JP2003219440A - 光クロスコネクトシステムおよび光デアグリゲータ - Google Patents
光クロスコネクトシステムおよび光デアグリゲータInfo
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- H04J14/021—Reconfigurable arrangements, e.g. reconfigurable optical add/drop multiplexers [ROADM] or tunable optical add/drop multiplexers [TOADM]
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- H04Q11/0062—Network aspects
- H04Q2011/0075—Wavelength grouping or hierarchical aspects
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光クロスコネクトシステムにおいて、波長か
ら波長バンドへの編成を改善する。 【解決手段】 異なる波長で変調された複数の光チャネ
ルを伝送する１つの入力ラインを収容する光クロスコネ
クトシステムを実現する。光クロスコネクトシステム
は、光デアグリゲータ（集約解除装置）を有する。光デ
アグリゲータは、変調波長に従って複数の光チャネルの
うちの１つまたは複数のチャネルを分離する第１フィル
タと、第１フィルタによって出力される１つまたは複数
のチャネルを第１群の光チャネルと第２群の光チャネル
にグループ分けするように動作可能な光セレクタと、第
１群を第１出力ファイバへ、および、第２群を第２出力
ファイバに送る光スイッチとを有する。
ら波長バンドへの編成を改善する。 【解決手段】 異なる波長で変調された複数の光チャネ
ルを伝送する１つの入力ラインを収容する光クロスコネ
クトシステムを実現する。光クロスコネクトシステム
は、光デアグリゲータ（集約解除装置）を有する。光デ
アグリゲータは、変調波長に従って複数の光チャネルの
うちの１つまたは複数のチャネルを分離する第１フィル
タと、第１フィルタによって出力される１つまたは複数
のチャネルを第１群の光チャネルと第２群の光チャネル
にグループ分けするように動作可能な光セレクタと、第
１群を第１出力ファイバへ、および、第２群を第２出力
ファイバに送る光スイッチとを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光クロスコネクトシ
ステムに係り、特に、相異なる個数の波長を含む非一様
な波長バンドを用いた光クロスコネクトシステムに関す
る。
ステムに係り、特に、相異なる個数の波長を含む非一様
な波長バンドを用いた光クロスコネクトシステムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】データトラフィックの不断の増大はバッ
クボーン通信ネットワークを圧迫し続けている。増大す
る帯域需要を満たすためには、より多様で、かつ、より
インテリジェントな容量の割当てが要求される。光ネッ
トワーキングは、急速に拡大するインターネットトラフ
ィックに対処するための重要な技術となっている。新た
な光ネットワークは、高度な伝送（高密度波長分割多重
（ＤＷＤＭ））およびスイッチング（光スイッチおよび
クロスコネクト）の両方の技術を使用することによっ
て、増大するネットワーク負荷を支えることが期待され
る。
クボーン通信ネットワークを圧迫し続けている。増大す
る帯域需要を満たすためには、より多様で、かつ、より
インテリジェントな容量の割当てが要求される。光ネッ
トワーキングは、急速に拡大するインターネットトラフ
ィックに対処するための重要な技術となっている。新た
な光ネットワークは、高度な伝送（高密度波長分割多重
（ＤＷＤＭ））およびスイッチング（光スイッチおよび
クロスコネクト）の両方の技術を使用することによっ
て、増大するネットワーク負荷を支えることが期待され
る。
【０００３】高密度波長分割多重、すなわち、１本の光
ファイバを通じての複数の波長の伝送は、将来の光イン
ターネットに要求される容量およびトラフィック分離能
力を提供する基礎となっている。ＤＷＤＭを可能にする
主要な技術は、光波長多重・分離であり、これは、ファ
イバ減衰が低い１５５０ｎｍパスバンドの波長をまとめ
て扱う。図１に、ポイント・ツー・ポイントリンクの場
合の代表的なＤＷＤＭの実現例を示す。
ファイバを通じての複数の波長の伝送は、将来の光イン
ターネットに要求される容量およびトラフィック分離能
力を提供する基礎となっている。ＤＷＤＭを可能にする
主要な技術は、光波長多重・分離であり、これは、ファ
イバ減衰が低い１５５０ｎｍパスバンドの波長をまとめ
て扱う。図１に、ポイント・ツー・ポイントリンクの場
合の代表的なＤＷＤＭの実現例を示す。
【０００４】ＩＰネットワークでは、パフォーマンスお
よびスケーラビリティへの関心から、DiffServやＭＰＬ
Ｓ（マルチプロトコルレベルスイッチング）の標準によ
ってサポートされるさまざまなレベルのトラフィック集
約を提供するレイヤ化メカニズムの開発が促進された。
光ネットワーキングの場合、同様のコストおよびスケー
ラビリティへの関心は、波長および波長バンドのよう
な、複数のスイッチング粒度（グラニュラリティ）の生
成につながっている。このため、光ネットワーキングパ
スは、１つの上位層パス（波長バンド）がいくつかの下
位層パス（波長）からなるという階層を形成する。波長
バンドへの波長集約の潜在的損益は、すでに、Y. Suemu
ra, I. Nishioka, Y. Maeno and S. Araki, "Routing o
f Hierarchical Paths in an Optical Network", Proce
edings of APCC 2001、によって実証されている。
よびスケーラビリティへの関心から、DiffServやＭＰＬ
Ｓ（マルチプロトコルレベルスイッチング）の標準によ
ってサポートされるさまざまなレベルのトラフィック集
約を提供するレイヤ化メカニズムの開発が促進された。
光ネットワーキングの場合、同様のコストおよびスケー
ラビリティへの関心は、波長および波長バンドのよう
な、複数のスイッチング粒度（グラニュラリティ）の生
成につながっている。このため、光ネットワーキングパ
スは、１つの上位層パス（波長バンド）がいくつかの下
位層パス（波長）からなるという階層を形成する。波長
バンドへの波長集約の潜在的損益は、すでに、Y. Suemu
ra, I. Nishioka, Y. Maeno and S. Araki, "Routing o
f Hierarchical Paths in an Optical Network", Proce
edings of APCC 2001、によって実証されている。
【０００５】図１に示すように、波長バンドは通常、一
様（均等）であり固定される。すなわち、与えられた入
力波長λ1〜λ160に対して、従来の波長バンドグループ
は、４０個の連続する波長からなる４個のグループλ1
〜λ40、λ41〜λ80、λ81〜λ120、λ121〜λ160から
なる。一様な波長バンドの利用は、通信チャネルの集約
(grooming)が一様な方式で行われるためのネットワーク
設計における従来の知識から導かれる。ＳＯＮＥＴは、
通信チャネルの一様な集約(grooming)の一例である。
様（均等）であり固定される。すなわち、与えられた入
力波長λ1〜λ160に対して、従来の波長バンドグループ
は、４０個の連続する波長からなる４個のグループλ1
〜λ40、λ41〜λ80、λ81〜λ120、λ121〜λ160から
なる。一様な波長バンドの利用は、通信チャネルの集約
(grooming)が一様な方式で行われるためのネットワーク
設計における従来の知識から導かれる。ＳＯＮＥＴは、
通信チャネルの一様な集約(grooming)の一例である。
【０００６】１つの波長バンドパスは、クロスコネクト
システムにおける光スイッチの２個（入力および出力）
のポートしか占有しない。パス階層は、クロスコネクト
システムのコストを低減する。その理由は、１つの波長
バンドを光学的に一単位としてスイッチングすることが
できるため、個々の波長を処理するのに必要な、より高
価なＯＥＯ（光−電気−光）ポートの個数が少なくなる
からである。
システムにおける光スイッチの２個（入力および出力）
のポートしか占有しない。パス階層は、クロスコネクト
システムのコストを低減する。その理由は、１つの波長
バンドを光学的に一単位としてスイッチングすることが
できるため、個々の波長を処理するのに必要な、より高
価なＯＥＯ（光−電気−光）ポートの個数が少なくなる
からである。
【０００７】費用効果の高い光階層の実現化が、適切に
設計されたルーティングおよびスケジューリングのアル
ゴリズムによって成し遂げられなければならない。ルー
ティングおよび波長割当てのアルゴリズムは、光ネット
ワーキングの一般的な状況において広く研究されてお
り、例えば、R. Ramasawami and K. Sivarajan, "Optic
al Networks: A Practical Perspective", Morgan Kauf
mann Publishers, 1998、に記載されている。波長およ
び波長バンドの階層は、新たなルーティングおよびスケ
ジューリングの問題を提起するいくつかのモデルに分類
することができる。
設計されたルーティングおよびスケジューリングのアル
ゴリズムによって成し遂げられなければならない。ルー
ティングおよび波長割当てのアルゴリズムは、光ネット
ワーキングの一般的な状況において広く研究されてお
り、例えば、R. Ramasawami and K. Sivarajan, "Optic
al Networks: A Practical Perspective", Morgan Kauf
mann Publishers, 1998、に記載されている。波長およ
び波長バンドの階層は、新たなルーティングおよびスケ
ジューリングの問題を提起するいくつかのモデルに分類
することができる。
【０００８】前述のように、１つの波長バンドパスはク
ロスコネクトシステムにおける光スイッチの２個（入力
および出力）のポートしか占有しないため、波長バンド
階層パスはクロスコネクトシステムのコストを低減す
る。しかし、光ドメインのみでのスイッチングは実際的
ではない。同じ出力ファイバに対する異なる波長バンド
間での競合（コンテンション）は、システムの透明
（光）部分では解決することができない。また、１つの
波長バンド内の相異なる波長が異なる出力ファイバへと
スイッチングされなければならない場合にも、光コアは
その波長バンドを処理することができない。これらおよ
びその他の（ある波長をある波長バンドに合波するとい
うような）関連する作業の場合、１つまたは複数の波長
バンドを、光クロスコネクトシステムのＯＥＯ部分へ分
波しなければならない。ＯＥＯは、マルチプレクサおよ
びデマルチプレクサを備え、これらはそれぞれ、Ｇ個の
波長からなる１つの波長バンドを処理することができ
る。階層的クロスコネクトシステムの機能は、波長バン
ド（光学的に透明な）スイッチおよび波長（不透明なＯ
ＥＯ）スイッチからなるハイブリッド光システムによっ
て実現される。階層的ハイブリッド光クロスコネクトシ
ステムの詳細なアーキテクチャは、単一プレーンアーキ
テクチャあるいは多重プレーンアーキテクチャのいずれ
に基づくことも可能である。
ロスコネクトシステムにおける光スイッチの２個（入力
および出力）のポートしか占有しないため、波長バンド
階層パスはクロスコネクトシステムのコストを低減す
る。しかし、光ドメインのみでのスイッチングは実際的
ではない。同じ出力ファイバに対する異なる波長バンド
間での競合（コンテンション）は、システムの透明
（光）部分では解決することができない。また、１つの
波長バンド内の相異なる波長が異なる出力ファイバへと
スイッチングされなければならない場合にも、光コアは
その波長バンドを処理することができない。これらおよ
びその他の（ある波長をある波長バンドに合波するとい
うような）関連する作業の場合、１つまたは複数の波長
バンドを、光クロスコネクトシステムのＯＥＯ部分へ分
波しなければならない。ＯＥＯは、マルチプレクサおよ
びデマルチプレクサを備え、これらはそれぞれ、Ｇ個の
波長からなる１つの波長バンドを処理することができ
る。階層的クロスコネクトシステムの機能は、波長バン
ド（光学的に透明な）スイッチおよび波長（不透明なＯ
ＥＯ）スイッチからなるハイブリッド光システムによっ
て実現される。階層的ハイブリッド光クロスコネクトシ
ステムの詳細なアーキテクチャは、単一プレーンアーキ
テクチャあるいは多重プレーンアーキテクチャのいずれ
に基づくことも可能である。
【０００９】ハイブリッド階層における一様な波長バン
ドの一例として、図４に、Ｍ個の入力および出力ファイ
バを有する階層的ハイブリッド光クロスコネクトシステ
ムを示す。各ファイバは、Ｎ個の波長を伝送する（バッ
クボーンネットワークおよび都市部ネットワークの場合
の代表的な個数は、Ｎ＝１６０およびＮ＝４０であ
る）。光クロスコネクトシステムに到達した後、各入力
ファイバ内の全部でＮ個の波長は、波長バンド集約解除
器（waveband deaggregator、以下、デアグリゲータと
いう。)（図中ではＷＤＡで示す）によって分割され
る。ＷＤＡは、Ｎ個の波長をＫ個の波長バンド（それぞ
れＧ個の波長からなる）に分割するために、インタリー
バまたはフィルタのいずれかを用いて実現することがで
きる（ただし、Ｎ＝ＫＧである）。こうして、光階層の
波長バンドレベルは、それぞれＧ個の波長からなる波長
バンドから構成される。波長バンドは、階層的クロスコ
ネクトシステムの光コアによって、光学的にスイッチン
グされ、（波長バンドアグリゲータ（図中ではＷＡで示
す）を用いて）出力ファイバに集約される。光コアは、
単一の光スイッチによって、または、それぞれすべての
入力ファイバからの同じ波長バンドを処理するＫ個の並
列光スイッチ（図５、Ｏ／Ｏ1〜Ｏ／ＯK）によって、実
現可能である。
ドの一例として、図４に、Ｍ個の入力および出力ファイ
バを有する階層的ハイブリッド光クロスコネクトシステ
ムを示す。各ファイバは、Ｎ個の波長を伝送する（バッ
クボーンネットワークおよび都市部ネットワークの場合
の代表的な個数は、Ｎ＝１６０およびＮ＝４０であ
る）。光クロスコネクトシステムに到達した後、各入力
ファイバ内の全部でＮ個の波長は、波長バンド集約解除
器（waveband deaggregator、以下、デアグリゲータと
いう。)（図中ではＷＤＡで示す）によって分割され
る。ＷＤＡは、Ｎ個の波長をＫ個の波長バンド（それぞ
れＧ個の波長からなる）に分割するために、インタリー
バまたはフィルタのいずれかを用いて実現することがで
きる（ただし、Ｎ＝ＫＧである）。こうして、光階層の
波長バンドレベルは、それぞれＧ個の波長からなる波長
バンドから構成される。波長バンドは、階層的クロスコ
ネクトシステムの光コアによって、光学的にスイッチン
グされ、（波長バンドアグリゲータ（図中ではＷＡで示
す）を用いて）出力ファイバに集約される。光コアは、
単一の光スイッチによって、または、それぞれすべての
入力ファイバからの同じ波長バンドを処理するＫ個の並
列光スイッチ（図５、Ｏ／Ｏ1〜Ｏ／ＯK）によって、実
現可能である。
【００１０】図６に示すように、波長スイッチに入力さ
れる波長パスは、隣接クロスコネクトシステムへ直接ル
ーティングされること（フローＡで示す）、または、波
長バンドパスに集約された後に波長バンドスイッチを介
して隣接クロスコネクトシステムへルーティングされる
こと（フローＢで示す）、のいずれも可能である。
れる波長パスは、隣接クロスコネクトシステムへ直接ル
ーティングされること（フローＡで示す）、または、波
長バンドパスに集約された後に波長バンドスイッチを介
して隣接クロスコネクトシステムへルーティングされる
こと（フローＢで示す）、のいずれも可能である。
【００１１】ＯＥＯポートは、テクノロジーおよび伝送
速度に依存する高価なリソースである。ＯＥＯポート
は、光ポートに比べて、２倍ないし５倍も高価となるこ
とがある。したがって、階層的ハイブリッド光クロスコ
ネクトシステムの設計は、波長バンドへの波長集約の効
果を考慮に入れることを必要とする。具体的には、１つ
の波長バンドのサイズＧは、クロスコネクトシステムの
コストおよびパフォーマンスに直接に影響する。一方
で、個数Ｇが小さい（波長バンドあたりの波長が少な
い）場合、クロスコネクトシステムの大規模で高価な波
長バンド光コアによってスイッチングしなければならな
い波長バンドの個数が大きくなる。他方、個数Ｇが大き
い（波長バンドあたりの波長が多い）場合、波長の集約
(aggregation)および集約解除(deaggregation)のオーバ
ーヘッドとともに、波長バンドが大きくなると波長衝突
（コンフリクト）が多くなるためにＯＥＯ変換の必要性
が増大する。このため、クロスコネクトシステムの大規
模で高価なＯＥＯ部分が必要となる。従来、注目する個
々の波長を分離するために、一様な波長バンドが分解さ
れなければならなかった。そのため、図１の例におい
て、ローカルな処理（合波、分波またはスイッチング）
のためにλ12を分離する場合、波長バンドλ1−λ4 0の
あらゆる波長が、ＯＥＯスイッチを通じて分解されなけ
ればならなかった。明らかに、ＯＥＯスイッチによるこ
の従来のアプローチは、λ1〜λ11およびλ1 3〜λ40に
ついて不要な処理を実行していることに関して、およ
び、１つの波長λ12を分離するために必要とされる追加
のＯＥＯポートの個数に関して、高価である。
速度に依存する高価なリソースである。ＯＥＯポート
は、光ポートに比べて、２倍ないし５倍も高価となるこ
とがある。したがって、階層的ハイブリッド光クロスコ
ネクトシステムの設計は、波長バンドへの波長集約の効
果を考慮に入れることを必要とする。具体的には、１つ
の波長バンドのサイズＧは、クロスコネクトシステムの
コストおよびパフォーマンスに直接に影響する。一方
で、個数Ｇが小さい（波長バンドあたりの波長が少な
い）場合、クロスコネクトシステムの大規模で高価な波
長バンド光コアによってスイッチングしなければならな
い波長バンドの個数が大きくなる。他方、個数Ｇが大き
い（波長バンドあたりの波長が多い）場合、波長の集約
(aggregation)および集約解除(deaggregation)のオーバ
ーヘッドとともに、波長バンドが大きくなると波長衝突
（コンフリクト）が多くなるためにＯＥＯ変換の必要性
が増大する。このため、クロスコネクトシステムの大規
模で高価なＯＥＯ部分が必要となる。従来、注目する個
々の波長を分離するために、一様な波長バンドが分解さ
れなければならなかった。そのため、図１の例におい
て、ローカルな処理（合波、分波またはスイッチング）
のためにλ12を分離する場合、波長バンドλ1−λ4 0の
あらゆる波長が、ＯＥＯスイッチを通じて分解されなけ
ればならなかった。明らかに、ＯＥＯスイッチによるこ
の従来のアプローチは、λ1〜λ11およびλ1 3〜λ40に
ついて不要な処理を実行していることに関して、およ
び、１つの波長λ12を分離するために必要とされる追加
のＯＥＯポートの個数に関して、高価である。
【００１２】階層的ハイブリッド光クロスコネクトシス
テムのコストパフォーマンス分析が実施されている。従
来判定されているところによれば、Ｇ＝６付近の波長バ
ンドサイズが、相当のコスト削減（５〜１０分の１）と
ひきかえに妥当なパフォーマンス（最適な場合の５０
％）を提供する。ネットワークレベルのパフォーマンス
の分析によれば、最適な波長バンドサイズに対する同様
の範囲（Ｇ＝８付近）が示唆されている。階層的ルーテ
ィングおよび光波長バンドは、従来のＯＥＯによる解決
法に比べて、（ネットワーク内の与えられたトラフィッ
ク負荷を処理するのに必要なポート数で測って）２〜３
分の１にコストを削減することができる。
テムのコストパフォーマンス分析が実施されている。従
来判定されているところによれば、Ｇ＝６付近の波長バ
ンドサイズが、相当のコスト削減（５〜１０分の１）と
ひきかえに妥当なパフォーマンス（最適な場合の５０
％）を提供する。ネットワークレベルのパフォーマンス
の分析によれば、最適な波長バンドサイズに対する同様
の範囲（Ｇ＝８付近）が示唆されている。階層的ルーテ
ィングおよび光波長バンドは、従来のＯＥＯによる解決
法に比べて、（ネットワーク内の与えられたトラフィッ
ク負荷を処理するのに必要なポート数で測って）２〜３
分の１にコストを削減することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】光階層のコスト削減効
果は、１つの波長バンドが光クロスコネクトシステムに
よって一単位としてスイッチングされることが可能であ
るために、個々の波長を処理するのに必要な高価なＯＥ
Ｏ（光−電気−光）ポートの個数が削減されることに基
づいている。こうして、光パスは、１つの上位層パス
（波長バンド）がいくつかの下位層パス（波長）からな
るという階層を形成する。高価な波長のＯＥＯ変換を避
けるため、個々の出力ファイバへ向かうフローは、あら
かじめ設定された波長バンドに集約されてから、光ドメ
インでスイッチングされるべきである。同じパス方向に
従ってルーティングされる十分な個数の波長があるとき
には、波長バンドを生成することができる。ルーティン
グアルゴリズム、光障害の考慮および波長競合の解決も
また、波長バンドの生成に影響する。当業者であれば、
波長から波長バンドへの割当ての基本的メカニズムは理
解されるであろう。その割当ての詳細についてはここで
は説明しない。
果は、１つの波長バンドが光クロスコネクトシステムに
よって一単位としてスイッチングされることが可能であ
るために、個々の波長を処理するのに必要な高価なＯＥ
Ｏ（光−電気−光）ポートの個数が削減されることに基
づいている。こうして、光パスは、１つの上位層パス
（波長バンド）がいくつかの下位層パス（波長）からな
るという階層を形成する。高価な波長のＯＥＯ変換を避
けるため、個々の出力ファイバへ向かうフローは、あら
かじめ設定された波長バンドに集約されてから、光ドメ
インでスイッチングされるべきである。同じパス方向に
従ってルーティングされる十分な個数の波長があるとき
には、波長バンドを生成することができる。ルーティン
グアルゴリズム、光障害の考慮および波長競合の解決も
また、波長バンドの生成に影響する。当業者であれば、
波長から波長バンドへの割当ての基本的メカニズムは理
解されるであろう。その割当ての詳細についてはここで
は説明しない。
【００１４】本発明の目的は、従来の光ネットワークク
ロスコネクトシステムの欠点を除去することにあり、特
に、更なるパフォーマンスの改善およびコスト削減を達
成する光クロスコネクトシステムを提供することにあ
る。
ロスコネクトシステムの欠点を除去することにあり、特
に、更なるパフォーマンスの改善およびコスト削減を達
成する光クロスコネクトシステムを提供することにあ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの側面は、
非一様な波長バンド（相異なる個数の波長を含むグルー
プ）を使用することによって、波長から波長バンドへの
編成をさらに改善することができるという発見に基づい
ている。非一様な波長バンドのセットの一例は図２に示
されている。波長の任意のグループ分けが可能であり、
本発明は、特定の非一様な波長バンドのグループ分けに
よって限定されない。非一様波長バンドは、単一のファ
イバへの出力のために集約されることも可能である。
（例えば、図４および図５の、要素ＷＡ（波長バンドア
グリゲータ）を参照。）非一様波長バンドは、波長集約
のためのフレキシビリティを拡大し、これは、より効率
的なスイッチングおよびルーティングのために利用可能
である。本発明の発明者は、非一様波長バンドを用いて
達成可能なパフォーマンス改善と、非一様波長バンドパ
ラメータの適当なサイズの選択とについて分析した。本
発明の発明者はまた、ＤＷＤＭ光ネットワークシステム
における非一様波長バンド分割に基づく階層的ハイブリ
ッド光クロスコネクトシステムのいくつかのアーキテク
チャを示す。
非一様な波長バンド（相異なる個数の波長を含むグルー
プ）を使用することによって、波長から波長バンドへの
編成をさらに改善することができるという発見に基づい
ている。非一様な波長バンドのセットの一例は図２に示
されている。波長の任意のグループ分けが可能であり、
本発明は、特定の非一様な波長バンドのグループ分けに
よって限定されない。非一様波長バンドは、単一のファ
イバへの出力のために集約されることも可能である。
（例えば、図４および図５の、要素ＷＡ（波長バンドア
グリゲータ）を参照。）非一様波長バンドは、波長集約
のためのフレキシビリティを拡大し、これは、より効率
的なスイッチングおよびルーティングのために利用可能
である。本発明の発明者は、非一様波長バンドを用いて
達成可能なパフォーマンス改善と、非一様波長バンドパ
ラメータの適当なサイズの選択とについて分析した。本
発明の発明者はまた、ＤＷＤＭ光ネットワークシステム
における非一様波長バンド分割に基づく階層的ハイブリ
ッド光クロスコネクトシステムのいくつかのアーキテク
チャを示す。
【００１６】もう１つの関連する特徴として、能動光ス
イッチング素子を有する光クロスコネクトシステムにお
いて、波長バンドを再設定する能力と、相異なるトラフ
ィックパターンおよび方向性波長割当てのために波長ま
たは波長バンドを動的に集約する能力とを有する、新規
な光スイッチングクロスコネクトシステムが提示され
る。
イッチング素子を有する光クロスコネクトシステムにお
いて、波長バンドを再設定する能力と、相異なるトラフ
ィックパターンおよび方向性波長割当てのために波長ま
たは波長バンドを動的に集約する能力とを有する、新規
な光スイッチングクロスコネクトシステムが提示され
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】上述したように、波長バンドサイ
ズＧの適切な選択は、適当なスイッチング、ルーティン
グおよび集約（解除）メカニズムによってサポートされ
れば、階層的ハイブリッド光クロスコネクトシステムの
パフォーマンスを大幅に改善することができる。しか
し、いかなる集約も、特に一様な波長バンド（それぞれ
がちょうどＧ個の波長からなる）への集約は、階層的ハ
イブリッドクロスコネクトシステムのパフォーマンスに
悪影響を及ぼす可能性のある集約オーバーヘッドを伴
う。
ズＧの適切な選択は、適当なスイッチング、ルーティン
グおよび集約（解除）メカニズムによってサポートされ
れば、階層的ハイブリッド光クロスコネクトシステムの
パフォーマンスを大幅に改善することができる。しか
し、いかなる集約も、特に一様な波長バンド（それぞれ
がちょうどＧ個の波長からなる）への集約は、階層的ハ
イブリッドクロスコネクトシステムのパフォーマンスに
悪影響を及ぼす可能性のある集約オーバーヘッドを伴
う。
【００１８】このオーバーヘッドの効果を説明するた
め、Ｍ個の出力ファイバを有する光スイッチングクロス
コネクトシステムを考え、入力ファイバは、Ｍ個の出力
のうちのいずれかへスイッチングされるべきＮ個の変調
波長を有するＮ個の光チャネル信号を伝送すると仮定す
る。出力ファイバ間での波長の分割に応じて、それらの
波長を光スイッチングのために波長バンドに集約するこ
とが可能なこともそうでないこともある。まず、図７の
例を考える。図７は、Ｍ＝４個の出力ファイバへとスイ
ッチングされなければならないＮ＝８個の波長を伝送す
る１つの入力ファイバを示す。波長は、それぞれ２波長
のサイズの、４個のあらかじめ設定された一様な波長バ
ンドへと集約することができる。４個の出力ファイバへ
スイッチングされるべき波長の個数は、（３，１，２，
２）に等しく、このスイッチングは、光ドメインのみで
は実行できない。
め、Ｍ個の出力ファイバを有する光スイッチングクロス
コネクトシステムを考え、入力ファイバは、Ｍ個の出力
のうちのいずれかへスイッチングされるべきＮ個の変調
波長を有するＮ個の光チャネル信号を伝送すると仮定す
る。出力ファイバ間での波長の分割に応じて、それらの
波長を光スイッチングのために波長バンドに集約するこ
とが可能なこともそうでないこともある。まず、図７の
例を考える。図７は、Ｍ＝４個の出力ファイバへとスイ
ッチングされなければならないＮ＝８個の波長を伝送す
る１つの入力ファイバを示す。波長は、それぞれ２波長
のサイズの、４個のあらかじめ設定された一様な波長バ
ンドへと集約することができる。４個の出力ファイバへ
スイッチングされるべき波長の個数は、（３，１，２，
２）に等しく、このスイッチングは、光ドメインのみで
は実行できない。
【００１９】しかし、波長が図８に示すようにあらかじ
め設定され、２個の波長バンドがそれぞれ２波長を含
み、１個の波長バンドが３波長を含み、１個の波長バン
ドが１波長を含むようにされていたとすれば、同じ波長
要求（３，１，２，２）は光学的にスイッチングするこ
とができたものである。後者の構成の欠点は、それが、
他のスイッチング構成の光スイッチングのために使用で
きないことである。例えば、４個の出力ファイバへスイ
ッチングされるべき波長の個数が（２，２，２，２）に
等しいときである。
め設定され、２個の波長バンドがそれぞれ２波長を含
み、１個の波長バンドが３波長を含み、１個の波長バン
ドが１波長を含むようにされていたとすれば、同じ波長
要求（３，１，２，２）は光学的にスイッチングするこ
とができたものである。後者の構成の欠点は、それが、
他のスイッチング構成の光スイッチングのために使用で
きないことである。例えば、４個の出力ファイバへスイ
ッチングされるべき波長の個数が（２，２，２，２）に
等しいときである。
【００２０】一様波長バンドと非一様波長バンドのさら
に詳細な比較を図９に示す。この図は、Ｍ＝２個の出力
ファイバの間でのＮ＝８個の波長のすべての可能な分割
と、対応する波長バンドによってサポート可能な波長の
個数（一様の場合、２個の波長バンドはそれぞれ４λか
らなり、非一様の場合、２個の波長バンドは３λおよび
５λからなる）とを示す。一様の場合、平均で、光学的
にスイッチングされるべき波長の８８％が許容されるの
に対して、非一様の場合は、より高い９３％の光スルー
プットが得られる。もちろん、すでに言及した光ポート
とＯＥＯポートの間のコスト差のため、光スループット
の改善（すなわち、波長から波長バンドへの、より効率
的な「パッキング」）は、階層的ハイブリッドクロスコ
ネクトシステム全体でさらに大きいコスト削減につなが
る。すなわち、より安価な光ポートの利用が増大すれ
ば、より高価なＯＥＯポートを使用する必要性が減少す
る。
に詳細な比較を図９に示す。この図は、Ｍ＝２個の出力
ファイバの間でのＮ＝８個の波長のすべての可能な分割
と、対応する波長バンドによってサポート可能な波長の
個数（一様の場合、２個の波長バンドはそれぞれ４λか
らなり、非一様の場合、２個の波長バンドは３λおよび
５λからなる）とを示す。一様の場合、平均で、光学的
にスイッチングされるべき波長の８８％が許容されるの
に対して、非一様の場合は、より高い９３％の光スルー
プットが得られる。もちろん、すでに言及した光ポート
とＯＥＯポートの間のコスト差のため、光スループット
の改善（すなわち、波長から波長バンドへの、より効率
的な「パッキング」）は、階層的ハイブリッドクロスコ
ネクトシステム全体でさらに大きいコスト削減につなが
る。すなわち、より安価な光ポートの利用が増大すれ
ば、より高価なＯＥＯポートを使用する必要性が減少す
る。
【００２１】従来は、出力ポート間での多様なトラフィ
ック（波長）分布の集約には、一様な波長バンドのほう
が適しているはずだと考えられていた。従来の知識によ
れば、すべてのファクタが等しい場合、出力ファイバ間
の要求の一様な分布が、最も可能性の高いものである。
しかし、本発明の発明者が観察したところでは、図９に
示したように、一様分布（４，４）のスループットは、
隣の非一様の場合よりも、光ドメインにおいて低い確率
を有する。この効果は主として、非一様波長バンドのほ
うがパフォーマンスがよいことによる。Y. Ijiri and
H. Simon, "SkewDistributions and the Sizes of Busi
ness Firms", North-Holland Publishing Co., 1977、
によって観察された現象である、要求の非一様分布もま
た、非一様波長バンドの生成を正当化する。
ック（波長）分布の集約には、一様な波長バンドのほう
が適しているはずだと考えられていた。従来の知識によ
れば、すべてのファクタが等しい場合、出力ファイバ間
の要求の一様な分布が、最も可能性の高いものである。
しかし、本発明の発明者が観察したところでは、図９に
示したように、一様分布（４，４）のスループットは、
隣の非一様の場合よりも、光ドメインにおいて低い確率
を有する。この効果は主として、非一様波長バンドのほ
うがパフォーマンスがよいことによる。Y. Ijiri and
H. Simon, "SkewDistributions and the Sizes of Busi
ness Firms", North-Holland Publishing Co., 1977、
によって観察された現象である、要求の非一様分布もま
た、非一様波長バンドの生成を正当化する。
【００２２】Ｎ（波長の個数）およびＭ（出力ファイバ
の個数）の他のいくつかの値に対する同じ効果を図１０
に示す。改善の程度はＮおよびＭとともに変わるが、非
一様波長バンドのほうが一貫して良好なスループットを
提供している。
の個数）の他のいくつかの値に対する同じ効果を図１０
に示す。改善の程度はＮおよびＭとともに変わるが、非
一様波長バンドのほうが一貫して良好なスループットを
提供している。
【００２３】非一様波長バンドの概念は、次の２つの問
題を生じる。第１の問題（波長バンド選択問題）は、Ｎ
個の波長の入力フローからＭ個の出力ファイバへの任意
の分割を表すために使用可能な波長バンドの集合（セッ
ト）をどのようにしてあらかじめ設定するかの問題であ
る。第２の問題（波長バンド割当て問題）は、これらの
あらかじめ設定された波長バンドを、Ｎ個の波長からＭ
個の出力ファイバへの光スイッチングのために、どのよ
うにして割り当てるかの問題である。
題を生じる。第１の問題（波長バンド選択問題）は、Ｎ
個の波長の入力フローからＭ個の出力ファイバへの任意
の分割を表すために使用可能な波長バンドの集合（セッ
ト）をどのようにしてあらかじめ設定するかの問題であ
る。第２の問題（波長バンド割当て問題）は、これらの
あらかじめ設定された波長バンドを、Ｎ個の波長からＭ
個の出力ファイバへの光スイッチングのために、どのよ
うにして割り当てるかの問題である。
【００２４】他の制約がない場合、波長選択問題および
波長割当て問題はいずれも解くことができる。最適な波
長バンド選択は、次のアルゴリズムを用いて実行するこ
とができる。
波長割当て問題はいずれも解くことができる。最適な波
長バンド選択は、次のアルゴリズムを用いて実行するこ
とができる。
【００２５】１．パラメータＮおよびＭを入力し、空集
合Ｂを作成する。 ２．代入
合Ｂを作成する。 ２．代入
【数１】
を行う。
３．要素Ｎ*を集合Ｂに追加する。
４．代入Ｎ＝Ｎ−Ｎ*を行う。
５．Ｎ＝０である場合は終了する。そうでない場合はス
テップ２に進む。
テップ２に進む。
【００２６】最適な波長バンド｛Ｂ1，Ｂ2，...，ＢK｝
の集合Ｂが与えられると、Ｎ個の波長の要求からＭ個の
出力への任意の分割（Ｖ1個の波長バンドを出力ファイ
バ１へ，...，ＶM個の波長バンドを出力ファイバＭへ）
は、利用可能な最大の波長バンドを、残っている最大の
波長要求に順次割り当てることによって実現することが
できる。
の集合Ｂが与えられると、Ｎ個の波長の要求からＭ個の
出力への任意の分割（Ｖ1個の波長バンドを出力ファイ
バ１へ，...，ＶM個の波長バンドを出力ファイバＭへ）
は、利用可能な最大の波長バンドを、残っている最大の
波長要求に順次割り当てることによって実現することが
できる。
【００２７】波長バンド｛Ｂ1，Ｂ2，...，ＢK｝の最適
集合Ｂの光パフォーマンスを、一様な波長バンドの集合
の場合と比較することができる。このような比較は、２
つの理由で、単純にはできないことがある。第１に、Ｋ
個の一様な波長バンドが存在することもしないこともあ
る（それらが存在するためには、波長数ＮがＫで割り切
れなければならない）。第２に、一様な波長バンドの集
合の光スループットは、解析的に評価することが困難で
ある。しかし、これらの障害はいずれも次のように処理
することができる。第１に、評価および比較は、（対応
する一様な波長バンドの集合が常に存在するように）Ｎ
がＫで割り切れるような対（Ｎ，Ｍ）のみに対して実行
される。第２に、それぞれＧ個の波長からなるＫ個の波
長バンドの集合における平均波長「損失」は、ほぼＭ
（Ｇ−１）／２に等しい。この式は、Ｍ個の出力のそれ
ぞれへ向かう波長が波長バンドに集約される場合に生じ
る平均集約オーバーヘッド（０からＧ−１までの間）に
基づく。
集合Ｂの光パフォーマンスを、一様な波長バンドの集合
の場合と比較することができる。このような比較は、２
つの理由で、単純にはできないことがある。第１に、Ｋ
個の一様な波長バンドが存在することもしないこともあ
る（それらが存在するためには、波長数ＮがＫで割り切
れなければならない）。第２に、一様な波長バンドの集
合の光スループットは、解析的に評価することが困難で
ある。しかし、これらの障害はいずれも次のように処理
することができる。第１に、評価および比較は、（対応
する一様な波長バンドの集合が常に存在するように）Ｎ
がＫで割り切れるような対（Ｎ，Ｍ）のみに対して実行
される。第２に、それぞれＧ個の波長からなるＫ個の波
長バンドの集合における平均波長「損失」は、ほぼＭ
（Ｇ−１）／２に等しい。この式は、Ｍ個の出力のそれ
ぞれへ向かう波長が波長バンドに集約される場合に生じ
る平均集約オーバーヘッド（０からＧ−１までの間）に
基づく。
【００２８】これらの但書付きで、図１１は、８０を超
えないＮおよびＭのすべての許容される組合せに対する
パフォーマンス改善（および最適な波長バンド集合内の
波長バンドの個数Ｋ）を示す。波長から波長バンドへ
の、より効率的なパッキングに関して、平均の改善は約
１５％である。光ポートコストがＯＥＯポートの５倍よ
り小さいと仮定すると、平均のコスト削減は約４０％で
ある。
えないＮおよびＭのすべての許容される組合せに対する
パフォーマンス改善（および最適な波長バンド集合内の
波長バンドの個数Ｋ）を示す。波長から波長バンドへ
の、より効率的なパッキングに関して、平均の改善は約
１５％である。光ポートコストがＯＥＯポートの５倍よ
り小さいと仮定すると、平均のコスト削減は約４０％で
ある。
【００２９】一般には、Ｋに対して次の近似を使用する
ことができる。
ことができる。
【数２】
ただし、γ≒０．５７７２はオイラーの定数である。こ
の場合、一様波長バンドの比較可能なサイズは次のよう
になる。
の場合、一様波長バンドの比較可能なサイズは次のよう
になる。
【数３】
したがって、最適な場合と比較した、最適な非一様波長
バンドの相対利益は次のようになる。
バンドの相対利益は次のようになる。
【数４】
【００３０】このように、パフォーマンス改善は、出力
ファイバ数に対する波長数の比ｓ＝Ｎ／Ｍにのみ依存す
る。１から１０までのｓの値に対して、パフォーマンス
改善は図１２に示すように変化する。この結果は、図１
１に示したものと整合している。
ファイバ数に対する波長数の比ｓ＝Ｎ／Ｍにのみ依存す
る。１から１０までのｓの値に対して、パフォーマンス
改善は図１２に示すように変化する。この結果は、図１
１に示したものと整合している。
【００３１】すでに説明したように、非一様光波長バン
ドは、階層的光クロスコネクトシステムの集約パフォー
マンスを改善することが可能であり、これがさらにその
コストを削減する。非一様波長バンドが実現されるに
は、以下で述べる波長バンド（デ）アグリゲータを伴わ
なければならない。
ドは、階層的光クロスコネクトシステムの集約パフォー
マンスを改善することが可能であり、これがさらにその
コストを削減する。非一様波長バンドが実現されるに
は、以下で述べる波長バンド（デ）アグリゲータを伴わ
なければならない。
【００３２】高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）、すなわ
ち、１本の光ファイバを通じての複数の波長の伝送は、
将来の光インターネットに要求される容量およびトラフ
ィック分離能力を提供する基礎となっている。ＤＷＤＭ
を可能にする主要な技術は、光波長の集約および集約解
除である。
ち、１本の光ファイバを通じての複数の波長の伝送は、
将来の光インターネットに要求される容量およびトラフ
ィック分離能力を提供する基礎となっている。ＤＷＤＭ
を可能にする主要な技術は、光波長の集約および集約解
除である。
【００３３】波長分割アグリゲータおよびデアグリゲー
タは、それぞれ複数の光波長を組み合わせ（結合）およ
び分ける（分離）デバイスである。ＤＷＤＭデアグリゲ
ータ（ＷＤＡ）は、１つの入力ファイバの波長バンドを
複数の波長サブセットに分離し、ＤＷＤＭアグリゲータ
（ＷＡ）は、このようなサブセットを１つの光ファイバ
内に結合する。これらの波長サブセットは、一様（図
１）または非一様（図２）な固定グループであることが
可能である。波長は、図３においてデアグリゲータ出力
のうちの１つとして示したサブセット［λ1，λ2，
λ6，λn］によって例示されるような任意の波長セット
であることも可能である。これは、第２の出力ファイバ
へと光学的にスイッチングされ、他の波長バンドととも
に集約される。デアグリゲータデバイスは、固定および
任意のいずれのサブセットを生成することも可能であ
る。
タは、それぞれ複数の光波長を組み合わせ（結合）およ
び分ける（分離）デバイスである。ＤＷＤＭデアグリゲ
ータ（ＷＤＡ）は、１つの入力ファイバの波長バンドを
複数の波長サブセットに分離し、ＤＷＤＭアグリゲータ
（ＷＡ）は、このようなサブセットを１つの光ファイバ
内に結合する。これらの波長サブセットは、一様（図
１）または非一様（図２）な固定グループであることが
可能である。波長は、図３においてデアグリゲータ出力
のうちの１つとして示したサブセット［λ1，λ2，
λ6，λn］によって例示されるような任意の波長セット
であることも可能である。これは、第２の出力ファイバ
へと光学的にスイッチングされ、他の波長バンドととも
に集約される。デアグリゲータデバイスは、固定および
任意のいずれのサブセットを生成することも可能であ
る。
【００３４】光スイッチを通す前にこれらの波長のグル
ープ分けを実行することによって、各入力ファイバの各
波長がスイッチの相異なる入力ポートに行く場合よりも
大幅に少数のポートを有する光スイッチを使用すること
が可能となる。すなわち、スイッチの前で波長集約をす
れば、この集約を行う負担がスイッチ自体から取り除か
れる。
ープ分けを実行することによって、各入力ファイバの各
波長がスイッチの相異なる入力ポートに行く場合よりも
大幅に少数のポートを有する光スイッチを使用すること
が可能となる。すなわち、スイッチの前で波長集約をす
れば、この集約を行う負担がスイッチ自体から取り除か
れる。
【００３５】図１３に、固定波長バンドおよび任意波長
サブセットの両方を生成することが可能なデアグリゲー
タの一般的アーキテクチャを示す。入力ファイバはｎ個
（代表的には４０または１６０個）の波長を伝送し、こ
れからＭ個の出力波長サブセットが生成されることにな
る。Ｍ個のサブセットを生成するためには、もとのｎ個
の波長バンドがＫ個のサブバンドに分割されなければな
らない。このＫ個のサブバンドは、それらから所望のＭ
個の出力サブセットを構成することができるような最小
限の個数のサブバンドである。
サブセットの両方を生成することが可能なデアグリゲー
タの一般的アーキテクチャを示す。入力ファイバはｎ個
（代表的には４０または１６０個）の波長を伝送し、こ
れからＭ個の出力波長サブセットが生成されることにな
る。Ｍ個のサブセットを生成するためには、もとのｎ個
の波長バンドがＫ個のサブバンドに分割されなければな
らない。このＫ個のサブバンドは、それらから所望のＭ
個の出力サブセットを構成することができるような最小
限の個数のサブバンドである。
【００３６】例えば、Ｍ＝３個の出力サブセットＳ1＝
［λ1，λ2，λ6，λn］，Ｓ2＝［λ 3−λ5］，Ｓ3＝
［λ7−λn-1］が必要とされていると仮定する。サブセ
ットＳ1およびＳ2は、光スイッチの入力ポートに行くか
もしれないが、Ｓ3はＯＥＯクロスコネクトスイッチへ
分波される。これらの３個のセットは、スイッチの適当
な設定によって、Ｋ＝５個のサブバンドから、すなわ
ち、Ｂ1＝［λ1，λ2］、Ｂ2＝［λ3−λ5］、Ｂ3＝
［λ6］、Ｂ4＝［λ7−λn-1］、およびＢ5＝［λn］か
ら構成することができる。これらの出力セットは、相異
なる出力ファイバに接続された、クロスコネクトスイッ
チの相異なるポートに送られる。
［λ1，λ2，λ6，λn］，Ｓ2＝［λ 3−λ5］，Ｓ3＝
［λ7−λn-1］が必要とされていると仮定する。サブセ
ットＳ1およびＳ2は、光スイッチの入力ポートに行くか
もしれないが、Ｓ3はＯＥＯクロスコネクトスイッチへ
分波される。これらの３個のセットは、スイッチの適当
な設定によって、Ｋ＝５個のサブバンドから、すなわ
ち、Ｂ1＝［λ1，λ2］、Ｂ2＝［λ3−λ5］、Ｂ3＝
［λ6］、Ｂ4＝［λ7−λn-1］、およびＢ5＝［λn］か
ら構成することができる。これらの出力セットは、相異
なる出力ファイバに接続された、クロスコネクトスイッ
チの相異なるポートに送られる。
【００３７】固定波長バンドの場合、それらの波長バン
ドが一様であるかどうかにかかわらず、それらの波長バ
ンドに寄与する図１３の１×Ｍ型セレクタは、単純接続
によって置き換えられる。任意サブセットの場合、寄与
するサブバンドは、適当な出力アグリゲータによってス
イッチングされることになる。出力サブセットの個数、
各サブセットの波長割当て、および、固定波長グループ
と任意波長グループの分割比は、ＤＷＤＭネットワーク
の設計およびトラフィックパターンに非常に強く依存す
る。
ドが一様であるかどうかにかかわらず、それらの波長バ
ンドに寄与する図１３の１×Ｍ型セレクタは、単純接続
によって置き換えられる。任意サブセットの場合、寄与
するサブバンドは、適当な出力アグリゲータによってス
イッチングされることになる。出力サブセットの個数、
各サブセットの波長割当て、および、固定波長グループ
と任意波長グループの分割比は、ＤＷＤＭネットワーク
の設計およびトラフィックパターンに非常に強く依存す
る。
【００３８】波長デアグリゲータは、薄膜干渉（エタロ
ン）フィルタ、ファイバブラッググレーティング（ＦＢ
Ｇ：fiber Bragg grating）、融着バイコニックテーパ
(fused biconic taper)、アレイ導波路グレーティング
（ＡＷＧ：Array Waveguide Grating）、およびホログ
ラフィックフィルタなどのさまざまな技術によって実現
可能である。薄膜製造は、数十年来の成熟した技術とな
っている。この技術は、広いチャネルパスバンド、平坦
なトップチャネルパスバンド、低い挿入損失、適度の分
離、低コスト、高い製造歩留まり、高い信頼性および現
場堅牢性、高い熱安定性、および適度なフィルタロール
オフ特性を提供する。薄膜技術は、５０ＧＨｚ（０．４
ｎｍ）より大きい光チャネル間隔の場合、および、波長
バンド分離の場合にはうまく機能する。しかし、現在の
コーティング技術は、２５ＧＨｚ（０．２ｎｍ）より小
さいチャネル間隔の狭帯域フィルタを製造することがで
きない可能性がある。ファイバブラッググレーティング
は、精密な波長分離の利点を有する。一実施例は、波長
バンドおよび個々の波長の分離を処理するために、薄膜
干渉フィルタとＦＢＧの混合技術に基づいた波長デアグ
リゲータを含む。
ン）フィルタ、ファイバブラッググレーティング（ＦＢ
Ｇ：fiber Bragg grating）、融着バイコニックテーパ
(fused biconic taper)、アレイ導波路グレーティング
（ＡＷＧ：Array Waveguide Grating）、およびホログ
ラフィックフィルタなどのさまざまな技術によって実現
可能である。薄膜製造は、数十年来の成熟した技術とな
っている。この技術は、広いチャネルパスバンド、平坦
なトップチャネルパスバンド、低い挿入損失、適度の分
離、低コスト、高い製造歩留まり、高い信頼性および現
場堅牢性、高い熱安定性、および適度なフィルタロール
オフ特性を提供する。薄膜技術は、５０ＧＨｚ（０．４
ｎｍ）より大きい光チャネル間隔の場合、および、波長
バンド分離の場合にはうまく機能する。しかし、現在の
コーティング技術は、２５ＧＨｚ（０．２ｎｍ）より小
さいチャネル間隔の狭帯域フィルタを製造することがで
きない可能性がある。ファイバブラッググレーティング
は、精密な波長分離の利点を有する。一実施例は、波長
バンドおよび個々の波長の分離を処理するために、薄膜
干渉フィルタとＦＢＧの混合技術に基づいた波長デアグ
リゲータを含む。
【００３９】波長バンド生成ユニットのアーキテクチャ
は、本質的に、一連の（非一様）バンドパスオペレーシ
ョン（動作）およびリコンビネーション（再結合）であ
る。デアグリゲータについての最悪のシナリオでは、１
つの入力波長セットを個々の波長ｎに分解することが要
求される。任意の波長セットを分離するのに必要とされ
るバンドパス動作の最大数はｎ−１であるため（だだ
し、ｎは、波長サブセットを生成する際に用いられる波
長の総数である）、これがデアグリゲータの複雑さのお
よその限界となる。
は、本質的に、一連の（非一様）バンドパスオペレーシ
ョン（動作）およびリコンビネーション（再結合）であ
る。デアグリゲータについての最悪のシナリオでは、１
つの入力波長セットを個々の波長ｎに分解することが要
求される。任意の波長セットを分離するのに必要とされ
るバンドパス動作の最大数はｎ−１であるため（だだ
し、ｎは、波長サブセットを生成する際に用いられる波
長の総数である）、これがデアグリゲータの複雑さのお
よその限界となる。
【００４０】例えば、波長バンドＫ内の１０波長のセッ
トは、注目する１つまたは複数の波長を分離するため
に、個別の処理が不要な波長の、より大きいグループ分
けを維持しながら、一様または非一様波長サブバンドへ
とさらに分割することが可能であり、光スイッチを介し
て単に接続されることが可能である。これは、本発明の
フレキシビリティのもう１つの利点である。
トは、注目する１つまたは複数の波長を分離するため
に、個別の処理が不要な波長の、より大きいグループ分
けを維持しながら、一様または非一様波長サブバンドへ
とさらに分割することが可能であり、光スイッチを介し
て単に接続されることが可能である。これは、本発明の
フレキシビリティのもう１つの利点である。
【００４１】固定一様波長バンドおよび任意波長サブセ
ットのための、薄膜干渉フィルタおよびＦＢＧの混合技
術に基づく波長集約について、図１４、図１５および図
１６に示す。
ットのための、薄膜干渉フィルタおよびＦＢＧの混合技
術に基づく波長集約について、図１４、図１５および図
１６に示す。
【００４２】３ポート光波長選択性素子を図１４に示
す。この素子は、３個の光ファイバ、自己集束ＧＲＩＮ
レンズ、および薄膜干渉フィルタからなる。図１４
（ａ）において、入力における４波長のグループから選
択される個別（赤）の波長λiは、狭帯域フィルタを通
って出力ファイバ２への軌跡をたどる。他のすべての波
長（λ1〜λ3）は出力ファイバ３へと反射される。図１
４（ｂ）は、波長バンド分離を示す。図１４（ｂ）にお
いて、広帯域ＤＷＤＭフィルタは、３波長のバンドを出
力ファイバ２に通し、他のすべての波長を出力ファイバ
３に反射する。図１５（ａ）〜（ｄ）は、これらの２つ
の場合について出力ファイバ１および２における光スペ
クトルを示す。
す。この素子は、３個の光ファイバ、自己集束ＧＲＩＮ
レンズ、および薄膜干渉フィルタからなる。図１４
（ａ）において、入力における４波長のグループから選
択される個別（赤）の波長λiは、狭帯域フィルタを通
って出力ファイバ２への軌跡をたどる。他のすべての波
長（λ1〜λ3）は出力ファイバ３へと反射される。図１
４（ｂ）は、波長バンド分離を示す。図１４（ｂ）にお
いて、広帯域ＤＷＤＭフィルタは、３波長のバンドを出
力ファイバ２に通し、他のすべての波長を出力ファイバ
３に反射する。図１５（ａ）〜（ｄ）は、これらの２つ
の場合について出力ファイバ１および２における光スペ
クトルを示す。
【００４３】図１３および図１４のアーキテクチャによ
る、波長集約解除デバイスの実現例を図１６に示す。
る、波長集約解除デバイスの実現例を図１６に示す。
【００４４】このデアグリゲータは、異なる変調波長の
４０個の入力チャネルを処理し、波長サブセットを６個
の出力ファイバへと動的に集約する。この具体例は、図
１６の一般性を限定するものではない。この具体例にお
いて、波長集約デバイスは、４個の波長バンドセパレー
タ（ＷＢＳ1-4）、８個の個別波長セパレータ、および
８個の１×２型メカニカル光スイッチＳＷ1-8を有す
る。
４０個の入力チャネルを処理し、波長サブセットを６個
の出力ファイバへと動的に集約する。この具体例は、図
１６の一般性を限定するものではない。この具体例にお
いて、波長集約デバイスは、４個の波長バンドセパレー
タ（ＷＢＳ1-4）、８個の個別波長セパレータ、および
８個の１×２型メカニカル光スイッチＳＷ1-8を有す
る。
【００４５】４個の波長バンドセパレータは、バンドλ
1−λ10、λ11−λ16、λ17−λ24、およびλ33−λ40
を出力ファイバＦ１、Ｆ２、Ｆ３、およびＦ４へと集約
する。これに対して、λ25からλ32までの波長のバンド
は、２個の任意波長サブセットの設定に割り当てられ
る。波長λ25、λ26、λ27、λ29およびλ32は「アッ
プ」（上側）ポジションで光セレクタを通って出力ファ
イバＴ１に送られる。他の波長λ28、λ30およびλ31は
「ダウン」（下側）ポジションで光セレクタを通って出
力ファイバＴ２に送られる。
1−λ10、λ11−λ16、λ17−λ24、およびλ33−λ40
を出力ファイバＦ１、Ｆ２、Ｆ３、およびＦ４へと集約
する。これに対して、λ25からλ32までの波長のバンド
は、２個の任意波長サブセットの設定に割り当てられ
る。波長λ25、λ26、λ27、λ29およびλ32は「アッ
プ」（上側）ポジションで光セレクタを通って出力ファ
イバＴ１に送られる。他の波長λ28、λ30およびλ31は
「ダウン」（下側）ポジションで光セレクタを通って出
力ファイバＴ２に送られる。
【００４６】設定変更には、光スイッチで用いられるメ
カニズムに依存して、数マイクロ秒ないし数ミリ秒かか
る。固定および任意の波長サブセットのサイズ、それぞ
れの波長の個数、および、出力ファイバの個数は、アプ
リケーションの要求およびネットワーク設計に応じて増
減が可能である。ファイバＴ１またはＴ２での伝送のた
めにいったん波長グループが形成された後は、必要であ
れば信号増幅（ブースト）を行うことが可能である。光
セレクタのポジションを設定するために、制御ユニット
（図示せず）が使用される。
カニズムに依存して、数マイクロ秒ないし数ミリ秒かか
る。固定および任意の波長サブセットのサイズ、それぞ
れの波長の個数、および、出力ファイバの個数は、アプ
リケーションの要求およびネットワーク設計に応じて増
減が可能である。ファイバＴ１またはＴ２での伝送のた
めにいったん波長グループが形成された後は、必要であ
れば信号増幅（ブースト）を行うことが可能である。光
セレクタのポジションを設定するために、制御ユニット
（図示せず）が使用される。
【００４７】もう１つの実施例を図１７に示す。ＤＷＤ
Ｍ波長デアグリゲータは、４個の固定非一様波長バンド
セパレータ（４，１，１，２）、４個の１×２型波長バ
ンド選択スイッチ、および２個の波長バンド集約デバイ
スを組み合わせている。８波長を有する入力光ファイバ
が波長バンド分離デバイスに接続され、８個の波長は４
個の固定非一様波長バンドλ1−λ4、λ5、λ6、および
λ7−λ8に分離される。制御ユニット（図示せず）が、
２個の１×２型セレクタのセレクタポジションを設定す
る。波長バンドセパレータ側の第１の１×２型セレクタ
は、ポートスイッチ競合と光チャネルのローカルな合分
波(adding and dropping)に対する要求とに基づいて制
御される。これによって、分離された波長バンドの信号
をそれぞれＯＥＯスイッチへ分波することができる。第
２の１×２型セレクタは、光チャネルのグループを、ト
ラフィック条件に基づく適当な出力パターンにリダイレ
クトするように制御される。さまざまなルーティングア
ルゴリズムが当業者に知られている。波長バンド分離デ
バイスからの４個の出力波長バンドは、波長競合解決ス
イッチに接続され、波長のスイッチングおよびルーティ
ング中の波長衝突が処理される。その後には、ルーティ
ングアルゴリズムに基づいて波長バンドの選択およびス
イッチングを行う光スイッチと、新たに構成された波長
バンドを２個の出力ファイバのうちの１つに結合する波
長バンド集約デバイスとがある。
Ｍ波長デアグリゲータは、４個の固定非一様波長バンド
セパレータ（４，１，１，２）、４個の１×２型波長バ
ンド選択スイッチ、および２個の波長バンド集約デバイ
スを組み合わせている。８波長を有する入力光ファイバ
が波長バンド分離デバイスに接続され、８個の波長は４
個の固定非一様波長バンドλ1−λ4、λ5、λ6、および
λ7−λ8に分離される。制御ユニット（図示せず）が、
２個の１×２型セレクタのセレクタポジションを設定す
る。波長バンドセパレータ側の第１の１×２型セレクタ
は、ポートスイッチ競合と光チャネルのローカルな合分
波(adding and dropping)に対する要求とに基づいて制
御される。これによって、分離された波長バンドの信号
をそれぞれＯＥＯスイッチへ分波することができる。第
２の１×２型セレクタは、光チャネルのグループを、ト
ラフィック条件に基づく適当な出力パターンにリダイレ
クトするように制御される。さまざまなルーティングア
ルゴリズムが当業者に知られている。波長バンド分離デ
バイスからの４個の出力波長バンドは、波長競合解決ス
イッチに接続され、波長のスイッチングおよびルーティ
ング中の波長衝突が処理される。その後には、ルーティ
ングアルゴリズムに基づいて波長バンドの選択およびス
イッチングを行う光スイッチと、新たに構成された波長
バンドを２個の出力ファイバのうちの１つに結合する波
長バンド集約デバイスとがある。
【００４８】図１８は、新規なデアグリゲータを用いて
波長競合（コンテンション）を解決する能力を有する２
×２型１６波長全光波長バンドクロスコネクトスイッチ
の適用例を示す。この光クロスコネクトスイッチ内に
は、固定非一様波長バンド分離、波長競合分波・再生合
波、および、波長バンドスイッチング・集約という３個
の主要なセクションがある。この光スイッチ内の主要な
デバイスは、波長バンドデアグリゲータおよび波長バン
ド集約デバイスである。
波長競合（コンテンション）を解決する能力を有する２
×２型１６波長全光波長バンドクロスコネクトスイッチ
の適用例を示す。この光クロスコネクトスイッチ内に
は、固定非一様波長バンド分離、波長競合分波・再生合
波、および、波長バンドスイッチング・集約という３個
の主要なセクションがある。この光スイッチ内の主要な
デバイスは、波長バンドデアグリゲータおよび波長バン
ド集約デバイスである。
【００４９】光スイッチは、それぞれ８波長のＩＴＵ−
Ｔ標準１００ＧＨｚ間隔チャネルを含む、２個のシング
ルモード光ファイバから入力を受け取る。８個の波長チ
ャネルは、サイズ４、１、１、２の４個の非一様波長バ
ンドに分割される。これらの４個の波長バンドはそれぞ
れ１×２型光スイッチを通る。この１×２型光スイッチ
により、（波長競合問題を有する可能性のあるチャネル
のような）一部の波長チャネルがＯＥＯレイヤへ分波さ
れることが可能となる。第１レベルのスイッチを通った
残りのチャネルは、第２レベルの１×２型スイッチを通
る。このスイッチは、各チャネルがどの出力へ行くかを
決定する。同じ出力に行く信号は、波長集約デバイス
（波長分離デバイスの逆）および融着カプラにより結合
される。このプロセス中、ＯＥＯレイヤからの付加また
は再生された信号も集約される。
Ｔ標準１００ＧＨｚ間隔チャネルを含む、２個のシング
ルモード光ファイバから入力を受け取る。８個の波長チ
ャネルは、サイズ４、１、１、２の４個の非一様波長バ
ンドに分割される。これらの４個の波長バンドはそれぞ
れ１×２型光スイッチを通る。この１×２型光スイッチ
により、（波長競合問題を有する可能性のあるチャネル
のような）一部の波長チャネルがＯＥＯレイヤへ分波さ
れることが可能となる。第１レベルのスイッチを通った
残りのチャネルは、第２レベルの１×２型スイッチを通
る。このスイッチは、各チャネルがどの出力へ行くかを
決定する。同じ出力に行く信号は、波長集約デバイス
（波長分離デバイスの逆）および融着カプラにより結合
される。このプロセス中、ＯＥＯレイヤからの付加また
は再生された信号も集約される。
【００５０】要約すれば、この光クロスコネクトスイッ
チによれば、各入力からの各波長バンドは、任意の出力
へ行くこと、あるいは、ＯＥＯレイヤへ分波されること
が可能である。また、ＯＥＯレイヤから付加された信号
がともに集約されることも可能である。ＯＥＯレイヤで
用いられるポートの個数は、波長スイッチングのために
従来必要であったのより少なくすることができる。ポー
ト数の減少は、システムのコストを低減する。実施例で
は、ＯＥＯポートの個数は、１つの入力ラインで処理ま
たは受信される波長数の半分より少なく、あるいは３分
の１程度にも少なくなる。
チによれば、各入力からの各波長バンドは、任意の出力
へ行くこと、あるいは、ＯＥＯレイヤへ分波されること
が可能である。また、ＯＥＯレイヤから付加された信号
がともに集約されることも可能である。ＯＥＯレイヤで
用いられるポートの個数は、波長スイッチングのために
従来必要であったのより少なくすることができる。ポー
ト数の減少は、システムのコストを低減する。実施例で
は、ＯＥＯポートの個数は、１つの入力ラインで処理ま
たは受信される波長数の半分より少なく、あるいは３分
の１程度にも少なくなる。
【００５１】次に、Ｍ個の入力および出力ファイバを有
する階層的ハイブリッド光クロスコネクトシステムを考
える。各ファイバはＮ個の波長を伝送する。光クロスコ
ネクトシステムに到着すると、各入力ファイバ内の全部
でＮ個の波長は、非一様波長バンドデアグリゲータ（Ｗ
ＤＡ）によってＫ個の波長バンド｛Ｂ1，Ｂ2，...，
ＢK｝に分割される。次に、波長バンドは、階層的ハイ
ブリッドクロスコネクトシステムの光コアによって、光
学的にスイッチングされ、（図４および図５においてＷ
Ａで示される波長バンドアグリゲータを用いて）出力フ
ァイバへと集約される。クロスコネクトシステムアーキ
テクチャは、以下でさらに詳細に説明するように、いく
つかの方法で実現可能である。
する階層的ハイブリッド光クロスコネクトシステムを考
える。各ファイバはＮ個の波長を伝送する。光クロスコ
ネクトシステムに到着すると、各入力ファイバ内の全部
でＮ個の波長は、非一様波長バンドデアグリゲータ（Ｗ
ＤＡ）によってＫ個の波長バンド｛Ｂ1，Ｂ2，...，
ＢK｝に分割される。次に、波長バンドは、階層的ハイ
ブリッドクロスコネクトシステムの光コアによって、光
学的にスイッチングされ、（図４および図５においてＷ
Ａで示される波長バンドアグリゲータを用いて）出力フ
ァイバへと集約される。クロスコネクトシステムアーキ
テクチャは、以下でさらに詳細に説明するように、いく
つかの方法で実現可能である。
【００５２】特定のアーキテクチャオプションに応じ
て、階層的ハイブリッド光クロスコネクトシステムは、
図１９に示される２つのタイプの光スイッチを有するこ
とが可能である。これらのスイッチのうち、第１のスイ
ッチは、図１９（ａ）に示すデセレクタであり、波長バ
ンドがＯＥＯに送られる前にそれを処理するために使用
される。また、第２のスイッチは図１９（ｂ）に示すセ
レクタであり、波長がＯＥＯから現れた後にそれを処理
するために使用される。
て、階層的ハイブリッド光クロスコネクトシステムは、
図１９に示される２つのタイプの光スイッチを有するこ
とが可能である。これらのスイッチのうち、第１のスイ
ッチは、図１９（ａ）に示すデセレクタであり、波長バ
ンドがＯＥＯに送られる前にそれを処理するために使用
される。また、第２のスイッチは図１９（ｂ）に示すセ
レクタであり、波長がＯＥＯから現れた後にそれを処理
するために使用される。
【００５３】アーキテクチャオプションの第１のグルー
プは、光バンドスイッチに基づくものである。それらの
出力は、出力ファイバに送られるか、または、ＯＥＯへ
分波されるかのいずれかである。ＯＥＯへ分波される波
長バンドは、図２０に示すようにデセレクタおよびセレ
クタによって処理されるか、または、図２１に示すよう
に、それらを波長へと分離化した後に光スイッチへ送ら
れるかのいずれかである。図２１に示すオプションは、
一様波長バンド分解について説明したものと同様である
が、図２０に示すオプションは、非一様波長バンドに基
づくＯＥＯポートの、より効率的な利用法を提供する。
これは、ＯＥＯポートの共有の改善によって達成され
る。ＯＥＯへ分波されるべき波長バンドは相異なるサイ
ズを有するため、より小さいいくつかの波長バンドを同
時に分波することが可能であり、これは一様波長バンド
の場合には利用することができないオプションである。
２つのオプションのそれぞれの実現にはｋ（Ｍ＋１）Ｍ
個のクロスポイントを必要とする。
プは、光バンドスイッチに基づくものである。それらの
出力は、出力ファイバに送られるか、または、ＯＥＯへ
分波されるかのいずれかである。ＯＥＯへ分波される波
長バンドは、図２０に示すようにデセレクタおよびセレ
クタによって処理されるか、または、図２１に示すよう
に、それらを波長へと分離化した後に光スイッチへ送ら
れるかのいずれかである。図２１に示すオプションは、
一様波長バンド分解について説明したものと同様である
が、図２０に示すオプションは、非一様波長バンドに基
づくＯＥＯポートの、より効率的な利用法を提供する。
これは、ＯＥＯポートの共有の改善によって達成され
る。ＯＥＯへ分波されるべき波長バンドは相異なるサイ
ズを有するため、より小さいいくつかの波長バンドを同
時に分波することが可能であり、これは一様波長バンド
の場合には利用することができないオプションである。
２つのオプションのそれぞれの実現にはｋ（Ｍ＋１）Ｍ
個のクロスポイントを必要とする。
【００５４】アーキテクチャオプションの第２のグルー
プは、単一プレーンアーキテクチャに基づくものであ
る。波長バンドデアグリゲータの出力は、単一の光スイ
ッチによってスイッチングされるか、または、ＯＥＯへ
分波されるかのいずれかである。ＯＥＯへ分波される波
長バンドは、図２２に示すようにデセレクタおよびセレ
クタによって処理されるか、または、図２３に示すよう
に、それらを波長へと分離化した後に光スイッチへ送ら
れるかのいずれかである。図２３のオプションは、一様
波長バンド分解について説明したものと同様であるが、
図２２のオプションは、非一様波長バンドに基づくＯＥ
Ｏポートの、より効率的な利用法を提供する。これは、
ＯＥＯポートの共有の改善によって達成される。ＯＥＯ
へ分波されるべき波長バンドは相異なるサイズを有する
ため、より小さいいくつかの波長バンドを同時に分波す
ることが可能であり、これは一様波長バンドの場合には
利用することができないオプションである。図２３にお
けるＢi *およびＢi **という表記は、分波および合波さ
れた波長バンドを表す。２つのオプションのそれぞれの
実現には（ｋＭ＋ｎ）2個のクロスポイントを必要とす
る。
プは、単一プレーンアーキテクチャに基づくものであ
る。波長バンドデアグリゲータの出力は、単一の光スイ
ッチによってスイッチングされるか、または、ＯＥＯへ
分波されるかのいずれかである。ＯＥＯへ分波される波
長バンドは、図２２に示すようにデセレクタおよびセレ
クタによって処理されるか、または、図２３に示すよう
に、それらを波長へと分離化した後に光スイッチへ送ら
れるかのいずれかである。図２３のオプションは、一様
波長バンド分解について説明したものと同様であるが、
図２２のオプションは、非一様波長バンドに基づくＯＥ
Ｏポートの、より効率的な利用法を提供する。これは、
ＯＥＯポートの共有の改善によって達成される。ＯＥＯ
へ分波されるべき波長バンドは相異なるサイズを有する
ため、より小さいいくつかの波長バンドを同時に分波す
ることが可能であり、これは一様波長バンドの場合には
利用することができないオプションである。図２３にお
けるＢi *およびＢi **という表記は、分波および合波さ
れた波長バンドを表す。２つのオプションのそれぞれの
実現には（ｋＭ＋ｎ）2個のクロスポイントを必要とす
る。
【００５５】アーキテクチャオプションの第３のグルー
プは、多重プレーンアーキテクチャに基づくものであ
る。波長バンドデアグリゲータの出力は、Ｋ個の並列光
スイッチによってスイッチングされるか（ｉ番目の並列
スイッチは、すべての入力ファイバについて同じ波長バ
ンドＢiを処理する）、または、ＯＥＯへ分波されるか
のいずれかである。ＯＥＯへ分波される波長バンドは、
図２４に示すようにラムダスイッチによって処理される
か、または、図２５に示すように、それらを波長へと分
離化した後に光スイッチへ送られるかのいずれかであ
る。図２５のオプションは、一様波長バンドの分解につ
いて説明したものと同様であるが、図２４のオプション
は、非一様波長バンドに基づくＯＥＯポートの、より効
率的な利用法を提供する。これは、ＯＥＯポートの共有
の改善によって達成される。ＯＥＯへ分波されるべき波
長バンドは相異なるサイズを有するため、より小さいい
くつかの波長バンドを同時に分波することが可能であ
り、これは一様波長バンドの場合には利用することがで
きないオプションである。２つのオプションのそれぞれ
の実現にはｋ（Ｍ＋ｎ）2個のクロスポイントを必要と
する。
プは、多重プレーンアーキテクチャに基づくものであ
る。波長バンドデアグリゲータの出力は、Ｋ個の並列光
スイッチによってスイッチングされるか（ｉ番目の並列
スイッチは、すべての入力ファイバについて同じ波長バ
ンドＢiを処理する）、または、ＯＥＯへ分波されるか
のいずれかである。ＯＥＯへ分波される波長バンドは、
図２４に示すようにラムダスイッチによって処理される
か、または、図２５に示すように、それらを波長へと分
離化した後に光スイッチへ送られるかのいずれかであ
る。図２５のオプションは、一様波長バンドの分解につ
いて説明したものと同様であるが、図２４のオプション
は、非一様波長バンドに基づくＯＥＯポートの、より効
率的な利用法を提供する。これは、ＯＥＯポートの共有
の改善によって達成される。ＯＥＯへ分波されるべき波
長バンドは相異なるサイズを有するため、より小さいい
くつかの波長バンドを同時に分波することが可能であ
り、これは一様波長バンドの場合には利用することがで
きないオプションである。２つのオプションのそれぞれ
の実現にはｋ（Ｍ＋ｎ）2個のクロスポイントを必要と
する。
【００５６】ＤＷＤＭアグリゲータおよびデアグリゲー
タを、それらが扱う波長間隔に関して、さらに３つのカ
テゴリに分類することも可能である。
タを、それらが扱う波長間隔に関して、さらに３つのカ
テゴリに分類することも可能である。
【００５７】・ブロードバンドＷＤＭ（ＢＷＤＭ：Broa
dband WDM）は、完全に別個の波長グループ（例えば、
１３１０ｎｍおよび１５５０ｎｍチャネルあるいは８５
０ｎｍおよび１３１０ｎｍチャネル）の結合・分離を行
う。適用例には、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）および
双方向ビデオ伝送がある。
dband WDM）は、完全に別個の波長グループ（例えば、
１３１０ｎｍおよび１５５０ｎｍチャネルあるいは８５
０ｎｍおよび１３１０ｎｍチャネル）の結合・分離を行
う。適用例には、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）および
双方向ビデオ伝送がある。
【００５８】・低密度ＷＤＭ（ＣＷＤＭ：Coarse WDM）
は、中心間隔が２００ＧＨｚ、すなわち１．６ｎｍより
大きい波長チャネルの結合・分離を行う。代表的な適用
例には、波長間隔が約２０ｎｍの都市部ネットワークが
ある。
は、中心間隔が２００ＧＨｚ、すなわち１．６ｎｍより
大きい波長チャネルの結合・分離を行う。代表的な適用
例には、波長間隔が約２０ｎｍの都市部ネットワークが
ある。
【００５９】ＤＷＤＭは、隣り合う波長チャネルの結合
・分離を行う。ＤＷＤＭは、波長間隔が２５ＧＨｚ
（０．２ｎｍ）、５０ＧＨｚ（０．４ｎｍ）、１００Ｇ
Ｈｚ（０．８ｎｍ）および２００ＧＨｚ（１．６ｎｍ）
で、１４７５〜１５５０ｎｍ付近のＳバンド、Ｃバンド
およびＬバンドにわたる全部で３２０以上の波長を有す
る次世代の光ネットワークにおいて、主要な役割を果た
すことになる。
・分離を行う。ＤＷＤＭは、波長間隔が２５ＧＨｚ
（０．２ｎｍ）、５０ＧＨｚ（０．４ｎｍ）、１００Ｇ
Ｈｚ（０．８ｎｍ）および２００ＧＨｚ（１．６ｎｍ）
で、１４７５〜１５５０ｎｍ付近のＳバンド、Ｃバンド
およびＬバンドにわたる全部で３２０以上の波長を有す
る次世代の光ネットワークにおいて、主要な役割を果た
すことになる。
【００６０】再設定可能な（デ）アグリゲータのもう１
つの特徴として、一様および非一様波長バンドは、図２
６に示すように選択的に設定されることも可能である。
ここで、非一様波長バンドλ25-26、λ27-28、
λ29-30、およびλ31-32は、２つの選択操作を受ける。
第１の光セレクタでは、波長バンドをさらに分解するこ
とが必要かどうかが判定される。必要でない場合、λ
25-26の場合のように、波長バンドは１つのファイバへ
出力される。必要である場合、波長バンドは個々の波長
成分に分解され、処理あるいは伝送のために適当な波長
バンドまたは波長へと再グループ化されることになる。
光波長バンドフィルタおよび光セレクタの個のカスケー
ドにより、階層的なレベルのグラニュラリティが可能と
なり、それにより、効率およびフレキシビリティが改善
される。
つの特徴として、一様および非一様波長バンドは、図２
６に示すように選択的に設定されることも可能である。
ここで、非一様波長バンドλ25-26、λ27-28、
λ29-30、およびλ31-32は、２つの選択操作を受ける。
第１の光セレクタでは、波長バンドをさらに分解するこ
とが必要かどうかが判定される。必要でない場合、λ
25-26の場合のように、波長バンドは１つのファイバへ
出力される。必要である場合、波長バンドは個々の波長
成分に分解され、処理あるいは伝送のために適当な波長
バンドまたは波長へと再グループ化されることになる。
光波長バンドフィルタおよび光セレクタの個のカスケー
ドにより、階層的なレベルのグラニュラリティが可能と
なり、それにより、効率およびフレキシビリティが改善
される。
【００６１】
【発明の効果】上述したように、本発明は、新規な非一
様波長（デ）アグリゲータと、２つのタイプのスイッ
チ、すなわち、波長バンド（光学的に透明な）スイッチ
および波長（不透明なＯＥＯ）スイッチとからなるハイ
ブリッド光システムを含む。デアグリゲータは、非一様
波長バンドを形成するように動作可能であり、それらの
パフォーマンス利益を一様波長バンドと比較した。最後
に、非一様波長バンドと、ＯＥＯポートの改善された利
用法とを組み合わせた、階層的ハイブリッド光クロスコ
ネクトシステムのいくつかのアーキテクチャのオプショ
ンを提示した。
様波長（デ）アグリゲータと、２つのタイプのスイッ
チ、すなわち、波長バンド（光学的に透明な）スイッチ
および波長（不透明なＯＥＯ）スイッチとからなるハイ
ブリッド光システムを含む。デアグリゲータは、非一様
波長バンドを形成するように動作可能であり、それらの
パフォーマンス利益を一様波長バンドと比較した。最後
に、非一様波長バンドと、ＯＥＯポートの改善された利
用法とを組み合わせた、階層的ハイブリッド光クロスコ
ネクトシステムのいくつかのアーキテクチャのオプショ
ンを提示した。
【００６２】本発明は、それぞれの光パスの、不透明な
（電気的）スイッチングに加えて、波長サブセットの透
明な（光学的）スイッチングを提供することにより、光
ネットワークのコストとパフォーマンスとのバランスを
とることに基づいている。波長サブセットの効率的な利
用は、簡単でコスト効率的な方法で波長サブセットを集
約し、かつ、集約を解除することが必要である。非一様
な波長バンド（相異なる個数の波長を含むグループ）を
使用することによって、均一な波長バンドと比べて、パ
フォーマンスの改善およびコスト削減を達成することが
できる。
（電気的）スイッチングに加えて、波長サブセットの透
明な（光学的）スイッチングを提供することにより、光
ネットワークのコストとパフォーマンスとのバランスを
とることに基づいている。波長サブセットの効率的な利
用は、簡単でコスト効率的な方法で波長サブセットを集
約し、かつ、集約を解除することが必要である。非一様
な波長バンド（相異なる個数の波長を含むグループ）を
使用することによって、均一な波長バンドと比べて、パ
フォーマンスの改善およびコスト削減を達成することが
できる。
【００６３】以上、本発明の好ましい実施例について説
明したが、当業者には理解されるように、本発明の技術
思想および技術的範囲から離れることなくさまざまな変
形を行うことが可能である。
明したが、当業者には理解されるように、本発明の技術
思想および技術的範囲から離れることなくさまざまな変
形を行うことが可能である。
【図１】一様波長バンドを有するデアグリゲータの一例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】非一様波長バンドを有するデアグリゲータの一
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図３】ＷＤＭ光ネットワークにおけるクロスコネクト
システムの波長バンドアグリゲータおよび波長バンドデ
アグリゲータの一例を示すブロック図である。
システムの波長バンドアグリゲータおよび波長バンドデ
アグリゲータの一例を示すブロック図である。
【図４】単一プレーンアーキテクチャにおける階層的ハ
イブリッド光クロスコネクトシステムを示すブロック図
である。
イブリッド光クロスコネクトシステムを示すブロック図
である。
【図５】多重プレーンアーキテクチャにおける階層的ハ
イブリッド光クロスコネクトシステムを示すブロック図
である。
イブリッド光クロスコネクトシステムを示すブロック図
である。
【図６】クロスコネクトシステムでローカルにデータト
ラフィックの合分波を行う階層的ハイブリッド光クロス
コネクトシステムを示すブロック図である。
ラフィックの合分波を行う階層的ハイブリッド光クロス
コネクトシステムを示すブロック図である。
【図７】一様波長バンドを有する１つの入力ファイバお
よび複数の出力ファイバを示す模式図である。
よび複数の出力ファイバを示す模式図である。
【図８】非一様波長バンドを有する１つの入力ファイバ
および複数の出力ファイバを示す模式図である。
および複数の出力ファイバを示す模式図である。
【図９】２個の出力ファイバおよび８個の波長を有する
一様波長バンドと非一様波長バンドの比較を示す図であ
る。
一様波長バンドと非一様波長バンドの比較を示す図であ
る。
【図１０】８個および１６個の波長を有する一様波長バ
ンドと非一様波長バンドの比較を示す図である。
ンドと非一様波長バンドの比較を示す図である。
【図１１】Ｎ個の波長の場合に、さまざまな波長バンド
数（Ｋ）および出力ファイバ数（Ｍ）に対する光スルー
プットの改善を示す図である。
数（Ｋ）および出力ファイバ数（Ｍ）に対する光スルー
プットの改善を示す図である。
【図１２】さまざまなｓ（出力ファイバ数に対する波長
数の比）に対する光スループットの改善を示すグラフで
ある。
数の比）に対する光スループットの改善を示すグラフで
ある。
【図１３】波長デアグリゲータの一般的構造を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図１４】（ａ）は薄膜干渉フィルタによる波長セパレ
ータおよび（ｂ）は波長バンドセパレータを示す図であ
る。
ータおよび（ｂ）は波長バンドセパレータを示す図であ
る。
【図１５】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ単一波長伝送
および反射波長、（ｃ）および（ｄ）はそれぞれ波長バ
ンド伝送および他の波長の反射を示す３ポート光波長分
離デバイスの光スペクトルグラフである。
および反射波長、（ｃ）および（ｄ）はそれぞれ波長バ
ンド伝送および他の波長の反射を示す３ポート光波長分
離デバイスの光スペクトルグラフである。
【図１６】固定および任意の波長セットを有する再設定
可能波長集約デバイスの実施例を示す図である。
可能波長集約デバイスの実施例を示す図である。
【図１７】４個の非一様バンドおよび８個の波長を有す
る１×２型デアグリゲータの実施例を示す構成図であ
る。
る１×２型デアグリゲータの実施例を示す構成図であ
る。
【図１８】２個のデアグリゲータを用いた２×２型１６
波長光非一様波長バンドクロスコネクトの実施例を示す
構成図である。
波長光非一様波長バンドクロスコネクトの実施例を示す
構成図である。
【図１９】（ａ）はデセレクタの概略構成図、（ｂ）は
セレクタの概略構成図である。
セレクタの概略構成図である。
【図２０】波長スイッチを有するバンドスイッチアーキ
テクチャの概略構成図である。
テクチャの概略構成図である。
【図２１】光スイッチを有するバンドスイッチアーキテ
クチャの概略構成図である。
クチャの概略構成図である。
【図２２】波長スイッチを有する単一プレーンアーキテ
クチャを示す構成図である。
クチャを示す構成図である。
【図２３】光スイッチを有する単一プレーンアーキテク
チャを示す構成図である。
チャを示す構成図である。
【図２４】波長スイッチを有する多重プレーンアーキテ
クチャを示す構成図である。
クチャを示す構成図である。
【図２５】光スイッチを有する多重プレーンアーキテク
チャを示す構成図である。
チャを示す構成図である。
【図２６】固定および任意の両方の波長セットを有する
再設定可能波長アグリゲータデバイスの追加実施例を示
す図である。
再設定可能波長アグリゲータデバイスの追加実施例を示
す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ラウフ イズメイロフ
アメリカ合衆国，ニュージャージー
08540 プリンストン，４ インディペン
デンス ウエイ，エヌ・イー・シー・ユ
ー・エス・エー インク内
(72)発明者 ルイクシュー ファン
アメリカ合衆国，ニュージャージー
08540 プリンストン，４ インディペン
デンス ウエイ，エヌ・イー・シー・ユ
ー・エス・エー インク内
(72)発明者 スティーブン ワインスタイン
アメリカ合衆国，ニュージャージー
08540 プリンストン，４ インディペン
デンス ウエイ，エヌ・イー・シー・ユ
ー・エス・エー インク内
Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB05 EA14
5K069 BA09 DA05 DB32 DB33 EA22
EA24 EA25
5K102 AA35 AA36 AD01 AH22 AM08
MB11 NA04 NA06 PD01 PD16
PH47 PH48 RB11 RB12
Claims (41)
- 【請求項１】 異なる波長で変調された複数（ｎ）の光
チャネルを伝送する１つの入力ラインを収容する光デア
グリゲータにおいて、 前記複数の光チャネルを少なくとも第１群の光チャネル
と第２群の光チャネルとに分割し、前記第１群の光チャ
ネルは異なる変調波長の第１集団を有し、前記第２群の
光チャネルは異なる変調波長の第２集団を有し、前記第
１集団と第２集団とは個数が互いに異なることを特徴と
する光デアグリゲータ。 - 【請求項２】 前記第１集団および第２集団の少なくと
も一方は、連続しない変調波長を有する複数の光チャネ
ルを含むことを特徴とする請求項１記載の光デアグリゲ
ータ。 - 【請求項３】 前記第１群および第２群の光チャネルを
動的に形成し時間変化させるように動作可能な光セレク
タをさらに有することを特徴とする請求項１記載の光デ
アグリゲータ。 - 【請求項４】 前記複数（ｎ）の光チャネルは少なくと
も８個の異なる変調波長を含み、 前記第１集団は０．２５ｎより大きい整数個の変調波長
を含み、前記第２集団は０．２５ｎより小さいゼロでな
い整数個の変調波長を含むことを特徴とする請求項１記
載の光デアグリゲータ。 - 【請求項５】 前記複数の光チャネルは８個の変調波長
を含み、当該８個の変調波長は、３個の変調波長からな
る前記第１集団と、１個の変調波長からなる前記第２集
団と、それぞれ２個の変調波長からなる第３集団および
第４集団と、に分割されたことを特徴とする請求項４記
載の光デアグリゲータ。 - 【請求項６】 前記複数の光チャネルは１６個の変調波
長を含み、当該１６個の変調波長は、５個の変調波長か
らなる前記第１集団と、３個の変調波長からなる前記第
２集団と、６個の変調波長からなる第３集団と、２個の
変調波長からなる第４集団と、に分割されたことを特徴
とする請求項４記載の光デアグリゲータ。 - 【請求項７】 前記複数の光チャネルは１６個の変調波
長を含み、当該１６個の変調波長は、４個の変調波長か
らなる前記第１集団と、２個の変調波長からなる前記第
２集団と、それぞれ３個の変調波長からなる２個の第３
集団と、それぞれ１個の変調波長からなる４個の第４集
団と、に分割されたことを特徴とする請求項１記載の光
デアグリゲータ。 - 【請求項８】 前記第１集団は、少なくとも０．５ｎで
ある整数個の変調波長を含み、前記第２集団は、０．２
５ｎ以下のゼロでない整数個の変調波長を含むことを特
徴とする請求項４記載の光デアグリゲータ。 - 【請求項９】 異なる波長で変調された複数の光チャネ
ルを伝送する１つの入力ラインを収容する光クロスコネ
クトシステムにおいて、 前記光クロスコネクトシステムは光デアグリゲータを有
し、 前記光デアグリゲータは、 変調波長に従って前記複数の光チャネルのうちの１つま
たは複数のチャネルを分離する第１フィルタと、 前記第１フィルタによって出力される前記複数の光チャ
ネルのうちの１つまたは複数のチャネルを少なくとも第
１群の光チャネルと第２群の光チャネルにグループ分け
するように動作可能な光セレクタと、 前記第１群を第１出力ファイバに、および、前記第２群
を第２出力ファイバにそれぞれ送る光スイッチと、 を有することを特徴とする光クロスコネクトシステム。 - 【請求項１０】 トラフィックパターンに基づいて前記
第１群および第２群の光チャネルを前記第１および第２
出力ファイバに送るように前記光スイッチに指示する制
御ユニットをさらに有することを特徴とする請求項９記
載の光クロスコネクトシステム。 - 【請求項１１】 前記光セレクタは、前記第１群の光チ
ャネルの個数が前記第２群の光チャネルの個数とは異な
るように前記第１群および第２群を形成することを特徴
とする請求項９記載の光クロスコネクトシステム。 - 【請求項１２】 前記複数の光チャネルの少なくとも１
つを電気信号に変換し、該電気信号を、前記第１および
第２出力ファイバへ出力する前に、変換された光信号に
再変換する光−電気−光スイッチをさらに有することを
特徴とする請求項１０記載の光クロスコネクトシステ
ム。 - 【請求項１３】 前記制御ユニットは、前記複数の光チ
ャネルの１つを前記光−電気−光スイッチに送るように
前記光セレクタに指示することを特徴とする請求項１２
記載の光クロスコネクトシステム。 - 【請求項１４】 前記制御ユニットは、前記変換された
光信号を前記光スイッチに送るように前記光−電気−光
スイッチに指示することを特徴とする請求項１３記載の
光クロスコネクトシステム。 - 【請求項１５】 前記第１群および第２群光チャネル
は、第１および第２光コンバイナを介してそれぞれ前記
第１および第２出力ファイバに結合されることを特徴と
する請求項９記載の光クロスコネクトシステム。 - 【請求項１６】 前記複数の光チャネルの１つを電気信
号に変換し、該電気信号を、前記第１および第２出力フ
ァイバへ出力する前に、変換された光信号に再変換する
光−電気−光スイッチをさらに有し、 前記変換された光信号は、前記光スイッチを通ることな
く前記第１および第２光コンバイナのうちの１つに直接
に入力されることを特徴とする請求項１５記載の光クロ
スコネクトシステム。 - 【請求項１７】 新しい信号を前記第１および第２出力
ファイバのうちの一方に合波する光−電気−光スイッチ
をさらに有し、 前記新しい信号は、前記入力ラインの外部から発信さ
れ、 前記新しい信号は、前記光スイッチを通ることなく前記
第１および第２光コンバイナのうちの１つに直接に入力
されることを特徴とする請求項１５記載の光クロスコネ
クトシステム。 - 【請求項１８】 前記光−電気−光スイッチは、ｎ個の
ポート入力接続を有し、 ｎは、前記入力ラインの前記複数の光チャネルの個数の
２分の１より小さいことを特徴とする請求項１２記載の
光クロスコネクトシステム。 - 【請求項１９】 前記光セレクタは、前記第１群および
第２群の光チャネルを動的に形成して時間とともに変化
させるように動作可能であることを特徴とする請求項９
記載の光クロスコネクトシステム。 - 【請求項２０】 前記光セレクタは、連続しない変調波
長を含むように前記第１および第２群の光チャネルの少
なくとも一方を形成することを特徴とする請求項９記載
の光クロスコネクトシステム。 - 【請求項２１】 トラフィックパターンに基づいて前記
複数の光チャネルを前記第１および第２出力ファイバに
送るように前記光スイッチに指示する制御ユニットをさ
らに有し、 前記制御ユニットは、前記複数の光チャネルの少なくと
も１つを光−電気−光スイッチに送るように前記光セレ
クタに指示することを特徴とする請求項１９記載の光ク
ロスコネクトシステム。 - 【請求項２２】 前記光−電気−光スイッチは、前記複
数の光チャネルの前記少なくとも１つを受信し、受信信
号を電気信号に変換し、該電気信号を光信号に再変換
し、 前記制御ユニットは、前記変換された光信号を前記光ス
イッチに送るように前記光−電気−光スイッチに指示す
ることを特徴とする請求項２１記載の光クロスコネクト
システム。 - 【請求項２３】 トラフィックパターンに基づいて前記
複数の光チャネルを前記第１および第２出力ファイバに
送るように前記光スイッチに指示する制御ユニットをさ
らに有し、 前記制御ユニットは、前記複数の光チャネルの少なくと
も１つを光−電気−光スイッチに送るように前記光セレ
クタに指示することを特徴とする請求項２０記載の光ク
ロスコネクトシステム。 - 【請求項２４】 前記光−電気−光スイッチは、前記複
数の光チャネルの少なくとも１つを受信し、受信信号を
電気信号に変換し、該電気信号を変換された光信号に再
変換し、 前記制御ユニットは、前記変換された光信号を前記光ス
イッチに送るように前記光−電気−光スイッチに指示す
ることを特徴とする請求項２３記載の光クロスコネクト
システム。 - 【請求項２５】 トラフィックパターンに基づいて前記
複数の光チャネルを前記第１および第２出力ファイバに
送るように前記光スイッチに指示する制御ユニットをさ
らに有し、 前記制御ユニットは、前記複数の光チャネルの少なくと
も１つを光−電気−光スイッチに送るように前記光セレ
クタに指示することを特徴とする請求項１１記載の光ク
ロスコネクトシステム。 - 【請求項２６】 前記光−電気−光スイッチは、前記複
数の光チャネルの少なくとも１つを受信し、受信信号を
電気信号に変換し、該電気信号を変換された光信号に再
変換し、 前記制御ユニットは、前記変換された光信号を前記光ス
イッチに送るように前記光−電気−光スイッチに指示す
ることを特徴とする請求項２５記載の光クロスコネクト
システム。 - 【請求項２７】 異なる変調波長を有する光チャネルの
セットを受信する光クロスコネクトシステムにおいて、 第１出力ファイバへ出力するために、変調波長に基づい
て複数の光チャネルを分離する少なくとも１つの第１波
長バンドフィルタと、 前記光チャネルのセットのうち、前記波長バンドフィル
タによって分離されない個別の変調波長を分離する少な
くとも１つの波長フィルタと、 前記波長フィルタの出力に接続され、前記波長フィルタ
の出力を第２出力ファイバまたは第３出力ファイバの一
方に選択的に合波する第１光セレクタと、 を有することを特徴とする光クロスコネクトシステム。 - 【請求項２８】 前記光チャネルのセットのうち、前記
波長バンドフィルタによって分離されない１つの波長を
それぞれ分離する複数の波長フィルタと、 前記複数の波長フィルタのうちの１つにそれぞれ接続さ
れ、前記波長フィルタのそれぞれの出力を前記第１、第
２および第３出力ファイバのうちの１つに選択的に合波
する複数の光セレクタと、 をさらに有することを特徴とする請求項２７記載の光ク
ロスコネクトシステム。 - 【請求項２９】 前記複数の光セレクタのそれぞれは、
前記複数の光セレクタのうちの別の１つの光セレクタに
光結合され、前記第１、第２および第３出力ファイバの
うちの１つに出力するために前記波長フィルタの出力を
選択的にグループ分けすることを特徴とする請求項２８
記載の光クロスコネクトシステム。 - 【請求項３０】 前記受信された光チャネルのセットの
うち、前記第１波長バンドフィルタおよび前記波長フィ
ルタによって分離されない複数の光チャネルを分離する
第２波長バンドフィルタをさらに有することを特徴とす
る請求項２７記載の光クロスコネクトシステム。 - 【請求項３１】 前記第１波長バンドフィルタによって
分離される変調波長の個数は、前記第２波長バンドフィ
ルタによって分離される変調波長の個数とは異なること
を特徴とする請求項３０記載の光クロスコネクトシステ
ム。 - 【請求項３２】 前記光セレクタの光結合は、相異なる
期間にわたり再設定可能であることを特徴とする請求項
２９記載の光クロスコネクトシステム。 - 【請求項３３】 請求項１ないし３のいずれかに記載の
デアグリゲータと、 前記第１群および第２群の光チャネルをスイッチングす
る光スイッチと、 を有することを特徴とする光クロスコネクトシステム。 - 【請求項３４】 前記デアグリゲータによる前記第１群
および第２群の光チャネルの形成と、前記第１群および
第２群の光チャネルのスイッチングとのうちの少なくと
も一方を制御する制御ユニットをさらに有することを特
徴とする請求項３３記載の光クロスコネクトシステム。 - 【請求項３５】 異なる変調波長を有する光チャネルの
セットを受信する光クロスコネクトシステムにおいて、 受信された光チャネルのセットのうちから、変調波長に
基づいて複数の光チャネルを分離する第１波長バンドフ
ィルタと、 分離された複数の光チャネルを受信する第２波長バンド
フィルタと、 前記第２波長バンドフィルタの下流に位置し、分離され
た複数の光チャネルのうちの１つをさらに分離する個別
波長フィルタと、 を有することを特徴とする光クロスコネクトシステム。 - 【請求項３６】 前記第１波長バンドフィルタの出力を
受信し、前記分離された複数の光チャネルを第１および
第２プロセスの一方に送る光セレクタをさらに有するこ
とを特徴とする請求項３５記載の光クロスコネクトシス
テム。 - 【請求項３７】 前記光セレクタは、相異なる期間にわ
たり再設定可能であることを特徴とする請求項３６記載
の光クロスコネクトシステム。 - 【請求項３８】 前記波長フィルタから、分離された光
チャネルを受信し、該分離された光チャネルを第１およ
び第２プロセスの一方に送る第２光セレクタをさらに有
することを特徴とする請求項３７記載の光クロスコネク
トシステム。 - 【請求項３９】 異なる波長で変調された複数の光チャ
ネルを伝送する１つの入力ラインを収容し、前記複数の
光チャネルを少なくとも第１出力ファイバ及び第２出力
ファイバへ接続する光クロスコネクトシステムの制御方
法において、 変調波長に従って、前記複数の光チャネルのうちの１つ
または複数のチャネルを分離し、 分離された１つまたは複数のチャネルを少なくとも第１
群の光チャネルと第２群の光チャネルにグループ分け
し、 前記第１群を前記第１出力ファイバに、前記第２群を前
記第２出力ファイバにそれぞれ送付する、 ことを特徴とする光クロスコネクトシステムの制御方
法。 - 【請求項４０】 トラフィックパターンに基づいて前記
第１群および第２群の光チャネルを前記第１および第２
出力ファイバに送ることを特徴とする請求項３９記載の
光クロスコネクトシステムの制御方法。 - 【請求項４１】 前記第１群および第２群は、前記第１
群の光チャネルの個数が前記第２群の光チャネルの個数
とは異なるようにグループ分けされることを特徴とする
請求項３９記載の光クロスコネクトシステムの制御方
法。
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