JP2013532395A - Ｒｏａｄｍ装置と動作方法 - Google Patents

Abstract

ＲＯＡＤＭノード装置と動作方法とを開示する。ＲＯＡＤＭノード装置はＲＯＡＤＭノードを通したスイッチング用に信号を挿入する複数のトランスポンダを有している複数のトランスポンダアグリゲータを有していてもよい。トランスポンダアグリゲータは、同時に使用するために複数の隣接しているチャネル上の複数の挿入された信号を結合しないように拘束されている複数の光カプラを有している。ＲＯＡＤＭ装置は、複数の結合された信号をＷＤＭネットワーク上に送信する前に、複数の信号に対して追加のフィルタリング機能を提供できる光インターリーバを有していてもよい。
【選択図】 図１

Description

（関連出願情報）
本出願は、本明細書に参照によって援用される２０１０年４月２１日に出願された仮出願番号第６１／３２６，４３２号に対する優先権を主張する。

本発明は、再構成可能光分岐／挿入マルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）装置と動作方法に関し、特にＲＯＡＤＭノードにおける複数の挿入された信号の管理に関する。

本出願は、各々が参照によって本明細書に援用される、２０１０年３月５日に出願され、共に所有されている同時係属中の出願番号１２／７１８，１４５号と、２００９年１０月９日に出願され、共に所有されている仮出願番号６１／２５０，１８５号にも関する。

再構成可能光分岐／挿入マルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノードは、波長面での任意のまたは全ての波長分割多重（ＷＤＭ）チャネル上の信号の柔軟な挿入と分岐を可能にする重要な光ネットワーク要素である。３ degreeまたはそれ以上のＲＯＡＤＭノードに対応するmulti degree ＲＯＡＤＭノード（ＭＤ−ＲＯＡＤＭ）は、異なる経路間の複数のＷＤＭ信号の相互接続機能を提供する他の光ネットワーク要素である。従来のＲＯＡＤＭノードはＷＤＭチャネル上での信号の分岐と挿入についてのある程度の柔軟性を有していたが、急速に大きくなり、ますます動的になるインターネットベースのトラフィックに対応するには十分に柔軟ではなかった。たとえば、従来のＲＯＡＤＭノードのトランスポンダは、全ての高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）ネットワークポートへの無閉塞で波長透過的なアクセスが通常できない。その結果、従来のＲＯＡＤＭノードを置き換えるために、カラーレスおよびディレクションレス（ＣＬ＆ＤＬ）ＭＤ−ＲＯＡＤＭノードが最近広く研究されている。この場合、「カラーレス」は、トランスポンダがＲＯＡＤＭノードシステムによって採用されている任意の波長で信号を送受信できるＲＯＡＤＭノードを指す。それに対して、「ディレクションレス」はトランスポンダが任意の入力ポートからの信号を受信し任意の出力ポートに信号を転送できるＲＯＡＤＭノードを指す。

ＣＬ＆ＤＬ ＭＤ−ＲＯＡＤＭノード用の現在の提案されている方法は、光クロスコネクト（ＰＸＣ）とも呼ばれる大規模なファイバスイッチの採用を示唆している。たとえば、図１を参照すると、これらの方法によれば、大規模ファイバスイッチ１０２をＲＯＡＤＭノード１００のコアの位置に実装することができる。あるいは、図２を参照すると、ＲＯＡＤＭノード２００内での複数のトランスポンダ２０６と複数のマルチプレクサ２０８との間に大規模ファイバスイッチ２０２と２０４とを実装することが他の方法で提案されている。

前述のＣＬ＆ＤＬ ＭＤ−ＲＯＡＤＭノードは、大規模なポートカウントファイバスイッチの使用による高コストのせいで、大きな出費をまねく。さらに、図１に示しているアーキテクチャでは、ノード内の１つの点が原因の大きな障害も発生し、したがって好ましくない。それに対して、以下に説明する本発明の典型的な実装例は、チャネル間の低クロストークレベルを維持しながら、柔軟な挿入／分岐能力を促進することができる低価格のＲＯＡＤＭノード装置と動作の方法とを提供する。特に、本発明の典型的な実施態様によってもたらされる際だった利点は、ＲＯＡＤＭノードが、内部スイッチングの目的でチャネル間クロストーク緩和スキームを使用するにも関わらず、ＷＤＭネットワーク上での信号の送信用に利用可能なスペクトルを完全に利用できることである。

本発明の１つの典型的な実施形態は、ＲＯＡＤＭノードに実装される、ＷＤＭネットワーク内で複数の信号を管理する方法を対象としている。本方法によれば、トランスポンダアグリゲータ内の複数のトランスポンダを介して、信号を定義済みの複数のチャネルに挿入することができる。定義済みの複数のチャネルの第１の部分集合上に挿入された複数の信号は、隣接するチャネル上の信号は結合されないという拘束条件の下で、ＲＯＡＤＭノード内でのスイッチングのために結合することができる。さらに、ＲＯＡＤＭノード内でのスイッチングのために、定義済みの複数のチャネルの第２の部分集合が、定義済みの複数のチャネルの第１の部分集合内のチャネルに隣接する少なくとも１つのチャネルを有するように、定義済みの複数のチャネルの第２の部分集合上に挿入された複数の信号を結合することができる。その後、複数のチャネルの対応する部分集合上の複数の信号を送信することができる。

本発明の他の典型的な実施態様は、ＷＤＭネットワーク内で複数の信号を管理するＲＯＡＤＭノードシステムを対象としている。本システムは、定義済みの複数のチャネルに複数の信号を挿入するように構成されている複数のトランスポンダを含む複数のトランスポンダアグリゲータを有していてもよい。本システムは、ＲＯＡＤＭノード内でのスイッチングのために、隣接する定義済みの複数のチャネルに挿入された複数の信号を結合しないように結合を拘束して、定義済みの複数のチャネルの第１の部分集合上に挿入された複数の信号を結合するように構成されている第１の光カプラをさらに有していてもよい。さらに、本システムは、ＲＯＡＤＭノード内でのスイッチングのために、定義済みの複数のチャネルの第２の部分集合が、定義済みの複数のチャネルの第１の部分集合内のチャネルに隣接する少なくとも１つのチャネルを有するように、定義済みの複数のチャネルの第２の部分集合上に挿入された複数の信号を結合するように構成されている第２の光カプラも有していてもよい。

本発明の代替の典型的な実施態様は、ＷＤＭネットワーク内の複数の信号を管理するＲＯＡＤＭノード内で使用されるトランスポンダアグリゲータシステムを対象としている。本システムは、複数の信号を定義済みの複数のチャネルに挿入するように構成されている複数のトランスポンダを有していてもよい。本システムは、ＲＯＡＤＭノード内でのスイッチングのために、隣接する定義済みの複数のチャネルに挿入された複数の信号を結合しないように結合を拘束して、定義済みの複数のチャネルの第１の部分集合上に挿入された複数の信号を結合するように構成されている第１の光カプラをさらに有していてもよい。さらに、ＲＯＡＤＭノード内でのスイッチングのために、定義済みの複数のチャネルの第２の部分集合が、定義済みの複数のチャネルの第１の部分集合内のチャネルに隣接する少なくとも１つのチャネルを有するように、定義済みの複数のチャネルの第２の部分集合上に挿入された複数の信号を結合するように構成されている第２の光カプラも有していてもよい。本システムは、ネットワーク上での送信の前に、複数のチャネルの第１および第２の部分集合上に挿入された複数の信号を、インターリーブされた信号が隣接するチャネル上の信号を有するようにインターリーブするように構成されている光インターリーバをさらに有していてもよい。

これらの、そしてその他の特徴と利点とは、添付図面と共に読むべきそれらの具体的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本開示は、好ましい実施形態の以下の説明において、図面を参照して詳細を示す。

大規模なファイバスイッチを利用する典型的なＭＤ−ＲＯＡＤＭシステムの図である。 大規模なファイバスイッチを利用する代替の典型的なＭＤ−ＲＯＡＤＭシステムの図である。 挿入された複数の信号を有する複数のチャネル用に光マルチプレクサを採用しているＭＤ−ＲＯＡＤＭシステムが呈する複数のチャネル間のクロストークを示すグラフである。 挿入された複数の信号を有する複数のチャネル用に光マルチプレクサを採用していないＭＤ−ＲＯＡＤＭシステムが呈する複数のチャネル間のクロストークを示すグラフである。 ＲＯＡＤＭノードの典型的なシステム／装置の実施形態のブロック図／フロー図である。 本発明の典型的な実施形態による奇数チャネルカプラから出力される複数の信号が呈するチャネルクロストークを示すグラフである。 本発明の典型的な実施形態による偶数チャネルカプラから出力される複数の信号が呈するチャネルクロストークを示すグラフである。 本発明の典型的な実施形態による光インターリーバの偶数および奇数の両方の経路のスペクトルを示すグラフである。 典型的なＲＯＡＤＭノードの実施形態の奇数チャネルカプラと偶数チャネルカプラから受信した結合された複数の信号を含むチャネル上の光インターリーバによるフィルタリング機能を示しているグラフである。 ＷＤＭネットワーク内の複数の信号を管理する典型的な方法の流れ図である。

本発明の複数の典型的な実施形態を詳細に説明する前に、ＣＬ＆ＤＬ ＭＤ−ＲＯＡＤＭノードは柔軟な波長割り当てを可能にするので、従来のＲＯＡＤＭノードで一般に使用されている光マルチプレクサを採用しないですむことに注意することが重要である。光マルチプレクサの代わりに、光カプラを、複数のローカルトランスポンダから受信した複数のチャネル上に挿入された複数の信号を組み合わせるために、トランスポンダアグリゲータ内で使用することができる。しかし、そのような「マルチプレクサレス」アーキテクチャは、光学的な性能に欠点がある。

たとえば、マルチプレクサが無いことは、異なるＤＷＤＭチャネル間、特に隣接するチャネル間のチャネル間クロストークにつながる。一般に、送信ビットレートが増加すると、信号スペクトルが広がり、チャネル間クロストークがよりひどくなる。図３Ａおよび３Ｂは、従来のＲＯＡＤＭノード内の５０ＧＨｚ間隔ＤＷＤＭシステムでの１２８Ｇｂ／ｓのＰＤＭ−ＮＲＺ−ＱＰＳＫ（偏光分割多重化非零復帰４位相変調）信号用の光マルチプレクサの除去に起因するクロストークの発生を示している。たとえば、図３Ａは光マルチプレクサを備える従来のＲＯＡＤＭノードの出力のパワー対周波数のプロット３００であって、図３Ｂは光マルチプレクサを備えない従来のＲＯＡＤＭノードの出力のパワー対周波数のプロット３５０である。図３Ａおよび３Ｂに示すように、光マルチプレクサを備えない従来のＲＯＡＤＭノードの複数の出力のクロストーク３５２は、光マルチプレクサを備える従来のＲＯＡＤＭノードの複数の出力のクロストーク３０２よりも際だって大きい。

クロストークの問題を緩和するために、複数のローカルトランスポンダから挿入された複数の信号を組み合わせるために複数のトランスポンダアグリゲータで使用される複数の光カプラは、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）で置き換えることができる。これは、クロストークの問題を無くすことができるかもしれないが、各トランスポンダアグリゲータにおいて追加のＷＳＳが必要になるので、この解決策も高価である。さらに、ＷＳＳポートカウントは限定されている。たとえば、一般的な市販のＷＳＳ装置は９×１の構成を有している。クロストークの問題を緩和する代替の方法は、各ローカルトランスポンダの出力の位置にチューナブルフィルタを設けることである。しかし、これによってもハードウェアコストが顕著に増加する。たとえば、９６チャネルＤＷＤＭシステム上の４ degreeノードでは、この解決策では３８４個の光チューナブルフィルタが必要になる。さらに、この解決策は、ハードウェアサイズ、システム再構成時間、電力消費、および制御の複雑さを増加させる。

ここで図４を参照すると、本発明の典型的な実施形態のＭＤ−ＲＯＡＤＭノード４００を示している。典型的なノード４００は、複数の入力ポート４１４と複数の出力ポート４１５とを有している。ただし「ＣＰＬ」は光カプラ／スプリッタを指している。図４に示しているように、各入力ポートは、複数の入力信号を分離して、複数の波長選択スイッチ４１２に入力するスプリッタ４１６に関連付けられている。各波長選択スイッチ（ＷＳＳ）４１２は、異なる出力ポート４１５に関連付けられている。スプリッタ４１６は、その入力信号を各トランスポンダアグリゲータ内の各ＷＳＳ４１７に入力することもできる。Ｎ degreeノード（Ｎ個の入力ポートとＮ個の出力ポートとを有している）については、カラーレスおよびディレクションレスな挿入／分岐機能を実現するようにＮ個のトランスポンダアグリゲータが存在している。したがって、典型的なＲＯＡＤＭノード４００は、４個の入力ポートと４個の出力ポートとを有しているため、４個のトランスポンダアグリゲータ４０１〜４０４を有している。各ＷＳＳ４１７は、分岐信号選択機能を実現し、選択されている複数のチャネルを全ての入力ポートからチャネルセパレータ４１８に送信することが可能であり、チャネルセパレータ４１８は、入力用に選択されている複数のチャネルを対応するアグリゲータ内のｎ個のトランスポンダ４０５_１〜４０５_ｎに分離する。ここで、選択された複数のチャネル上の複数の信号は、複数の対応するトランスポンダによって様々なクライアント（不図示）に送信される。たとえば、複数のトランスポンダ（「ＷＤＭ側」または「回線側」）は、分岐させた複数の光信号をクライアント（「クライアント側」）に送信するために複数の電気信号に変換してもよい。クライアントは、ＷＤＭネットワーク上での以降の送信用に複数の光チャネル上でトランスポンダが挿入する他のデータをトランスポンダに提供してもよい。たとえば、トランスポンダは複数の電気信号の形態のクライアントデータを受信し、それらを複数の光信号に変換してもよい。通常、トランスポンダ４０５_１〜４０５_ｎは、クライアントデータをチャネルセパレータ４１８から受信した同じチャネルに挿入する。言い換えると、複数のトランスポンダは、クライアントデータを分岐された複数の信号を受信した複数のチャネルに挿入する。しかし、任意の１つまたは２つ以上のトランスポンダ４０５_１〜４０５_ｎは、クライアントデータを、分岐させた複数の信号が受信されたチャネルとは異なる任意の利用可能なチャネルに、そのチャネルがトランスポンダアグリゲータとＲＯＡＤＭノードの少なくとも一方など他で使用されていない限り、挿入可能のようにチューナブルとすることができる。

ただし、ｎは１つの特定の例においてＷＳＳ４１７によって選択されたチャネルの数である。各トランスポンダアグリゲータは、複数の追加のトランスポンダを有していてもよい。さらに、本実施形態において、トランスポンダ４０５_１〜４０５_ｎは、ＲＯＡＤＭノードを通したスイッチングとそれ以降の１つまたは２つ以上の出力ポート４１５を通したＷＭＤネットワークへの搬送のために、複数の信号を複数のＤＷＤＭチャネルに挿入してもよい。トランスポンダ４０５_１〜４０５_ｎからの複数の信号は、以下でさらに説明するようにカプラ４０７と４０８に供給されてもよく、それからこれらのカプラは、受信した複数の信号を結合して、結合された複数の信号を光インターリーバ４２２に供給する。以下でさらに説明するように、光インターリーバは、カプラ４０７と４０８から受信した複数の信号をインターリーブし、複数の結合された信号をスプリッタ４０９に供給することができる。スプリッタ４０９は、受信した複数の信号を分離し、分離された複数の信号を各出力ポート４１５の各ＷＳＳ４１２に供給することができる。ＷＳＳ４１２は、対応するポートでの出力のために、複数のチャネル／信号を選択する。さらに、トランスポンダアグリゲータの各々は、光アンプ４１９と４２０を、ＷＳＳ４１７とチャネルセパレータ４１８との間、および、光インターリーバ４２２とスプリッタ４０９との間とにそれぞれ有していてもよい。さらに、トランスポンダアグリゲータ４０２〜４０４は、図４のトランスポンダアグリゲータ４０１について示したのと同じ構成要素と構成とを有していてもよい。さらに、ＷＳＳ４１７、光カプラ４０７と４０８、光インターリーバ４２２、および光スプリッタ４０９をトランスポンダアグリゲータ内にあると示しているが、代替の実施形態においては、任意の１つまたは２つ以上の構成要素はトランスポンダアグリゲータの外側にあってもよい。

以下でさらに説明するように、典型的なＲＯＡＤＭノード４００は、ＲＯＡＤＭノードからの出力とＷＤＭネットワーク上の送信のために利用可能な複数のチャネルの全スペクトルを使用できるようにしながら、隣接するチャネルのクロストークを避けるために、トランスポンダによって追加された隣接するチャネル上の信号をカプラに結合させないようにする。以下で説明する特定の実施形態において、チャネル間クロストークを緩和するように、複数の奇数チャネルと複数の偶数チャネルに対して複数の別個のカプラが使用される。さらに、典型的なＲＯＡＤＭノード４００は、各トランスポンダアグリゲータ内で残留チャネル間クロストークを緩和するように受動光インターリーバを使用する。また、システム４００は、ＣＬおよびＤＬの特徴を維持している。その結果、ＲＯＡＤＭノード４００とその動作方法は、既存の装置に対して、際だった利点を実現する。たとえば、挿入された複数の信号を組み合わせるのに光カプラを使用するほとんどの一般的なカラーレスでディレクションレスなＭＤ−ＲＯＡＤＭアーキテクチャと比べて、ＲＯＡＤＭノード装置４００とその動作方法は、ネットワーク上の送信に利用可能な任意のチャネルの使用を可能にしながら、チャネル間光クロストークを減少させることによって送信性能を改善することができる。この改善によって、より長い送信距離と、より良好な光パワー配分とを可能にする。さらに、図１および図２に示すＭＤ−ＲＯＡＤＭアーキテクチャと比較して、本発明の典型的な実施形態は、ハードウェアコストを際だって削減し、それはより小さいハードウェアのサイズと、より低い電力消費とを使用可能にし、またノード内での１か所が原因の大きな障害を回避するからである。また、システム／装置４００などの本発明の典型的な実施形態で採用されているトランスポンダアグリゲータの数は、ＲＯＡＤＭノードを通してスイッチングされる信号の挿入／分岐のパーセントには依存する必要が一切ない。さらに、典型的な実施形態は、波長割り当てスキームの使用を要求する必要がない。しかし、波長割り当てスキームは任意に採用したり、他の実施形態において追加したりしてもよい。

本発明の典型的な態様によれば、１つまたは２つ以上のトランスポンダアグリゲータ４０１〜４０４の各々が、トランスポンダ４０５_１〜４０５_ｎの部分集合によって挿入された複数の信号を結合するように２つの光カプラ４０７および４０８を有していてもよい。たとえば、カプラ４０７は、複数のトランスポンダからの奇数のＤＷＤＭチャネルだけを組み合わせることが可能で、「奇数チャネルカプラ」と呼ばれる。それに対して、カプラ４０８は、複数のトランスポンダからの偶数のＤＷＤＭチャネルだけを組み合わせることが可能で、「偶数チャネルカプラ」と呼ばれる。カプラ４０７および４０８が組み合わせるＤＷＤＭチャネルの集合は異なるが、両方のカプラは同じ受動光学装置とすることができる。たとえば、各カプラ４０７と４０８は「ｎ／２」入力ポートと１つの出力ポートを有することが可能で、ｎは対応するトランスポンダアグリゲータ内のトランスポンダの最大総数である。システム４００内の光インターリーバ４２２は、これら２つのカプラ４０７および４０８からの出力を組み合わせる。奇数チャネルカプラ４０７の出力は、インターリーバ４２２の奇数チャネル入力に接続されているのに対して、偶数チャネルカプラ４０８の出力は、インターリーバ４２２の偶数チャネル入力に接続されている。ここで、インターリーバの出力はＤＷＤＭチャネル間隔と同じ自由スペクトル範囲（ＦＳＲ）を有している。

動作時には、トランスポンダ１０５_１、１０５_３、．．．１０５_ｎ−１などの複数の奇数チャネル出力を備える複数のトランスポンダは、奇数チャネルカプラ４０７に接続される。それらの出力波長は、前述のように任意の利用可能な波長に柔軟に同調させることができるが、この典型的な実施形態においては複数の奇数チャネルに拘束されている。それに対して、トランスポンダ１０５_２、１０５_４、１０５_６、．．．１０５_ｎなどの複数の偶数チャネル出力を備えている複数のトランスポンダは、偶数チャネルカプラ４０８に接続されている。同様に、複数の偶数トランスポンダの複数の出力波長は、任意の利用可能な波長に柔軟に同調させることができるが、この実施形態においては複数の偶数チャネルに拘束されている。

図５Ａは、奇数チャネルカプラ４０７の出力４２３の位置での光信号スペクトルの例を示している。スペクトルは複数の奇数チャネルだけを有し、偶数チャネルは一切有していないので、図５Ａのプロット５００に示されるように、チャネル５０２と５０４との間の１チャネルのチャネル間隔のように、複数のトランスポンダによってデータが挿入されている任意の２つのチャネル間に少なくとも１つのチャネル間隔が存在している。同様に、偶数カプラ４０８から出力される結合されている信号４２４については、少なくとも１つのチャネル間隔が、データが挿入されている任意の２つのチャネル間に存在している。たとえば、図５Ｂのプロット５５０に示されるように、１つのチャネル間隔がチャネル５５２と５５４との間、および、チャネル５５４と５５６の間に存在している。さらに、図５Ａおよび５Ｂは、図３Ｂのプロット３５０との比較によって示されるように、任意の結果のチャネル間のクロストーク５０６、５５８、および５６０が、光マルチプレクサのない従来のＲＯＡＤＭノード内で見られるクロストークよりもはるかに低いことを示している。本発明の典型的な実施形態でのクロストークの緩和は、複数の隣接するＤＷＤＭチャネルはトランスポンダアグリゲータ内で結合することが許されないという拘束によるもので、その結果、標準送信グリッド上の隣接するチャネルからのクロストークとして定義される隣接チャネルクロストークが全く発生しないかわずかに発生するだけである。さらに、発生する任意のクロストークは、チャネル間隔によって定義されるクリアチャネル通過帯域の外側である、拒否帯域の位置で主に発生し、信号通過対域内のクロストークは非常に小さい（本明細書ではスペクトルの範囲外）。

図６を参照すると、光インターリーバ４２２の奇数と偶数の両経路のスペクトルを示しているグラフ６００を示している。ここで、インターリーバ４２２の奇数入力ポートは、その奇数チャネル入力の位置で奇数チャネルカプラから受信した複数の偶数チャネル６０２上の複数の信号または雑音を拒否するつまりフィルタによって除去するように構成されている。同様に、インターリーバ４２２の偶数入力ポートは、その偶数チャネル入力の位置で偶数チャネルカプラから受信した複数の奇数チャネル６０１上の複数の信号または雑音を拒否するつまりフィルタによって除去するように構成されている。このように、奇数チャネル間および偶数チャネル間で見られる図５Ａと５Ｂのクロストーク５０６、５５８、および５６０などのチャネル間の任意のクロストークをさらに緩和するようにインターリーバ４２２をフィルタとして採用することができる。そのため、組み合わされた奇数チャネル４２３および偶数チャネル４２４はそれぞれ、光インターリーバ４２２を通過し、出力４２１はグラフ７００に示している典型的なスペクトルを有することが可能で、トランスポンダ４０５_１〜４０５_ｎによって信号が挿入された、複数の奇数チャネル７０１と複数の偶数チャネル７０２とを含む全てのチャネルを有することができる。本質的に、クロストークは図３Ａに示している光マルチプレクサを使用したのと同じレベルまたはより低いレベルに最小化され、それは光インターリーバが、頂上が平坦なプロフィールとより急峻な通過帯域の複数の縁を有することができるからである。

図４に戻ると、組み合わされた複数の信号４２１は、光スプリッタ４０９を通して分離され、全ての出力ポートにおける複数のＷＳＳに送信される。複数のＷＳＳに到達する信号４１０〜４１１は、全て複数の信号４２１と同じプロフィールとクロストーク特性とを有している。これらのチャネルの中で、各ＷＳＳ４１２は、対応する出力ポート４１５に送信する適切な複数のチャネル４１３を選択する。各ノードの出力４１５において、対応するチャネル上の１つまたは２つ以上のトランスポンダアグリゲータから受信した複数の信号をＷＳＳ４１２内で組み合わせることができる。結果として得られる複数の信号は、図３Ａに示しているような複数の低クロストーク信号の複数の特性を有している。さらに、結果として得られる複数の信号は、複数のトランスポンダアグリゲータから受信した複数の隣接するチャネルからの複数の信号を含む複数のチャネルの任意の組み合わせを含むことができる。したがって、チャネル間クロストーク緩和スキームが内部スイッチングの目的のために適用されても、ＲＯＡＤＭノードは、ＷＤＭネットワーク上で複数の信号の送信に使用可能なスペクトル全体を使用できることについて相当な利点を保持している。さらに、トランスポンダ４０５_１〜４０５_ｐが、波長同調が可能であり（奇/偶の拘束の下で）、また、これらのトランスポンダからの各チャネルは任意の出力ポートに切り換えることができるため、ＲＯＡＤＭノード４００は、カラーレスおよびディレクションレスの特徴を維持している。出力端におけるＷＳＳ４１２は、波長競合の問題もなくしてしまう。

図４を引き続き参照しながら図８を参照すると、本発明の典型的な実施形態によって実装されているＷＤＭネットワーク内での複数の信号を管理する方法８００のブロック／フロー図を示している。当然、前述のＲＯＡＤＭノードシステム／装置４００の任意の１つまたは２つ以上の態様を方法８００に含めることができる。同様に、本明細書において以下で説明する方法８００の任意の１つまたは２つ以上の態様をＲＯＡＤＭノードシステム／装置４００に含めることができる。さらに、当然、本明細書において以下で説明する全てのステップは必須ではなく、本発明の代替の典型的な実施形態は他のステップを有していてもよい、本明細書において以下で説明する複数のステップを異なるように実装していてもよい、または本明細書において以下で説明する複数のステップを省略してもよい、の少なくともいずれかである。

ただし、方法８００を実装するＲＯＡＤＭノードシステムによって採用されている複数のチャネルは、図４を参照して前述したように、標準グリッドのＤＷＤＭチャネルに対応していてもよい。したがって、採用されている複数のチャンネルは、予め定められており、一貫したチャネル間隔を有していてもよい。たとえば、図３Ｂに示しているように、チャネル間隔０．０５ＴＨｚの複数のチャネルが予め定められていてもよく、１９２．１０ＴＨｚ、１９２．１５ＴＨｚ、１９２．２０ＴＨｚ、１９２．２５ＴＨｚ等がシステムによって採用されている予め定められている複数のチャネルの集合に含まれている。さらに、ＲＯＡＤＭノードは、ＷＤＭネットワーク上で複数の信号の切り換え、下り送信、および上り送信の少なくとも１つのために、定義済みの複数のチャネルの集合を採用するように予め構成することができる。

ステップ８０２において、複数の入力ポートから受信した複数のチャネルを分離し、分配してもよい。たとえば、いずれか１つまたは２つ以上のスプリッタ４１６を、ステップ８０２を実行するように構成することができる。たとえば、図４を参照して前述したように、いずれか１つまたは２つ以上のスプリッタ４１６は、入力ポート４１４から受信した複数の信号を様々なトランスポンダアグリゲータの複数のＷＳＳ４１２ばかりではなく複数のＷＳＳ４１７にも分配するように分離することができる。１つまたは２つ以上のトランスポンダアグリゲータが複数の同じ信号を受信したり、複数のトランスポンダアグリゲータが受信する複数の信号の少なくともいくつかが同じ信号となるようにしたりすることができる。

ステップ８０４において、挿入／分岐機能を実施してもよい。たとえば、ステップ８０４は、ステップ８０６〜８１２によって実装してもよい。ただし、ステップ８０６ばかりでなくステップ８１４と８１６も、１つまたは２つ以上のトランスポンダアグリゲータ４０１〜４０４によって実行されてもよい。

ステップ８０６において、光ネットワーク要素は、分岐させるチャネルを選択してもよい。たとえば、図４を参照して前述したように、複数のＷＳＳ４１７の各々は、対応する複数のチャンネル上の分岐させる複数の信号を選択し、それらを対応するトランスポンダ４０５_１〜４０５_ｎに供給することができる。それに対して、選択された複数のチャネルをステップ８０８で分離してもよい。たとえば、チャネルセパレータ４１８は、ＷＳＳ４１７によって分岐させた複数の信号について、複数のチャネルを分離するように構成されていてもよい。

ステップ８１０において、分岐させた複数の信号を送信してもよい。たとえば、図４を参照して前述したように、いずれか１つまたは２つ以上のトランスポンダ４０５_１〜４０５_ｎは、分岐させた複数の信号を複数の電気信号に変換し、変換された信号を１つまたは２つ以上のクライアントに送信してもよい。

ステップ８１２において、データは受信され、複数の信号がチャネルの定義済み集合に挿入されてもよい。たとえば、図４に関して前述したように、各トランスポンダアグリゲータ４０１〜４０４のトランスポンダ４０５_１〜４０５_ｎは、データを複数の電気信号の形態で複数のクライアントから受信し、複数の信号を複数の光信号に変換することができる。さらに、図４に関して前述したように、各トランスポンダ４０５_１〜４０５_ｎは、使用されているチャネルが他の箇所、たとえばトランスポンダアグリゲータやＲＯＡＤＭノードで採用されない限り、複数の信号を複数の分岐させた信号が受信されたチャネルに挿入したり、複数の信号を複数の分岐させた信号が受信されたチャネルとは異なるチャネルに挿入したりすることができる。

ステップ８１４において、挿入された複数の信号は、隣接する複数のチャネルが結合されないように結合してもよい。たとえば、光カプラ４０７と光カプラ４０８とは、別個にステップ８１４を実行することができる。例として図５Ａおよび５Ｂに示す定義済みの複数のチャネルを使用した場合、奇数チャネルカプラ４０７と偶数チャネルカプラ４０８は、チャネル１９２．１５ＴＨｚおよびチャネル１９２．２０ＴＨｚの両方チャネル上の複数の信号を結合しないように拘束されている。さらに、本明細書では、奇数チャネルカプラ４０７によって結合された複数のチャネルと偶数チャネルカプラ４０８によって結合された複数のチャネルとは排他的とすることができる。たとえば、図５Ａと５Ｂに示している定義済みの複数のチャネルを使用した場合、奇数チャネルカプラ４０７は、１９２．１５ＴＨｚ、１９２．２５ＴＨｚ、１９２．３５ＴＨｚ等の集合内の複数のチャネル上だけの複数の信号を結合するように構成されていてもよいのに対して、偶数のチャネルカプラ４０８は１９２．１０ＴＨｚ、１９２．２０ＴＨｚ、１９２．３０ＴＨｚ等の集合内の複数のチャネル上だけの複数の信号を結合するように構成してもよい。もちろん、採用されているチャネル間隔と帯域とを変化させることができる。

当然、「奇数」と「偶数」のチャネルカプラは、他の典型的な実施形態について前述の例のように使用されているが、チャネルカプラは時間軸上の特定の瞬間においてだけ特定の複数のチャネルを結合しないように拘束されている。たとえば、時間軸上のある瞬間に、チャネルカプラはチャネル１９２．２ＴＨｚ上の複数の信号を他の複数の信号と結合してもよく、チャネル１９２．１５ＴＨｚと１９２．２５ＴＨｚ上の複数の信号をチャネル１９２．２ＴＨｚ上の複数の信号と時間軸上のその瞬間に結合しないように拘束されている。時間軸上の他の瞬間に、その同じカプラはチャネル１９２．２ＴＨｚ上の複数の信号を他の複数の信号と結合してもよく、チャネル１９２．２０ＴＨｚと１９２．３０ＴＨｚ上の複数の信号をチャネル１９２．２５ＴＨｚ上の複数の信号と結合しないように拘束されている。したがって、典型的な態様によれば、１つまたは２つ以上の光カプラは、同時に使用するために隣接する複数のチャネル上の複数の信号を結合しないように拘束することができる。当然、「同時に使用」という句は、前述の奇数と偶数のチャネルカプラの実施形態を除外することを意図していない。たとえば、前述の奇数と偶数のチャネルカプラも、同時に使用するために隣接する複数のチャネル上の複数の信号を結合しないように拘束されており、それは隣接する複数のチャネルが奇数と偶数のチャネルカプラ内で同時に結合されないからである。

さらに、全てのカプラを拘束する必要はない。たとえば、トランスポンダアグリゲータ内またはＲＯＡＤＭノード内の特定のカプラを、全ての使用可能なチャネルを同時に結合するように構成するのに対して、他の複数の光カプラを前述のように同時に使用するために隣接する定義済みの複数のチャネルを結合しないように構成してもよい。さらに、異なる拘束の光カプラを、奇数または偶数チャネルに排他的に割り当てる必要はない。たとえば、様々なカプラを、定義済みの複数のチャネルの隣接する複数のチャネル上の信号を結合しないように拘束しながら、複数の信号を結合してもよい奇数チャネルの一部と偶数チャネルの一部とに割り当ててもよい。さらに、異なるトランスポンダアグリゲータの複数のチャネルカプラを同様に構成してもよいし、異なるように構成してもよい。したがって、１つまたは２つ以上の光カプラが隣接している複数のチャネルに挿入された複数の信号を結合しないようにする異なる構成と方法とが考えられ、本発明のさまざまな典型的な実施形態に含まれる。

ステップ８１６において、結合された複数の信号は、インターリーブされてフィルタリングされてもよい。たとえば、前述のように、光インターリーバ４２２は、インターリーブされた複数の信号４２１が隣接するチャネルを有するように複数の光カプラ４０７および４０８から受信した複数の信号をインターリーブして、インターリーブされた信号４２１を、ＲＯＡＤＭノードを介してスイッチングするための光スプリッタ４０９に供給もよい。また、前述のように、インターリーバ４２２は、クロストークをさらに減少させるフィルタリング機能を提供してもよい。たとえば、いずれか１つまたは２つ以上のインターリーバ４１２を、挿入された複数の信号の送信元に基づいてチャネルを拒否するつまりフィルタによって除去する構成にすることができる。たとえば、奇数の光カプラ４０７から受信した複数の信号について、複数の偶数チャネルをフィルタによって除去し、さらにクロストークを減少させるようにインターリーバ４２２を構成することができる。同様に、偶数の光カプラ４０８から受信した複数の信号について、複数の奇数チャネルをフィルタによって除去し、さらにクロストークを減少させるようにインターリーバ４２２を構成することができる。たとえば、奇数カプラ４０７からの複数の信号を受信したポートから受信した複数の偶数チャネルをフィルタによって除去するようにインターリーバ４２２を構成することができる。また、偶数カプラ４０８からの複数の信号を受信したポートから受信した複数の奇数チャネルをフィルタによって除去するようにインターリーバ４２２を構成することができる。しかし、前述のように、挿入された信号を結合しないように１つまたは２つ以上の光カプラを拘束する様々な構成と方法とを考えることができる。したがって、任意のチャネルを結合しないように拘束されている光カプラからのそれらのチャネルをフィルタによって除去するようにインターリーバ４２２を構成することができる。たとえば、光カプラが複数の特定のチャネルを結合しないように刻々と動的に拘束されている場合、インターリーバ４２２は動的にこれらのチャネルをフィルタリングによって除去することができる。

ステップ８１８において、挿入された複数の信号を分離し、複数の出力ポートに対応する複数のＷＳＳに分配してもよい。たとえば、図４を参照して前述したように、スプリッタ４０９は、光インターリーバ４２２から受信した対応する複数のチャネル上にインターリーブされた複数の信号を分離して、その複数の信号を複数の出力ポート４１５に対応する様々なＷＳＳ４１２に分配してもよい。

ステップ８２０において、複数のチャネルを選択して、それぞれのポートに出力するように対応する複数の信号を組み合わせてもよい。たとえば、図４を参照して前述したように、１つまたは２つ以上のＷＳＳ４１２は、挿入された複数の信号をいずれか１つまたは２つ以上のトランスポンダアグリゲータ４０１〜４０４から受信し、出力のために、１つまたは２つ以上の異なるアグリゲータから受信した複数の信号を選択して互いに組み合わせるか、１つまたは２つ以上のカプラ４１６から受信した信号と組み合わせるかの少なくともいずれかであってもよい。前述のように、複数のＷＳＳ４１２は、隣接するチャネルを含むこともある、複数のトランスポンダアグリゲータから受信した複数のＷＤＭチャネルを組み合わせることができる。そのため、複数のポート４１５上の出力は、定義済みの複数のチャネルからの隣接するチャネルを有していてもよい。したがって、任意の複数の奇数チャネルを任意の複数の偶数チャネルと共に１つまたは２つ以上の出力ポート４１５を介してＲＯＡＤＭノードから同時に送信し、それによって、内部でのスイッチング用に「奇数」と「偶数」との拘束が使用された場合でも、ＲＯＡＤＭノードが利用可能なスペクトルを完全に利用できるようにすることができる。さらに、前述のように、複数のトランスポンダによって複数の信号が挿入されている各チャネルは、任意の出力ポートに切り換えることができるので、ＲＯＡＤＭノードはカラーレスとディレクションレスの特性を維持することができる。

ステップ８２２において、複数の信号を対応するチャネル上を送信することができる。たとえば、複数のＷＳＳ４１２によって組み合わされている複数の信号を対応する複数の出力ポート４１５から出力することができる。

ただし、図４を参照して前述した典型的な実施形態のＲＯＡＤＭノードシステム／装置４００によれば、複数の光カプラが光マルチプレクサの代わりに複数のトランスポンダアグリゲータで使用されても、挿入された複数の信号のチャネル間クロストーク、特に、隣接するチャネル間のクロストークは、挿入された複数の信号用の複数の光マルチプレクサを使用しているＲＯＡＤＭノードで見られるチャネル間クロストークとほぼ同じレベル（またはそれ以下）に減少する。さらに、前述の波長結合の拘束条件によって、隣接するチャネル間のクロストークがトランスポンダアグリゲータ内で発生することがないことが保証される。さらに、前述のように、複数の他のチャネルからのクロストークをさらに減少させるように複数の光インターリーバを利用することができる。本原理の態様の１つの際だった利点は、チャネル間クロストークの緩和スキームが内部スイッチングの目的に適用されてきたが、ＲＯＡＤＭノードはＷＤＭネットワーク上での送信に利用可能なスペクトルを完全に利用することができることである。これらの利点は、大規模なファイバスイッチや高ポートカウントＷＳＳなどの追加のコストのかかるハードウェアなしに達成することができる。

ただし、本明細書で説明した実施形態は、ハードウェア構成要素だけ、またはハードウェアとソフトウェアの構成要素とで構成してもよい。好ましい実施形態では、本発明は、ファームウエア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を有する、しかしこれらには限定されないハードウェアとソフトウェアで実装されている。

実施形態は、コンピュータまたは任意の命令実行装置によってまたはそれらと共に使用されるプログラムコードを提供するコンピュータが使用可能なまたはコンピュータが読み取り可能な媒体からアクセス可能なコンピュータプログラム製品を有していてもよい。コンピュータが使用可能なまたはコンピュータが読み取り可能な媒体には、命令実行装置によってまたはそれと共に使用されるプログラムを保存する任意の装置が含まれる。媒体は、磁気、光学、電子、または半導体装置とすることができる。媒体は、半導体メモリ、磁気テープ、取り外し可能なコンピュータディスケット（登録商標）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、非柔軟磁気ディスク、光学ディスク等のコンピュータが読み取り可能な保存媒体を有していてもよい。

プログラムコードの保存と実行の少なくとも一方に適しているデータ処理装置は、システムバスを通して複数のメモリ素子に直接的にまたは間接的に結合されている少なくとも１つのプロセッサを有していてもよい。複数のメモリ素子はプログラムコードの実際の実行時に採用されるローカルメモリ、バルクストレージ、および実行時にバルクストレージからコードを検索する回数を減少させるように少なくとも何らかのプログラムコードの一時的な保存場所を提供するキャッシュメモリを有することができる。入力／出力装置つまりＩ／Ｏ装置（キーボード、ディスプレイ、ポインティングデバイス等を含むがこれらには限定されない）が直接的にまたは介在するＩ／Ｏコントローラを通して本装置に結合されていてもよい。

本データ処理装置を、介在する私的なまたは公的なネットワークを通して他のデータ処理装置、遠隔プリンタ、またはストレージ装置に結合できるように、ネットワークアダプタも、本装置に結合されていてもよい。モデム、ケーブルモデム、およびイーサネットカードは現在利用可能な種類のネットワークアダプタのいくつかに過ぎない。

装置と方法の好ましい複数の実施形態（実例を示すことを目的とし、限定を意図していない）を説明したが、上記教えに鑑み、当業者は修正と変形を行うことができる。そのため、添付の特許請求の範囲で概説したような本発明の範囲内で、開示されている特定の実施形態を変更することができる。本発明の態様を特許法が要求する詳細さと具体性とを備えて説明したが、請求し特許状による保護を要望する内容を添付の請求項に記述している。

Claims (20)

1. 再構成可能光分岐−挿入マルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノードに実装される波長分割多重（ＷＤＭ）ネットワーク内での複数の信号を管理する方法であって、
   トランスポンダアグリゲータ内の複数のトランスポンダを介して、定義済みの複数のチャネルに信号を挿入し、
   前記ＲＯＡＤＭノード内でのスイッチングのために、隣接する複数のチャネル上の信号を結合しないように結合を拘束して、前記定義済みの複数のチャネルの第１の部分集合上に挿入された複数の信号を結合し、
   前記ＲＯＡＤＭノード内でのスイッチングのために、前記定義済みの複数のチャネルの第２の部分集合が、前記定義済みの複数のチャネルの前記第１の部分集合内のチャネルに隣接する少なくとも１つのチャネルを有するように、前記定義済みの複数のチャネルの前記第２の部分集合上に挿入された複数の信号を結合し、
   前記チャネルの対応する前記部分集合上に前記複数の信号を送信する、
   方法。
2. 組み合わされた複数の信号が隣接する複数のチャネル上の信号を有するように、前記挿入された複数の信号の少なくとも部分集合を組み合わせ、前記組み合わされた複数の信号を送信する、請求項１に記載の方法。
3. 前記挿入された複数のチャネルの前記第２の部分集合上に挿入された複数の信号の結合は、隣接する複数のチャネル上の信号を結合しないように拘束されている、請求項１に記載の方法。
4. 前記定義済みの複数のチャネルの前記第１および第２の部分集合は相互に排他的な複数のチャネルである、請求項１に記載の方法。
5. 前記ネットワーク上での送信の前に、前記複数のチャネルの前記第１および第２の部分集合上に挿入された複数の信号をインターリーブし、前記インターリーブされた複数の信号が、隣接する複数のチャネル上の複数の信号を有するようにする、請求項１に記載の方法。
6. 前記定義済みの複数のチャネルの前記第１の部分集合上に挿入された複数の信号の結合は、カプラ内で実施され、
   前記インターリーブは、前記カプラが結合しないように拘束されている複数のチャンネルがフィルタリングされるように、前記カプラからの複数の信号をフィルタリングする、
   請求項５に記載の方法。
7. 前記複数のトランスポンダは、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）信号上の信号を複数挿入する、請求項１に記載の方法。
8. 前記複数のトランスポンダは、前記定義済みの複数のチャネルに対してカラーレスアクセスを行う、請求項６に記載の方法。
9. 前記複数のトランスポンダは、前記ＲＯＡＤＭノードの複数の出力ポートに対してディレクションレスアクセスを行う、請求項６に記載の方法。
10. 波長分割多重（ＷＤＭ）ネットワーク内で複数の信号を管理する再構成可能光分岐−挿入マルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノードシステムであって、
    複数の信号を定義済みの複数のチャネルに挿入するように構成されている複数のトランスポンダをそれぞれ有する複数のトランスポンダアグリゲータと、
    前記ＲＯＡＤＭノード内でのスイッチングのために、隣接する前記定義済みの複数のチャネル上に挿入された複数の信号を結合しないように結合を拘束して、前記定義済みの複数のチャネルの第１の部分集合上に挿入された複数の信号を結合するように構成されている第１の光カプラと、
    前記ＲＯＡＤＭノード内でのスイッチングのために、前記定義済みの複数のチャネルの第２の部分集合が、前記定義済みの複数のチャネルの前記第１の部分集合内のチャネルに隣接する少なくとも１つのチャネルを有するように、前記定義済みの複数のチャネルの前記第２の部分集合上に挿入された複数の信号を結合するように構成されている第２の光カプラと、
    を有する、装置。
11. 複数の波長選択スイッチ（ＷＳＳｓ）をさらに有し、
    前記複数のＷＳＳの各波長選択スイッチ（ＷＳＳ）は、異なる出力ポートに対応しており、前記複数のトランスポンダアグリゲータの少なくとも部分集合から受信した複数の信号を組み合わせるように構成されており、
    前記組み合わされた信号は前記ＲＯＡＤＭノードから送信され、前記定義済みの複数のチャネルの隣接するチャネル上の複数の信号を有している、
    請求項１０に記載のシステム。
12. 前記第２の光カプラは、隣接する複数のチャネル上に挿入された複数の信号を結合しないように拘束されている、請求項１０に記載のシステム。
13. 前記定義済みの複数のチャネルの前記第１および第２の部分集合は相互に排他的な複数のチャネルである、請求項１０に記載のシステム。
14. 前記トランスポンダアグリゲータはそれぞれ、前記ネットワーク上での送信の前に、前記複数のチャネルの前記第１および第２の部分集合上に挿入された前記複数の信号をインターリーブして、前記インターリーブされた複数の信号が隣接する複数のチャネル上の複数の信号を有するように構成されている光インターリーバをさらに有する、請求項１０に記載のシステム。
15. 前記インターリーバは、前記第１の光カプラが結合しないように拘束されている複数のチャンネルがフィルタリングされるように、前記第１の光カプラからの複数の信号をフィルタリングするようにさらに構成されている、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記複数のトランスポンダは、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）信号上の複数の信号を挿入する、請求項１４に記載のシステム。
17. 前記光インターリーバは、ＤＷＤＭチャネル間隔と同じ自由スペクトル範囲を有している、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記複数のトランスポンダは、前記定義済みの複数のチャネルに対してカラーレスアクセスを行う、請求項１０に記載のシステム。
19. 前記複数のトランスポンダは、前記ＲＯＡＤＭノードの複数の出力ポートに対してディレクションレスアクセスを行う、請求項１０に記載のシステム。
20. 波長分割多重（ＷＤＭ）ネットワーク内で複数の信号を管理する再構成可能光分岐−挿入マルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノードで使用されるトランスポンダアグリゲータ装置であって、
    複数の信号を定義済みの複数のチャネルに挿入するように構成されている複数のトランスポンダと、
    前記ＲＯＡＤＭノード内でのスイッチングのために、隣接する前記定義済みの複数のチャネル上に挿入された複数の信号を結合しないように結合を拘束して、前記定義済みの複数のチャネルの第１の部分集合上に挿入された複数の信号を結合するように構成されている第１の光カプラと、
    前記ＲＯＡＤＭノード内でのスイッチングのために、前記定義済みの複数のチャネルの第２の部分集合が、前記定義済みの複数のチャネルの前記第１の部分集合内のチャネルに隣接する少なくとも１つのチャネルを有するように、前記定義済みの複数のチャネルの前記第２の部分集合上に挿入された複数の信号を結合するように構成されている第２の光カプラと、
    前記ネットワーク上での送信の前に、前記複数のチャネルの前記第１および第２の部分集合上に挿入された前記複数の信号をインターリーブして、前記インターリーブされた複数の信号が隣接する複数のチャネル上の複数の信号を有するようにするように構成されている光インターリーバと、
    を有する、トランスポンダアグリゲータ装置。

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