JP2016541147A - 光フレックスグリッドネットワーク内での光信号切り替え方法 - Google Patents

Abstract

光フレックスグリッドネットワーク内で光信号を切り替える方法が提案される。光ノードの入力ポートにおいて、グリッドの第１のスペクトルスロットへの第１の光信号の割り振りがアサートされると共に、ノードにおいて、第１の光信号が切り替えられて向かうべきノードの出力ポートがアサートされる。ノードの入力ポートにおいて、第２の隣接するスペクトルスロットの割り振りステータスが決定される。少なくとも前記第１スペクトルスロットのスペクトルスライスを含む、連続フィルタ関数を介して、フレックスグリッドＷＳＳにより、ノードにおいて、入力ポートから出力ポートへと、少なくとも第１の信号の切り替えを要求する、制御命令が生成される。フィルタ関数には、決定された割り振りステータスに依存して、第２のスペクトルスロットの１つまたは複数のスペクトルスライスが含まれる。

Description

本発明は、１つまたは複数の光信号を、光フレックスグリッドネットワーク内で切り替える方法に関する。より詳細には、本発明は、光信号を光フレックスグリッドネットワーク内で切り替えるための方法、ネットワークコントローラ、ネットワークノード、およびネットワークに関する。

メッシュネットワークの形を取る光ネットワークでは、１つまたは複数の光リンクを伝う光信号を、固定光グリッドのスペクトルスロットに割り振る手法がよく知られている。このような固定光グリッドでは、各光信号が、固定された所定の帯域幅のスペクトルスロット内で送信されてよく、このとき、全てのスペクトルスロットが同一の帯域幅を持つ。特定のスペクトルスロットに割り当てられた光信号の送信帯域幅は、この光信号が、光接続に沿う１つまたは複数の光リンク（通常、光ライトパス（ｏｐｔｉｃａｌ ｌｉｇｈｔ−ｐａｔｈ）と呼ばれる）を介した、送信ノードから受信ノードへの送信中に被る、信号劣化に依存する。

ネットワークノードにおける、特定のスペクトルスロットに割り振られた光信号の着信リンクから送出リンクへの切り替えに関しては、固定光グリッドのスペクトルスロットの帯域幅に対応する切り替え粒度を持つ、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）の使用が一般的な技術となる。詳述すると、このような固定グリッドＷＳＳデバイスは、それぞれの固定スペクトルスロットの光信号に対し、固定光グリッドのスペクトルスロットの固定帯域幅に対応する個別のフィルタ関数を適用する。たとえ、２つの隣接するスペクトルスロットに割り振られた２つの光信号が、同一の固定グリッドＷＳＳデバイスによって切り替えられて、同一の送出リンクへと向かうべきものであったとしても、このようなスペクトルスロット幅の個別のフィルタ関数を、それぞれの光信号に対して適用するようにしか、固定グリッドＷＳＳデバイスに指示できない。

メッシュネットワーク全体を通しての送信中に、光信号が被るおそれのある劣化の一種は、光信号に適用されるフィルタ関数の振幅が、それぞれのスペクトルスロット内の全波長に対して一定の振幅レベルではないために、固定グリッドＷＳＳデバイスによって適用されたこのようなフィルタ関数が光信号の特に側波帯を劣化させかねない、という事実によって生じる。よって、光パスを伝う光信号の切り替えにフィルタ関数を適用するＷＳＳデバイスの数が増加するほど、光信号が被る信号劣化も大きくなる。光信号は、前方誤り訂正（ＦＥＣ）を用いて符号化されたデータを搬送することもあるが、このＦＥＣでは、送信およびフィルタリングされた光信号が被る、あらゆる度合いの信号劣化に対策することができない。

したがって、固定グリッドＷＳＳデバイスによって適用されるフィルタ関数は、光固定グリッドネットワークにおいて、光信号が通過し得るネットワークノードの数を制限する。

光フレックスグリッドネットワーク内で光信号を切り替える方法が提案される。光信号が、それぞれの光リンクに関し、光フレックスグリッドのスペクトルスロットに割り振られる。

ネットワークの光ノードが、それらの入力ポートに接続された着信リンクからそれらの出力ポートに接続された送出リンクへの光信号の切り替えを、１つまたは複数のフレックスグリッドＷＳＳデバイスを使用して実行する。ＷＳＳデバイスは、切り替えのためのフィルタ関数を提供するよう動作可能な、フレックスグリッドＷＳＳデバイスであり、このとき、フィルタ関数は、スライス粒度である。光フレックスグリッドのスペクトルスロットは、整数個のスペクトルスライスから構成される。光フレックスグリッドとは、異なるスペクトルスロットがそれぞれ異なる波長帯域幅を持つことができ、全てのスペクトルスロットがスライス粒度となる光グリッドであって、その中では、全てのスライスが同一の波長帯域幅を持つ。換言すると、各スペクトルスロットは、それぞれ整数個のスペクトルスライスから構成される。

本方法には、光ノードの入力ポートにおける、光フレックスグリッドの第１のスペクトルスロットへの光信号の割り振りをアサートまたは決定するステップが含まれる。更に、本方法には、この光信号について、それが切り替えられて向かうべき、光ノードの出力ポートをアサートまたは決定するステップが含まれる。

第１のスペクトルスロットに隣接した、第２の隣接するスペクトルスロットの可能な割り振りステータスが、光ノードの入力ポートのために決定される。

最後に、切り替え要求を示す制御命令が生成される。この切り替え要求は、連続フィルタ関数を介して、フレックスグリッドＷＳＳデバイスを使用して、ノードにおいて、入力ポートから出力ポートへと、少なくとも第１の信号の切り替えをするための要求であり、このとき、この連続フィルタ関数には、少なくとも第１スペクトルスロットのスペクトルスライスが含まれる。更に、連続フィルタ関数には、少なくとも決定された割り振りステータスに依存して、第２のスペクトルスロットの１つまたは複数のスペクトルスライスが含まれる。

第１の実施形態によれば、本方法には、更なるステップが含まれる。このステップでは、光ノードにおいて、入力ポートから出力ポートへと、第２の光信号を切り替えるべきかどうかが決定される。入力ポートにおいて、第２の光信号が第２のスペクトルスロットに割り振られており、光ノードにおいて、この第２の光信号を、入力ポートから出力ポートへと切り替えるべきと決定された場合、第１のスペクトルスロットのスペクトルスライスおよび第２のスペクトルスロットのスペクトルスライスを含む、連続フィルタ関数を介して、フレックスグリッドＷＳＳデバイスにより、入力ポートから出力ポートへと、第１の信号および第２の信号を切り替えることを、切り替え要求が示すように、制御命令が生成される。

第２の実施形態によれば、本方法には、更なるステップが含まれ、このステップでは、入力ポートにおいて、第２の光信号が、第２のスペクトルスロットに割り振られていないと決定された場合、第１のスペクトルスロットのスペクトルスライスおよび第２のスペクトルスロットの１つまたは複数のスペクトルスライスを含む、連続フィルタ関数を介して、フレックスグリッドＷＳＳにより、入力ポートから出力ポートへと、第１の信号を切り替えることを、切り替え要求が示すように、制御命令が生成される。

更に、第１および／または第２の実施形態による方法のステップを実行するように動作可能な、ネットワークコントローラが提案される。

更に、第１および／または第２の実施形態による方法のステップを実行するように動作可能な、光ネットワークノードが提案される。

更に、提案されるネットワークコントローラを含む、光フレックスグリッドネットワークが提案される。

更に、提案されるネットワークノードを含む、光フレックスグリッドネットワークが提案される。

光メッシュネットワークを示す図である。 提案する光ネットワークノードを示す図である。 光グリッドを示す図である。 固定光グリッドのスペクトルスロットに割り振られた光信号に適用するフィルタ関数を示す図である。 光信号に適用する別のフィルタ関数を示す図である。 光信号に適用する別のフィルタ関数を示す図である。 光信号に適用する別のフィルタ関数を示す図である。 第１の実施形態による、フレックスグリッドＷＳＳデバイスの連続フィルタ関数を示す図である。 提案するネットワークコントローラを示す図である。 光グリッドのスペクトルスロットを示す図である。 光グリッドのスペクトルスロットに適用するフィルタ関数を示す図である。 第２の実施形態による、フレックスグリッドＷＳＳデバイスの連続フィルタ関数を示す図である。 異なる数のスペクトルスライスを含む異なるフィルタ関数を示す図である。 異なる光パスへのスペクトルスロットの割り振りを示す図である。 例示的光ネットワークにおける光パスを示す図である。 使用可能送信帯域幅の中心周波数をシフトし得る周波数オフセットを示す図である。 得られる使用可能送信帯域幅を示す図である。 第１の実施形態による方法を適用しない場合に達成されるビット誤り率と、第１の実施形態による方法を適用する場合に達成されるビット誤り率とを示す図である。 第１および第２の実施形態による方法を適用しない場合に達成されるビット誤り率と、第１および第２の実施形態による方法を適用する場合に達成されるビット誤り率とを示す図である。 スペクトルスロットの波長端でフィルタリングを実行するＷＳＳデバイス数に応じて得られる帯域幅値を示す図である。 中心周波数のシフトを導出するステップを示す図である。 ４つの有限インパルス応答フィルタを有するバタフライフィルタを示す図である。 離散スペクトルＨ_１（Ω_ｓ）の例Ｈを示す図である。

図１は、メッシュネットワークＭＮを示す図である。メッシュネットワークＭＮ内では、別々の光ネットワークノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４が、別々の光リンク（例えば、光リンクＯＬ１２や光リンクＯＬ２１など）によって接続されている。図１において、光リンクの送信方向は、それぞれの送信方向を指し示す、別々の矢印によって表されている。

ノードＮ１およびＮ３はアドドロップ多重化ノードとし、ノードＮ２およびＮ４はクロスコネクトノードとするのが好ましい。本明細書で提案する後述のネットワークノードは、アドドロップ多重化ノードまたはクロスコネクトノードとなり得る。

あるノード（例えば、ノードＮ１）から別のノード（例えば、ノードＮ３）へと至る光接続は、ノードＮ１からノードＮ２までは指標１２が付された光リンクを経由し、ノードＮ２からノードＮ３に至るまでは指標２３が付された光リンクを経由するように、特定のスペクトルスロット内を進む、いわゆる「光パス」によって確立されてよい。ノードＮ１において送信され、指標１３および指標２３を有するリンクに沿ってノードＮ３へと向かう光信号は、その波長がノードＮ２で変化することはないものの、そのノードＮ２において、指標１２を持つ着信リンクから指標２３を持つ送出リンクへと、ノードＮ３に向けて、切り替えがなされるものと考えられよう。

図２は、提案するネットワークノードＮＮを示す図である。ここでのネットワークノードＮＮは、受信機ＲＸと送信機ＴＸを含む、アドドロップ多重化ノードである。ノードＮＮが光クロスコネクトノードの場合、ノードＮＮには受信機ＲＸまたは送信機ＴＸが含まない。

ノードＮＮは、それ自体の入力ポートＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３を介して、それぞれの着信リンクＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３へと接続される。入力ポートＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３は、それぞれの多重分離デバイスＤ１、Ｄ２、Ｄ３が持つ、それぞれの入力ポートＩＤ１、ＩＤ２、ＩＤ３へと接続される。提案するネットワークノードＮＮの多重分離デバイスＤ１、Ｄ２、Ｄ３は、フレックスグリッドＷＳＳデバイスとなる。

ある光信号が、着信リンクＩＬ１から送出リンクＯＬ２へと切り替えられる例について、以下で説明する。入力ポートＩＰ１（着信リンクＩＬ１に接続）から出力ポートＯＰ２（送出リンクＯＬ２に接続）へと、光信号を切り替えるために、多重分離デバイスＤ１は、着信リンクＩＬ１に関して、それぞれのスペクトルスロットに割り振られた光信号に対し、１つまたは複数のフィルタ関数を適用する。詳述すると、フレックスグリッドＷＳＳデバイスＤ１は、リンクＩＬ１に関して、それ自体の入力ポートＩＤ１と、それ自体の出力ポートＯＤ３との間で、光信号に、光信号が割り振られるスペクトルスロットに対する通過帯域を有するフィルタ関数を適用する。このフィルタ関数により、ポートＩＤ１からポートＯＤ３へと、光信号を送信することが可能となる。このポートＯＤ３は、多重化デバイスＭ２を経由して、間接的に、出力ポートＯＰ２へと接続されている。このポートＯＰ２には、送出リンクＯＬ２が接続されている。換言すると、ノードＮＮは、フィルタ関数を提供するフレックスグリッドＷＳＳデバイスＤ１を用いて、入力ポートＩＰ１（着信リンクＩＬ１に接続）から出力ポートＯＰ２（送出リンクＯＬ２に接続）へと、光信号の切り替えを行う、ということである。

図３ａは、フレキシブルな光グリッドＯＧ（代わりに、光フレックスグリッドと呼称する）を示す図である。光波長ＯＷについて、光フレックスグリッドＯＧには、隣接するスペクトルスロットＳＬ１、…、ＳＬｎが含まれる。１つのスペクトルスロットは、例えば、５０ＧＨｚの帯域幅を持つ。図３ａでは、全てのスペクトルスロットＳＬ１、…、ＳＬｎが、同一の帯域幅を持つように示されているが、これは例示に過ぎない。光グリッドＯＧはフレックス光グリッドであるため、スペクトルスロットが異なれば、その帯域幅も異なっていてよい。光フレックスグリッドのスペクトルスロットは、それぞれが整数個のスペクトルスライスから構成される。光フレックスグリッドＯＧでは、別個のスペクトルスロットがスライス粒度となり、全てのスライスは、同一の波長帯域幅を持つ。

図３ｂでは、図２に示したノードＮＮの入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと、スペクトルスロットＳＬ３に割り振られた光信号の切り替えがなされるものと仮定する。この例において、入力ポートＩＰ１では、スロットＳＬ４に割り振られた光信号も存在している。スロットＳＬ４に割り振られた信号も、ポートＩＰ１からポートＯＰ２へと切り替えられるものと仮定する。

図３ｂは、光波長ＯＬ上のスロットＳＬ３およびＳＬ４を示す拡大図である。図３ｂは更に、フィルタ関数ＦＦ３およびＦＦ４も示しており、これらの関数は、固定グリッドＷＳＳデバイスが、光信号のフィルタリングを実行する場合に、適用され得るものである。このような、固定グリッドＷＳＳデバイスによって使用されるフィルタ関数ＦＦ３およびＦＦ４は、図３ａに示した個別のスペクトルスロットＳＬ３およびＳＬ４に適用される、個別のフィルタ関数フィルタ関数であって、そのために、フィルタ関数ＦＦ３とＦＦ４の間には、フィルタノッチＦＮが現れることになる。このフィルタノッチにより、信号劣化の生じるおそれがある。信号劣化については、図３ｃ、図３ｄ、および図３ｅに関連して、以下でより詳細に説明する。

図３ｃは、波長ＷＬのフィルタ関数ＦＦ３を再度示した図である。フィルタ関数ＦＦ３は、例えば、−３ｄＢのフィルタレベルＦＬを持ち、このフィルタレベルＦＬにより、使用可能帯域幅ＵＢＷが定義される。フィルタリングにより得られた信号は、この使用可能帯域幅ＵＢＷの中で送信可能であり、フィルタ関数ＦＦ３を通過することができる。光信号が、ある光ノードにおけるフィルタ関数ＦＦ３だけでなく、別の光ノードにおける別のＷＳＳの別のフィルタ関数ＦＦＸ（フィルタ関数ＦＦ３に類似または同様の、図３ｄに示すもの）も通過する場合、結果として得られるフィルタ関数ＲＦＦ（図３ｅに示すもの）は、結果的使用可能帯域幅ＲＵＢＷを持つことになる。この帯域幅ＲＵＢＷ（光信号は、この帯域幅の中で、光パスに沿ってＷＳＳデバイスのフィルタを通過し得る）は、フィルタ関数ＦＦ３の使用可能帯域幅ＵＢＷと、よって光パスの始まりとなる送信側で初期に送信可能な帯域幅にも関連して、低減する。したがって、フィルタ関数を介した光信号の切り替えのために、ＷＳＳデバイスを用いた光フィルタリングを実行する光ノードの数が増加するほど、信号劣化も一層強力なものとなる。

第１の実施形態によれば、図２に示したノードＮＮの入力ポートＩＰ１において、図３ａに示した光グリッドＯＧのスペクトルスロットＳＬ３に対する、光信号の割り振りをアサートまたは決定することが提案される。更に、このスペクトルスロットＳＬ３に割り振られた光信号について、ノードＮＮ内で、その光信号が切り替えられて向かうべき出力ポートがアサートまたは決定される（ここでは、図２に示したノードＮＮのポートＯＰ２となる）。

更に、入力ポートＩＰ１において、別の光信号が第２の隣接するスペクトルスロット（スロットＳＬ４など）に割り振られているかどうかが決定される。そのうえ更に、スロットＳＬ４の光信号を、図２に示したノードＮＮの入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと切り替えるべきかどうかも決定される。

入力ポートＩＰ１において、別の光信号が第２の隣接するスペクトルスロットＳＬ４に割り振られており、スロットＳＦ４の第２の光出力信号を、ノードＮＮのポートＩＰ１からポートＯＰ２へと切り替えるべき場合には、制御命令が生成される。この制御命令は、図３ｆに示す連続フィルタ関数ＣＦＦの適用を、ＷＳＳ Ｄ１に要求する。連続フィルタ関数ＣＦＦには、第１のスペクトルスロットＳＬ３のスペクトルスライスＳ１、…、Ｓ４、および第２のスペクトルスロットＳＬ４のスペクトルスライスＳＬ５、ＳＬ８が含まれる。この例では、スロットＳＬ３、ＳＬ４の各々が、４つのスライスＳ１、…、Ｓ４、またはＳ５、…、Ｓ８で構成され、１つのスライスの帯域幅は、例えば、１２．５ＧＨｚとなる。

提案する方法の利点は、スロットＳＬ３およびＳＬ４に割り振られた光信号が、図２に示したノードＮＮが持つ、同一の入力ポートＩＰ１から同一の出力ポートＯＰ２へと切り替えられるという事実により、図２のフレックスグリッドＷＳＳ多重分離デバイスＤ１が、提案する方法に従って、連続フィルタ関数ＣＦＦを適用するように命令されるということである。このフィルタ関数ＣＦＦは、スロットＳＬ３のスライスＳ１、…、Ｓ４、および隣接スロットＳＬ４のスライスＳ５、…、Ｓ８を含む、連続フィルタ関数である。合成して得られたフィルタ関数ＣＦＦは、スロットＳＬ３とＳＬ４の間に内側領域ＩＲを持つため、この内側領域には、スロットＳＬ３またはＳＬ４に割り振られた信号を劣化させ得るフィルタノッチが存在しない。これは図３ｄに示したフィルタノッチＦＮとは対照的である。このように、本明細書で提案する方法により、スロットＳＬ３およびＳＬ４に割り振られた信号が被る信号劣化を抑えたフィルタリング（例えば、図３ｄに示したフィルタリング関数ＣＦＦによるフィルタリング）が達成される。その結果、光信号が光パス沿いに通過することのできるネットワークノード数が増加し得る。したがって、スペクトルスロットＳＬ３およびＳＬ４に割り振られた光信号を切り替えるための連続フィルタ関数は、先行技術から知られているソリューションよりも信号劣化が少ない、結合フィルタ関数または結合チャネルを形成する。

第１の実施形態により提案する方法が持つ、提案する種々のステップは、本明細書で提案する２つの異なる手段で、様々なデバイスによって実行されてよい。

第１の実施形態により提案する種々のステップを実行する、本明細書で提案する第１の手段によれば、図２のネットワークノードＮＮには、制御ユニットＣＵが含まれる。この制御ユニットＣＵは、ノードＮＮの入力ポートＩＰ１、…、ＩＰ３、またはＷＳＳデバイスＤ１、…、Ｄ３の入力ポートＩＤ２、…、ＩＤ３に対し、内部接続されることが好ましい。制御ユニットＣＵは更に、データインタフェースＤＩＦに接続される。接続ユニットＣＵは、このデータインタフェースＤＩＦを介して、ネットワークのネットワークコントローラから、切り替え要求を受信する。図２のノードＮＮが持つ制御ユニットＣＵにおいて受信される切り替え要求には、ポートＩＰ１とポートＯＰ２の間に形成される光パスの仮想パスＩＤと、図３ｄに例示したフィルタ関数ＣＦＦを形成する最下スペクトルスライスＳ１および最上スペクトルスライスＳ８とが、好ましくはともに含まれ得る。ネットワークノードＮＮにメモリデバイスＭＤ１が含まれ、このメモリデバイスＭＤ１が内部データバスＩＤＢ１を介して、制御ユニットＣＵおよびデータインタフェースＤＩＦに接続されることが好ましい。制御ユニットＣＵが、第１の実施形態による方法が持つ種々のステップを、メモリデバイスＭＤ１と連携して実行すると、一層好ましいものとなる。

第１の実施形態の第１の手段によれば、制御ユニットＣＵによって受信された切り替え要求が、ノードＮＮがフレックスグリッドＷＳＳデバイス（デバイスＤ１など）を介して、入力ポート（ポートＩＰ１など）から出力ポート（ポートＯＰ２など）へと切り替えるべきは、どのスペクトルスロットの、どの光信号であるか、を示す。制御ユニットＣＵは、スペクトルスロットＳＬ３内の光信号の存在を検出することにより、ポートＩＰ１において、スロットＳＬ３への第１の光信号の割り振りをアサートする。制御ユニットＣＵは更に、それ自体が受信した制御命令を分析することにより、この光信号について、それが切り替えられて向かうべき出力ポートＯＰ２をアサートする。

更に、制御ユニットＣＵは、入力ポートＩＰ１において、第２の光信号が、隣接するスペクトルスロットＳＬ４に割り振られているかどうかを決定する。そのうえ更に、制御ユニットＣＵは、データインタフェースＤＩＦ経由でノードＮＮにおいて受信された切り替え命令を分析することにより、スロットＳＬ４の第２の光信号が、ノードＮＮの入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと、切り替えられるべきかどうかを決定する。

入力ポートＩＰ１において、第２の光信号が隣接するスペクトルスロットＳＬ４に割り振られており、スロットＳＬ４の第２の光信号が、同一の入力ポートＩＰ１から同一の出力ポートＯＰ２へと切り替えられるべきものでもある場合、制御ユニットＣＵは、ＷＳＳデバイスＤ１に向けた切り替え要求を含む、制御命令を生成する。この切り替え要求は、第１および第２の信号が、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと切り替えられるべきものである、ということを示す。詳述すると、この要求は、入力ポートＩＤ１と出力ポートＩＤ３の間の光信号に対し、連続フィルタ関数ＣＦＦ（スペクトルスロットＳＬ３のスペクトルスライスＳ１、…、Ｓ４、およびスペクトルスロットＳＬ４のスペクトルスライスＳＬ５、…、ＳＬ８が含まれる）を適用するために、ＷＳＳデバイスＤ１へと向けられる。

上記を要約すると、ネットワークノードＮＮは、以下の諸動作が可能ということである。
− 入力ポートＩＰ１において、第１のスペクトルスロットＳＬ３への第１の光信号の割り振りをアサートする。
− 第１の光信号について、それが切り替えられて向かうべき出力ポートＯＰ２をアサートする。
− 入力ポートＩＰ１において、第２の隣接するスペクトルスロットＳＬ４の可能な割り振りステータスを決定する。
− フレックスグリッドＷＳＳ Ｄ１が連続フィルタ関数（少なくとも第１のスペクトルスロットＳＬ３のスペクトルスライスが含まれる）により、少なくとも第１の信号を、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと切り替えるための切り替え要求を示す制御命令を生成する。このとき、連続フィルタ関数には、少なくとも決定された割り振りステータスに応じて、第２のスペクトルスロットＳＬ４のスペクトルスライスが、１つまたは複数含まれる。

より詳細には、ノードＮＮは、以下の動作が可能である。
− 第２の光信号が、入力ポートから出力ポートＯＰ２へと切り替えられるべきものかどうかを決定する。
− 入力ポートＩＰ１において、第２の光信号が第２の隣接するスペクトルスロットＳＬ４に割り振られており、この第２の光信号を、入力ポートから出力ポートＯＰ２へと切り替えるべきと決定された場合に、ＷＳＳが連続フィルタ関数（第１のスペクトルスロットＳＬ３のスペクトルスライス、および第２のスペクトルスロットＳＬ４のスペクトルスライスが含まれる）により、第１の信号および第２の信号を、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと切り替えることを、切り替え要求が示すように、制御命令を生成する。

このように、ノードＮＮは、決定された割り振りステータスに依存すると共に、決定された、第２の光信号の出力ポートにも依存して、制御命令を生成する。

制御ユニットＣＵは更に、フィルタ関数ＣＦＦの帯域幅を示す、フィルタリング情報を生成し得る。次いで、このフィルタリング情報は、ネットワークノードＮＮにより、データインタフェースＤＩＦを経由して、ネットワークのネットワークコントローラへと送信される。その後、ネットワークコントローラは、このフィルタリング情報から、スロットＳＬ３およびＳＬ４に割り振られた信号が通過する光パス沿いのＷＳＳデバイスを使用し得る、ネットワークノードの数を導出することができる。

第１の実施形態の第２の手段によれば、図４に示すネットワークコントローラＮＣが、この第１の実施形態に向けて提案される、種々のステップを実行する。このネットワークコントローラは、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ（ＳＤＮ）であることが好ましい。

ネットワークコントローラＮＣには、データインタフェースＤＩが含まれる。ネットワークコントローラＮＣは、このデータインタフェースＤＩを介して、ネットワークのネットワークノードと通信する。

コントローラＮＣには、それ自体の中にデータベースＤＢを記憶する、メモリデバイスＭＤが更に含まれる。データベースＤＢは、ネットワークのネットワークトポロジ、および様々な光リンクに関連したスペクトルスロットへの光信号の割り振りについて、知識を持っている。ネットワークコントローラＮＣには、処理デバイスＰＤが更に含まれる。処理デバイスＰＤ、メモリデバイスＭＤ、およびデータインタフェースＤＩは、内部データバスＩＤＢを介して接続されている。以下に説明する、第１の実施形態の種々のステップを実行するために、ネットワークコントローラＮＣは、処理デバイスＰＤとメモリデバイスＭＤを、連携させて使用する。

ネットワークコントローラＮＣは、データベース情報ＤＢおよび処理デバイスＰＤを使用することにより、ノードＮＮの入力ポートＩＰ１において、スペクトルスロットＳＬ３への第１の光信号の割り振りをアサートまたは決定する。更に、ネットワークコントローラＮＣは、スロットＳＬ３の第１の光信号について、この光信号が切り替えられて向かうべき、ノードＮＮの出力ポートＯＰ２をアサートまたは決定する。

データベースＤＢ内に含まれる、ネットワークトポロジおよびスペクトルスロットへの光信号の割り振りに関する知識を使用することにより、ネットワークコントローラＮＣは、入力ポートＩＰ１において、第２の光信号が、隣接する第２のスペクトルスロットＳＬ４へと割り振られているかどうかを決定する。更に、コントローラＮＣは、この第２の光信号が、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと、切り替えられるべきものかどうかを決定する。入力ポートＩＰ１において、第２の光信号が隣接する第２のスペクトルスロットＳＬ４に割り振られており、この第２の光信号が、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと切り替えられるべきものでもあると決定された場合、ネットワークコントローラは、切り替え要求を含む、制御命令を生成する。この切り替え要求は、第１および第２の信号が、連続フィルタ関数ＣＦＦ（スペクトルスロットＳＬ３のスペクトルスライスＳ１、…、Ｓ４、およびスペクトルスロットＳＬ４のスペクトルスライスＳ５、…、Ｓ８が含まれる）の中で、フレックスグリッドＷＳＳデバイス（デバイスＤ１など）により、ノードＮＮにおいて、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと、切り替えられるべきものである、ということを示す。

ネットワークコントローラＮＣによって生成された制御命令は、次いで、データインタフェースＤＩを介して、関連ネットワークノードへと送信される。制御命令は、オープンフローメッセージとして送信されることが好ましい。ネットワークコントローラＮＣから制御命令を受信した関連ネットワークノードは、その後、それ自体のフレックスグリッドＷＳＳに向けた、制御情報を生成する（制御ユニットを使用することが好ましい）。この制御情報は、スペクトルスロットＳＬ３およびＳＬ４の光信号を、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと切り替えるために、これらのスロットＳＬ３およびＳＬ４に対し、図３ｆに示したような、スライスＳ１、…、Ｓ８を含むフィルタリング関数ＣＦＦを適用すべきである、ということを示す。

上記を要約すると、ネットワークコントローラＮＣは、以下の諸動作が可能ということである。
− 入力ポートＩＰ１において、第１のスペクトルスロットＳＬ３への第１の光信号の割り振りをアサートする。
− 第１の光信号について、それが切り替えられて向かうべき出力ポートＯＰ２をアサートする。
− 入力ポートＩＰ１において、第２の隣接するスペクトルスロットＳＬ４の可能な割り振りステータスを決定する。
− フレックスグリッドＷＳＳ Ｄ１が連続フィルタ関数（少なくとも第１のスペクトルスロットＳＬ３のスペクトルスライスが含まれる）により、少なくとも第１の信号を、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと切り替えるための切り替え要求を示す制御命令を生成する。このとき、連続フィルタ関数には、少なくとも決定された割り振りステータスに応じて、第２のスペクトルスロットＳＬ４のスペクトルスライスが、１つまたは複数含まれる。

より詳細には、コントローラＮＣは、以下の動作が可能である。
− 第２の光信号が、入力ポートから出力ポートＯＰ２へと切り替えられるべきものかどうかを決定する。
− 入力ポートＩＰ１において、第２の光信号が第２の隣接するスペクトルスロットＳＬ４に割り振られており、この第２の光信号を、入力ポートから出力ポートＯＰ２へと切り替えるべきと決定された場合に、ＷＳＳが連続フィルタ関数（第１のスペクトルスロットＳＬ３のスペクトルスライス、および第２のスペクトルスロットＳＬ４のスペクトルスライスが含まれる）により、第１の信号および第２の信号を、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと切り替えることを、切り替え要求が示すように、制御命令を生成する。

このように、コントローラＮＣは、決定された割り振りステータスに依存すると共に、決定された、第２の光信号の出力ポートにも依存して、制御命令を生成する。

第２の実施形態によれば、図２に示したノードＮＮの入力ポートＩＰ１において、図５ａに示す光グリッドＯＧのスペクトルスロットＳＬ３に対する、光信号の割り振りをアサートまたは決定することが提案される。更に、このスペクトルスロットＳＬ３に割り振られた光信号について、ノードＮＮ内で、その光信号が切り替えられて向かうべき出力ポートがアサートまたは決定される（ここでは、図２に示したノードＮＮのポートＯＰ２となる）。更に、入力ポートＩＰ１において、別の光信号が第２の隣接するスペクトルスロット（スロットＳＬ４など）に割り振られているかどうかが決定される。入力ポートにおいて、第２の光信号が、隣接するスペクトルスロットＳＬ４に割り振られていないと決定された場合、フレックスグリッドＷＳＳ Ｄ１が連続フィルタ関数（スペクトルスロットＳＬ３のスペクトルスライスと、第２のスペクトルスロットＳＬ４のスペクトルスライスの１つまたは複数とが含まれる）により、スロットＳＬ３に割り振られた信号を、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと切り替えることを、切り替え要求が示すように、制御命令が生成される。第２の実施形態によって達成される利点について、図５ａ、図５ｂ、図５ｃに関連して、以下でより詳細に説明する。

図５ａは、スペクトルスロットの可能な割り振りを示す図である。詳述すると、図５ａは、図２のポートＩＰ１において、光信号が割り振られているスロットＳＬ３と、図２の入力ポートＩＰ１において、光信号が割り振られていないスロットＳＬ５とを示している。

図５ｂは、スロットＳＬ３に割り振られた光信号を切り替えるために、固定グリッドＷＳＳデバイスによって適用される、従来のフィルタリングを示す図である。従来のフィルタリングによれば、フィルタリング関数ＦＦ３１がスロットＳＬ３に適用され、フィルタレベルＦＬ（例えば、−３ｄＢ）が、このフィルタリングから得られる、光データ通信用の使用可能帯域幅ＵＢＷを決定する。

図５ｃは、図２のノードＮＮ内のフレックスグリッドＷＳＳデバイスにより、スペクトルスロットＳＬ３を切り替えるために提案する、広幅化フィルタ関数ＦＦ３２を例示する図である。スライスＳ１、…、Ｓ５を含む広幅化フィルタ関数は、広幅化使用可能帯域幅ＢＵＢＷをもたらすものであり、したがって、信号劣化量の低減へとつながる。

第２の実施形態により提案する方法は、２つの異なる手段で実行されてよい。

提案するネットワークの第２の実施形態を実行する第１の手段によれば、ノードＮＮの制御ユニットＣＵが、図２のノードＮＮの入力ポートＩＰ１における光グリッド内で、図５ａの隣接するスペクトルスロットＳＬ４の可能な割り振りステータスを決定する。

この決定を実行するために、制御ユニットＣＵ、データインタフェースＤＩＦ、メモリデバイスＭＤ１、および内部データバスＩＤＢ１が、連携して動作可能である。

入力ポートにおいて、第２の光信号が、第２の隣接するスペクトルスロットＳＬ４に割り振られていないことが、スペクトルスロットＳＬ４における信号の存在を検出することによって決定された場合、制御ユニットＣＵは、切り替え要求を伴う制御命令を生成する。この要求は、スロットＳＬ３の信号を、フレックスグリッドＷＳＳ Ｄ１が、広幅化フィルタ関数（図５ｃのフィルタ関数ＦＦ３２など）としての連続フィルタ関数を介して、ノードＮＮにおける入力ポートから出力ポートへと、切り替えることを示す。広幅化フィルタ関数としての連続フィルタ関数ＦＦ３２には、スペクトルスロットＳＬ３のスペクトルスライスＳ１、…、Ｓ４、およびスロットＳＬ４の１つのスペクトルスライスＳ５において（このスライスは、スロットＳＬ３に直接隣接するものである）が含まれる。

フィルタ関数ＦＦ３２が、スペクトルスロットＳＬ４の更なるスペクトルスライスを含むことが好ましい。連続フィルタ関数ＦＦ３２が、フィルタ関数ＦＦ３２の十分な広幅化を可能にするだけの、スロットＳＬ４の隣接スペクトルスライスＳ５を、正確に１つだけ含むことができれば、一層好ましいものとなる。

制御ユニットＣＵによって生成された制御命令は、次いで、ノードＮＮのフレックスグリッドＷＳＳデバイス Ｄ１へと提供される。

図５ｂに示した、例えば−３ｄＢのフィルタレベルＦＬによって定義される使用可能帯域幅ＵＢＷを有する、先行技術によるフィルタ関数ＦＦ３２を、図５ｃに示した、例えば−３ｄＢのフィルタレベルＦＬによって定義される、フィルタ関数ＦＦ３２の広幅化使用可能帯域幅ＢＵＢＷと比較すれば、提案する方法の利点が明瞭となる。フィルタ関数ＦＦ３２の広幅化使用可能帯域幅ＢＵＢＷにより、スペクトルスロットＳＬ３内で光信号を送信するための使用可能帯域幅は、フィルタ関数ＦＦ３１の場合の、図５ｂの使用可能帯域幅ＵＢＤと比べ、拡張されたものとなり、よって、信号劣化量の低減が達成される。

図２におけるノードＮＮの制御ユニットＣＵは更に、データインタフェースＤＩＦを介してネットワークコントローラへと送信される情報メッセージ内に、情報データを生成する。この情報データは、スロットＳＬ３に割り振られた光信号を、図２のノードＮＮにおいて、ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと切り替えるために使用される、フィルタ関数ＦＦ３２の幅を示す。この情報データが、フィルタ関数ＦＦ３２を形成するスライスＳ１、…、Ｓ５の数および／または指標と、フィルタ関数ＦＦ３２が広幅化されたスロットＳＬ３の側波帯の表示とを、共に示すことが好ましい。あるいは、情報データは、広幅化使用可能帯域幅ＢＵＢＷと、この帯域幅ＢＵＢＷのより低いほうの周波数とより高いほうの周波数とを、共に示す。

次いで、このような情報を受信したネットワークコントローラは、送信ノードから受信ノードに至る、光信号の光パス沿いのポートＩＰ１において、スロットＳＬ３に割り振られている光信号が通過し得るネットワークノードの数を含む情報データを、情報メッセージから導出することができる。

上記を要約すると、ネットワークノードＮＮは、以下の諸動作が可能ということである。
− 入力ポートＩＰ１において、第１のスペクトルスロットＳＬ３への第１の光信号の割り振りをアサートする。
− 第１の光信号について、それが切り替えられて向かうべき出力ポートＯＰ２をアサートする。
− 入力ポートＩＰ１において、第２の隣接するスペクトルスロットＳＬ４の可能な割り振りステータスを決定する。
− フレックスグリッドＷＳＳ Ｄ１が連続フィルタ関数（少なくとも第１のスペクトルスロットＳＬ３のスペクトルスライスが含まれる）により、少なくとも第１の信号を、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと切り替えるための切り替え要求を示す制御命令を生成する。このとき、連続フィルタ関数には、少なくとも決定された割り振りステータスに応じて、第２のスペクトルスロットＳＬ４のスペクトルスライスが、１つまたは複数含まれる。

より詳細には、ノードＮＮは、入力ポートＩＰ１において、第２の光信号が第２の隣接するスペクトルスロットＳＬ４に割り振られていないと決定された場合、以下の動作が可能である。
− フレックスグリッドＷＳＳ Ｄ１が連続フィルタ関数ＣＦＦ（スペクトルスロットＳＬ３のスペクトルスライスと、第２のスペクトルスロットＳＬ４のスペクトルスライスの１つまたは複数とが含まれる）を介して、スロットＳＬ３の信号を、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと切り替えることを、切り替え要求が示すように、制御命令を生成する。

このように、ノードＮＮは、決定された割り振りステータスに依存して、制御命令を生成する。

第２の実施形態を実行するための第２の手段によれば、図４に示したネットワークコントローラＮＣと類似の構造を持つネットワークコントローラが提案される。コントローラＮＣは、図２に示したノードＮＮの入力ポートＩＰ１において、光グリッドの第２の隣接するスペクトルスロットＳＬ４についての可能な割り振りステータスを決定する。ネットワークコントローラＮＣは、この割り振りステータスを、トポロジ情報、およびメモリデバイスＭＤのデータベースＤＢに格納された割り振り情報から、処理デバイスＰＤと連携して導出する。

ネットワークコントローラＮＣが、入力ポートＩＰ１において、第２の光信号が、第２の隣接するスペクトルスロットＳＬ４に割り振られていないと決定した場合、ネットワークコントローラＮＣは、切り替え要求を含む制御命令を生成する。この切り替え要求は、図５ａのスペクトルスロットＳＬ３に割り振られた信号を、図５ｃの連続広幅化フィルタ関数ＦＦ３２内で、フレックスグリッドＷＳＳデバイスＤ１により、図２のノードＮＮにおいて、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと、切り替えるための要求を示す。フィルタ関数ＦＦ３２には、第２の実施形態を実行する第１の手段に関連して先に説明した、スペクトルスロットＳＬ３のスペクトルスライスＳ１、…、Ｓ４と、第２のスペクトルスロットＳＬ４のスペクトルスライスの１つまたは複数とが含まれる。

ネットワークコントローラＮＣによって生成された制御命令は、そのネットワークコントローラＮＣによって、データインタフェースＤＩを介して、関連ネットワークノードへ向けて送信される。次いで、この制御命令を受信した関連ネットワークノードは、そのフレックスグリッドＷＳＳデバイスのうちの１つに向けた制御情報を生成する。このことが、フレックスグリッドＷＳＳデバイスに、図５ｃに示すと共に上で予め説明した、連続フィルタ関数ＦＦ３２による、スロットＳＬ３に割り振られた光信号のフィルタリングを実行させることになる。

上記を要約すると、コントローラＮＣは、以下の諸動作が可能ということである。
− 入力ポートＩＰ１において、第１のスペクトルスロットＳＬ３への第１の光信号の割り振りをアサートする。
− 第１の光信号について、それが切り替えられて向かうべき出力ポートＯＰ２をアサートする。
− 入力ポートＩＰ１において、第２の隣接するスペクトルスロットＳＬ４の可能な割り振りステータスを決定する。
− フレックスグリッドＷＳＳ Ｄ１が連続フィルタ関数（少なくとも第１のスペクトルスロットＳＬ３のスペクトルスライスが含まれる）により、少なくとも第１の信号を、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと切り替えるための切り替え要求を示す制御命令を生成する。このとき、連続フィルタ関数には、少なくとも決定された割り振りステータスに応じて、第２のスペクトルスロットＳＬ４のスペクトルスライスが、１つまたは複数含まれる。

より詳細には、コントローラＮＣは、第２の光信号が、第２に割り振られていないと決定された場合、以下の動作が可能である。
− フレックスグリッドＷＳＳ Ｄ１が連続フィルタ関数ＣＦＦ（スペクトルスロットＳＬ３のスペクトルスライスと、第２のスペクトルスロットＳＬ４のスペクトルスライスの１つまたは複数とが含まれる）を介して、スロットＳＬ３の信号を、入力ポートＩＰ１から出力ポートＯＰ２へと切り替えることを、切り替え要求が示すように、制御命令を生成する。

このように、コントローラＮＣは、決定された割り振りステータスに依存して、制御命令を生成する。

第１および／または第２の実施形態により、異なる利点も達成され得る。信号劣化量が抑えられるため、スロットＳＬ３および／またはＳＬ４内での光信号の送信に、より高い利用可能帯域幅が使用され得る。これにより、帯域幅制限に起因する不利益も抑えられる。更に、ネットワーク内で通過することのできる光ノードの数も増加し得る。そのうえ更に、このことは、ネットワークのメッシュ化の程度を、より高度化させることにもつながる。

信号劣化量が抑えられるため、スロットＳＬ３に割り振られた光信号を変調するためのシンボルレートを、より高めることができる。このような高いシンボルレートは、ＦＥＣオーバヘッド量をより高めるため、および／または正味データレートをより高めるために使用され得る。

本明細書で提案する方法の両実施形態は、図３ａまたは図５ａに示した、スペクトルスロットＳＬ３に割り振られた光信号が、図３ｃのフィルタ関数ＦＦ３や図５ｂのフィルタ関数ＦＦ３１などのフィルタ関数によってのみフィルタリングされることにはならない（このとき、これらのフィルタ関数は、スペクトルスロットＳＬ３と、よってスペクトルスロットＳＬ３の中心周波数に等しい中心周波数とに関して、対称的なものである）、という共通点を持つ。図３ｄのフィルタ関数ＣＦＦや図５ｃのフィルタ関数ＦＦ３２などのフィルタリング関数によるフィルタリングにより、スペクトルスロットＳＬ３に関して非対称的なフィルタ関数を用いた光信号のフィルタリングが発生する。よって、図３ｄのフィルタ関数ＣＦＦまたは図５ｃのフィルタ関数ＦＦ３２によって実行される、提案するフィルタリングは、スロットＳＬ３についての使用可能送信帯域幅の中心周波数を変化させることになる。スロットＳＬ３に割り振られた光信号を介したデータ送信を改善するという目的のため、光信号の中心周波数のシフトが、好ましくは、送信側での中心周波数を変化させてスロットＳＬ３に割り振られた被送信光信号の対称的スペクトルを達成するために、送信側および／または受信側において、考慮されてよい。このように、第１および第２の実施形態において提案する両概念には、２つの実施形態の方法のどちらかによって引き起こされた、中心周波数のオフセットを決定する必要が生じる。したがって、第１および第２の実施形態の両概念は、スロットＳＬ３に割り振られた光信号についての中心周波数のオフセットを決定しなくてはならない、という共通点を持つ。このような決定は、本明細書で提案するものであり、その詳細を以下で更に説明する。

対称性および非対称性連続フィルタ関数の例を図６に示す。この例における可視性を高めるため、異なるフィルタリング曲線ＦＣ１、ＦＣ２、ＦＣ３、ＦＣ４が、そのレベルにおいて１ｄＢだけシフトされる。曲線ＦＣ１は、対応する最初のスペクトルスロットに関する、対称性フィルタ関数に対し４つのスペクトルスライスを使用するフィルタリングを示し、曲線ＦＣ２およびＦＣ３は、同一で最初のスペクトルスロットに関する、対称性フィルタ関数に対し５つのスペクトルスライスを使用するフィルタリングを示す。曲線ＦＣ４は、６つのスペクトルスライスを使用するフィルタリングを用いる、同一で最初のスペクトルスロットに関する、対称性フィルタ関数を示す。対称性フィルタと非対称性フィルタが、光信号の光パスに沿って配置されたそれぞれのノードが持つフレックスグリッドＷＳＳデバイス内で機能するフィルタとして連結される場合、使用可能送信帯域幅の中心周波数がシフトされると同時に、この使用可能送信帯域幅が、主に、最初のスペクトルスロットの外側のスライス上で機能するフィルタ端の数によって決定される。よって、光信号の光パス沿いのノード内で適用された適用フィルタ関数の外側フィルタ端を決定するスペクトルスライスについての知識を持つことで、得られる使用可能送信帯域幅の概算を導出することができる。このことは、スペクトルスロットについての中心周波数のシフトを決定する第１の選択肢によって説明される。

中心周波数のシフトを決定する、この第１の選択肢によれば、スペクトルスロットについての中心周波数のシフトは、図４のネットワークコントローラＮＣによって決定される。上で予め説明したように、コントローラＮＣは、異なるノードにおいて適用されたフィルタリング関数についての知識を持つ。第１の実施形態において、コントローラがこの知識を持つのは、ノードがネットワークコントローラに対し、どのように光信号がフィルタリングされたかを示すからである（フィルタ関数を形成するスペクトルスライスを示すことによってであれば好ましい）。第２の実施形態において、コントローラがこの知識を持つのは、ノード内で適用されることになるフィルタ関数を形成するスペクトルスライス形成を、コントローラそれ自体が決定したからである。この知識から、コントローラは、最初のスペクトルスロットのより低い波長端で機能するフィルタ端の数を、
Σ_ＬＯＷ
として導出し、最初のスペクトルスロットのより高い波長端で機能するフィルタ端の数を、
Σ_ＨＩＧＨ
として導出する。

次いで、コントローラは、フレックスグリッドＷＳＳの供給者によって提供された情報を使用して、得られる帯域幅または得られる半値幅についての知識を取得し得る。図１２は、スペクトルスロットの端部において、それ自体のフィルタと共に機能するフレックスグリッドＷＳＳデバイスのそれぞれの数ＮＷＳＳに対する値Ｖ１、…、Ｖ４としての曲線ＨＢＷＣ上についての得られる半値幅値

を示している。更に、図１２は、曲線ＦＢＷＣ上の全帯域幅について考えられる値も示している。

数Σ_ＬＯＷおよびΣ_ＨＩＧＨを使用して、コントローラは、値Ｖ１、…、Ｖ４についての知識の下、得られる使用可能帯域幅ＲＢＷを、

として導出してよく、また、中心周波数Δｆについての得られるシフトを、

として導出してよい。コントローラには、より低い波長端で機能するフィルタ端の数Σ_ＬＯＷと、より高い波長端で機能するフィルタ端の数Σ_ＨＩＧＨとの異なる組み合わせについて、対応する半値幅

および

を示すエントリを含む参照テーブルが含まれてよく、その場合、コントローラは、これらのエントリから、中心周波数Δｆについての得られるシフトを

として導出してよい。

あるいは、コントローラには、より低い波長端で機能するフィルタ端の数Σ_ＬＯＷと、より高い波長端で機能するフィルタ端の数Σ_ＨＩＧＨとの異なる組み合わせについて、中心周波数Δｆについての得られるシフト

を示すエントリを含む参照テーブルが含まれてよい。

コントローラＮＣは、中心周波数についての決定されたシフトを、送信ノードおよび／または受信ノードに示す。コントローラは、このことを、導出された修正中心周波数を示す指示データを生成し、データインタフェースＤＩを介して、前記指示データを含むデータメッセージを、送信ノードおよび／または受信ノードに向けて送信することにより行う。その後、送信ノードは、それぞれのスロットに割り振られた光信号の中心周波数に適合してよい。更に、受信ノードは、１つまたは複数のサブデバイス（信号処理デバイスが好ましい）を、このような中心波長に適合させる。

中心周波数のシフトを決定する第２の選択肢によれば、中心周波数のシフトは、図２のノードＮＮによって決定され、このとき、ノードＮＮは、アドドロップ多重化ノードである。ノードＮＮは、受信した信号のスペクトルから、スペクトルスロットに対する修正中心周波数を導出し、この導出された修正中心周波数を示す指示データを生成し、そして、前記指示データを含むデータメッセージを、ネットワークコントローラおよび／または送信ノードに向けて送信する。次いで、ネットワークコントローラおよび／または送信ノードは、この指示された中心周波数を考慮に入れてよい。ネットワークコントローラが指示データを受信する場合、ネットワークコントローラは、指示データを送信ノードに渡す。

ノードには、図１３ａに関連して以下に詳述するデバイスが含まれる。偏波分割多重化（ＰＤＭ）信号として受信された光信号ｒｏｓ（ｔ）は、９０°ハイブリッドミキサである光ミキサＯＭ内で、局部発振信号ｌｏｓ（ｔ）と混合される。ミキサＯＭは、４つの導出された光信号ｄｏｓ_ｉ（ｔ）、ｉ＝１、…、４、を取得する。信号ｄｏｓ_１（ｔ）は、第１の偏波面における光信号の同相成分に相当し、信号ｄｏｓ_３（ｔ）は、第１の偏波面と直交する第２の偏波面における光信号の同相成分に相当する。信号ｄｏｓ_２（ｔ）は、第１の偏波面における光信号の直交成分に相当し、信号ｄｏｓ_４（ｔ）は、第２の偏波面における光信号の直交成分に相当する。次いで、信号ｄｏｓ_ｉ（ｔ）、ｉ＝１、…、４は、それぞれのフォトダイオードを介して、それぞれの電気信号ｅｓ_ｉ（ｔ）、ｉ＝１、…、４へと変換される。その後、電気信号ｅｓ_ｉ（ｔ）は、それぞれの離散電気信号ｄｅｓ_ｉ（ｋ）１、…、４（ｋは離散時間指標）を導出するために、アナログデジタル変換器ＡＤＣによってサンプリングされる。これらの離散電気信号ｄｅｓ_ｉ（ｋ）１、…、４から、２つの複素信号ｃｓ_１（ｋ）およびｃｓ_２（ｋ）が、ｃｓ_１（ｋ）＝ｄｅｓ_１＋ｊ ｄｅｓ_２、およびｃｓ_２（ｋ）＝ｄｅｓ_３＋ｊ ｄｅｓ_４として導出される。定包絡線基準アルゴリズムＣＭＡを介して、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタに対するフィルタ関数が、図１３ｂに示すバタフライフィルタＢＦのために導出される。このアルゴリズムは、代わりに、マルチ包絡線基準アルゴリズムとしてもよい。バタフライフィルタＢＦを介して、フィルタリングされた複素信号ｆｃｓ_１（ｋ）およびｆｃｓ_１（ｋ）が取得できる。

複素信号ｃｓ_１（ｋ）に対する中心周波数のシフトは、フィルタリングされた信号ｆｃｓ_１（ｋ）に寄与するフィルタＦＩＲ１およびＦＩＲ３の中から、ドミナントフィルタを検索することにより、導出されてよい。このドミナントフィルタは、フィルタＦＩＲ１およびＦＩＲ３のうち、それぞれのフィルタ関数ｈ_１（ｋ）、ｈ_３（ｋ）の中に、最大絶対値を有するフィルタタブを持つ一方を決定することにより、以下の式を介して検索することができる。

一例として、フィルタＦＩＲ１が、そのフィルタ関数ｈ_１（ｋ）の中に、最大絶対値を有するフィルタタブを持つと仮定すると、中心周波数のシフトは、ドミナントフィルタ関数ＦＩＲ１の離散スペクトルＨ_１（Ω_ｓ）を決定することにより（ｓは離散スペクトル指標）、以下の式を介して検索することができる。
Ｈ_１（Ω_ｓ）＝ｆｆｔ（ｈ_１（ｋ））

周波数ｆに関して描画された、このような離散スペクトルＨ_１（Ω_ｓ）の例Ｈが、図１４に示されている。フィルタ関数Ｈが、通過帯域値ＰＢを所定値（好ましくは３ｄＢ）だけ上回る、周波数ｆｉが決定される。中心周波数のシフトは、以下の式で求められる。
Δｆ＝ｆｉ−ｃｆ

図６は、連続フィルタ関数について、異なるフィルタ特性を示している。可視性を高めるため、異なるフィルタリング曲線ＦＣ１、ＦＣ２、ＦＣ３、ＦＣ４が、そのレベルにおいて１ｄＢだけシフトされる。曲線ＦＣ１は、４つのスペクトルスライスを使用するフィルタリングを示し、曲線ＦＣ３およびＦＣ４から２は、５つのスペクトルスライスを使用するフィルタリングを示す。曲線ＦＣ４は、６つのスペクトルスライスをフィルタリングするためのフィルタリング関数を示す。スペクトルスロットに割り振られた光信号の光パス沿いに配置されたそれぞれのノードのフレックスグリッドＷＳＳデバイス内で機能するフィルタとして様々な幅を有するフィルタを連結する場合、利用可能な帯域幅の全体は、フィルタ端で最大のものによって主に決定される。このことは、明瞭に観察される。

フィルタ関数ＦＣ２およびＦＣ３は、スペクトルスロットの片側だけに向けて拡張または広幅化された帯域幅を有する５つのスロット幅のフィルタ関数を表す。更なるフィルタ幅によるフィルタ関数の更なる拡張は、フィルタの構成について、得られる帯域幅全体に軽微な影響しか持たない。このように、中心周波数のシフトは、例えば元々は４つのスライスを含む元々のスロットの左側および右側の帯域幅拡張の数に依存する。

提案する方法および／または提案するデバイスによって達成され得る利点を概説するシミュレーション結果を以下に詳述する。

本明細書で例示のため使用するメッシュネットワークが、図７ｂに示すものである。ここでは、異なるパスＰ１、…、Ｐ６に対するスペクトルスロットＳＬのある割り振りが、図７ｂに例示するシチュエーションにおいて使用されている。このネットワーク内のトラフィックは、ノード１からノード３に至る光パス、ノード１からノード３を経由してノード１に戻る光パス、およびノード１からノード３を経由してノード１およびノード３に至る光パスによりロードされている。図７ａに示したスペクトルスロットの割り振りは、この例において、１６のランダムリンク連結および宛先を有するノードごとの１６の要求によりランダム要求発生器によって選択されている。ワーキングアルゴリズムとして、ランダムオーダが適用されている。要求されたスペクトルスライスが利用不可な場合、その要求は破棄されている。トラフィックルーティングの５００００の実行を使用すると、リンクごとに平均で、光パスごとに２．１リンクの平均伝達長および７．３チャネルがルーティングされる。光信号が通過するＷＳＳデバイスの数は、この例では、ネットワーク内の１から３のリンクを介した通信では４から６である。

図８は、本明細書の例として使用する６つのＷＳＳデバイスの連結について、可能な得られる中心周波数シフトＣＦＳ対利用可能帯域幅ＲＡＢを示している。６つのＷＳＳデバイスを通過するための最大帯域幅は４４ＧＨｚであり、連結されたフィルタの最大中心周波数シフトは＋／−２．８ＧＨｚである。

図９は、異なる手法について、得られる使用可能平均帯域幅ＲＵＭＢＷ対通過ＷＳＳの数ＮＲを示している。曲線Ｃ１は、固定グリッド手法についての結果を示している。曲線Ｃ２は、第１の実施形態によって提案する方法についての結果を示している。第１の実施形態は、連続フィルタ関数が隣接スペクトルスロットに適用され、その光信号が同一の入力ポートから同一の出力ポートへと切り替えられるというものである。曲線Ｃ３は、第１の実施形態および第２の実施形態によって提案する方法を組み合わせた場合の結果を示している。この組み合わせにより、連続フィルタ関数が隣接スペクトルスロットに適用され、その光信号が同一の入力ポートから同一の出力ポートへと切り替えられると共に、スペクトルスロットの光信号に対するフィルタ関数が、隣接するスペクトルスロットの隣接するスペクトルスライスを取り入れることによって幅広化される。曲線Ｃ１の固定グリッドの最先端のソリューションでは、利用可能な得られる帯域幅は、４つから６つのＷＳＳデバイスを通過する間に３７から３５ＧＨｚまで低減する。曲線Ｃ２の第１の実施形態による方法についての平均帯域幅はこれより５％高く、曲線Ｃ３の第１および第２の実施形態による方法についての平均帯域幅では１１から１３％の帯域幅向上が達成される。

図１０および図１１は、６つのＷＳＳデバイスが光信号にフィルタリングを適用した状態での光パス上の送信性能の結果を示している。示されているのは、０．１ｎｍの測定帯域幅に対する光信号対ノイズ比ＯＳＮＲに関してのビット誤り率ＢＥＲである。

図１０は、３２ＧＢａｕｄ １６ＱＡＭ信号の送信についての結果を示している。台形で示される、結果値ＲＶ１は、利用可能帯域幅が３５ＧＨｚの固定グリッドネットワーク手法についての送信性能を示している。正方形で示される、結果値ＲＶ２は、第１および第２の実施形態を組み合わせることによる方法の送信性能を示している。ビット誤り率フロアが１０−３にまで増加していることが見て取れる。ＦＥＣ閾値が２＊１０−２では、ＯＳＮＲの不利益は依然０．５ｄＢより小さく、これは無視できる程度のものである。

図１１は、高められたチャネル帯域幅の利益を測定するために４２．６６Ｇｂａｕｄ １６ＱＡＭ信号を適用した場合の結果を示している。結果値ＲＶ３は、得られる送信帯域幅が３９ＧＨｚの状態での第１の実施形態による方法についての結果を示している。結果値ＲＶ４は、得られる送信帯域幅が４４ＧＨｚの状態での第１および第２の実施形態を組み合わせることによる方法についての結果を示している。送信帯域幅が４４ＧＨｚでは（これは、この例で適用される光グリッドについての最大利用可能帯域幅にほぼ等しい）、送信性能に対する著しい影響を認めることはできないが、送信帯域幅が３９ＧＨｚとなると、約１ｄＢの不利益が認められる。

プロセッサまたは制御ユニットとしてラベルされた何らかの機能ブロックを含む、図２および図４に示された様々な要素が持つ機能は、専用ハードウェアおよびソフトウェアを実行可能なハードウェアを、適切なソフトウェアと連携させて使用することによって提供され得る。プロセッサによって提供される場合、それらの機能は、単一の専用プロセッサ、単一の共用プロセッサ、または複数の別個のプロセッサ（その一部が共用であってもよい）によって提供され得る。更に、プロセッサまたは制御ユニットという用語の明示的使用は、ソフトウェアを実行可能なハードウェアのみを指すものと解釈されるべきではなく、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを記憶するためのリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および不揮発性記憶装置などが、限定はしないが、暗に含まれ得る。その他のハードウェア（従来型および／またはカスタム）もまた、これに含まれてよい。

Claims (11)

1. 光フレックスグリッドネットワーク内で光信号を切り替える方法であって、
   光信号が、それぞれの光リンクに関し、光フレックスグリッド（ＯＧ）のスペクトルスロット（ＳＬ１、…、ＳＬｎ）に割り振られ、
   前記ネットワークの光ノードが、それらの入力ポート（ＩＰ１、…、ＩＰ３）に接続された着信リンク（ＩＬ１、…、ＩＬ３）からそれらの出力ポート（ＯＰ１、…、ＯＰ３）に接続された送出リンク（ＯＬ１、…、ＯＬ３）への光信号の切り替えを、スライス粒度のフィルタ関数を提供するように動作可能な、１つまたは複数のフレックスグリッド波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を使用して実行し、
   前記光グリッドのスペクトルスロットが、整数個のスペクトルスライスから構成され、
   − 光ノードの入力ポート（ＩＰ１）において、前記光フレックスグリッドの第１のスペクトルスロット（ＳＬ３）への第１の光信号の割り振りをアサートするステップと、
   − 前記光ノードにおいて、前記第１の光信号について、前記光信号が切り替えられて向かうべき、前記光ノードの出力ポート（ＯＰ２）をアサートするステップと
   を含み、更に、
   − 前記光ノードの前記入力ポート（ＩＰ１）において、前記光フレックスグリッドの第２の隣接するスペクトルスロット（ＳＬ４）の割り振りステータスを決定するステップと、
   − 少なくとも前記第１のスペクトルスロット（ＳＬ３）のスペクトルスライスを含む連続フィルタ関数（ＣＦＦ、ＦＦ３２）を介して、フレックスグリッドＷＳＳ（Ｄ１）により、前記光ノードにおいて、前記入力ポート（ＩＰ１）から前記出力ポート（ＯＰ２）へと、少なくとも前記第１の信号を切り替えるための切り替え要求を示す制御命令を生成するステップであって、前記連続フィルタ関数（ＣＦＦ、ＦＦ３２）が、少なくとも決定された割り振りステータスに依存して、前記第２のスペクトルスロット（ＳＬ４）の、１つまたは複数のスペクトルスライス（Ｓ５、…、Ｓ８）を含む、生成するステップと
   を含む、方法。
2. − 前記光ノードにおいて、前記第２の光信号が、前記入力ポート（ＩＰ１）から前記出力ポート（ＯＰ２）へと切り替えられるべきものかどうかを決定するステップ
   を更に含み、
   前記入力ポート（ＩＰ１）において、第２の光信号が、前記第２の隣接するスペクトルスロット（ＳＬ４）に割り振られており、前記光ノードにおいて、前記光信号が、前記入力ポート（ＩＰ１）から前記出力ポート（ＯＰ２）に切り替えられるべきものであると決定された場合、
   − 前記第１のスペクトルスロット（ＳＬ）の前記スペクトルスライス（Ｓ１、…、Ｓ４）および前記第２のスペクトルスロット（ＳＬ４）の前記スペクトルスライス（Ｓ５、…、Ｓ８）を含む、前記連続フィルタ関数（ＣＦＦ）を介して、前記ＷＳＳ（Ｄ１）により、前記光ノードにおいて、前記入力ポート（ＩＰ１）から前記出力ポート（ＯＰ２）へと、前記第１の信号および前記第２の信号を切り替えることを、前記切り替え要求が示すように、前記制御命令が生成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記入力ポート（ＩＰ１）において、第２の光信号が、前記第２の隣接するスペクトルスロット（ＳＬ４）に割り振られていないと決定された場合、
   − 前記第１のスペクトルスロットの前記スペクトルスライス（Ｓ１、…、Ｓ４）および前記第２のスペクトルスロット（ＳＬ４）の１つまたは複数のスペクトルスライス（Ｓ５）を含む、前記連続フィルタ関数（ＦＦ３２）を介して、前記ＷＳＳ（Ｄ１）により、前記光ノードにおいて、前記入力ポート（ＩＰ１）から前記出力ポート（ＯＰ２）へと、前記第１の信号を切り替えることを、前記切り替え要求が示すように、前記制御命令が生成される
   ことを更に含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記第１のスペクトルスロット（ＳＬ３）の前記スペクトルスライス（Ｓ１、…、Ｓ４）および前記第２のスペクトルスロット（ＳＬ４）の１つのスペクトルスライス（Ｓ５）を含む、前記連続フィルタ関数（ＦＦ３２）を介して、前記ＷＳＳにより、前記光ノードにおいて、前記入力ポート（ＩＰ１）から前記出力ポート（ＯＰ２）へと、前記第１の信号を切り替えることを前記切り替え要求が示す、請求項３に記載の方法。
5. 前記第２のスペクトルスロットの前記１つのスペクトルスライス（Ｓ５）が、前記第１のスペクトルスロット（ＳＬ３）に直接隣接する、請求項４に記載の方法。
6. 光フレックスグリッドネットワークの光ネットワークノードを制御するためのネットワークコントローラであって、
   光信号が、それぞれの光リンクに関し、光フレックスグリッド（ＯＧ）のスペクトルスロット（ＳＬ１、…、ＳＬｎ）に割り振られ、
   前記ネットワークの光ノードが、それらの入力ポート（ＩＰ１、…、ＩＰ３）に接続された着信リンク（ＩＬ１、…、ＩＬ３）からそれらの出力ポート（ＯＰ１、…、ＯＰ３）に接続された送出リンク（ＯＬ１、…、ＯＬ３）への光信号の切り替えを、スライス粒度のフィルタ関数を提供するように動作可能な、１つまたは複数のフレックスグリッド波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を使用して実行し、
   前記光グリッドのスペクトルスロットが、整数個のスペクトルスライスから構成され、
   前記ネットワークコントローラが、
   − 前記ネットワークの光ノードの入力ポート（ＩＰ１）において、前記光フレックスグリッドの第１のスペクトルスロット（ＳＬ３）への第１の光信号の割り振りをアサートすること、
   − 前記光ノードにおいて、前記第１の光信号について、前記光信号が切り替えられて向かうべき、前記光ノードの出力ポート（ＯＰ２）をアサートすること、
   − 前記光ノードの前記入力ポート（ＩＰ１）において、前記光フレックスグリッドの第２の隣接するスペクトルスロット（ＳＬ４）の可能な割り振りステータスを決定すること、
   − 少なくとも前記第１のスペクトルスロット（ＳＬ３）のスペクトルスライスを含む連続フィルタ関数（ＣＦＦ、ＦＦ３２）を介して、フレックスグリッドＷＳＳ（Ｄ１）により、前記光ノードにおいて、前記入力ポート（ＩＰ１）から前記出力ポートＯＰ２へと、少なくとも前記第１の信号を切り替えるための切り替え要求を示す制御命令を生成することであって、前記連続フィルタ関数（ＣＦＦ、ＦＦ３２）が、少なくとも決定された割り振りステータスに依存して、前記第２のスペクトルスロット（ＳＬ４）の、１つまたは複数のスペクトルスライス（Ｓ５、…、Ｓ８）を含んでいる、生成すること、および
   − 前記制御命令を含むデータメッセージを、前記光ノードに向けて送信すること、
   を行うように動作可能な、ネットワークコントローラ。
7. 前記ネットワークコントローラ（ＮＣ）が更に、
   − スペクトルスロットについての修正中心周波数を導出すること、
   − 導出された修正中心周波数および／または中心周波数のシフトを示す指示データを生成すること、ならびに
   − 前記指示データを含むデータメッセージを、ネットワークノードに向けて送信すること、
   を行うように動作可能な、請求項６に記載のネットワークコントローラ。
8. 光フレックスグリッドネットワーク内で光信号を切り替えるための光ネットワークノードであって、
   前記光ノードが、その入力ポート（ＩＰ１、…、ＩＰ３）に接続された着信リンクからその出力ポート（ＯＰ１、…、ＯＰ３）に接続された送出リンクへと、スライス粒度のフィルタ関数を提供するように動作可能な１つまたは複数のフレックスグリッド波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を使用して、光信号を切り替えるように動作可能であり、
   前記光フレックスグリッドネットワークの光フレックスグリッドのスペクトルスロットが、整数個のスペクトルスライスから構成され、
   前記ノードが、
   − 前記ノードの入力ポート（ＩＰ１）において、前記光フレックスグリッドの第１のスペクトルスロット（ＳＬ３）への第１の光信号の割り振りをアサートすること、
   − 前記ノードにおいて、前記第１の光信号について、前記光信号が切り替えられて向かうべき、前記光ノードの出力ポート（ＯＰ２）をアサートすること、
   − 前記ノードの前記入力ポートにおいて、前記光フレックスグリッドの第２の隣接するスペクトルスロット（ＳＬ４）の可能な割り振りステータスを決定すること、
   − 少なくとも前記第１のスペクトルスロット（ＳＬ３）のスペクトルスライスを含む連続フィルタ関数（ＣＦＦ、ＦＦ３２）を介して、フレックスグリッドＷＳＳにより、前記ノードにおいて、前記入力ポート（ＩＰ１）から前記出力ポート（ＯＰ２）へと、少なくとも前記第１の信号を切り替えるための切り替え要求を示す制御命令を生成することであって、前記連続フィルタ関数（ＣＦＦ、ＦＦ３２）が、少なくとも決定された割り振りステータスに依存して、前記第２のスペクトルスロット（ＳＬ４）の、１つまたは複数のスペクトルスライス（Ｓ５、…、Ｓ８）を含んでいる、生成すること、
   − 前記連続フィルタ関数（ＣＦＦ、ＦＦ３２）の帯域幅を示すフィルタリング情報を生成すること、および、前記フィルタリング情報を含むデータメッセージを、前記ネットワークのネットワークコントローラに送信すること、
   を行うように動作可能な、光ネットワークノード。
9. 前記ノード（ＮＮ）が光アドドロップ多重化ノードであり、更に、
   − スペクトルスロットについての修正中心周波数を、受信した信号のスペクトルから導出すること、
   − 導出された修正中心周波数および／または中心周波数シフトを示す指示データを生成すること、ならびに
   − 前記指示データを含むデータメッセージを、ネットワークコントローラに向けて送信すること、
   を行うように動作可能な、請求項８に記載の光ネットワークノード。
10. 光フレックスグリッドネットワークであって、
    光信号が、それぞれの光リンクに関し、光フレックスグリッドのスペクトルスロットに割り振られ、
    前記ネットワークの光ノードが、それらの入力ポートに接続された着信リンクからそれらの出力ポートに接続された送出リンクへの光信号の切り替えを、スライス粒度のフィルタ関数を提供するように動作可能な１つまたは複数のフレックスグリッド波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を使用して実行し、
    前記光グリッドのスペクトルスロットが、整数個のスペクトルスライスから構成され、
    ネットワークが、請求項６または７に記載のネットワークコントローラを含む、
    光フレックスグリッドネットワーク。
11. 光フレックスグリッドネットワークであって、
    光信号が、それぞれの光リンクに関し、光フレックスグリッドのスペクトルスロットに割り振られ、
    前記ネットワークの光ノードが、それらの入力ポートに接続された着信リンクからそれらの出力ポートに接続された送出リンクへの光信号の切り替えを、スライス粒度のフィルタ関数を提供するように動作可能な１つまたは複数のフレックスグリッド波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を使用して実行し、
    前記光グリッドのスペクトルスロットが、整数個のスペクトルスライスから構成され、
    ネットワークが、請求項８または９に記載の光ネットワークノードを含む、
    光フレックスグリッドネットワーク。

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