JP2010530725A - ネットワークを介する相関仮想データストリームの維持 - Google Patents

Abstract

相関仮想データストリームが光ネットワーク接続内で管理される、本発明の実施形態について記載する。本発明のある実施形態では、クライアント信号は、種々の転置方法に従って、複数の伝送波長チャネルにわたって割り当てられる。対応する波長へのクライアント信号の一部の割り当ては、伝送ネットワーク内のチャネル利用および特定の波長間のスキュー特性を含む、種々の要因に依存し得る。本発明は、通信ノードを提供し得、該通信ノードは、第１の進入チャネルおよび第２の進入チャネルを受信する複数の進入インターフェースと、第１の出現チャネルおよび第２の出現チャネルを送信する複数の出現インターフェースと、該複数の進入インターフェースと該複数の出現インターフェースとの間に連結されるプロセッサ回路を備えている。

Description

本発明は、概して、光伝送ネットワークに関し、より具体的には、ネットワーク内の相関仮想データストリームの維持に関する。

高速長距離伝送ネットワークは、非常に遠く離れた距離にわたって、大量の情報を通信可能である。これらのネットワークは、１つ以上の光信号を変調することによって、上記情報を光領域内で送信する。これらの光信号は、異なる波長を有してもよく、波分割多重化光信号にまとめて多重化可能であって、光ファイバを使用して、長距離送信機と受信機との間で伝送される。

図１は、送信機１１０から受信機１２０に情報を光学的に通信するために、異なる波長（例えば、１３０、１３５）で多重チャネルまたは信号を搬送する、長距離送信機１１０と受信機１２０との間の例示的伝送接続１００を示す。接続１００は、１つ以上の光ファイバを含んでもよい。

伝送ネットワークは、伝送システム内のチャネルのうちの１つ以上内の利用可能な帯域幅を効率的に使用すること不可能な場合が多い。例えば、第１のチャネル１３０は、チャネル１３０の容量（例えば、１０Ｇｂｐｓ）よりも大幅に遅い速度（例えば、２．５Ｇｂｐｓ）でクライアントデータを搬送している場合があり、チャネル帯域幅の過少利用および容量の無駄をもたらす。そのような容量の無駄は、伝送ネットワークの効率を低減するだけではなく、顧客および／またはネットワークプロバイダに付加的コストを課すことになる。

別の例では、第１のチャネル１３０および第２のチャネル１３５は、いずれのチャネルの容量も個別に超える速度でクライアントデータを集合的に搬送する場合がある。また、２つの波長上のそのような送信は、クライアントデータおよび伝送チャネルの速度に応じて、非効率性をもたらし得る。例えば、第１の１３０および第２の１３５チャネルはそれぞれ、１０Ｇｂｐｓの容量を有するが、１５Ｇｂｐｓでクライアントデータを集合的に送信する場合があり、それによって、一方または両方のチャネルにおける帯域幅の無駄をもたらす。

伝送システム内の非効率的帯域幅の使用のコストは、未使用容量に対して料金を支払わなければならない顧客、または未使用容量を換金できないサービスプロバイダのいずれかによって負担される。加えて、クライアントデータ速度と伝送チャネル容量との間の上記関係は、静的である場合が多く、そのような帯域幅の割り当ては、変動するネットワーク条件に伴って変更することは困難である。

相関仮想データストリームが光ネットワーク接続内で管理される、本発明の実施形態について記載する。本発明のある実施形態では、クライアント信号は、種々の転置方法に従って、複数の伝送波長チャネルにわたって割り当てられる。対応する波長へのクライアント信号の一部の割り当ては、伝送ネットワーク内のチャネル利用および特定の波長間のスキュー特性を含む、種々の要因に依存し得る。

転置機能モジュールは、光接続内の１つ以上の中間ノード上に位置付けられてもよい。転置機能モジュールは、複数の進入ポート上の情報を複数の出現ポート上の光信号またはそのような光信号のタイムスロットにマッピングするが、光信号は、異なる波長を有してもよい。上記マッピングによって、転置機能モジュールは、光接続内の異なる波長上にデータを効果的に分配または再分配可能となる。上記転置または分配によって、ネットワークトラフィックは、接続内で調節され、スキューを補償し、帯域幅利用を改善し、故障イベントに対応し、またはネットワーク接続内の他のパラメータに対して動的に調節可能となる。ある実施形態では、上記転置は、固定タイムスロット分配として行なわれる。さらに他の実施形態では、上記転置は、セルまたはパケット分配として行なわれる。

転置機能モジュールは、ネットワークノード内の他の機能モジュールと統合されてもよい。例えば、転置機能モジュールは、トラフィックを転置させ、スイッチングを同一コンポーネント内で行なわせるであろう、スイッチングモジュールと統合されてもよい。当業者は、他の機能が転置機能モジュール内またはそれと統合されてもよいことを認識するであろう。

また、光ネットワーク接続は、接続内の転置機能モジュールを管理する、１つ以上の信号送信チャネルを備えてもよい。これらの信号送信チャネルは、送信機、転置機能モジュール、または受信機間の通信を可能にする。さらに、光ネットワーク接続は、順方向信号送信チャネルおよび逆方向信号送信チャネルを備え、制御データを接続の両方向で通信可能としてもよい。

本発明の他の目的、特徴、および利点は、以下の図面および詳細な説明から明白となるであろう。

本発明の実施形態を参照して、その例が添付の図面に例証される。これらの図面は、例証であって、制限を意図するものではない。本発明は、概して、これらの実施形態の文脈において記載されるが、本発明の範囲をこれらの特定の実施形態に制限することを意図するものではないことを理解されたい。

図１は、送信機と受信機との間の光接続の従来技術の図である。 図２Ａは、本発明の種々の実施形態による、転置機能モジュールの概略図である。 図２Ｂは、本発明の種々の実施形態による、マルチリンク光接続の図である。 図３は、本発明の種々の実施形態による、進入波長と出現波長との間の転置マッピングの図である。 図４は、本発明の種々の実施形態による、スイッチングおよび転置機能モジュールの概略図である。 図５は、本発明の種々の実施形態による、マルチリンク光接続内の順方向および逆方向信号送信チャネルの図である。

以下の記載は、本発明の理解を提供するために、説明の目的のために示される。しかしながら、当業者が、本発明の実施形態（そのうちのいくつかは、後述される）は、いくつかの異なるネットワーク環境、アーキテクチャ、およびデバイスに組み込まれてもよいことを認識するであろうことは明白である。本発明の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェア内に存在してもよい。図面において以下に示される構造は、本発明の例示的実施形態の例証であって、本発明を曖昧にすることを回避することを意味する。さらに、図面内のコンポーネント間の接続は、直接接続に制限されることを意図するものではない。むしろ、これらのコンポーネント間のデータは、中間コンポーネントによって、修正、再フォーマット、または別様に変更されてもよい。

「一実施形態」、「一実施形態では」、または「ある実施形態」等の明細書中の参照は、実施形態と関連して記載される特定の特徴、構造、特性、または機能が、本発明の少なくとも１つの実施形態内に含まれることを意味する。明細書中の種々の場所における「一実施形態では」という語句の出現は、必ずしも、すべてが同一の実施形態を参照しているわけではない。

本発明の実施形態は、各ネットワークノードで受信されると、送信されるデータを光送信フォーマットから電気フォーマットに変換することによって動作する、波長分割多重化（以下、「ＷＤＭ」）デジタル光ネットワークを提供する。各ノードでは、データは、ローカル分配のためにドロップされる、またはそのノードからネットワークに利用可能な任意の波長（λｉ）で再送信されてもよい。各ノードは、任意のデータ速度で動作する任意の数の波長を有してもよい。例えば、ノードは、波長毎に２．５ＧＢ／ｓのデータ速度（Ｒｉ）〜数１００Ｇｂ／ｓのデータ転送速度で動作する１個〜数１００個の波長を含有してもよい。

これらの種々の実施形態では、仮想データストリーム（以下、「ＶＤＳ」）のサイズが、任意の１つの送信波長（λｉ）の最大データ容量を超えてもよい（または、そうでなくてもよい）ように生成される。ＶＤＳは、デジタル光ネットワーク内の多重波長チャネルに割り当てられるデータストリームであって、これらの多重波長チャネルは、データストリームがその後再構築され得るように、互いに相関する。ＶＤＳは、チャネル（λｉｓ）、またはファイバ、あるいはデータを送信するために使用されるデータ端末の数に関係なく、ネットワークを通して送信されてもよい。チャネル内の情報は、相関し、受信ノードにおけるＶＤＳのその後の再構築を可能にする。タイミングスキュー内に生じるルーティング遅延を最小限にするために、仮想データストリーム（ＶＤＳ）のある複合フラグメントを同一ファイバ内で伝えることが望ましい場合がある。

あるネットワークでは、データは、各ノードにおいて、光領域からデジタル領域に変換され、波長チャネル内の利用可能な容量がネットワーク内の別のノードにおいて既知となる。その結果、ＷＤＭデジタル光ネットワークは、波長チャネル内の上記既知の利用可能な容量を使用して、仮想データストリームを生成する際の波長（λｉ）の全体大域幅の利用を改善してもよい。

例えば、１００Ｇｂ／ｓの情報量の仮想データストリームの送信は、ネットワークにわたって伝送されてもよく、デジタルネットワークアーキテクチャは、利用可能な８０の波長（λ１からλ８０）を有する。上記例では、ネットワーク内の任意の１つのチャネルを介した送信のための最大データ速度は、４０Ｇｂ／ｓである。１００Ｇｂ／ｓの情報の送信は、任意の２つのノード間の送信を提供する。

であって、ここで、ＲｉＶＤＳは、各λｉに対するＲｉのサブセットである。

いくつかのデジタルＷＤＭネットワークでは、容量は、仮想データストリームの必要とされる総容量を達成するために利用可能な波長のネットワークにわたって、最小粒度（例えば、２．５Ｇｂ／ｓの単位）で割り当てられてもよい。任意の１つの波長（λｉ）の全体容量の全部または一部が、全ＶＤＳを提供およびそれに追加する際、任意の２つのノード間で使用されてもよい。

この点を例証するために、ＶＤＳが連続的に各リンクにハンドオフされる、いくつかの２つのノード接続の例（リンク）が記載される。

第１の例では、容量は、複数の波長にわたって、均一に分配される。上記分配は、波長またはその一部の完全利用をもたらし得る。１０Ｇｂ／ｓのチャネルにわたって、１００Ｇｂ／ｓのＶＤＳが均一に分配される場合、以下の帯域幅の割り当てが生じるであろう。

１００Ｇｂ／ｓの総ＶＤＳに対し、波長λ１を有するチャネル１は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、波長λ２を有するチャネル２は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、波長λ３を有するチャネル３は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、波長λ４を有するチャネル４は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、波長λ５を有するチャネル５は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、波長λ６を有するチャネル６は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、波長λ７を有するチャネル７は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、波長λ８を有するチャネル８は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、波長λ９を有するチャネル９は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、および波長λ１０を有するチャネル１０は、１０Ｇｂ／ｓを搬送する。

上記第１の例では、各チャネルは、４０Ｇｂ／ｓの全容量を有し、そのうち３０Ｇｂ／ｓは、ＶＤＳによって使用されない。

第２の例では、容量は、複数の波長にわたって、均一に分配されない。上記分配は、全容量で動作しない波長および他の波長の一部の完全利用をもたらし得る。上記例では、１００Ｇｂ／ｓのＶＤＳが３つの４０Ｇｂ／ｓの波長にわたって分配される場合、以下の帯域幅の割り当てが生じるであろう。

１００Ｇｂ／ｓの総ＶＤＳに対し、チャネル１は、４０Ｇｂ／ｓを搬送し、チャネル２は、４０Ｇｂ／ｓを搬送し、およびチャネル３は、２０Ｇｂ／ｓを搬送する。

上記第２の例では、チャネル１および２の全体容量が使用されて、ＶＤＳを生成する一方、チャネル３は、依然として、ＶＤＳに使用されない２０Ｇｂ／ｓの残存容量を有する。

第３の例では、容量は、特定の接続内の最大数の波長にわたって分配される。１００Ｇｂ／ｓのＶＤＳが４０の１０Ｇｂ／ｓの波長にわたって均一に分配される場合、以下の帯域幅の割り当てが生じるであろう。

１００Ｇｂ／ｓの総ＶＤＳに対し、チャネル８０は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、チャネル７９は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、チャネル７８は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、チャネル７７．．．チャネル４１は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送する。

この場合、各チャネルは、４０Ｇｂ／ｓの容量の合計を有し、そのうち３７．５Ｇｂ／ｓは、ＶＤＳによって使用されない。

仮想データストリーム（ＶＤＳ）が１つのファイバの容量を超える場合、データストリームは、第１と第２のノードとの間に延在する２つ以上の光ファイバ（Ｆｘ）間に分散されてもよい。以下の例は、多重ファイバを介した、ＶＤＳの割り当てを示す。

第１の例では、容量が以下のような異なる４０Ｇｂ／ｓのチャネルを介して均一に分散されるように、１００Ｇｂ／ｓのＶＤＳが割り当てられる。

ファイバ１上で送信されるチャネル１は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ２上で送信されるチャネル２は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ３上で送信されるチャネル３は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ４上で送信されるチャネル４は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ５上で送信されるチャネル５は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ６上で送信されるチャネル６は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ７上で送信されるチャネル７は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ８上で送信されるチャネル８は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ９上で送信されるチャネル９は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ１０上で送信されるチャネル１０は、１０Ｇｂ／ｓを搬送する。

上記第１の例では、各別個のファイバ上で名付けられた各チャネルは、４０Ｇｂ／ｓの利用可能な容量を有し、そのうち３０Ｇｂ／ｓは、ＶＤＳによって使用されない。

第２の例では、１００Ｇｂ／ｓのＶＤＳは、容量が均一に分配されるが、以下のような異なるファイバ上の同一波長を使用するように、分配される。

１００Ｇｂ／ｓの総ＶＤＳに対し、ファイバ１内のλ１上で送信されるチャネル１は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ２内のλ１上で送信されるチャネル１は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ３内のλ１上で送信されるチャネル１は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ４内のλ１上で送信されるチャネル１は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ５内のλ１上で送信されるチャネル１は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ６内のλ１上で送信されるチャネル１は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ７内のλ１上で送信されるチャネル１は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ８内のλ１上で送信されるチャネル１は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ９内のλ１上で送信されるチャネル１は、１０Ｇｂ／ｓを搬送し、ファイバ１０内のλ１上で送信されるチャネル１は、１０Ｇｂ／ｓを搬送する。

上記第２の例では、各ファイバ上の各チャネルλ１は、４０Ｇｂ／ｓの容量を有するが、そのうち３０Ｇｂ／ｓは、ＶＤＳによって使用されない。

第３の例では、１００Ｇｂ／ｓのＶＤＳは、２つの４０Ｇｂｓのチャネル（例えば、ファイバＦ１上のチャネル１２およびファイバＦ２上のチャネル５５）の容量が完全に利用される一方、第３のファイバ上の第３のチャネル（例えば、ファイバＦ３上のチャネル１）が速度２０Ｇｂｓでデータを搬送するように、割り当てられる。この場合、ファイバＦ１およびＦ２上のチャネル１２と５５の全体容量が使用され、ＶＤＳの生成を補助する一方、ファイバＦ３上のチャネル１は、依然として、ＶＤＳのために使用されない２０Ｇｂ／ｓの残存容量を有する。

第４の例では、１００Ｇｂ／ｓのＶＤＳは、チャネルおよびファイバにわたって割り当てられ、その分配を最大限にする。例えば、以下に示されるようにである。

Ｆ１λ８０は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ２λ７９は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ３λ７８は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ４λ７７は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ５λ７６は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ６λ７５は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ７λ７４は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ８λ７３は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ９λ７２は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ１０λ７１は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ１１λ７０は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ１２λ６９は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ１３λ６８は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ１４λ６７は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ１５λ６６は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ１６λ６５は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ１７λ６４は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ１８λ６３は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ１９λ６２は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ２０λ６１は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ２１λ６０は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ２２λ５９は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ２３λ５８は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ２４λ５７は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ２５λ５６は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ２６λ５５は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ２７λ５４は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ２８λ５３は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ２９λ５２は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ３０λ５１は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ３１λ５０は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ３２λ４９は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ３３λ４８は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ３４λ４７は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ３５λ４６は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ３６λ４５は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ３７λ４４は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ３８λ４３は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ３９λ４２は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、Ｆ４０λ４１は、２．５Ｇｂ／ｓを搬送し、ここで、Ｆｘは、物理的ファイバを表し、λｙは、ファイバ内の光チャネルである。

この場合、各チャネルは、４０Ｇｂ／ｓの容量を有し、そのうち３７．５Ｇｂ／ｓは、上記ＶＤＳと関連付けられていない。

上述の例はすべて、ネットワークにおけるＶＤＳの実装を表すことを意図するものであって、排他的ではない。未使用部分またはチャネルを使用して、ＶＤＳと無関係または非相関データを伝送してもよい。

図２Ａは、本発明の種々の実施形態による、ＶＤＳの多重波長分配間を転置する、転置機能モジュール（Ｔ）を示す。転置モジュール２１０は、１つ以上の進入インターフェース２１５を有し、異なる波長を有する１つ以上の進入光信号が受信される。本発明のある実施形態では、ネットワーク内の１つ以上の光チャネルと関連付けられている電気信号が、進入インターフェース２１５に供給されてもよい。また、転置モジュール２１０は、１つ以上の出現インターフェース２２０を有し、異なる波長を有する１つ以上の出現光信号が出力される。また、本発明のある実施形態では、これらの出現チャネルは、ネットワーク内の１つ以上の光チャネルと関連付けられている電気信号である。

λ１からλＮによって搬送されるＶＤＳは、ＶＤＳがλ１からλＭ上で搬送されるように、転置機能モジュール２１０によって再フォーマットされる。ある実施形態では、転置機能モジュール２１０は、進入波長チャネルを出現波長チャネルにマッピングする、プロセッサ回路２１２を備えている。本発明の他の実施形態では、転置プロセッサ回路２１２は、進入波長チャネルの一部を出現波長チャネルの一部にマッピングしてもよい。チャネルまたはチャネルの一部の上記マッピングによって、ネットワークは、チャネル帯域幅をより効果的に管理可能となる。例えば、トラフィックは、特定のチャネルの利用を増加させるために、特定のチャネルの未使用容量内に挿入されてもよい。加えて、また、チャネルまたはチャネルの一部の上記マッピングは、スキューまたはチャネル間待ち時間が、１つ以上のリンクにわたって補償される機構を提供してもよい。

図２Ｂは、本発明の種々の実施形態による、多重波長リンクのシーケンスを示す。図示されるように、送信機２５０は、第１の転置モジュール２６０（ａ）によって受信される、第１の組の波長２５１上のＶＤＳと通信する。ＶＤＳは、第２の組の波長２５２（第１の組と異なってよく、またはそうでなくてもよい）上で通信され、第２の転置モジュール２６０（ｂ）によって受信される。上記プロセスは、ＶＤＳが、最終の組の波長２５３上の最後の転置モジュール２６０（ｃ）から送信され、受信機２３０によって受信されるまで、継続される。

ＶＤＳは、波長分配が中間転置機能モジュールＴ１…Ｔｚ２６０（ａ−ｃ）によって行なわれるように、多重波長リンクの上記シーケンスを介して伝送されてもよい。転置機能モジュール２６０（ａ−ｃ）間の各送信セクション（「ホップ」）に関して、採用される波長数は、総帯域幅がＶＤＳをサポートするために十分である限り、同一または異なってもよい。上記転置は、チャネル内の波長粒度またはビット粒度で行なわれてもよい。

（多波長にわたるＶＤＳ分配の方法に基づく転置の考慮事項）
ＶＤＳは、本発明による種々の方法によって、多重波長λ１からλＮにわたって分配されてもよい。これらの方法のうちのいくつかの例が、後述される。

図３は、本発明の種々の実施形態による、固定タイムスロット分配を示す。ＶＤＳは、転置され得、すなわち、上記固定タイムスロット分配を使用して、ある組の波長チャネルから別の組の波長チャネルに分配されることを意味し、ＶＤＳを構成する連続単位のデータは、進入波長チャネル１からＮのそれぞれ上の時間的位置（「タイムスロット」）に従って、ある組のチャネル内に配置される。同様に、ＶＤＳを構成するビットは、出現波長λ１からλＭ上の時間的位置内に配置される。例えば、固定数のビット３３０から成るＶＤＳの細分は、タイムスロットｔ１ ３１０内のチャネル１上に配置されてもよく、次の数のビット３３５は、タイムスロットｔ１ ３２０内のチャネル２上に配置され、以降同様であってもよい。非相関データは、ＶＤＳ内のデータに関連しないビットスロット３５０および３５５内に示される。

上記タイプの割り当ては、例えば、ＶＤＳが「透過的」である場合に使用されてもよい。換言すると、図２Ａを参照すると、転置機能モジュール２１０は、ＶＤＳ内に存在する任意のデータ境界を把握しておらず、例えば、データ境界を曖昧にするために、ＶＤＳが暗号化されている時、またはデータ境界を検出する必要性によって、転置機能モジュール２１０内で発生される複雑性が望ましくない場合、生じ得る。別の例は、固定帯域幅インクリメント、例えば、パルス符号変調（「ＰＣＭ」）音声通信向きのデータを含む。

入力および出力ＶＤＳマッピングが、固定タイムスロット分配に従って行なわれる場合、転置機能モジュール２１０は、例えば、一定群の入力タイムスロットまたはチャネル間の関連性を一定群の出力タイムスロットまたはチャネルに設定することによって、動作してもよい。上記例では、タイムスロットは、進入波長上のチャネル内の各連続タイムスロットから、出現波長上のチャネル内の次の利用可能なタイムスロットまで、順にマッピングされる。

進入チャネル１から８０上の伝播経路に遅延差が存在する場合、種々の波長上の時間的位置間の関連性が再構築され得るように（上記プロセスは、「スキュー補償」と呼ばれる）、ある機構が転置機能モジュール２１０によって採用され、遅延差を認識および補償してもよい。例えば、付加的データ（オーバーヘッド）は、周期的に、ビットストリーム内の時間的基準点を一意的に識別する、各チャネル上のビットストリームに追加されてもよい。これらの基準点は、転置機能モジュール２１０において、再関連付けされる。基準点に対する各波長上のデータ単位の位置は、既知であって、したがって、データ単位の相対位置が既知であって、データのオリジナルシーケンスまたは構成は、転置機能モジュール２１０によって回復可能である。

ＶＤＳは、セルまたはパケット分配を使用して転置されてもよく、固定セルのデータ単位またはＶＤＳを構成する可変長パケットは、チャネル１からＮに可変的に割り当てられる。分配方法は、種々のパケット内に含有されるデータ長またはデータ量、また、パケット送信／到着速度等、データセルあるいはパケットの特性に依存してもよい。

セルまたはパケットの割り当て方法は、セルまたはパケット記憶／バッファリングの最小量が転置機能モジュール２１０によって行なわれる動作に必要となるように、設計されてもよい。また、割り当て方法は、出現波長チャネル１からＭによって供給される全体帯域幅の最大使用を可能にするように設計されてもよい。加えて、割り当て方法は、転置機能モジュール２１０を通しての全体または最悪の場合の中継遅延が最小限となるように、設計されてもよい。当業者は、他の要因または上述の要因の組み合わせが、セルまたはパケットの割り当て方法を設計する際に使用されてもよいことを認識するであろう。

進入波長チャネル間の帯域幅を分配するための方法に応じて、種々の種類の転置機能モジュール２１０が使用されてもよい。例えば、方法は、異なるチャネルに割り当てられたＶＤＳの一部が、送信媒体において、異なるスピードで伝播し得る可能性を考慮してもよい。

チャネル１からＮのための伝播経路上に遅延差が存在する場合、異なるチャネル１からＮ内を伝わるパケットまたはセルは、送信される順番と異なる順番で到着してもよい。本発明のある実施形態では、転置機能モジュール２１０は、チャネル１からＭ上への再送信前に、正確な順番でパケット／セルを認識およびリアセンブル可能である。上記リアセンブルは、パケットを進入波長チャネルからともに単一直列ストリームに並べ直すことによって、行なわれてもよい。また、全体として、ＶＤＳのための正確な順番を再構築する必要がある場合がある、またはＶＤＳ内の個々の「対話」のための順番を再構築のみ必要とされる場合がある。対話は、パケット／セルの順番がストリーム内に保存される個々の論理要素間のパケット／セルの単一方向または双方向ストリームである。ＶＤＳは、単一対話または送信前に多重化される多重対話から構成されてもよい。

連結リンク／転置機能モジュール２６０（ａ−ｃ）に関して、パケットの順番は、各転置機能モジュールＴ１．．Ｔｚ２６０（ａ−ｃ）において再構築されてもよい、末端受信機２７０において再構築されてもよい、またはある群の転置機能モジュールにおいて再構築されてもよい一方、他は、順番を再構築しない。パケット／セル再構築機能の位置は、データ記憶（「バッファリング」と呼ばれる）の位置を最適化するために、または当業者に既知の他の配慮事項のために選択されてもよい。バッファリングは、再送信シーケンス内の適切な位置より前に到着したセル／パケットを一時的に格納するために必要とされてもよい。

パケット／セルの順番が再構築される場合、オリジナルシーケンス識別子は、保存されてもよく、または新しいシーケンス識別子が、その転置機能モジュール２１０において生成されてもよい。また、シーケンス識別子は、全体として、ＶＤＳに適用されてもよく、または個々に対話に適用されてもよい。いずれの場合も、各対話内の正確なパケット／セルの順番は、受信用転置機能モジュール２１０および／または末端受信機２７０によって、正確に回復されてもよい。

（転置機能モジュールと他の機能との組み合わせ）
上述の記載では、転置機能モジュール２１０は、独立型要素として記載される。しかしながら、全体ＶＤＳまたはＶＤＳの一部のスイッチング等の他の機能と組み合わせてもよい。

図４は、本発明の種々の実施形態による、例示的組み合わせスイッチングおよび転置機能モジュールを示す。スイッチングおよび転置機能モジュール４１０は、第１のＶＤＳ４２０が受信される第１の組のインターフェース４２５と、第２のＶＤＳ４５０が受信される第２の組のインターフェース４５５と、第３のＶＤＳ４３０が送信される第３の組のインターフェース４３５と、第４のＶＤＳ４４０が送信される第４の組のインターフェース４４５と、を備えている。他の実施形態では、第２の組のインターフェース４５５または第４の組のインターフェース４４５は、スイッチングおよび転置機能モジュール４１０上に存在しなくてもよい。

スイッチングおよび転置機能モジュール４１０は、本発明の種々の実施形態に従って、各入力ＶＤＳ（ＶＤＳ１ ４２０、ＶＤＳ２ ４５０）の全部または一部を各出力ＶＤＳ（ＶＤＳ３ ４３０、ＶＤＳ４ ４４０）に接続可能である。入力ＶＤＳの一部を出力ＶＤＳにリダイレクトするプロセスでは、出力ＶＤＳは、波長の出力数および速度によってサポート可能なように転置される。

本発明の種々の実施形態では、スイッチング機能は、任意の数の入力／出力ＶＤＳに対応してもよい。さらに、入力および出力ＶＤＳは、関連付けられ、本質的に、双方向ＶＤＳを生成し得る。スイッチング機能は、所定の情報がインターフェース間で切り替えられる、回路スイッチとして統合されてもよい、またはパケットがパケット自体内に含有されるスイッチング情報に対して切り替えられる、パケットスイッチとして機能してもよい。

当業者は、他の機能性が、転置機能モジュールと統合されてもよいことを認識するであろう。

上述の記載は、ＶＤＳを構成するような同一光設備上の多重波長について論じる。しかしながら、また、ＶＤＳを構成する種々の信号が、多重光設備または電気上において、単独あるいは群として、伝送され得る。この場合、特異的遅延またはスキューの考慮事項は、媒体内の種々の伝播スピードだけではなく、潜在的に、ＶＤＳをサポートする媒体の種々の長さに対しても、対処され得る。

（能力および故障信号伝達）
図２Ｂに示されるような転置機能モジュール／リンクの単一ホップまたは多重ホップ連結の場合、信号伝達のための付随データチャネルが提供されてもよい。図５は、本発明の種々の実施形態による、多重ホップリンク内の信号送信チャネルの使用を示す。

信号送信チャネルは、多重ホップリンクの管理に関連する情報を通信し、リンク内の転置機能モジュール２６０（ａ−ｃ）の動作を制御し、モジュール上の信号送信チャネルインターフェースで通信される。上記制御情報を使用して、ネットワークレベルにおいて、転置機能モジュール２６０（ａ−ｃ）を管理してもよく、またはそれが属するモジュールまたはノードの外部から派生する情報に基づいて、ローカル管理を可能にしてもよい。

信号送信チャネルは、順方向信号送信チャネル５４０または逆方向信号送信チャネル５５０のいずれかであってもよい。これらのチャネルは、複数の方法において、制御および生成されてもよく、以下を含むが、それらに限定されない
ＶＤＳを伝送する１つ以上の波長上の帯域幅の一部として搬送される。

同一光設備上の別個の波長として搬送される。

別個の光または電気設備内で搬送される。

ＶＤＳを伝送する伝送路と必ずしも関連付けられていない、ネットワークの別個の部分内で搬送される。

本発明の種々の実施形態では、送信機２５０および／または多重転置機能モジュール２６０（ａ−ｃ）は、データを順方向の信号送信チャネル５４０に追加してもよい。転置機能モジュール２６０（ａ−ｃ）は、データを順方向チャネル５４０から受信してもよい。同様に、受信機２７０および多重転置機能モジュール２６０（ａ−ｃ）は、データを逆方向チャネル５５０に追加してもよく、送信機２５０および転置機能モジュール２６０（ａ−ｃ）は、データを逆方向チャネル５５０から受信してもよい。

順方向および／または逆方向チャネル５４０、５５０を使用して、ＶＤＳのパラメータを確立および設定し、ＶＤＳならびに端末相互間ＶＤＳの各ホップのリアルタイムおよび蓄積性能を通信してもよい。また、順方向および／または逆方向チャネル５４０、５５０を使用して、他の機能とともに、波長送信機および受信機、光／電気設備、ならびに転置機能モジュール２６０（ａ−ｃ）自体の異常および／または故障の有無を通信してもよい。

信号送信チャネルのための機能性の例は、以下を含むが、それらに限定されない。

所与のホップ上の波長のうちの１つ以上の故障または部分最適性能は、逆方向チャネル５５０を介して、送信機２５０に報告されてもよい。次いで、送信機２５０は、ＶＤＳの全部または一部を（スイッチを介して）ネットワーク内の異なる経路に再ルーティングすることによって、応答し得る。

波長のうちの１つ以上の故障または部分最適性能は、補正措置がとられ得るように、報告の目的のために、順方向または逆方向チャネル５４０、５５０を介して、報告され得る。

種々のリンクおよび転置機能モジュールの能力は、ＶＤＳの確立における種々のコンポーネント間で取り決め可能である。例えば、端末相互間ＶＤＳの全体能力は、１つの特定のホップ上の利用可能な帯域幅によって制限されてもよい。上記制限能力は、送信機２５０が、その特定の帯域幅制約ホップの帯域幅を超えないように生成される（再び、優先順位付けによって）、ＶＤＳの全体帯域幅を増減可能なように、送信機２５０に通信され得る。

順方向および／または逆方向チャネル５４０、５５０によって収集された性能、能力、および／または故障情報は、送信機および／または受信機によって、ネットワークを通して、通信経路を確立する上位層システムに提供可能である。上記情報を備える上位層システムは、その情報を使用して、大域的にネットワークを通る情報のための光路を生成可能である。

本発明は、いくつかの具体的実施形態と併せて記載されたが、多くのさらなる代替例、修正例、および変形例が、上述に照らして明白となるであろうことは、当業者には顕著である。したがって、本明細書に記載される本発明は、添付の請求項の精神および範囲内であるものとして、そのような代替例、修正例、用途、組み合わせ、順列、ならびに変形例のすべてを包含することが意図される。

Claims (26)

1. 第１の進入チャネルおよび第２の進入チャネルを受信する複数の進入インターフェースであって、該第１の進入チャネルは、第１の組のデータを搬送し、該第２の進入チャネルは、第２の組のデータを搬送し、該第１の組のデータおよび該第２の組のデータは、互いに相関する、複数の進入インターフェースと、
   第１の出現チャネルおよび第２の出現チャネルを送信する複数の出現インターフェースと、
   該複数の進入インターフェースと該複数の出現インターフェースとの間に連結されるプロセッサ回路であって、該第１の組のデータの第１の部分を第１の出現波長チャネル内に、該第１の組のデータの第２の部分を第２の出現波長チャネル内に、マッピングするように構成されている、プロセッサ回路と
   を備えている、通信ノード。
2. 前記プロセッサ回路は、前記第２の組のデータの第１の部分を前記第１の出現波長チャネル内に、該第２の組のデータの第２の部分を前記第２の出現波長チャネル内に、マッピングするようにさらに構成されている、請求項１に記載の通信ノード。
3. 前記第１の組のデータの前記第１の部分は、固定タイムスロットマッピングを使用して、前記第１の出現チャネル内にマッピングされる、請求項１に記載の通信ノード。
4. 前記第１の組のデータの前記第１の部分は、パケットマッピングを使用して、前記出現波長チャネル内にマッピングされる、請求項１に記載の通信ノード。
5. 前記第１の出現チャネルは、第１の波長を有する第１の光チャネルであって、前記第２の出現チャネルは、前記第１の波長と異なる第２の波長を有する第２の光チャネルである、請求項１に記載の通信ノード。
6. 前記第１の出現チャネルは、前記第１の組のデータおよび前記第２の組のデータと無関係である非相関データ部分を備えている、請求項１に記載の通信ノード。
7. 前記第１の出現波長チャネルは、前記第１の組のデータの前記第１の部分および前記非相関データ部分の送信の間、全容量状態にある、請求項６に記載の通信ノード。
8. 相関した第１の組のデータおよび第２の組のデータに関する制御情報を有する信号送信チャネルを受信する、信号送信チャネルインターフェースをさらに備えている、請求項１に記載の通信ノード。
9. 前記信号送信チャネルインターフェースは、順方向信号送信チャネルを受信する、請求項８に記載の通信ノード。
10. 前記信号送信チャネルインターフェースは、逆方向信号送信チャネルを受信する、請求項８に記載の通信ノード。
11. 第１の組のデータを、第１の波長を有する第１の光信号上で、そして、第２の組のデータを、第２の波長を有する第２の光信号上で送信する送信機であって、該第１の組のデータおよび該第２の組のデータは相関する、送信機と、
    該第１の波長および該第２の波長を受信するように連結され、該第１の組のデータの一部を、第３の波長を有する第３の光信号に、そして、該第２の組のデータの一部を、第４の波長を有する第４の光信号にマッピングする転置機能モジュールを備えている中間ノードであって、該第１の波長は異なる波長を有する該第３の波長と異なり、該第２の波長は該第４の波長と異なる、中間ノードと、
    該第３の光信号および該第４の光信号を受信するように連結され、該第１の組のデータと該第２の組のデータとの間の相関を使用して、該第１の組のデータおよび該第２の組のデータをクライアント信号内にアセンブルする、受信機と
    を備えている、マルチリンク光接続。
12. 前記送信機は、前記第１の組のデータおよび前記第２の組のデータに関連する制御情報を、該送信機、前記中間ノード、および前記受信機に提供する信号送信チャネルを送信する、請求項１１に記載のマルチリンク光接続。
13. 前記信号送信チャネルは、前記第１の波長および前記第３の波長の帯域幅部分である、請求項１２に記載のマルチリンク光接続。
14. 前記信号送信チャネルは、第５の波長である、請求項１２に記載のマルチリンク光接続。
15. 前記信号送信チャネルは、順方向信号送信チャネルまたは逆方向信号送信チャネルである、請求項１２に記載のマルチリンク光接続。
16. 前記信号送信チャネルは、前記接続内のコンポーネントの故障または部分最適性能に関連する情報を提供する、請求項１２に記載のマルチリンク光接続。
17. 前記信号送信チャネルは、前記転置機能モジュールに関連する情報を前記接続内の他のコンポーネントに提供する、請求項１２に記載のマルチリンク光接続。
18. 前記第３の光信号は、前記第１の組のデータおよび前記第２の組のデータと相関しない第３の組のデータを搬送する、請求項１１に記載のマルチリンク光接続。
19. 前記第３のチャネルへの前記第１の組のデータの一部のマッピングと、前記第４のチャネルへの前記第２の組のデータの一部のマッピングとは、該第１の組のデータと該第２の組のデータとの間のスキューを補償する、請求項１１に記載のマルチリンク光接続。
20. 前記転置機能モジュールは、前記中間ノード上のスイッチと統合される、請求項１１に記載のマルチリンク光接続。
21. 第１の相関した組の波長を第２の相関した組の波長に転置する方法であって、
    複数の進入波長チャネルを受信することであって、該複数の進入波長チャネルは、該第１の相関した組の波長に対応する、ことと、
    該複数の進入波長チャネルを複数の出現波長チャネルにマッピングすることであって、該マッピングは、該複数の進入波長チャネル内の少なくとも１つの進入波長チャネルと、該複数の出現波長チャネル内の少なくとも１つの出現波長チャネルとの間のタイムスロット関係に従う、ことと、
    該複数の出現波長チャネルを送信することであって、該複数の出現波長チャネルは、該第２の相関した組の波長に対応する、ことと
    を包含する、方法。
22. 前記複数の進入波長チャネル内の第１の進入波長チャネルの第１の部分は、前記複数の出現波長チャネル内の第１の出現波長チャネルにマッピングされ、該第１の進入波長チャネルの第２の部分は、該複数の出現波長チャネル内の第２の出現波長チャネルにマッピングされる、請求項２１に記載の方法。
23. 前記少なくとも１つの出現チャネルは、前記第１の相関した組の波長の一部ではない非相関データをさらに備えている、請求項２１に記載の方法。
24. 前記複数の出現波長チャネルへの前記複数の進入波長チャネルの前記マッピングは、信号送信チャネル上で受信される情報に応答して少なくとも部分的に制御される、請求項２１に記載の方法。
25. 前記信号送信チャネル上で受信される前記情報は、前記第１の相関した組の波長または前記第２の相関した組の波長内の帯域幅利用に関連する、請求項２４に記載の方法。
26. 前記信号送信チャネル上で受信される前記情報は、前記第１の相関した組の波長または前記第２の相関した組の波長内のスキューに関連する、請求項２４に記載の方法。

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