JP2006050619A - 光伝送システムにおける送信制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ファイバ断線等のネットワーク故障によって引き起こされる過渡状態に対する改良された制御を提供する。
【解決手段】 光伝送システムにおいて、システム内のリンクにおける複数の光チャネルに対応する合計光パワーレベルの変化を検出した後に、それらのチャネルにおける過渡状態を制御するために、特定の要素の動作が個別化された番号において調整される。例えば、ファイバ断線によってもたらされるチャネル数の急激な低下に応答して、ＯＡＤＭ内のラマン増幅器における光ポンプのパワーレベルが調整され、生き残りチャネルにおける過渡ゲインエラーを低減する。ここで、異なる光ポンプ各々に対するポンプパワーレベルの調整は、光チャネル数の急激な低下に対するラマン増幅器の応答における非線形性を扱うために、合計光パワーレベルにおける検出された変化及び特定の光ポンプに対する少なくとも１つの特定の係数の双方の関数となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は光伝送システムに関し、特に、そのようなシステムの故障に対応する技術に関する。

ブロードバンド・ラマン光増幅器はよく長距離、波長分割多重（ＷＤＭ）伝送システムにおいて使用される。光挿入・分岐マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）及び光交差接続（ＯＸＣ）のような透過的ネットワーク要素がそのようなシステムで用いられる場合、ネットワーク故障に起因する増幅器パワーの過渡状態によって、ネットワーク故障を生き残ったＷＤＭチャネルに大きなパワーエクスカーションがもたらされる。これらのエクスカーションは光増幅器におけるゲイン飽和やポンプ枯渇によって引き起こされる。生き残ったチャネルに対する所望の増幅器ゲインの設定及びポンプパワーレベルは、増幅されるＷＤＭチャネル及びそれらのＷＤＭスペクトル内での構成に依存して変化する。光増幅器がそのような事態に十分に対応すべく制御されなければ、過渡的なスパイクや残存ゲインエラーが起こる。

ブロードバンド・ラマン増幅器は、複数のポンプパワーを異なる波長で供給する。ここで、異なる波長でのＷＤＭチャネルが様々なポンプパワーの設定に従って異なる増幅を受ける。各ＷＤＭチャネルに対する目標ゲインを得るために正しいポンプパワーを設定することは、通常は、１以上のチャネルのパワーレベルを測定してチャネルパワーが目標レベルに近づくように１以上のポンプパワーを調整することによって達成される複雑な作業である。チャネルの設定がそれらの目標パワーレベルに一致するようにするために、これらの測定及びポンプ調整が何度も行われる。正常なシステム動作の間は、これらの測定や調整は（例えば、標準的には秒から分単位の）比較的遅いレートでなされる。

増幅器の過渡状態に対する応答制御は、生き残っているＷＤＭチャネルにおけるパワーエクスカーションを確実に抑えるのに充分速くなくてはならない。上述の従来のラマン増幅器調整手順は通常は遅すぎてファイバ断線のような多くの共通のネットワーク故障に応答できない。

ファイバ断線や他のネットワーク故障によって引き起こされる過渡状態を抑えるための１つの可能な技術は、影響を受けているラマン増幅器の全てのポンプを、例えば、増幅器の入力又は出力どちらかで測定されるＷＤＭ帯域全体に亘って、合計光パワーにおける変化から導出された比に基づいて調整することである。合計パワー測定を用いることには、それが比較的速くかつ低コストであるという利点がある。しかし、ラマン増幅器にはいくつかの非線形効果があるので、ラマンポンプの全てに対する不均一な調整によって、許容できない大きなチャネル依存性ゲインエラーが生じてしまうことがある。正しい合計パワーゲインを得ることはできるものの、それでも個々のチャネルゲインには望まれない大きなエラーが発生してしまう。

他の可能な過渡制御技術は、各ラマンポンプに対する個別化された調整を決定することによって異なるチャネルゲインエラーを最小化するものである。単に全てのポンプを単一の比を用いて調整するのではなく、増幅器の過渡状態によってもたらされた合計ゲインエラーと個々のゲインエラー双方が生き残りのＷＤＭチャネルについて最小化されるように、各ポンプが個別に調整されるものである。１つの実施例において、生き残りチャネル構成における可能な限り広い範囲についてポンプを最適に構成する係数の固定のセットに基づいて、異なる比が異なるポンプに対して選択される。これによって、満足な過渡制御を持つ生き残りチャネル構成の数が劇的に増加する。

なお、所与の生き残りチャネル構成に対して、最小ゲインエラーとなるポンプ比の理想的なセットがある。しかし、この比のセットの決定は出力チャネルスペクトルの完全な情報を必要とする。従って、これら比を選択するための方法には階層が存在し、合計パワーの変化のみに始まり、チャネルパワー及びチャネル構成に関するより多くの情報が含まれていく。

個別化されたポンプ調整を実施するこれらの過渡制御技術は、過渡制御に対して最適化されるチャネル成長プランを導入することによってさらに改良することができる。ここで、過渡制御技術は、適用されるチャネル成長プランの下でのシステムで存在するであろう生き残りチャネル構成の限られた範囲について、最適化されたパフォーマンスを提供するように調整される。

混合的な過渡状態に対して入手できるシステム情報は通常は制限されているため、過渡制御技術は、過渡後のチャネル負荷についてのいくつかの仮定を行う。このため、これらの仮定を満たさないいくつかのチャネル構成は、生き残りチャネルの障害の大きさからみて乏しい過渡応答を持つことになる。チャネル成長プランを過渡抑制性能に基づいて導入することによって、生き残りチャネルによって経験される過渡状態によって誘発されるパフォーマンス低下は劇的に低減される。過渡状態に基づくチャネル成長プランは充分なシステム設計によって構築され、最小のコスト及び／又は最良の安定状態のパフォーマンス成長プランと重複する。さらに、生き残りチャネルの可能な構成の構築によって、過渡制御が簡素化され、より良いパフォーマンス及び低コストの双方が導かれる。

本発明の他の側面、特徴及び効果が以下の発明の詳細な説明、特許請求の範囲及び付随する図面からより十分に分かるであろう。なお、図面においては同様の符号は類似又は同一の要素を示す。

図１は、過渡制御が実施されるいくつかの異なる種類の要素を説明するために用いられる例示の光通信システム１００の一部分のブロック図を示すものである。特に、図１は５個の異なるタイプの要素を１４本の光ファイバ１１４によって相互接続させたシステム１００の一部（終端（ＥＴ）１０２、光挿入・分岐マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）１０４、光交差接続（ＯＸＣ）１０６、再構成可能なＯＡＤＭ（ＲＯＡＤＭ）１０８及び１１０、並びに８個のリピーター１１２）を示す。

一般に、ＯＡＤＭが他のチャネルを通過するチャネルを挿入／分岐する一方、終端はＷＤＭチャネルを挿入及び分岐する。ＯＸＣはチャネルを異なる経路に切り換える。チャネルを挿入／分岐できることに加えて、ＲＯＡＤＭもチャネルを他の経路に切り換えることができる。ＯＡＤＭが限られたセットのチャネルを挿入／分岐する一方、ＲＯＡＤＭは通常、ＲＯＡＤＭがチャネルを挿入／分岐（又は通過）できることにおいて、より柔軟なＯＡＤＭである。さらに、ＲＯＡＤＭは、特定の信号入力チャネルが信号出力チャネルとは異なるように、通過する信号の波長を変えることができる。リピーターは主に増幅を用いてチャネルを通過させ再調整する。

図１において、光信号は全般に左から右へ（即ち、ＥＴ１０２からＲＯＡＤＭ１１０に向かう方向に）流れるように示されている。特に、４５個のＷＤＭチャネルがＥＴ１０２で挿入されＯＡＤＭ１０４へ向けて伝送される。ＯＡＤＭ１０４はＯＸＣ１０６への伝送のために４５個のうちの１０個のチャネルを分岐して５個のチャネルを挿入する。なお、ＯＡＤＭ１０４で挿入された５個のチャネルのうちいくつか又は全部がＯＡＤＭ１０４で分岐されるチャネルと同じ波長を持っていてもよいし、どれも同じでなくてもよい。

ＯＡＤＭ１０４からＯＸＣ１０６へ伝送される４０個のチャネルのうち、少なくとも２０チャネルがＲＯＡＤＭ１０８を経由するようにして、残りがＲＯＡＤＭ１１０を経由するようにする。ＲＯＡＤＭ１０８は、どれだけ多いチャネルがＲＯＡＤＭ１１０への伝送のために通過してもＯＸＣ１０６から受信されたチャネルのうち２０個を分岐し、１０個のチャネルを挿入する。ＲＯＡＤＭ・ＸＶはＯＸＣ１０６及びＲＯＡＤＭから受信したチャネルを混合し、合計３０個のチャネルをシステムの（図示されない）他の部分へと転送する。

図１は全般に左から右へ流れる一方向信号を表しているが、一般に、光通信システムのそのような部分は全般に右から左へ（即ち、ＲＯＡＤＭ１１０からＥＴ１０２へ向けた方向に）流れる一方向信号も有している。特定の実施態様に従って、双方向信号が異なる一方向ファイバ上に分離して伝送されるようにしてもよいし、双方向ファイバを介して共に伝送されるようにしてもよい。

広範囲な地理的領域に亘って様々なノードを相互接続する長距離光ファイバで効率的に動作させるために、図１のシステム１００のような光伝送システムは、光信号増幅によって十分な信号対雑音比（ＳＮＲ）の信号がその所望の送信先に到達することを確実にしている。光信号増幅の１つの標準的なメカニズムはラマン増幅に基づくものである。ラマン信号及びＷＤＭ信号が光ファイバ内を伝搬するように、ラマン信号からのパワーがＷＤＭ信号へ転送され、それによってＷＤＭ信号の強度を増加させるように、様々な波長の光信号が光ファイバの一端で挿入される。あるシステムの実施例では、各リピーター及び各異なるノードが１以上のラマン増幅器に導入される。

一般に、順方向ポンプと逆方向ポンプの２つの異なるラマン増幅がある。順方向ポンプラマン増幅では、ラマン信号はＷＤＭ信号とともに光ファイバに沿って、即ち、ＷＤＭ信号と同じ方向に伝搬する。一方、逆方向ポンプラマン増幅では、ラマン信号は逆に、即ち、ＷＤＭ信号と反対方向に伝搬する。通常は、ラマンポンプ信号の周波数はＷＤＭチャネル帯域外にある。

図２は順方向ポンプラマン増幅器２００の上位のブロック図を示すものである。Ｎ個のラマン光ポンプの各々が異なるラマンポンプ信号を、図２の左から右へ伝搬する１以上のＷＤＭ信号を搬送する光ファイバ２０４に注入する。ＷＤＭ信号及びＮ個のラマンポンプ信号が光ファイバ２０４に沿って伝搬するにつれて、ポンプ信号からのパワーがＷＤＭ信号に転送される。

図３は逆方向ポンプラマン増幅器３００の上位のブロック図を示すものである。Ｍ個のラマン光ポンプの各々が異なるラマンポンプ信号を、図３の左から右へ伝搬する１以上のＷＤＭ信号を搬送する光ファイバ３０４に注入する。増幅器３００において、ポンプ信号は逆に（即ち、図３における右から左へ）伝搬する。Ｍ個のラマンポンプ信号が光ファイバ３０４内を異なる方向に伝搬するにつれて、ポンプ信号からのパワーがＷＤＭ信号に転送される。

図２及び３のブロック図は過渡制御を概説することを意図するものであり、実際のラマン増幅器の実施における当業者が知るような詳細の全てを示すことを意図するものではない。

１つの可能なシステムの実施例において、単一方向の光ファイバを伝送する要素の各対が順方向ポンプラマン増幅器によってダウンストリーム要素において実施される。例えば、再度図１を参照すると、ＯＡＤＭ１０４からリピーター１１２−２へ光ファイバ１１４−３を介してＷＤＭ信号を伝送するために、ＯＡＤＭ１０４は、ラマンポンプ信号を光ファイバ１１４−３のアップストリーム側端部に注入する順方向ポンプラマン増幅器を有していてもよい。一方、リピーター１１２−２が、ラマンポンプ信号を光ファイバ１１４−３のダウンストリーム側端部に注入する逆方向ポンプラマン増幅器を有していてもよい。この場合、両ラマン増幅器は、ＯＡＤＭ１０４からリピーター１１２−２に伝送されるＷＤＭチャネルにパワーを挿入する。他の可能な実施例として、特定の光ファイバが単一のラマン増幅器（例えば、アップストリーム要素のみでの順方向ポンプラマン増幅器、或いはダウンストリーム要素のみでの逆方向ポンプラマン増幅器）を有していてもよい。

図２を参照すると、順方向ポンプラマン増幅器２００はまた、タップ２０６、光モニタ２０８及び制御器２１０を有している。タップ２０６は、光モニタ２０８の入力への光ファイバ２０４における光信号の一部分を引き込み、それによって引き込まれた光信号の測定値を制御器２１０へ転送するために生成し、それらの測定値を用いて種々のラマンポンプ２０２の動作を制御する。例えば、安定状態制御のために、光モニタは、多数の異なるＷＤＭ周波数の各々での異なるパワーの測定値（及び各異なるＷＤＭチャネルについての可能な１つのパワー測定値）を生成して、Ｎ個のラマンポンプ２０２に対する個々のポンプレベルを決定する。制御器２１０はいずれかの適切なソフトウエア及び／又はハードウエアに基づく処理要素を用いて具現化される。

同様に、図３を参照すると、逆方向ポンプラマン増幅器３００はまた、タップ３０６、光モニタ３０８及び制御器３１０を有している。タップ３０６は、光モニタ３０８の入力への光ファイバ３０４における光信号の一部分を引き込み、それによって引き込まれた光信号の測定値を制御器３１０へ転送するために生成し、それらの測定値を用いて種々のラマンポンプ３０２の動作を制御する。例えば、安定状態制御のために、光モニタは、多数の異なるＷＤＭ周波数の各々での異なるパワーの測定値（及び各異なるＷＤＭチャネルについての可能な１つのパワー測定値）を生成して、Ｍ個のラマンポンプ３０２に対する個々のポンプレベルを決定する。

図４は、好ましくない過渡効果をもたらすファイバ断線の場合におけるネットワーク故障を説明するために用いられる例示の連続線光通信システム４００のブロック図である。この明細書用に、「連続線」システムは、光ファイバを介してＯＡＤＭ、リピーター等のような１以上の中間光要素の単列構成によって（厳密に）２つの終端を相互接続させた光通信システムである。このように、連続線システムは環状又は網状トポロジーを持つシステムとは異なる。

例示の連続線システム４００について、図４は第１の光リンク４０４、光挿入／分岐マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）４０６及び第２の光リンク４０８によって接続された終端（ＥＴ）４０２及び４１０を示す。図４には示していないが、図４で左から右へ伝送されるＷＤＭ信号について、ＥＴ４０２は光リンク４０４におけるアップストリーム端で順方向ポンプラマン増幅器とともに設けられ、ＯＡＤＭ４０６は光リンク４０４のダウンストリーム端で逆方向ラマン増幅器とともに、及び光リンク４０８のアップストリーム端で順方向ポンプラマン増幅器とともに設けられ、ＥＴ４１０は光リンク４０８におけるダウンストリーム端で逆方向ポンプラマン増幅器とともに設けられる。

光リンク４０４の図示される故障の前は、光リンク４０４がリンク４０４の４５個の異なるＷＤＭ波長に対応する光チャネルで、そして光リンク４０８が５０個の波長で満たされている。表Ｉに示すように、リンク４０４の４５個の波長のうちの４０個及びリンク４０８の５０個の波長のうちの４０個がＥＴ４０２からＥＴ４１０への終端間トラフィックに用いられる。リンク４０４上の残りの５個の波長はＯＡＤＭ４０６で分岐されるＥＴ４０２からのトラフィックに用いられる。一方、リンク４０８上の残りの１０個の波長はＥＴ４１０への伝送のためにＯＡＤＭ４０６で挿入されるトラフィックに用いられる。

リンク４０４の故障の後、生き残りのチャネルは、ＥＴ４１０への伝送のためにＯＡＤＭ４０６で挿入されるリンク４０８上の１０個の波長である。（なお、各波長が双方向伝送に用いられる場合、たとえ５０個のチャネルのうち４０個がリンク４０４でのファイバ断線のため所望の伝送先（即ち、ＥＴ４０２）に到着しなかったとしても、ＥＴ４１０からリンク４０８を介して伝送される５０個の波長が残る。このように、ＯＡＤＭ４０６で分岐される１０個の波長については、リンク４０４の故障によってはＥＴ４１０から伝送され、過渡効果はもたらされない。）

図５は、図４に示すようなネットワーク故障後の想定されるチャネル過渡状態の存在とその後の制御を示すグラフである。例えば、図５は、図４のＯＡＤＭで挿入され、リンク４０８を介してＥＴ４１０へ伝送される、リンク４０４の故障で生き残った１０個のチャネルの１つにおける光パワーを示していると表現することもできる。

図５に示すように、時間ｔ１の前は、リンク４０８は５０チャネルで満たされ、各チャネルはその目標光パワーレベルで伝送されている。時間ｔ１で、リンク４０４が故障し、リンク４０８の負荷が急激に１０チャネルに低下する。同時に、リンク４０８に沿ったラマン増幅の特性のために、他の４０チャネルの損失の結果として特定の生き残りチャネルにおけるパワーが（図５に示していないが、他の９個の生き残りチャネルにおけるパワーと同様に）上昇し始める。ここで、（まだ故障前のレベルで動作している）ラマンポンプによって注入されたパワーはより少ない（即ち、５０個ではなく１０個の）ＷＤＭチャネルに転送開始される。

この特定の例では、チャネルがその最大許容パワーレベルを超える前に、過渡制御アルゴリズムが、リンク４０８のＷＤＭチャネル全体に亘っての合計光パワーにおける（リンク４０４の故障に起因する）脱落を検出し、ラマンポンプのパワーレベルを低下させ始め、それによって、図示されるチャネルの光パワーをｔ２で低減させ始める。時間ｔ３までにこのチャネルにおける光パワーはその目標レベルに戻る。

図５に示す例において、チャネルは「最大」許容パワーレベルを超えることはないが、チャネルパワーは、規定された最大時間よりも短い時間はそのようなレベルを越えることが許容される。この場合、過渡制御技術がチャネルパワーレベルを規定された期間内に「最大」レベル未満に戻すものである限り、システム動作要求は満たされる。

各光リンクが順方向ポンプラマン増幅器をそのアップストリーム端に、そして逆方向ポンプラマン増幅器をそのダウンストリーム端に持つようなシステムに対する１つの可能な過度制御技術によると、過渡制御アルゴリズムが逆方向ポンプラマン増幅器のみにおいて設けられる。この場合及び図３を参照すると、光モニタ３０８によって生成された（連続的）測定値の１つが、光ファイバ３０４における光信号に対するＷＤＭチャネル帯域全体に亘っての合計光パワーレベルの一測定値となる。制御器３１０はこの合計光パワーレベルを用いて、リンク４０４又はリンク４０８での断線のようなネットワーク故障時の過渡制御を提供する。

ある実施例では、合計パワーの（実施例によって、相対又は絶対の）低下がある特定のしきい値を超えたときのみ制御器３１０が過渡制御動作を開始する。他の実施例では、制御器３１０は常に過渡制御を適用するよう設計され、合計パワーの比較的小さい変化によってポンプ動作に対する比較的小さい過渡制御調整が生ずる。後者の実施例では、存在するチャネルが規定されなくなる時など、過渡制御アルゴリズムが合計パワーレベルの「正常な」変化に反応することがあるが、それらの調整は、多数のチャネルに影響を及ぼすファイバ断線時に起こる合計パワーレベルの比較的劇的な変化に応答して行われる調整に比べて、比較的小さいものとなる。

いずれの場合も、制御器３１０は制御信号を発生してポンプ３０２のパワーレベルを制御する。ここで、制御器３１０は、異なるポンプ各々が動作するパワーレベルを個別に調整できる。一実施例では、制御器３１０は異なる光ポンプ各々に対する１つのポンプ係数ｍ_ｉのセットで構成される。増幅された出力信号の合計パワーレベルが変化するとき、ｉ番目のポンプのパワーレベルＰ_ｉは下記の式（１）及び（２）に従って調整される。
Ｐ_ｉ(after)＝γ_ｉ・Ｐ_ｉ(before)・・・（１）
γ_ｉ＝１−ｍ_ｉ・ΔＰ_TOT・・・（２）
ここで、ΔＰ_TOTは合計光パワーの測定された変化であり、単位はｄＢである。

例えば、ファイバ断線によってチャネル数が劇的に低下する時に生ずる過渡状態を制御するという趣旨で過渡制御が説明されてきたが、チャネル数が劇的に増加するとき、例えばファイバ断線が修理されサービスが復旧する時にも過渡制御が適用できる。この場合、光パワー全てにおける測定された変化ΔＰ_TOTは負の値となり、式（１）及び（２）はそれでも、いくつかのポンプパワーレベルを低下するようにではなく、適切に増加するように適用されて過渡効果を最小化する。

ラマン増幅器３００に対するＭ個のポンプ係数ｍ_ｉのセットが経験的又はシミュレーションによって決定され、生き残りのチャネルの多数の異なる可能な構成についての過渡制御を最適化する。ポンプ係数の詳細な決定は最適化されるシステムの性能面にかなり依存する。例えば、均一に分配されたチャネルのセットについてチャネルゲインエラーが最小化される。この場合、ポンプ係数を決定するために、チャネルがスペクトルに亘って均一に分布されるようにしつつ、システムからチャネルを除去することによって目標パワーを固定の増分で変化させる。これらの構成の各々に対して、光ポンプパワーのセットが標準的な安定状態決定方法によって決定される。目標パワーをポンプパワーの変化に対してプロットすることによって、ポンプ係数は対応する曲線の傾斜に相当することになる。高次多項式適合及びより複雑な関数の形式を用いてγ_ｉを式（２）のものと比較して決定することも可能である。他の手法は、これらの曲線を測定し、及び計算してポンプ調整値についての参照表を生成することである。そのような手法は個々のラマン増幅器に個別に適用してもよいし、類似の特性（例えば、ポンプ、ファイバの種類及び損失）を持つ増幅器のセットに対して全体的に適用してもよい。

一般に、過渡制御に対するポンプ調整の適切なセットを決定するために、周波数及びパワーの観点からチャネルの分布を選び、ここに記載される最適化を実行することは可能である。周波数の観点における他のチャネル分布の例は、スペクトルの一端から連続的に付加されたチャネルを含む。従って、チャネルが除去されると、残りのチャネルは均一には分布されないが、その代わりにそれらはスペクトルの始端に位置することになる。パワーの観点からのチャネル分布の例は、全チャネルが均等なパワーのもの、又はスペクトルの一端からチャネルの周波数における距離の関数としてチャネルごとに線形にパワーが増加するものを含む。

なお、過渡制御が逆方向ポンプラマン増幅器においてのみ施される過渡制御技術について、特定の逆方向ポンプラマン増幅器でのポンプレベルの変化は、アップストリーム順方向ポンプラマン増幅器からもたらされる増幅と同様にダウンストリーム逆方向ポンプラマン増幅器からもたらされる増幅をいくらか補償することを要する。なお、さらに、他の技術が順方向及び逆方向双方のポンプラマン増幅器において、又は順方向ポンプラマン増幅器においてのみ過渡制御を実行してもよい。

−−−過渡状態に基づくチャネル成長−−−
チャネル構成に対して最適化されたラマン増幅器において、各ポンプパワーレベルを各光ポンプに対して個別に調整する過渡制御アルゴリズムを実行することに加えて、又はその代わりに、ファイバ断線のような特定のタイプのネットワーク故障後に存在し得るタイプのチャネル構成を制御する過渡状態に基づくチャネル成長プランが施され、そのようなネットワーク故障からもたらされる過渡状態を減らすか、過渡制御アルゴリズムが施される何らかの対象における効果を最適化するか、又はその両方を行う。

一般に、ＷＤＭ光伝送システムにおいて、用語「チャネル成長」は、システムに提供されるサービスにおける変更についてのリクエストに応じて、システムの現存のチャネル構成を更新するために用いられる方策を意味する。サービス変更リクエストの１つのタイプは、新しく提供された光伝送システムについての全体チャネル構成を選択することである。他のタイプは、新しいサービスがシステムにおいて規定されるように個々のチャネル波長を選択することである。理想的には、これら両タイプについて得られたチャネル構成が同一のチャネル構成を引き出すことになるが、実際には、新しい光システムの規定は最適チャネル構成により近いものとなり得る。一般には実用されていないが、第３のタイプのサービス変更リクエストは、あるシステム部材におけるチャネルの除去又はパフォーマンスの低下のようなシステムでの変更の後にチャネルを再構成するものである。

特定の実施例によって、例えば、システムレベルのサーバーにおいて、又は分配された機能として、例えばシステム中の異なるノードにおいて、チャネル成長プランが中央処理化された機能として実施される。

通常は、チャネル成長プランとは、システムにおいて規定される新しいサービスに対する光チャネルを選択するために用いられる方策を意味する。チャネル成長プランは様々な異なるやり方で実施される。その技術の１つは、新しいサービスがシステムで規定されると、適用されるチャネル割り当てに対する規則のセットを定義するものである。サービス要求の新しいセットが受信されると、この技術に従ってその規則が適用されてそれらの要求に対するチャネルを選択する。ここで、規則の適用はシステムの現存のチャネル構成を考慮に入れる。

他の技術によると、チャネルを割り当てるための好適なシーケンスを指示する優先度付けされたチャネル割り当てリストを生成する前に規則が適用される。この場合、最も高い優先度の利用可能なチャネルを選択するための所定のチャネル割り当てリストを参照して、新しいサービス要求に対してチャネルが割り当てられる。

サービス要求が受信されると規則が適用されるか（前者の技術）、或いは所定のチャネル割り当てリストを生成する時間に先立って規則が適用され（後者の技術）、異なる可能なチャネル割り当ての選択肢を評価して他の選択肢よりも規則をより満足する１以上の選択肢を特定する自動化された（例えば、コンピュータに基づく）ツールによって、チャネル成長プランの実施が補助される。

従来のチャネル成長プランには（１）最低コスト・チャネル成長プランであって、追加のハードウエア資源の使用を、初期の（例えば、最小の）ハードウエア資源が充分に利用されるまで延期するようなやり方で波長を選択するもの、及び（２）最高パフォーマンス・チャネル成長プランであって、最高の全体安定状態のネットワーク性能（例えば、最高のスループットや最低エラーレート）を提供するようなやり方で波長を選択するものなどがある。

過渡状態に基づくチャネル成長プランは、光チャネルの規定における第３のタイプの目標を持つものである。それは、最もよくあるネットワーク故障に対する生き残りのチャネルのセットによってそのような故障によって生ずる過渡状態が効果的に扱われることを可能とするような、チャネル構成を提供することである。前述のように、標準的な現実の実施は、異なるチャネル成長目標間の均衡をとり、過渡制御に基づいてハイブリッドチャネル成長プラン、そして低コストと高パフォーマンスの一方又は双方を提供するものである。

チャネル成長プランは２つの主部材を含み、それは、利用可能な周波数のリスト及びサービス要求のリストである。周波数リストは成長プランの目標に基づいて優先度付けされる。例えば、ある周波数では、それらが光マルチプレクサや増幅器のような特別の部材を必要としないので低コストなものとなる。ある周波数では、システムに施された特別な過渡制御アルゴリズムに従って過渡状態の存在下でも高いパフォーマンスを提供する。従って、周波数は成長プランの種々の基準又は規則に基づいて分類又は優先度付けされる。サービス要求は、伝送距離、帯域幅及び変調方式のような周波数に割り当てられる各チャネルの詳細を含む。これらの詳細は、安定状態及び過渡パフォーマンス双方の観点において、特定の要求をチャネルに課す。要求はこれらの要求に基づいて優先度付けされ、又は分類される。成長プランは規則、及びチャネルをこの要求リストから適切な周波数に割り当てるための方法を提供する。

ある光伝送システムについては、アップストリームのファイバ断線のような事態によってもたらされる過渡状態を最小化するために、その事態の前にファイバの全ＷＤＭチャネルの合計パワーゲインがファイバの生き残りのＷＤＭチャネルについての合計パワーゲインと等しくなる。ここで、合計パワーゲインは、ファイバの出力での合計光パワーとファイバの入力での合計光パワーの比として定義される。システムの実施態様によっては、この目標は、生き残りチャネルが過渡的事態前のチャネルが及ぶ周波数範囲に亘って均一に分布されるようにチャネルを割り当てることによって高度化される。このようなチャネル成長プランは、過渡的事態で生き残らないであろうチャネルの割り当てを過渡的事態で生き残るであろうチャネルの割り当てに調整するものである。

いくつかの光伝送システムでは、特定のチャネル周波数によって他よりもより良い過渡制御が提供される。そのようなシステムでは、過渡状態に基づく成長プランは最良の動作周波数を割り当てることによって開始し、その後チャネルを均一分布おける最良の動作周波数の両側に交互に割り当てることが続く。

例えば、光伝送システム４００が、１００個の異なるＷＤＭチャネル（Ｃｈ１からＣｈ１００）であってＣｈ１からＣｈ１００までの周波数（例えば、５０ＧＨｚ刻みの増分）において均等に間隔をあけられているチャネルをサポートしているとする。光リンク４０８について、ＥＴ４０２からＥＴ４１０への信号で使用されるチャネルをここでは「終端間（end-to-end）チャネル」と呼び、一方、ＥＴ４１０への伝送のためにＯＡＤＭ４０６で挿入される信号で使用されるチャネルを「ＯＡＤＭチャネル」と呼ぶ。さらに、奇数チャネル（即ち、Ｃｈ１、Ｃｈ３、・・・、Ｃｈ９９）のみがＯＡＤＭチャネルとなることができ、１００チャネルのいずれもが終端間チャネルとなることができるものとする。さらに、Ｃｈ５１が過渡制御の観点から最良動作チャネルとなり、過渡制御パフォーマンスがＣｈ５１から最悪の動作チャネルであるＣｈ１及びＣｈ９９まで下がっていくものとする。

この場合、チャネル成長プランはチャネルを以下の割り当て順序に基づいて割り当てる。
・ ＯＡＤＭチャネルのための割り当て順序：Ｃｈ５１、Ｃｈ４９、Ｃｈ５３、Ｃｈ４７、Ｃｈ５５、Ｃｈ４５、Ｃｈ５７、Ｃｈ４３、Ｃｈ５９、Ｃｈ４１、Ｃｈ６１、・・・、Ｃｈ９９、Ｃｈ１
・ 終端間チャネルのための割り当て順序：Ｃｈ５１、Ｃｈ５０、Ｃｈ５２、Ｃｈ４９、Ｃｈ５３、Ｃｈ４８、Ｃｈ５４、Ｃｈ４７、Ｃｈ５５、Ｃｈ４６、Ｃｈ５６、・・・、Ｃｈ１００、Ｃｈ１

例えば、システムに対するサービス要求の初期のセットが４個のＯＡＤＭチャネル及び６個の終端間チャネルを有している場合、終端間チャネルの前にＯＡＤＭチャネルを割り当てるチャネル成長プランは表ＩＩに示す順序においてチャネルを割り当てることになる。

このサービス要求の初期のセットを規定した後に、次のサービス要求がＯＡＤＭチャネルに対するものであった場合、前もって規定されたＯＡＤＭチャネル用チャネル割り当て順序に従って、チャネル成長プランがＣｈ４５を最高の優先順位の利用可能なＯＡＤＭチャネルとして割り当てるであろう。一方、次のサービス要求が終端間チャネルに対するものであった場合、前もって規定された終端間チャネル用チャネル割り当て順序に従って、チャネル成長プランがＣｈ５６を最高の優先順位の利用可能な終端間チャネルとして割り当てるであろう。

表ＩＩのチャネル割り当て順序をチャネル番号によって再構成することが、結果として生ずる表ＩＩＩに示すようなチャネル構成を示すことになる。

表ＩＩＩのチャネル構成を考慮すると、図４の光ファイバ４０４が断線した場合、生き残りのチャネルは４個のＯＡＤＭ信号：Ｃｈ４７、Ｃｈ４９、Ｃｈ５１及びＣｈ５３になる。表ＩＩＩから分かるように、この生き残りチャネルのセットは、過渡時の前にチャネルが及ぶ周波数範囲（即ち、Ｃｈ４６からＣｈ５５の１０個のチャネルに対応する「過渡状態前の周波数範囲」）に亘って実質的に均一に分布される。

この例は、周波数の利用可能な範囲全体（即ち、本例ではＣｈ１からＣｈ１００）に亘って一杯に拡散されることなく、過渡状態前の周波数範囲（即ち、本例ではＣｈ４６からＣｈ５５）に亘って生き残りチャネルのセットが均一に分布される一般原則を示している。但し、過渡状態前の周波数範囲が利用可能な周波数範囲に及んでいる場合、均一な分布はその範囲に亘る最大の離間を示している。

この特定の実施例において、１０個の連続するチャネルが１０個のサービス要求のセットに割り当てられているが、均一な分布は不連続なチャネルを割り当てることによっても実現できる。ここで、結果として生ずるチャネル構成は、１０個の割り当てられたチャネルの間に分布される１以上の割り当てられないチャネルを持つ周波数範囲に跨る。

ここまで、例示的な過渡状態に基づくチャネル成長プランについての検討は、過渡状態の制御以外の基準については考慮してこなかった。先に示したように、成長プランの現実での実施はコストや安定状態パフォーマンスも考慮に入れるものである。特定の実施例が利用可能なチャネルを異なるセットに分割してもよい。

例えば、利用可能なチャネルは始動(Start-up)セット及び１以上の成長(Growth)セットに分割される。ここで各成長セットは以前のセットよりも多くのハードウエアが必要になる。そして、例えば、Ｃｈ１からＣｈ１００は特定のハードウエア構成で扱われ、Ｃｈ１０１からＣｈ２００までは追加のラマンポンプの使用を必要とするような２００チャネルのＷＤＭシステムを想定する。この場合、コストを検討するために、成長プランは２００チャネルをＣｈ１からＣｈ１００に対応する始動セットとＣｈ１０１からＣｈ２００に対応する成長セットに分割する。ここで、チャネルを成長セットから割り当てる前に、チャネルを始動セットから割り当てる方が好ましい。

さらに、利用可能なチャネルが異なる周波数のグループに分割されるようにしてもよい。ここで、各周波数グループは、特定の調整可能な光トランジスタ（ＯＴ）によって扱われるチャネルに対応する。例えば、２００チャネルが１０個の異なる周波数グループに分割され、周波数グループ１（ＧＦ１）はＣｈ１からＣｈ２０に対応し、ＦＧ２はＣｈ２１からＣｈ４０に対応し、ＦＧ３はＣｈ４１からＣｈ６０に対応し、ＦＧ１０はＣｈ１８１からＣｈ２００に対応する。パフォーマンス上の理由により、チャネルを割り当てるときは異なる周波数グループ間で循環させるのが好ましい。

さらに、利用可能なチャネルが異なるオフセットタイプごとに分割されるようにしてもよい。例えば、１つの想定されるシステムハードウエアの実施において、Ｃｈ１、Ｃｈ５、Ｃｈ９、・・・、Ｃｈ１９７を０ＧＨｚオフセットチャネル、Ｃｈ２、Ｃｈ６、Ｃｈ１０、・・・、Ｃｈ１９８を５０ＧＨｚオフセットチャネル、Ｃｈ３、Ｃｈ７、Ｃｈ１１、・・・、Ｃｈ１９９を１００ＧＨｚオフセットチャネル、Ｃｈ４、Ｃｈ８、Ｃｈ１２、・・・、Ｃｈ２００を１５０ＧＨｚオフセットチャネルとする。ここで、例えば、Ｃｈ２はＣｈ１から５０ＧＨｚオフセットされ、Ｃｈ３はＣｈ１から１００ＧＨｚオフセットされ、Ｃｈ４はＣｈ１から１５０ＧＨｚオフセットされることになる。これらの用語は、このシステムハードウエアの実施において、（ｉ）５０ＧＨｚオフセットチャネルは５０ＧＨｚオフセットの光マルチプレクサ（ＯＭ）及び光ディマルチプレクサ（ＯＤ）の追加的使用を関与させ、（ｉｉ）１００ＧＨｚオフセットチャネルは１００ＧＨｚオフセットのＯＭ／ＯＤの追加的使用を関与させ、（ｉｉｉ）１５０ＧＨｚオフセットチャネルは１５０ＧＨｚオフセットのＯＭ／ＯＤの追加的使用を関与させるということを意味するものである。このように、コスト及び／又はパフォーマンスを考慮すると、全ての０ＧＨｚオフセットチャネルを規定し、次に全ての１００ＧＨｚオフセットチャネル、次に全ての５０ＧＨｚオフセットチャネル、最後に全ての１５０ＧＨｚオフセットチャネルの順に規定するのが好ましい。

先の１００チャネルの例で述べたように、過渡時のパフォーマンスを考慮すると、システムが（例えば、環状システムや網状システムとは反対に）連続線システムの場合、各光ファイバにおけるＯＡＤＭチャネル（即ち、少なくとも１つのＯＡＤＭ又はＲＯＡＤＭに挿入／分岐するチャネル）が、そのファイバに規定された全チャネルの周波数範囲に亘って均一に分布されるようにすることが好ましい。この目標を保障するために、例示的チャネル成長プランでは、全チャネル（例えば、偶数チャネル及び使用されない奇数チャネル）を終端間チャネル（即ち、連続線システムの一端から他端へのサービスに使用されるチャネル）用に使用できる一方、１つおきのチャネル（例えば、奇数チャネル）のみをＯＡＤＭで挿入及び／又は分岐することが可能となる。

低コスト及び高パフォーマンスの目標に基づいて、例示のハイブリッドチャネル成長プランが、ＯＡＤＭサービスに対する１００チャネルの始動セットにおける５０個の奇数チャネルを予約する。なお、１００個の始動チャネルはいずれも終端間サービスに使用できる。同様に、成長セットにおける５０個の奇数チャネルがＯＡＤＭサービス用に予約され、１００個の成長チャネルはいずれも終端間サービスのために使用できる。

なお、これらの制約のために、そして現在のチャネル構成によって、例示のチャネル成長プランは１００個の始動チャネルが規定される前に最初の成長セットからチャネルを選択することになる。例えば、１００個の始動チャネルのうち９９個のみが５０個のＯＡＤＭサービス及び４９個の終端間サービスに割り当てられている時、他のＯＡＤＭサービスが規定されると、たとえ他の始動チャネルがまだ割り当てられていなかったとしても、その使用されていない始動チャネルはＯＡＤＭサービス用には使用できない偶数チャネルなので、チャネルは成長セットから選択される。

先に述べたように、ある例示的システムについては、過渡状態中に最適システムパフォーマンスを達成するために、（理想的には）過渡後（ファイバ断線後）の生き残りチャネルは過渡前の周波数範囲に亘って均一に分布されなくてはならない。例えば、その時規定されているＯＡＤＭチャネル（即ち、ＯＡＤＭのアップストリームでのファイバ断線で生き残ったチャネル）の分布は好適には等しい周波数セグメントによって分離されているとよい。いくつかのＯＡＤＭを含んでいる線システムにおいて、全ての考えられる生き残りセットが均等に分布されるのは（例えば、単一の生き残りチャネルを考えた場合）難しい。このことは、要求の必須要件も考慮されなくてはならないということを強調するものである。安定した過渡応答を確実にするために、特定の入口部分と出口部分の間の孤立した要求が高パフォーマンス周波数に割り当てられるべきである。

この明細書の目的において、「独自のネットワーク経路」が端部Ａ（即ち、いずれかの終端（ＥＴ）又はＯＡＤＭ）から始まり、端部Ｂ（即ち、他のＥＴ又はＯＡＤＭ）で終わり、Ａで発信されＢで終端する（及び／又はその逆の）１以上の波長を有する。物理線システムにおける制限のない挿入及び分岐チャネル数の複数のＯＡＤＭの利用可能性は、いくつかの「独自のネットワーク経路」がファイバの長さを共有することを意味する。これは、生き残りチャネルの可能なセットが、異なる「独自のネットワーク経路」の過渡応答を結合し、過渡低減に対するチャネルの選択にローカルでない性質を与えることを意味する。この非ローカルな性質は、全ての考えられるチャネル構成をくまなく探す自動化されたツール、又はシステムに一度に１つのチャネルを挿入するのに使用される概略の規則によって扱われる。以下の４つのチャネル成長規則が、低コスト、高パフォーマンス、及び独自のネットワーク経路に対するチャネル選択時の過渡制御の３つの目標の均衡を取るために適用される。
規則１：可能なときはいつでも、成長セットより前に始動セットからチャネルを選択する。
規則２：可能なときはいつでも、異なる周波数グループ間で循環してチャネルを選択する。
規則３：可能なときはいつでも、他のオフセットタイプのチャネルを選択する前に同じオフセットタイプのチャネルを選択する。
規則４：可能なときはいつでも、ＯＡＤＭチャネルを選択して、アップストリームファイバ故障で生き残ったチャネルに起こるようなチャネル過渡効果を最小化する。

特定のシステムの特性に従って、規則４は、以下のうちの１以上を含む多数の異なるやり方で実施されてもよい。
規則４ａ：可能なときはいつでも、ＯＡＤＭチャネルを選択して、過渡後の生き残りチャネルの合計パワーゲインを過渡前の合計パワーゲインに等しくなるように維持する。
規則４ｂ：可能なときはいつでも、過渡後の生き残りチャネルが過渡前のチャネル周波数範囲に亘って均一に分布されるようにＯＡＤＭチャネルを選択する。
規則４ｃ：可能なときはいつでも、過渡後の生き残りチャネルの平均パワーが過渡前の生き残りチャネルの平均パワーと実質的に等しくなるようにＯＡＤＭチャネルを選択する。
規則４ｄ：可能なときはいつでも、過渡後の生き残りチャネルの平均パワーが特定のチャネルパワーと実質的に等しくなるようにＯＡＤＭチャネルを選択する。
規則４ｂは前章で述べた過渡制御技術を実施するシステムに適している。規則４ｃはＷＤＭチャネルスペクトルが均一なパワーレベルを有していない場合に適している。規則４ｄは、ＷＤＭチャネルスペクトルのパワーレベルが均一なスペクトル、又はチャネル数が増加するにつれてパワーレベルが増加又は減少する傾斜したスペクトルのように予想可能な態様で変動する場合に適している。規則４の他の変更もまた可能であり、それらはシステムの特定の特性や実施される過渡制御技術に依存する。

上記の規則のリストは優先度付けされた周波数リストを生成するように用いられる。そのようなリストは理想のチャネル割り当てに対する概略を表すものである。このリストが生成されると、要求のリストが組織化されてチャネル割り当てを最適化する。成長プランの規則に基づいてチャネル割り当てが完成すると、妥当性メトリックが結果として得られる構成に適用されて、調整がなされる必要があるか、又は単に警告若しくは他のパフォーマンス表示を提供する必要があるかについてのシグナリングを行う。妥当性メトリックはチャネル成長プランを理想的に満たすチャネル割り当てについては改善されないが、そのようなチャネル割り当ては選択規則の概略のセットを用いた結果として稀に起こる。

図６は、図４のような例示の伝送方法における、次を規定するサービスに対してチャネルを選択するために実施される処理のフローチャートを示すものである。例えば、この処理は（ｉ）ＥＴ４０２とＥＴ４１０間の終端間チャネル、（ｉｉ）ＥＴ４０２とＯＡＤＭ４０６間のＯＡＤＭチャネル、及び（ｉｉｉ）ＯＡＤＭ４０６とＥＴ４１０間のＯＡＤＭチャネルの規定のために適用されるようにしてもよい。なお、終端間チャネルを規定することによってそのチャネルをリンク４０４及び４０８に対して割り当て、ＯＡＤＭチャネルを規定することによってそのチャネルを１つのリンクのみに割り当てる。一般に、システムにおける波長の再使用の効率性の利点を活かすために、チャネル成長プランの実施が光伝送システムにおける異なるリンク各々に対する管理作業（bookkeeping）を含む。

ステップ６０２は、規定されるサービスがＯＡＤＭチャネルを必要とするのか、或いは終端間チャネルを必要とするのかを判定する。ＯＡＤＭチャネルが必要とされると、利用可能なＯＡＤＭチャネルが新しいＯＡＤＭサービスに対して選択される（ステップ６０４）。このことは、予め定められ、優先度付けされたＯＡＤＭチャネル割り当てリストにおける最小の選択番号を持つ利用可能なＯＡＤＭチャネルを選択することを含む。その代わりに、選択は、現存のチャネル構成を考慮して、チャネル成長プランの規則を適用して利用可能なＯＡＤＭチャネルを選択することを含んでもよい。

一方、終端間チャネルが必要とされると、利用可能な終端間チャネルが新しい終端間サービスに対して選択される（ステップ６０６）。ここでも、この選択は、予め定められた終端間チャネル割り当てリストの参照又は現存するチャネル構成への規則の適用を含んでもよい。

なお、個々のサービスはシステムから逆規定（de-provisioned）されるので、任意の時間に、チャネルの現在割り当てには「穴（hole）」ができる。ここで、１以上の利用可能なチャネルは他の規定されているチャネルよりも小さい数のチャネル選択順序番号を持つ。このように、図６の処理では、好ましくは、現在規定されているチャネルの後に最も高いチャネル選択順序番号を持つ次のチャネルを選択するよりも、最も低いチャネル選択順序番号を持つ利用可能なＯＡＤＭ又は終端間チャネルを探した方がよい。

４つの規則を例示の２００チャネルに適用して、連続線光伝送システムが表ＩＶのチャネル割り当てリストを導出してもよい（図７Ａ−Ｅ参照）。表ＩＶに示すように、ＯＡＤＭチャネルはＣｈ４１から始まり、次にＣｈ６２、次にＣｈ２１、次にＣｈ８１、次にＣｈ１等となるＯＡＤＭチャネル順序に従って割り当てられる。同様に、終端間チャネルはＣｈ５３から始まり、次にＣｈ７３、次にＣｈ２３、次にＣｈ９３、次にＣｈ１３等となるＯＡＤＭチャネル順序に従って割り当てられる。

なお、第１の５０個のＯＡＤＭチャネル及び第１の１００個の終端間チャネルは全て始動チャネルセット内に収まり、第２の５０個のＯＡＤＭチャネル及び第２の１００個の終端間チャネルは全て成長チャネルセット内に収まり、これにより規則１が満足される。

なお、さらに、始動セット内では、ＯＡＤＭ及び終端間チャネル割り当て順序は双方ともＦＧ３、次にＦＧ４、次にＦＧ２、次にＦＧ５、次にＦＧ１の周波数グループの循環に従う。同様に、成長セット内では、ＯＡＤＭ及び終端間チャネル割り当て順序は双方ともＦＧ６、次にＦＧ７、次にＦＧ８、次にＦＧ９、次にＦＧ１０の周波数グループの循環に従う。これは、高い優先度の規則１による規制を考慮しても、規則２も満足されることを示している。

なお、またさらに、始動セットにおいて、ＯＡＤＭチャネルについては、全ての０ＧＨｚオフセットチャネルが割り当てられ、次に全ての１００ＧＨｚオフセットチャネルが割り当てられ、終端間チャネルについては、全ての５０ＧＨｚオフセットチャネルが割り当てられ、次に全ての１５０ＧＨｚオフセットチャネルが割り当てられ、成長セットにおいても同様である。これは、高い優先度の規則１による規制を考慮しても、規則３も満足されることを示している。

標準的な現実の光伝送システムにおいて、可能なチャネル構成各々についての最適な過渡パフォーマンスを提供できる単一のチャネル割り当てはない。それでもなお、表ＩＶのチャネル割り当てリストは過渡パフォーマンスを異なるチャネル構成の比較的広い範囲に亘って最適化するように設計されている。

例えば、５０個のＯＡＤＭチャネルに続いて５０個の終端間チャネルが規定されると、結果としてのチャネル構成はＯＡＤＭチャネルに割り当てられる第１の５０個の奇数チャネル及び終端間に割り当てられる５０個の偶数チャネルを有し、これにより生き残りチャネル（即ち、５０個のＯＡＤＭチャネル）が過渡前の周波数範囲（即ち、第１の１００個のチャネル）に亘って均一に分布されるチャネル構成を提供する。

同様に、（最大に装備されたファイバに相当する）１００個のＯＡＤＭチャネルに続いて１００個の終端間チャネルが規定されると、結果として生ずるチャネル構成はＯＡＤＭチャネルに割り当てられる第１の１００個の奇数チャネル、及び終端間に割り当てられる１００個の偶数チャネルを有し、これにより生き残りチャネル（即ち、１００個のＯＡＤＭチャネル）が過渡前の周波数範囲（即ち、全２００個のチャネル帯）に亘って均一に分布されるチャネル構成が提供される。

他の例として、表Ｖ（図８Ａ−Ｃ参照）は表ＩＶのチャネル割り当てリストを用いて、１０個の終端間チャネルが後に続く１０個のＯＡＤＭチャネルを規定すること得られるチャネル構成を示すものである。（なお、Ｃｈ１２１からＣｈ２００はこの例では割り当てられていないので、表Ｖからは省略してある。）１０個のＯＡＤＭチャネルは必ずしも２０チャネルの過渡前の周波数範囲に亘って完全には均一に分布されていないが、それでもそれらは実質的に均一にその範囲に分布されている。

これらの規則を適用することで得られるチャネル選択は、割り当てられるチャネル数と同様に内在するネットワークトポロジーの性質に大きく依存することが理解されるはずである。内在するトポロジーが変化すると、生き残りチャネルの可能なセットも変化する。これは、複数の独自のネットワーク経路が増幅器とファイバリンク双方を共有することができることによって起こる。規則内で生き残りチャネルの性質を参照しているので、異なるネットワークは通常、異なるチャネル割り当てパターンを呈する。ネットワーク内のチャネル数もまた結果に生ずるチャネル割り当てパターンを変化させる。例えば、均一に分布されたチャネルを探す場合、実質的に均一に分布された４チャネルシステム（例えば、Ｃｈ１、Ｃｈ３４、Ｃｈ６７及びＣｈ１００）が、共通の２個のチャネルを持つ実質的に均一に分布された５チャネルシステム（例えば、Ｃｈ１、Ｃｈ２５、Ｃｈ５０、Ｃｈ７５及びＣｈ１００）を持っていたかもしれない。単一のチャネルを当初から存在している不変の伝送システムに挿入する場合、新しいチャネルの追加はそれでも、可能な場合は常に、上記の規則のセットを固守するよう選択される。しかし、結果となるチャネル分布は、予め最適化したチャネルの位置によって得られる分布からは異なることになる。

これらの依存性は、全ての偶然性についても最適化するようなチャネル位置の一意的なリストを生成することが一般的には可能でないことを意味している。むしろ、上述で定義されたような規則によって、一般的には最適の最終チャネル構成に近づくものの、稀に全体の最適化を得ることはあるということである。全体の最適化を得るために、自動化された最適化ツールが用いられ、全ての可能なチャネル構成を検索して成長プランの目標を均衡化する。理想的には、そのようなツールはコスト、パフォーマンス及び過渡安定性を重要視して特別に作られて特定のネットワークの必要性を満たす。そのようなツールがネットワークに対して可能な将来の成長を推定し、将来のチャネルが、過渡安定性又はネットワークのパフォーマンス特性を劇的に減ずることなくネットワークに挿入されることを可能とすることも重要である。

新しい要求のセットがシステム上に必要となり、そしてそれらの要求が１以上の独自の経路を通過する場合、それらの要求に対するチャネル選択を最適化するために要求のセットが組織化される。長距離の要件を持つ特定の要求、又は非常に少ない共通経路を共有する特定の要求が、好適には過渡状態に関する最良のパフォーマンスを持つ周波数で規定される。チャネルが盲目的に割り当てられる場合、それらの特別な必要性を持つ要求が割り当てられる前に、全ての最良のパフォーマンスの周波数が採用される。従って、要求のリストが優先度付けされるべきである。

一般に、異なる可能な生き残りチャネルのセットのパフォーマンスについての懸念がある。従って、第１のステップとして、共通の独自の経路を分配する要求がグループ化され、又は共通リンクを共有する要求がグループ化される。第１のケースでは、グループは互いに排他的であるが、第２のグループは通常オーバーラップするグループになる。各グループにおける要求は、例えば、契約したチャネルに関連する伝送距離若しくは変調帯域幅又は均一なサービス品質パラメータのような種々の基準に基づいてさらに優先度付けされる。最後に、全ての要求が独自の経路を分配する場合、伝送距離のようなそれらの特性に基づいて、様々なグループが優先度付けされる。長距離のチャネルほど高い優先度が与えられる。

チャネル割り当ては、要求の優先度リストを１つずつ下げていくことによって、又は様々な要求グループを巡回させることによって実行される。チャネルグループを巡回することや各グループから１つのチャネルを選ぶことには、全てがその低いパフォーマンスの構成にあるチャネルになってしまうようなグループが生じないという利点がある。また、より大きいグループが全部割り当てられる前に、単一又は少ない要求グループが良い周波数に割り当てられる。これは、生き残りチャネルのセットが小さい場合にあり得るように、チャネル分布の変化サイズが大きい場合は、過渡制御がより難しいという事実を利用するものである。より大きいチャネルグループにとっては過渡状態の大きさは通常小さく、そしてより多くのチャネルを持つという集合的な利益があるので、より大きいチャネルグループはより悪いチャネル割り当てを許容できる。

なお、表ＩＶの例示的チャネル割り当ては、２つの終端間にある単一のＯＡＤＭを持つ連続線伝送システムの仮定に基づく。１より多いＯＡＤＭがある場合には、及び／又は環状ネットワークや網状ネットワークのような非連続線伝送システムでは、チャネル割り当てリストは変化する。主な変化は、独自のネットワーク経路についての増幅器やファイバリンクを共有するための増加した想定によってもたらされる。この増加したオーバーラップは、独自の過渡後の生き残りチャネルセットのセット数を劇的に増加させる。セット数が多いと、最適なチャネル構成の決定についての最適化プロセスに時間がかかるが、最適なセットを選択するための基本的な方策は連続線システムと同じである。

先に示唆したように、新しいサービスを規定するためのチャネルを選択するために、自動化されたツールが異なる可能なチャネル構成の受け入れ可能性を評価するように設計される。検討される異なる構成各々を評価するのに使用される妥当性パラメータを生成するときに、そのような自動化されたツールは、以下に示す事項の１以上を考慮に入れる。
・ 独自のネットワーク経路を辿る１以上のチャネルの各セットが識別される。チャネルセットが１以上の想定される将来の故障からもたらされる過渡状態を制御するという目標に基づいて優先度付けされる。チャネルがこの優先度リストに基づいて周波数に割り当てられる。
・ チャネル割り当てが第１のチャネルを最も高い優先度のセットから選択し、それを１以上の想定される将来の故障からもたらされる過渡状態における最良のパフォーマンスに対応する周波数に割り当てる。次に、２番目に高い優先度のセットからの第１のチャネルが次に利用可能な最も高い過渡パフォーマンスを持つ周波数に割り当てられる。各チャネルからの第１のチャネルを割り当てるために全チャネルセットの間で循環させ、各チャネルからの第２のチャネルを割り当てるために再び全チャネルのセットの間で循環させ、全てのチャネルが割り当てられるまでこのプロセスが続けられる。
・ 周波数が成長プランの規則に基づいて（最良の過渡パフォーマンスにただ基づくのではなく）選ばれる。
・ 周波数が予め定められたチャネル選択表に基づいて選ばれる。
・ 妥当性パラメータが使用されて過渡に応答してチャネルのセットのパフォーマンスを評価する。この妥当性パラメータは既に割り当てられた各チャネルセットについて計算される。
・ 評価基準のセットが妥当性パラメータに適用され、チャネルレイアウトは妥当性パラメータが評価基準の範囲に収まるか否かに基づいて調整される。
・ 妥当性パラメータは生き残りチャネルセットの平均パワーに基づく。過渡最適化が生き残りチャネルセットの平均パワーを特定チャネルのパワーに一致させることに基づく場合については、妥当性パラメータはこの要件の線形関数となり得る。例えば、妥当性パラメータは（Ｐavg−Ｐref）に等しくなるようにしてもよい。ここで、Ｐavgは生き残りチャネルセットの平均パワーであり、Ｐrefは目標基準チャネルのパワーである。他の関数も過渡制御や伝送システム特性に従って使用できる。

当業者であれば、下記に示す１以上の要素を含む他の要素も妥当性パラメータを構成するのに使用することができることを認識できるであろう。
・ 妥当性パラメータは生き残りチャネルセットの伝送距離に基づく。
・ 妥当性パラメータはチャネルセットが通過するネットワーク要素の数及び／又はタイプに基づく。
・ 妥当性パラメータは生き残りチャネルセットの経路の部分を共有する他のチャネルのパワー分布に基づく。
・ 妥当性パラメータは各リンクにおけるチャネル全てに基づく。
・ チャネルセットは（２つの挿入／分岐点の間の）各リンクにおけるチャネル全てを用いて選ばれる。

−−−代替の実施例−−−
記載された過渡制御技術はＷＤＭスペクトル全体に対応する合計パワー測定に依存するものであるが、過渡制御は２以上の個別のスペクトル的に帯域化された検出器（spectrally banded detectors）を用いて実施されてもよい。ここで、２以上のラマン光ポンプのパワーレベルを、例えば、異なるパワー比を用いて別々に調整するために、少なくとも１つの検出器で測定される帯域内パワーが用いられる。例えば、チャネルの始動セット及び成長セットを持つシステムにおいて、始動チャネルが成長チャネルの前に割り当てられ、ここで、２つの帯域化検出器のうち、１つは始動チャネルについての合計帯域内パワーを測定し、１つは成長チャネルについての合計帯域内パワーを測定し、２つの帯域化検出器は過渡制御を実施するために使用される。ここで、ラマンポンプレベルは２つの帯域内パワー測定値に基づいて別々に調整される。この代替の過渡制御技術は、そのシステムについて交互にチャネル成長プランに影響を及ぼす。

ラマン光増幅器による過渡状態を制御する趣旨で過渡制御が説明されてきたが、エルビウムドープ式ファイバ増幅器又は半導体光増幅器を制御する他の趣旨で実施することもできる。さらに、ポンプパワーを調整する代わりに、過渡制御は波長依存型光減衰器又はチャネルに直接作用する他の制御装置を制御することによっても実施することができる。

発明は、（ＡＳＩＣやＦＰＧＡのような）単一の集積回路、複数チップモジュール、単一のカード、又は複数のカードの回路パックのような考えられる実装方法を含む回路系の処理として実施されてもよい。当業者には理解できるように、回路要素の様々な機能がソフトウエアプログラムにおける処理ステップとして実施されてもよい。そのようなソフトウエアが、例えば、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ又は汎用コンピュータにおいて採用されてもよい。

本発明はそれらの方法を実施するための方法及び装置の形態において具現化できる。発明は、フロッピー（登録商標）ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ又は他のいずれかの機械可読記憶媒体のような有形の媒体において具現化されるプログラムコードの形態においても実現できる。ここで、プログラムコードが読み込まれ、コンピュータのような機械によって実行されると、機械は本発明を実施するための装置となる。発明はまた、例えば、記憶媒体に記憶されるか、機械に読み込まれ及び／若しくは実行されるか、又は電気配線若しくはケーブル上で、ファイバ光学品を通じて又は電磁放射を介してといったいくつかの伝送媒体又はキャリア上で伝送されるプログラムコードの形態において具現化できる。ここで、プログラムコードがコンピュータのような機械に読み込まれ実行されるとき、機械は本発明を実施する装置となる。汎用プロセッサ上で実施されるとき、プログラムコード部分はプロセッサと結合して特定の論理回路に相当する一意的な装置を提供する。

明記はしていないが、各数値及び範囲は「約」又は「およそ」という語が値や範囲の数字の前に置かれているものとして、おおよそのものとして解釈される。

さらに、当業者であれば、本発明の性質を説明するために記載され例示されてきた細部、材質及び経路の構成における種々の変更を、特許請求の範囲で表される発明の範囲から離れることなくできる。

方法の請求項におけるステップは、（名前のあるものは）対応する名前をつけて特定のシーケンスで記載されているが、請求項の記載がそれらのステップのいくつか又は全てを実施するための特定のシーケンスをそれ以外のものとして意味するものでなければ、それらのステップがその特定のシーケンスで実施されなければならないことを必ずしも意図するものではない。

図１は、過渡制御が実施されるいくつかの異なる種類の要素を説明するために用いられる例示の光通信システムの一部分のブロック図である。 図２は順方向ポンプラマン増幅器の上位のブロック図である。 図３は逆方向ポンプラマン増幅器の上位のブロック図である。 図４は、好ましくない過渡効果をもたらすファイバ断線の場合におけるネットワーク故障を説明するために用いられる例示の連続線光通信システムのブロック図である。 図５は図４のようなネットワーク故障後の想定されるチャネル過渡状態の存在とその後の制御を示す図である。 図６は、図４のような例示の伝送方法における、次を規定するサービスについてチャネルを選択するために実施される処理を示すフローチャートである。 図７Ａは、例示の過渡状態に基づくチャネル成長プランに基づいて生成される可能なチャネル割り当てリストを示す表ＩＶである。 図７Ｂは、例示の過渡状態に基づくチャネル成長プランに基づいて生成される可能なチャネル割り当てリストを示す表ＩＶである。 図７Ｃは、例示の過渡状態に基づくチャネル成長プランに基づいて生成される可能なチャネル割り当てリストを示す表ＩＶである。 図７Ｄは、例示の過渡状態に基づくチャネル成長プランに基づいて生成される可能なチャネル割り当てリストを示す表ＩＶである。 図７Ｅは、例示の過渡状態に基づくチャネル成長プランに基づいて生成される可能なチャネル割り当てリストを示す表ＩＶである。 図８Ａは、表ＩＶのチャネル割り当てリストを用いて、１０個の終端間チャネルが後に続く１０個のＯＡＤＭチャネルを規定することから得られるチャネル構成を示す表Ｖである。 図８Ｂは、表ＩＶのチャネル割り当てリストを用いて、１０個の終端間チャネルが後に続く１０個のＯＡＤＭチャネルを規定することから得られるチャネル構成を示す表Ｖである。 図８Ｃは、表ＩＶのチャネル割り当てリストを用いて、１０個の終端間チャネルが後に続く１０個のＯＡＤＭチャネルを規定することから得られるチャネル構成を示す表Ｖである。

符号の説明

１０２．終端（ＥＴ）
１０４．光挿入・分岐マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）
１０６．光交差接続（ＯＸＣ）
１０８．再構成可能なＯＡＤＭ（ＲＯＡＤＭ）
１１０．再構成可能なＯＡＤＭ（ＲＯＡＤＭ）
１１２．リピーター
１１４．光ファイバ
２００．順方向ポンプラマン増幅器
２０２．ラマンポンプ
２０４．光ファイバ
２０６．タップ
２０８．光モニタ
２１０．制御器
３００．逆方向ポンプラマン増幅器
３０２．ラマンポンプ
３０４．光ファイバ
３０６．タップ
３０８．光モニタ
３１０．制御器
４００．連続線システム
４０２．終端（ＥＴ）
４０４．光リンク
４０６．光挿入／分岐マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）
４０８．第２の光リンク
４１０．終端（ＥＴ）

Claims (10)

1. 異なる波長の複数の光チャネルを搬送できるリンクを有する光伝送システムを動作させる方法であって、
   少なくとも２つの光チャネルに対応する波長についての合計光パワーレベルの変化を検出するステップ、及び
   該光伝送システムにおける複数の要素の動作を調整するステップ
   からなり、
   各要素についての該調整は、（ｉ）該合計光パワーレベルの変化及び（ｉｉ）該要素についての特定の過渡制御モデルの関数であり、
   ２以上の該要素が、該２以上の要素の動作に対して異なる調整がなされるような異なる特定の過渡制御モデルを有することを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法において、各要素についての該特定の過渡制御モデルが特定の線形係数に基づく線形項からなることを特徴とする方法。
3. 請求項１記載の方法において、該合計光パワーレベルの変化が該光チャネルの全てに対応する波長についての合計光パワーに対応することを特徴とする方法。
4. 請求項１記載の方法において、
   該複数の要素が該光伝送システム内の異なる光ポンプの光増幅器であり、
   該調整が該光ポンプに対するポンプパワーレベルの変化に対応していることを特徴とする方法。
5. 請求項４記載の方法において、
   各光ポンプについてのポンプパワーレベルの変化が（ｉ）該合計光パワーレベルの変化及び（ｉｉ）該光ポンプについての特定の係数の関数であり、
   少なくとも２つの光ポンプは異なる特定の係数を有することを特徴とする方法。
6. 請求項５記載の方法において、該光ポンプについての特定の係数は種々の異なるチャネル構成についての過渡応答を最適化するために選択され、各チャネル構成が異なるセットの波長を有することを特徴とする方法。
7. 請求項１記載の方法において、該合計光パワーレベルの変化が該リンクのチャネル数の急激な変化に対応していることを特徴とする方法。
8. 請求項１記載の方法において、該モデルが、該光伝送システムにおける１以上の想定される将来の故障の後に続く該光伝送システムの過渡パフォーマンスを考慮することを特徴とする方法。
9. 異なる波長の複数の光チャネルを搬送できるリンクを有する光伝送システムを動作させる装置であって、
   少なくとも２つの光チャネルに対応する波長についての合計光パワーレベルの変化を検出する手段、及び
   該光伝送システムにおける複数の要素の動作を調整する手段
   からなり、
   各要素についての該調整は、（ｉ）該合計光パワーレベルの変化及び（ｉｉ）該要素についての特定の過渡制御モデルの関数であり、
   ２以上の該要素が、該２以上の要素の動作に対して異なる調整がなされるような異なる特定の過渡制御モデルを有することを特徴とする装置。
10. 異なる波長の複数の光チャネルを搬送できるリンクを有する光伝送システムを動作させる装置であって、
    少なくとも２つの光チャネルに対応する波長についての合計光パワーレベルの変化を検出するよう適合された光モニタ、及び
    該光伝送システムにおける複数の要素の動作を調整するよう適合された制御器
    からなり、
    各要素についての該調整は、（ｉ）該合計光パワーレベルの変化及び（ｉｉ）該要素についての特定の過渡制御モデルの関数であり、
    ２以上の該要素が、該２以上の要素の動作に対して異なる調整がなされるような異なる特定の過渡制御モデルを有することを特徴とする装置。
    

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