1個の波長変換器を含むWDM交差接続
10は、狭義に無閉塞である。しかし、WDM交差接続
10は狭義に無閉塞なWDM交差接続を提供するのに完
全に必要である数を超える波長変換器を必要とする場合
もある。図4に示したWDM交差接続20は、特定の場
合には、より適した交差接続設計である場合がある。W
DM交差接続20は、(k1+k2)−1個の波長変換器
のみを利用しながら、狭義に無閉塞にすることができ、
一方、図3に示したWDM交差接続10は、狭義に無閉
塞にするためにn1k1個の波長変換器を必要とする。n
1が2よりもはるかに大きく、k1=k2であれば、n1k
1≫(k1+k2)−1である。
りも大きい場合には、図4に示した狭義に無閉塞なWD
M交差接続20は、(k1+k2)−1個の波長変換器し
か必要としないので、より適した設計であることもあ
る。当業者は、本明細書における説明に鑑みて、図3に
示した設計または図4に示した設計の何れを利用すべき
かに関して、判断を行える方法を理解するであろう。
実施形態を、図4を参照して説明する。この実施形態に
よれば、交差接続10のファブリックは、2つの部分、
すなわち、第1のファブリックおよび第2のファブリッ
クに分割されている。ファブリック21と22は、1つ
または複数の波長変換器23を介して互いに接続されて
いる。これら2つの部分は、以下でファブリックF1お
よびファブリックF2と呼ぶ。ファブリックF1および
F2は、光スイッチと光ファイバとを含む。ファブリッ
クの光ファイバは、ファブリックのノードで光スイッチ
に接続されている。ファブリックF1およびF2は、あ
らゆる信号の波長を変える装置は全く含まない。
25によって制御される。コントローラ25は、たとえ
ば、適切なソフトウエアでプログラムされたマイクロプ
ロセッサとすることができる。コントローラ25は、図
3に示した交差接続10と共に利用されるコントローラ
と同一または類似であってもよい。
ァイバ24とk2個の出力光ファイバ26とに接続され
ている。第1のファブリックF1は、k1個の入力ポー
トと(k1+k2)−1個の出力ポートとを有する。第2
のファブリックF2は、(k1+k2)−1個の入力ポー
トとk2個の出力ポートとを有する。第1のファブリッ
クF1の入力ポートのそれぞれは、入力光ファイバ24
に光学的に接続されている。第2のファブリックF2の
出力ポートのそれぞれは、出力光ファイバ26に光学的
に接続されている。(k1+k2)−1本の光ファイバ2
7は、第1のファブリックF1の出力ポートを、波長変
換器23の入力ポートに光学的に接続している。(k1
+k2)−1本の光ファイバ28は、波長変換器23の
出力ポートを、第2のファブリックF2の入力ポートに
光学的に接続している。
差接続20を狭義に無閉塞、すなわち、パスの点から見
ても波長の点から見ても狭義に無閉塞にするために、
(k1+k2)−1個の波長変換器(W1)のみが必要と
される。これは、入力波長のみを指定するか、入力波長
と出力波長の両方を指定する要求について当てはまる。
入力光ファイバ24から出力光ファイバ26へのあらゆ
る有向パスは、1つの波長変換器23だけを通過する。
そのため、波長を変えることができるルートがある唯一
の場所は、そのルートの有向パスに沿った単一の波長変
換器23である。したがって、要求(a,λ1,b,
λ2)用のルートには、波長変換器23に到達するま
で、入力光ファイバa(24)からの波長λ1を割り当
て、到達した時点で、交差接続20を介して出力光ファ
イバb(26)上でルートの残りの部分に対して、波長
λ2を割り当てることができる。このように、あらゆる
要求に対する波長割り当ては、その要求によって完全に
決定される。
0がパスの点から見ても波長の点から見ても狭義に無閉
塞であることを証明する。交差接続20が狭義に無閉塞
でることを示すために、ファブリックF1およびF2が
共に狭義にパスの点から見て無閉塞であると仮定する。
証拠は、WDM交差接続20が狭義に無閉塞であること
を示している。上記で説明した証拠のように、この証拠
はWDM交差接続の理論および設計の技術分野におい
て、よく知られた数学的な記号および表現法を利用して
いる。したがって、これらの記号および表現法を説明す
るに当たり使用されるそれらの詳細な説明は、本明細書
においては行わない。
狭義に無閉塞であることを示すためには、有効な要求・
セットDのあらゆる有効なルーティングRについて、お
よび要求・セットDに関して有効であるあらゆる要求d
=(a,λ1,b,λ2)について、要求d用の有効なル
ートが存在することを示さなければならない。F1およ
びF2は共にパスの点から見て狭義に無閉塞であるの
で、WIiが、利用可能な入力波長λ1と利用可能な出力
波長λ2とを有するあらゆる波長変換器であれば、Rに
おけるあらゆるルーティングの出力側と端部を共有せ
ず、Rにおけるあらゆるルーティングの入力側と端部を
共有しない、入力光ファイバa(24)からWIiおよ
びWIiから出力光ファイバb(26)へのパスが存在
する。したがって、WDM交差接続Cが狭義に無閉塞で
あることを証明するために示す必要があるのは、利用可
能な入力波長λ1と利用可能な出力波長λ2とを有する、
少なくとも1つの波長変換器WIiが存在することだけ
である。
じ入力波長を使用するk1個を超える要求および同じ出
力波長を使用するk2個を超える要求はないので、入力
波長λ1と出力波長λ2をそれぞれ使用する要求・セット
Dにおいては、多くてもk1−1個の要求とk2−1個の
要求があり得るだけである。したがって、入力波長λ1
と出力波長λ2とで要求を処理することができる少なく
とも1個(すなわち、k1+k2−1−(k1+k2−2)
=1)の波長変換器WIiがある。
−1<n1k1であり、図4に示したWDM交差接続の利
用は、図3に示したWDM交差接続の使用に必要になる
であろう波長変換器の数よりも少ない数の波長変換器の
使用につながる。一方、k2?(n1−1)k1であれば、
図3に示したWDM交差接続の利用は、より少ない波長
変換器の使用につながる。したがって、これら2つの設
計のどちらを利用するか判断するに当たっては、これら
の設計のどちらがより少ない波長変換器を利用するかに
関する検討を考慮すべきである。
てきた。しかし、当業者は、本発明が本明細書において
明示的に説明されている実施形態に限定されないことを
理解するであろう。当業者は、本発明の範囲内にある変
更を、上記で説明した実施形態に対して行えることを理
解するであろう。また、本発明は、本発明の交差接続1
0を製作するために使用される種類の構成部品に関し
て、限定されていないことが理解されるであろう。当業
者は、ファブリックF1およびF2ならびに波長変換器
13を製造するために、多様な異なった構成部品を使用
できることを理解するであろう。当業者は、コントロー
ラ15に、多様な異なった種類のコントローラを使用で
きることも理解されるであろう。当業者は、交差接続1
0の動作を制御するために、適切なコントローラを選択
して実施できる方法を理解するであろう。
続のブロック図である。
M交差接続のブロック図である。
WDM交差接続のブロック図である。
WDM交差接続のブロック図である。
Claims (22)
- 【請求項1】 波長分割多重(WDM)装置において、 (n1xk1)の積に等しい数の入力ポートと、k2に等
しい数の出力ポートとを有するファブリックであって、
n1、k1およびk2は整数であり、前記出力ポートのそ
れぞれは該ファブリックと関連づけられた出力光ファイ
バに光学的に接続されるように適合されており、入力ポ
ートで受信される信号が送られる関連づけられた出力光
ファイバを選択することができるファブリックと、 k1個の光スイッチであって、それぞれがWDM装置と
関連づけられた入力光ファイバに光学的に接続されるよ
うに適合されており、それぞれが該光スイッチのn1本
の出力光ファイバに光学的に接続されている光スイッチ
と、 複数の波長変換器であって、それぞれが入力ポートと出
力ポートとを有し、それぞれが該波長変換器の入力ポー
トで前記k1個の光スイッチの1つずつの前記出力光フ
ァイバの1つずつに光学的に接続されており、それぞれ
が、該波長変換器の入力ポートに接続された光ファイバ
上で搬送される信号がファブリックを通って送信される
ときに利用する波長を選択できる、波長変換器と、を含
む装置。 - 【請求項2】 k1は前記光スイッチのそれぞれと関連
づけられた入力光ファイバの数に等しく、n1は前記光
スイッチと関連づけられた各入力光ファイバ上で搬送さ
れる波長の数に等しく、k2は前記ファブリックと関連
づけられた出力光ファイバの数に等しく、k1とk2とは
等しい、請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 k1は前記光スイッチのそれぞれと関連
づけられた入力光ファイバの数に等しく、n1は前記光
スイッチと関連づけられた各入力光ファイバ上で搬送さ
れる波長の数に等しく、k2は前記ファブリックと関連
づけられた出力光ファイバの数に等しく、k1はk2より
も大きい、請求項1に記載の装置。 - 【請求項4】 k1は前記光スイッチのそれぞれと関連
づけられた入力光ファイバの数に等しく、n1は前記光
スイッチと関連づけられた各入力光ファイバ上で搬送さ
れる波長の数に等しく、k2は前記ファブリックと関連
づけられた出力光ファイバの数に等しく、k2はk1より
も大きい、請求項1に記載の装置。 - 【請求項5】 前記ファブリックおよび前記波長変換器
と連通しているコントローラであって、制御信号を前記
ファブリックおよび前記波長変換器に出力でき、制御信
号は前記ファブリックおよび前記波長変換器の動作を制
御するためにそれらによって利用される、コントローラ
を含む、請求項1に記載の装置。 - 【請求項6】 波長およびルーティングの両方の意味で
狭義に無閉塞である、請求項1に記載の装置。 - 【請求項7】 各波長変換器は、前記波長変換器によっ
て前記コントローラから受信される制御信号に基づく信
号によって利用される波長を選択する、請求項6に記載
の装置。 - 【請求項8】 波長分割多重(WDM)装置において、 少なくとも1つの入力ポートと少なくとも1つの出力ポ
ートとを有する第1のファブリックであって、前記少な
くとも1つの入力ポートのそれぞれは、該第1のファブ
リックと関連づけられた個々の入力光ファイバに光学的
に接続されるように適合されており、前記少なくとも1
つの出力ポートのそれぞれは、個々の出力光ファイバに
光学的に接続されている第1のファブリックと、 少なくとも1つの波長変換器であって、入力ポートと出
力ポートとを有し、それぞれの入力ポートは前記第1の
ファブリックの個々の出力光ファイバに光学的に接続さ
れている波長変換器と、 第2のファブリックであって、少なくとも1つの入力ポ
ートと少なくとも1つの出力ポートとを有し、該第2の
ファブリックの前記少なくとも1つの入力ポートのそれ
ぞれは、該第2のファブリックの個々の入力光ファイバ
に光学的に接続されており、該第2のファブリックの前
記個々の入力光ファイバのそれぞれは前記少なくとも1
つの波長変換器の1つずつの出力ポートに光学的に接続
されており、該第2のファブリックの前記少なくとも1
つの出力ポートのそれぞれは、それと関連づけられた個
々の出力光ファイバに光学的に接続されるように適合さ
れており、前記第1のファブリックと関連づけられた入
力光ファイバの数は、それと関連づけられた出力光ファ
イバの数に等しくない第2のファブリックと、を含む装
置。 - 【請求項9】 前記第1のファブリック、前記第2のフ
ァブリックおよび前記少なくとも1つの波長変換器と連
通しているコントローラであって、制御信号を前記第1
のファブリック、前記第2のファブリックおよび前記少
なくとも1つの波長変換器に出力でき、制御信号は前記
第1のファブリック、前記第2のファブリックおよび前
記少なくとも1つの波長変換器の動作を制御するために
それらによって利用される、コントローラを含む、請求
項8に記載の装置。 - 【請求項10】 波長およびルーティングの両方の意味
で狭義に無閉塞であり、前記波長変換器のそれぞれは、
前記波長変換器の前記出力ポートに接続された前記出力
光ファイバ上で、前記波長変換器の前記入力ポートで受
信された信号が利用する波長を選択する、請求項9に記
載の装置。 - 【請求項11】 前記第1のファブリックの前記入力ポ
ートに光学的に接続された各入力光ファイバは、複数の
異なった波長で信号を搬送でき、前記第2のファブリッ
クの前記出力ポートに光学的に接続された各出力光ファ
イバは、複数の異なった波長で光信号を搬送できる、請
求項10に記載の装置。 - 【請求項12】 前記少なくとも1つの波長変換器のそ
れぞれは、前記コントローラから前記波長変換器によっ
て受信された制御信号に基づく信号によって利用される
波長を選択する、請求項11に記載の装置。 - 【請求項13】 (k1+k2)−1個の波長変換器を含
み、k1は前記第1のファブリックと関連づけられた入
力光ファイバの数を表し、k2は前記第2のファブリッ
クと関連づけられた出力光ファイバの数を表す、請求項
8に記載の装置。 - 【請求項14】 波長分割多重(WDM)装置であっ
て、 k1個の入力ポートと(k1+k2)−1個の出力ポート
とを有する第1のファブリックであって、前記入力ポー
トのそれぞれは該第1のファブリックと関連づけられた
入力光ファイバに光学的に接続されるように適合されて
おり、前記出力ポートのそれぞれは第1のファブリック
と関連づけられた出力光ファイバに光学的に接続される
ように適合されており、入力光ファイバ上で受信された
信号が送られる出力光ファイバを選択することができる
第1のファブリックと、複数の波長変換器であって、そ
れぞれが入力ポートと出力ポートとを有し、それぞれが
該波長変換器の入力ポートで、前記第1のファブリック
と関連づけられた前記出力光ファイバの1つずつに光学
的に接続されており、該波長変換器の前記入力ポートに
接続された光ファイバ上で搬送される信号が、該波長変
換器の前記出力ポートに接続された前記光ファイバ上で
送信されるときに利用する波長を、それぞれが選択でき
る波長変換器と、 (k1+k2)−1個の入力ポートとk2個の出力ポート
とを有する第2のファブリックであって、該第2のファ
ブリックの前記入力ポートのそれぞれはその入力光ファ
イバによって前記波長変換器の1つずつの出力ポートに
光学的に接続されており、該第2のファブリックの各出
力ポートは、それと関連づけられた出力光ファイバに光
学的に接続されるように適合されており、該第2のファ
ブリックの入力光ファイバ上で搬送される光信号が送ら
れるその出力光ファイバを選択でき、k1は前記第1の
ファブリックと関連づけられた入力光ファイバの数に等
しい整数であり、k2は該第2のファブリックと関連づ
けられた出力光ファイバの数に等しい整数である第2の
ファブリックと、を含む装置。 - 【請求項15】 前記第1のファブリック、前記第2の
ファブリックおよび前記波長変換器と連通するコントロ
ーラであって、それぞれ、前記第1および第2のファブ
リックの入力光ファイバ上で受信された信号を搬送する
ために、前記第1および第2のファブリックのうちのど
ちらの出力光ファイバを利用するかを制御し、前記波長
変換器による波長の選択を制御するコントローラを含
む、請求項14に記載の装置。 - 【請求項16】 波長およびルーティングの両方の意味
で狭義に無閉塞である、請求項15に記載の装置。 - 【請求項17】 前記第1のファブリックの前記入力ポ
ートに光学的に接続された各入力光ファイバは、複数の
異なった波長で信号を搬送することができ、前記第2の
ファブリックの前記出力ポートに光学的に接続された各
出力光ファイバは、複数の異なった波長で光信号を搬送
することができる、請求項16に記載の装置。 - 【請求項18】 前記波長変換器のそれぞれは、特定の
波長の信号を異なった波長に変えることができ、前記波
長変換器の前記出力ポートに接続された前記光ファイバ
上で送信されるときに、信号が利用する波長を変えるこ
とができる各波長変換器による選択は、それによって受
信された制御信号に従って行われる、請求項17に記載
の装置。 - 【請求項19】 前記第1および第2のファブリック
は、パスの点から見て狭義に無閉塞である、請求項8に
記載の装置。 - 【請求項20】 前記第1および第2のファブリックは
パスの点から見て広義に無閉塞であって、波長の点から
見て狭義に無閉塞でかつパスの点から見て広義に無閉塞
である、請求項8に記載の装置。 - 【請求項21】 前記第1および第2のファブリックは
パスの点から見て狭義に無閉塞である、請求項14に記
載の装置。 - 【請求項22】 前記第1および第2のファブリックは
パスの点から見て広義に無閉塞であって、波長の点から
見て狭義に無閉塞でかつパスの点から見て広義に無閉塞
である請求項14に記載の装置。
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