JP2019503120A

JP2019503120A - Ｗｄｍネットワークにおける信号品質の高速な探査

Info

Publication number: JP2019503120A
Application number: JP2018528674A
Authority: JP
Inventors: ダニエル・キルパー; アティヤ・サイーダ・アフサン; ケレン・バーグマン
Original assignee: Arizona Board of Regents of University of Arizona
Current assignee: Arizona Board of Regents of University of Arizona
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2016-12-05
Publication date: 2019-01-31
Also published as: US20180287697A1; US11496213B2; CN108370277A; CA3006971A1; KR20180113983A; EP3384614A4; WO2017096349A1; EP3384614A1

Abstract

１つまたは複数の性能パラメータを取得するために、WDM光通信システムに問い合わせる方法が提供される。この方法によれば、光プローブ波長は、規定されたやり方で生成され、おそらく変調される。プローブ信号は、選択された光経路に沿った信号品質に影響するネットワーク要素の応答時間より小さい持続時間の間、WDM光通信システムを通して、選択された光経路に沿って送信される。

Description

政府の財政支援
この発明は、NSFによって与えられた認可番号EEC0812072の下での政府支援とともに行われた。政府はこの発明においてある権利を有する。

関連出願への相互参照
この出願は、2015年12月3日に出願された、発明の名称を「FAST PROBING OF SIGNAL QUALITY IN A WDM NETWORK」とする米国仮出願第62262882号および2016年3月7日に出願された、発明の名称を「FAST PROBING OF SIGNAL QUALITY IN A WDM NETWORK」とする米国仮出願第62304637号の利益を主張し、これらの内容はその全体が参照によりここに組み込まれる。

この出願は、2015年10月14日に出願された、発明の名称を「MULTI-WAVELENGTH BALANCED OPTICAL TRANSMISSION NETWORKS」とするPCT出願第PCT/US15/55466号に関連する。
本発明は、WDMネットワークにおける信号品質の高速な探査に関する。

光送信システムは、光波長を使用して、光ファイバーを通して１つの位置から他へデータを送信する。ファイバー経路に沿った増幅器は、アド・ドロップ・ノードの間で、およびアド・ドロップ・ノードにおいて信号電力を再生成する。光波長の上に変調されるデータ信号またはチャネルは、アド・ドロップ・ノードにおいて送信ラインから導入され、除去される。異なるキャリア周波数または波長の上に変調されるデータチャネルは、同じファイバーを占有することができ、波長分割多重(WDM)システムを作り出す。光アド・ドロップ・ノードは、ノードを通過する他の信号を遮断することなく信号を追加および除去することができ、これらは時々、透過光アド・ドロップ・ノードと呼ばれる。

再構成可能な光アド・ドロップ多重(reconfigurable optical add drop multiplexing, ROADM)ノードにおいて、ノード内外の複数のファイバーがサポートされることが可能であり、異なるチャネルが、ノード内の光スイッチの設定に基づいて、選択的にアド(add)またはドロップ(drop)され、または異なるファイバーに送られることが可能である。いわゆる色付き(colored)光アド・ドロップ・ノードについて、光信号を生成するトランシーバは、特定の波長または波長のセットの信号を受け入れるのみのポートに接続される。従って、信号波長および波長帯域は、その固定された入力波長に合致するように最初に調整され得るが、定位置に厳密に設定されるようになる。このアプローチは、主としてコストの考慮により、過去に広く使用されてきた。最近、無色(colorless)ノード技術が導入された。この種類のノードのための光ポートは、任意の波長または波長のセットであることが可能である。

例えば、新しいルーティング計画またはネットワーク故障に適応するために、１つの光波長に設定されたデータチャネルが新しい光波長に移動される従来のシステムが説明されてきた。しかし、このようにしてネットワーク構成を変更することは、他のチャネルを妨害することを回避するために、しばしば、たいへんゆっくりと実行されなければならなかった。これは、増幅器および光ファイバーの非線形特性を通してチャネルが相互作用するからである。さらに、通常動作において、ファイバー、増幅器、および他の構成要素の特質が時間にわたって変動するので、これらの光信号は電力において反復して調整され、注意深く調節される必要がある。新しい信号がネットワークに追加され、または任意の類似の変更が行われたとき、調節は同様にゆっくりと注意深く行われる必要がある。ファイバー破損が生じたとき、新しい動作点を保証し、見つけるためにシステム制御が調節されることができるまで、信号は、長い期間にわたって持続する電力偏位をしばしば経験する。

新しいデータ信号またはチャネルが、ROADMを基にした、または類似の光スイッチネットワークに追加されるとき、または信号の波長経路が変更されるとき、典型的に注意深い手順が続く。これは、新しいチャネルまたは再構成されたチャネルが新しい経路に沿って供給されることが可能になるかどうかをまず判定することを含む。一旦、ネットワーク内の他の任意のチャネルに影響せずに供給されると、何が起きるか、供給が成功する(すなわち、安定でエラーがない)かどうかを推定するために、通常、オフライン性能推定ソフトウェア(時々、経路計算要素または推定器と呼ばれる)が使用される。新しいチャネルまたは経路が供給されるとき、ネットワーク内の既存のチャネルを乱すことを回避し、新しい信号または経路の送信性能を最適化するために、系統的なやり方で構成要素が調整される。これは多くの時間をとることがある。一旦、供給されると、信号は誤りなしではないことがある。これは、性能推定器が完全な情報を有さない、または全ての可能な構成を扱うことができないために起こることがある。ファイバー設備および物理的ネットワークについての情報は、例えば、報告されたより損失が大きいかもしれない、等、しばしば欠陥がある。受信された信号は誤りがあることが分かったならば、それは削除される必要があり、新しい経路をセットアップし、これはより多くの時間、リソース、および他の信号を乱す可能性を要求する。さらに、この発生の見込みを最小化するために、推定器は工学的マージンを使用し、これは、一般に、パラメータ値の控え目な推定または推定された性能である。マージンを増加させることは、推定の信頼性を増加させるが、良好であるかもしれない多くのチャネル経路が過度に控え目な推定のために拒否されるので、結果として不十分となる。信号経路が拒否されたとき、より多くの控え目な経路が選択されるかもしれず、これはより多くの信号再生成、従ってより多くのハードウェアを要求し、コストおよびエネルギーの使用を増加させる。

光チャネルおよびチャネル容量がトラフィック需要に従って(予め供給されるよりむしろ)リアルタイムに供給され、トラフィックが様々な中間ノードにおいて自動的に切り替えられる機敏な光ネットワークは、次世代ネットワークのための有望なアプローチである。機敏な光ネットワークは、最適なリソース利用のために波長割り当てを連続的に適応させることによって高速に変化するトラフィックパターンをサポートする必要がある。しかし、そのようなネットワークの機敏さは、高速な波長再構成を必然的に伴い、これは、上記で説明されたように、なし遂げることが難しいことがある。高速な波長再構成への主要な障害は、自動利得制御された(automatic gain controlled, AGC)光増幅システムにおける変化する負荷状態のために、ネットワークを通して、現れ、伝搬するであろう衰弱するチャネル電力の揺らぎである。従来のネットワークは、著しいデータ損失に伴う長い再構成時間を使用することによってこの問題を回避する。

高速な波長再構成のための有望な方法は、(例えば、1マイクロ秒より小さい)高速な時間スケールで、送信器周波数におけるあらゆる変化を自動的に検出して適応する受信器を利用するホップ調整である。ホップ調整を使用して、チャネルのスペクトル位置は、ネットワーク内の他のチャネルのスペクトル分布に影響せずに変更されることが可能である。しかし、残りのチャネルは、依然として、結果としての光電力の力学によって反対に影響されることがあり、これは、動的なネットワーキング技術における最近の作業が取り組みも引き受けもしない、解決されるであろう課題である。従って、ネットワークの安定性を維持しながら最小のデータ損失を有する高速な波長再構成を可能にする技術を開発することが重要である。

ここで説明される対象物の一態様によれば、高速な波長再構成は、光増幅器のようなネットワーク要素の時間依存の応答を活用することによって達成されることが可能である。例えば、エルビウム添加ファイバー増幅器(Erbium-Doped-Fiber-Amplifiers, EDFA)は、数百マイクロ秒のオーダーの長い時間定数を有する。増幅器は、その応答時間より高速に生じるどのような反復性の電力の揺らぎも時間的に解決することができず、これらの電力の揺らぎを平均する。例えば、高速な波長可変レーザーは、増幅器の時間定数より高速な時間スケールで２つの波長の間で連続的に切り替えるとき、それらは光増幅器による２つの静的な波長として認識される。従って、増幅器の時間定数より高速である瞬間的な応答は、負荷状態における変化として検出されず、従って、波長は瞬間的でない効果を体験する。光増幅器または他のネットワーク要素のこの時間依存の応答の特質は、ネットワーク要素の時間定数より高速に切り替えるレーザーを使用することによって高速な波長再構成能力を達成するために活用される。

１つの特定の実施形態によれば、１つまたは複数の性能パラメータを取得するために、WDM光通信システムに問い合わせる方法が提供される。この方法によれば、光プローブ波長が生成され、おそらく、規定されたやり方で変調される。プローブ信号は、選択された光経路に沿った信号品質に影響するネットワーク要素の応答時間より小さい持続時間について、WDM光通信システムを通して、選択された光経路に沿って送信される。

光ネットワークに導入される光信号を作り出すために変調される波長可変ソースを含むネットワークノードの一例を表わす。ここで説明された方法、技術、およびシステムを組み込み得るWDM送信ネットワークの一例を表わす。ここで説明された技術による、新しいデータチャネルを供給し、または既存のチャネルを切り替え得るROADMノードの一例を表わす。 WDM光通信システム内の光波長の上にデータチャネルを供給するための方法の一例を表わすフローチャートである。

以下でより詳細に説明されるように、選択された光波長において新しいデータチャネルを供給する、またはネットワークを通して現在配備されている１つの光波長から他の光波長および／または経路に既存のデータチャネルを移動する精度および速度を改善するために技術が導入される。いくつかの実装において、高速な波長可変レーザーは、光波長を生成するために光ソースとして使用され得る。そして、レーザーは、その元の波長に戻る前に、新しい波長にたいへん高速に、かつ(以下で指定される)短い時間の間、移動されることが可能である。この高速な切り替えは、供給される新しい経路に続く短いプローブ信号をセットアップするために使用される。高速に切り替えることによって、通常のシステム制御は、短いプローブ信号を検出もせず、短いプローブ信号に応答もしない。このようにして、システムは乱されないままである。さらに、データチャネルを現在サポートしている既存の光波長は、短い期間の間、「借用」されることが可能であり、システム制御によって同様に検出されないその送信における短い一時停止を体験するのみであるので、トランシーバまたはレーザーの形式における追加のリソースは、プローブ信号のために必要とされない。プローブ信号それ自体は変調されない(すなわち、cw信号であり得る)か、または散乱、送信距離、波長依存の損失、等のような異なる性能パラメータについてテストするために様々な知られたデータパターンを用いて変調されることが可能である。

それは、波長可変レーザーを用いてプローブ信号のための波長を生成するためにしばしば便利であるが、いくつかの実装において、固定された波長において動作するレーザーが代わりに利用され得る。固定された波長のレーザーによって生成される波長はスイッチに方向付けされることが可能であり、スイッチは、プローブ波長が、以下で指定される短い期間の間、選択された経路の上に方向付けされることを引き起こす。この固定された波長のレーザーは、また、プローブ動作が行われる間、異なる波長に移動され、そして定位置に固定されることが可能である、ゆっくりした波長可変レーザーであり得る。

高速検出器は、経路に沿った任意のノードにおいてプローブ信号を取り出すために使用され得る。いくつかの実装において、検出器は、より良い粒度の情報を取得するために、経路に沿って位置する光増幅器に組み込まれ得る(プローブ信号は、検出器に到達する前に他の信号からフィルタリングされる必要がある)。一旦、プローブが測定されると、新しい経路の最も高速なセットアップを提供し、他のチャネルに影響すること、または経路を拒否することを回避するために、その情報は、経路に沿ってシステム制御を調節し、そうでなければ設定するために使用されることが可能である。

ほとんどの増幅器および他のシステム制御の応答時間は、典型的に、マイクロ秒またはより長い。従って、プローブ信号がより短い期間、例えば100 nsの間、新しい経路に沿って適用され得る。プローブ信号は増幅器および他のシステム制御に全光信号電力で適用され得るが、電力は全電力のほんの1/10または全電力より少なく見えるであろう(プローブ信号の持続時間が100 nsであると仮定する)。これは、これらの要素がそれぞれの応答時間にわたって信号電力を積分するからである。経路に沿った、100 nsより少ない応答時間を有する受信点における検出器は、プローブ信号の全電力を検出するであろう。そしてこの情報は、信号性能、例えば経路損失および／または波長分散(chromatic dispersion)を決定するために使用されることが可能である。そしてこの情報は、ROADMノードにおいて使用される波長選択型スイッチにおける減衰器設定、増幅器利得および傾斜、および受信器においてフィルタを補償する電子散乱のような様々なネットワーク要素を調整するために使用されることが可能である。一旦、設定が決定されると、既存の経路から光信号を移動すること、または新しい経路を確立することのいずれかによって、新しい光信号が経路の上に完全に切り替えられることが可能である。この技術は、１つより多くの信号を切り替えるためにも使用されることが可能である。

プローブ信号のために使用される光波長は、他の波長に切り替えられないデータチャネルを現在サポートしている波長であることが可能であることに留意されたい。その代わりに、プローブ信号のために使用される光波長は、新しい波長に切り替えられるデータチャネルを現在サポートしている波長であり得る。例えば、切り替えられるデータチャネルが完全に異なる経路から最初に離れている、または完全に異なる経路を占有しているならば、プローブ信号は、関心のある経路を既に通過している他のデータチャネルをサポートする光波長を使用し得る。

１つの実装において、測定された情報は、既存のトラフィックの妨害を最小化するために新しい経路および／またはデータチャネルを供給するためのアルゴリズムを決定するために使用される。例えば、新しい光信号がオンに切り替えられるとき、新しい経路が妨害に敏感なリンクを含むと判定されたならば、敏感なリンクの直前のスイッチ内の減衰器を調節することによって電力を増加させるステップにおいて、光信号がそれらのリンクに提供され得る。

図１は、光ネットワークに導入される光信号を作り出すために変調される波長可変ソース320を含むネットワークノード300の一例を表わす。ノード内の光スイッチ310は、波長λ_jを既存の経路に、波長λ_kを新しい経路に送るように構成される。波長可変ソース320は、新しい経路の上にプローブ信号を送るために、波長λ_kに一時的に調整する。新しい経路に沿った信号監視装置は、プローブ信号を測定し、それを使用して、切り替えイベントに準備するために、ノード内で、および送信器または受信機において、リンクに沿った要素を調整する。そして、波長可変ソースを波長λ_kに恒久的に調整すること、またはそのノードにおいて波長λ_kに調整される異なるソースを用いて新しい信号を導入することのいずれかによって、新しい信号が新しい経路に導入される。プローブ信号の平均電力は、ネットワーク要素の応答時間より短い持続時間の間、適用されるのみであるので、光増幅器のようなネットワーク要素によってたいへん小さく見られる。

いくつかの実施形態において、光スイッチ310は、例えば、光クロスコネクトまたは光アド／ドロップ・マルチプレクサ(OADM)であり得る。一実施形態において、光スイッチは、再構成可能なOADMを利用し、すなわち、光スイッチは、再構成可能なOADM (ROADM)である。波長可変光ソース320は、その上にデータが変調される光波長を生成するために、波長可変レーザー(例えば、分布帰還型(Distributed Feedback, DFB)レーザー、外部共振器レーザー(External-Cavity Laser, ECL)、サンプルド・グレーティング分布ブラッグ反射器(Sampled Grating Distributed Bragg Reflector (SGDBR)レーザー、等)であり得る。データ変調器330は、データを用いて個々の波長を変調する。データ変調器330は、任意の適した変調フォーマットを利用し得る。例えば、変調は、任意の変調方式(例えば、強度、位相、周波数、分極)を使用して、コンステレーション(例えば、2相、4相、8相、16相、より高い次数のコンステレーション、等)に関して加えられ得る。利用され得る例示の光変調器は、例えば、マッハ・ツェンダー変調器である。

１つの実装において、プローブ波長は、データチャネルが１つの波長から他に切り替えられる波長である。プローブ信号から得られる情報に基づいて光増幅器等のような様々なネットワーク要素の設定を調節した後、データチャネルは、その間に元の波長から新しい波長に切り替えられる徐々の遷移を経験する。１つの場合において、データチャネルが遷移期間の間に両方の波長において同時に供給されるように遷移期間にわたって元の波長の電力を減少させる一方、この遷移は新しい波長の電力を徐々に増加させることによって行われる。他の場合において、データチャネルが遷移期間の間に両方の波長において同時に供給されるように遷移期間にわたって元の波長のデューティサイクルを減少させる一方、遷移は新しい波長のデューティサイクルを徐々に増加させることによって行われる。遷移期間の間に電力の代わりにデューティサイクルを変えることから生じる１つの利点は、信号が常に全電力にあり、従って遷移の間に生のデータを搬送することができ、それによりデータがバッファされ、または損失されることから防ぐために他のどこかに送られる必要がある時間を減少させる。

ノードの機能は、プローブ信号のために使用され得る波長の選択、およびそれに沿ってプローブ信号が送られ得る経路を決定するであろう。例えば、無色のROADMを組み込むノードは、プローブ信号が、システムによって許容される任意の波長に調整されることを可能にするであろう。同様に、無色のROADMを利用するノードは、プローブ信号が、ノードの任意の出力ポートから送信されることを可能にする。一般に、完全にまたは部分的に無方向かつ／または無色であるノードは、プローブ信号が、そのノードによって提供される、対応する柔軟さの程度を有することを可能にするであろう。ノードは、プローブ波長を生成するレーザーソースを含むであろう。利用可能性に依存して、レーザーソースは、ノード内に位置する予備のまたは使用されていないトランシーバであり得る。その代わりに、(波長可変の、または固定された)専用のレーザーソースが監視位置においてプローブ波長を生成するために利用され得る。

１つの実装において、プローブ信号をサポートするために使用される波長は、それ自身に「ループバック」するように構成されることが可能であり、同じ経路をたどるが、異なるファーバー上で、プローブ信号を生成するトランシーバにそれを戻す。このようにして、エンド・エンド間で、１つのみのトランシーバがプローブ信号を監視することが必要とされる。ループバック経路は、探査される経路に沿って任意のノードにおいてセットアップされることが可能であり、それによりトランシーバとループバックの間の経路のその部分への測定を切り離す。

１つの実装において、データチャネルに供給するためにプローブ信号を使用する代わりに、プローブ信号はネットワーク内の欠陥がある状態を検出および測定する目的のために生成され得る。ループバックまたは経路に沿って位置する監視装置を使用して、故障の位置が切り離されることが可能である。検出され得る故障の種類は、多くの異なる故障メカニズムから生じ得るが、特定の関心は、従来のアラームを用いて検出されない故障である。そのような故障は、例えば、信号性能に関連し得る。例えば、フィルタリング・デバイスが、欠陥がある温度制御のために変動するならば、それは信号をひずませ得るが、そうでなければ他のどのような障害も引き起こさない。経路に沿ったプローブ信号のビット誤り率の測定は、位置を切り離すことができる。信号のひずみに敏感な光性能監視装置は、同様に、プローブ信号を使用してひずみの大きさおよび位置を識別することができる。

もう１つの実装において、プローブ信号は、ネットワークのフラグメンテーションを解消するために、１つまたは複数の既存のデータチャネルを新しいスペクトル位置に移動するためにどの経路が最も適しているかを判定するために、ネットワーク内の異なる経路をテストするために使用される。フラグメンテーションは、既存のデータチャネルが経路の一部において特定の波長に存在することにより波長経路が遮断されるとき生じ、それにより全経路に沿ってその波長の使用を遮断する。同じ経路を占有しない２つまたはそれより多くのデータチャネルは、同じ波長に調整されることが可能であり、新しいデータチャネルをサポートすることができるより多くのスペクトルを解放する。この方式においてスペクトルを解放するプロセスは、デフラグメンテーションと呼ばれ、これはメモリブロックがコンピュータ記憶システム内でフラグメンテーションを解消されるやり方に類似する。

さらにもう１つの実装において、複数のプローブ信号を作り出すために高速な波長可変レーザーが複数の波長に高速に調整される。そしてこれらの複数のプローブ信号は、複数のデータチャネルを異なる波長に導入するか、切り替えるかのいずれかのために使用されることが可能である。複数のプローブ信号は、いくつかの異なる経路の中から最も性能が良い経路を選択するためにも使用され得る。最も性能が良い、は、送信性能、例えば、ビット誤り率、または最も高速に供給されることが可能である他のチャネルまたは経路に最小の妨害を引き起こす経路のような他のパラメータを指す。

プローブ信号は、プローブ信号をフィルタ除去し、かつ／または測定するために、光プローブ信号の経路に沿って位置するハードウェアによって、かつ／またはその受信位置において監視され得る。ハードウェアは、例えば、従来の受信器またはバーストモード受信器であり得る。ROADMを基にしたノードのようなノードにおいて、このハードウェアは、プローブ波長を受信するように設定される既存の波長可変トランシーバによって提供され得る。受信器がコヒーレント受信器システムであるならば、プローブ信号は、受信器のローカルな発振器をプローブ波長に高速に調整することによって検出され得る。その代わりに、高速な波長可変フィルタまたは波長選択型スイッチは、プローブ信号を選択するために使用されることが可能である。高速なフィルタまたはスイッチに代えて、プローブ波長に調整される追加のトランシーバが使用され得る。光信号が現在使用されていない波長において供給されるならば、プローブ信号を監視するために使用されるトランシーバは、光信号が供給される波長を提供する同じトランシーバであることが可能である。

図２は、ここで説明された方法、技術、およびシステムを組み込み得るWDM送信ネットワーク200の一例を表わす。WDM送信ネットワーク200は、ネットワークノード210から215を含む。各ノードは、それを通してWDM信号を伝搬する光ファイバーを備え得る光リンク220から224によって少なくとも１つの他のノードに接続される。例えば、ノード210は、リンク220によってノード211に接続され、ノード211はリンク221によってノード212に接続される。加えて、ノード211はリンク222によってノード214に接続され、ノード214はリンク223によってノード213に接続される。さらに、ノード214はリンク224によってノード215に接続される。リンクの各々は、双方向通信を提供するために逆方向に進む光信号を搬送する少なくとも２つの光ファイバーを備え得る。どのリンクの容量も、提供されるファイバー対の数を増加させることによって増加されることが可能である。各リンクは、WDM信号を増幅するための１つまたは複数の光増幅器230から235を含み得る。例えば、リンク220、221、223、および224はそれぞれ光増幅器230、231、234、および235を含む。同様に、リンク222は、光増幅器232および233を含む。データを波長の上にエンコードするために１つまたは複数の光波長の変調によってWDM送信ネットワーク200にわたって情報が送信され受信される。様々な変調された光波長は、送信リンクにわたって送信される単一のWDM信号に組み合わされる。

WDM送信ネットワークは、端末ノード、リング光ネットワーク、メッシュ光ネットワーク、または他の任意の適した光ネットワーク、または光ネットワークの組み合わせを有するポイント・ツー・ポイント光ネットワークを備え得る。図２に表わされたノードおよび光リンクの数は例示であり、図示の簡単さのために提供される。固定された、または再構成可能な光アド／ドロップ・モジュールを利用し得るネットワークノード210から215は、いくつかの実装において、無色かつ／または無方向であり得る。

光増幅器230から235は、任意の適した種類の全光増幅器(すなわち、光電気変換なしの増幅器)であり得る。例えば、光増幅器は、エルビウム添加光増幅器またはラマン光増幅器のようなレアアース添加光増幅器であり得る。任意の所与の送信ネットワークにおいて利用される光増幅器は全て、同じ種類または異なる種類のものであり得る。

いくつかの実装において、ここで説明された技術は、光チャネル容量がトラフィック需要に従ってリアルタイムに供給されることが可能である機敏な光ネットワークにおいて利用され得る。そのようなネットワークは、再構成可能な光アド・ドロップ多重(ROADM)ノードを利用することが可能であり、これは、前に言及したように、異なるチャネルが、ノード内の光スイッチの設定に基づいて異なるファイバーに選択的にアド(add)され、またはドロップ(drop)され、または送られることを許容する。ここに説明された技術による、新しいデータチャネルを供給し、または既存のチャネルを切り替え得るROADMノードの一例が図３に表わされている。

図３に表わされたROADM 100は、無色(例えば、任意の波長が、任意のアド／ドロップ・ポートに方向付けられることを許容する)、無方向(例えば、任意の波長が、任意の方路に送信されることを許容する)、無競合(例えば、波長の任意の組み合わせが、任意のポートから任意の方路に方向付されることを許容する)、かつ／またはグリッドレス(例えば、固定された周波数が要求されない)アーキテクチャであり得る。ROADM 100は、光ネットワークによって提供される光スペクトルの任意の部分、任意のチャネル・ビット・レート、および／または任意の変調フォーマットをサポートし得る。図３に表わされた例において、ROADMは、複数方路であり、無色アーキテクチャを有する。各ネットワーク方路は、1×N光論理入力デバイス、例えば、電力スプリッター(PS)または波長選択型スイッチ(wavelength selective switch, WSS)104に接続された入力、およびN×1光論理出力デバイス、すなわち、WSS 106に接続された出力を有する一対の光増幅器102に結合される。ネットワーク方路1からの入力ポート108₁における多重化された光信号は、PS/WSS 104を介してWSS 106に選択的に方向付けされ、それぞれネットワーク方路2、3、および／または4について出力ポート110₂、110₃、および／または110₄に関連付けされる。同じようにして、入力ポート108₂、108₃、および108₄(ネットワーク方路2、3、および4)における多重化された光信号は、システムの他のネットワーク方路に同様にルーディングされ得る。入力ポート108および出力ポート110は、光システムノード100のラインポートとしての役割を果たす。複数のマルチプレクサ／デマルチプレクサ組立て品112₁、112₂、112₃、および112₄は、WSS 106およびPC/WSS 104によって、クライアント側ポートからの波長を、各ネットワーク方路1、2、3、および4に局所的にアドする／各ネットワーク方路1、2、3、および4から局所的にドロップするために、WSS 106およびPS/WSS 104に接続される。

図４は、WDM光通信システムにおける光波長の上にデータチャネルを供給するための方法の一例を表わすフローチャートである。この方法は、光プローブ波長が選択されたとき、ブロック405において開始する。選択された波長は、システム内の新しいデータチャネルを供給し、または既存のデータチャネルを新しい光波長の上に切り替えるために使用され得る。選択された光プローブ波長は、ブロック410において生成される。光プローブ波長は、いくつかの適した方式において変調されることが可能であり、またはその代わりに、それはCWプローブであることが可能である。プローブ波長は、選択された光経路に沿った信号品質に影響する任意のネットワーク要素の応答時間より小さい持続時間の間、ブロック420においてWDM光通信システムを通して、選択された光経路に沿って送信される。ブロック430において、プローブ波長が受信され、ブロック440において、受信されたプローブ波長の１つまたは複数の信号品質パラメータが測定される。測定され得る例示のパラメータは、限定することなく、減衰設定、光増幅器利得、光増幅器利得傾斜、および／または散乱補償フィルタ設定を含む。ブロック450において、測定された信号品質パラメータに基づいて、選択された光経路を特徴付ける１つまたは複数のシステム性能パラメータが決定される。次にブロック460において、ネットワーク要素の１つまたは複数のうちの、１つまたは複数の動作パラメータが、１つまたは複数のシステム性能パラメータに基づいて調節される。最後にブロック470において、選択された光波長においてデータチャネルが供給される。

構造的な特徴および／または方法論的な動作に特有な用語で対象物が説明されたが、添付の請求項において定義された対象物は、上記で説明された特有な特徴または動作に必ずしも限定されないことが理解されるべきである。むしろ、説明された特有な特徴および動作は、請求項を実現する例示の形式として開示されている。

102 光増幅器
104 電力スプリッターまたは波長選択型スイッチ
106 波長選択型スイッチ
108₁、108₂、108₃、108₄ 入力ポート
110₁、110₂、110₃、110₄ 出力ポート
112₁、112₂、112₃、112₄ マルチプレクサ／デマルチプレクサ組立て品
210〜215 ネットワークノード
220〜224 光リンク
230〜235 光増幅器
300 ノード
310 光スイッチ
320 波長可変ソース
330 データ変調器

Claims

１つまたは複数の性能パラメータを取得するためにWDM光通信システムに問い合わせる方法であって、
光プローブ波長を生成するステップと、
規定されたやり方で前記プローブ波長を変調してプローブ信号を生成するステップと、
選択された光経路に沿った信号品質に影響するネットワーク要素の応答時間より小さい持続時間の間、前記WDM光通信システムを通して、前記選択された光経路に沿って前記プローブ信号を送信するステップと、
を備える方法。
前記プローブ信号が前記選択された光経路を通過した後に前記プローブ信号を受信するステップと、
前記受信されたプローブ信号の１つまたは複数の信号品質パラメータを測定するステップと、
前記測定された信号品質パラメータに基づいて、前記選択された光経路を特徴付ける１つまたは複数のシステム性能パラメータを決定するステップと、
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
前記１つまたは複数のシステム性能パラメータに基づいて前記ネットワーク要素のうちの１つまたは複数の、１つまたは複数の動作パラメータを調節するステップをさらに備える、請求項２に記載の方法。
前記動作パラメータのうちの少なくとも１つは、減衰設定、光増幅器利得、光増幅器利得傾斜、および散乱補償フィルタ設定からなるグループから選択される、請求項３に記載の方法。
前記光プローブ波長を生成するステップは、データチャネルが供給される第１の光波長を前記プローブ波長として選択するステップを含む、請求項２に記載の方法。
前記１つまたは複数のシステム性能パラメータに基づいて前記ネットワーク要素のうちの１つまたは複数の、１つまたは複数の動作パラメータを調節するステップと、
前記調節の後に前記選択された光経路に沿って前記第１の光波長で前記データチャネルを供給するステップと、
をさらに備える、請求項５に記載の方法。
供給される前記データチャネルは、前記１つまたは複数の動作パラメータを調節する前に第２の波長において供給され、さらに、第１の波長で前記データチャネルを供給することは、前記データチャネルが遷移期間の間に前記第１および第２の波長の両方において同時に供給されるように、前記遷移期間にわたって前記第２の波長の電力を減少させる一方、前記第１の波長の電力を徐々に増加させることを含む、請求項５に記載の方法。
前記光プローブ波長を生成するステップは、既存のデータチャネルをサポートするために現在配備されている光波長を前記プローブ波長として選択するステップを備える、請求項２に記載の方法。
前記光プローブ波長を生成するステップは、既存のデータチャネルをサポートするためにWDM光通信システムにおいて配備される第１の光波長に調整される波長可変レーザーを用いて前記光プローブ波長を生成するステップを含み、
前記持続時間の間、前記光プローブ波長を生成するために前記波長可変レーザーを切り替えるステップと、
前記持続時間の満了の後に前記波長可変レーザーを前記第１の光波長に戻すように再度調整するステップと、
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
前記１つまたは複数のシステム性能パラメータに基づいて１つまたは複数のシステム故障を識別するステップをさらに備える、請求項２に記載の方法。
前記システム性能パラメータのうちの１つは前記プローブ信号のビット誤り率である、請求項１０に記載の方法。
前記１つまたは複数のシステム故障を識別するステップは、前記プローブ信号に加えられるひずみを監視することによって前記システム故障のうちの１つの大きさおよび位置を識別するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
波長可変レーザーを用いて複数の光プローブ波長を順次生成するステップと、
規定されたやり方で前記プローブ波長の各々を変調して複数のプローブ信号を生成するステップと、
選択された光経路に沿った信号品質に影響するネットワーク要素の応答時間より小さい持続時間の間、前記WDM光通信システムを通して、前記選択された光経路に沿って前記プローブ信号の各々を送信するステップと、
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
前記選択された光経路の各々は、互いに少なくとも部分的に異なり、
前記プローブ信号がそれぞれの選択された光経路を通過した後に前記プローブ信号を受信するステップと、
最も向上させる１つまたは複数の性能パラメータとして前記選択された光経路のうちの１つを識別するステップと、
をさらに備える、請求項１３に記載の方法。
向上させる前記１つまたは複数の性能パラメータは、ビット誤り率、光経路が光信号を供給されることが可能である速度、および光経路に沿って光信号を供給することによって引き起こされる妨害の程度からなるグループから選択される、請求項１４に記載の方法。
前記選択された経路に沿って前記プローブ信号を送信するステップは、現在配備されているデータチャネルが前記プローブ信号で再度ルーティングされる光経路を識別するために、前記WDM光通信システムを通して複数の選択された経路に沿って前記プローブ信号を送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記識別された光経路は、前記WDM光通信システム内のフラグメンテーションを減少させる経路である、請求項１６に記載の方法。
前記選択された経路は、前記光プローブ波長を生成するトランシーバがループバック光経路を通過した後に前記光プローブ波長を受信するような前記ループバック光経路である、請求項１に記載の方法。
供給される前記データチャネルは、前記１つまたは複数の動作パラメータを調節する前に第２の波長において供給され、さらに、第１の波長で前記データチャネルを供給することは、前記データチャネルが遷移期間の間に前記第１および第２の波長の両方において同時に供給されるように、前記遷移期間にわたって前記第２の波長のデューティサイクルを減少させる一方、前記第１の波長のデューティサイクルを徐々に増加させることを含む、請求項５に記載の方法。
１つまたは複数の性能パラメータを取得するためにWDM光通信システムに問い合わせる方法であって、
光プローブ波長を生成するステップと、
選択された光経路に沿った信号品質に影響するネットワーク要素の応答時間より小さい持続時間の間、前記WDM光通信システムを通して、前記選択された光経路に沿って前記プローブ波長を送信するステップと、
前記プローブ波長が前記選択された光経路を通過した後に前記プローブ波長を受信するステップと、
前記受信されたプローブ波長の１つまたは複数の信号品質パラメータを測定するステップと、
前記測定された信号品質パラメータに基づいて、前記選択された光経路を特徴付ける１つまたは複数のシステム性能パラメータを決定するステップと、
を備える方法。
前記１つまたは複数のシステム性能パラメータに基づいて前記ネットワーク要素のうちの１つまたは複数の、１つまたは複数の動作パラメータを調節するステップをさらに備える、請求項２０に記載の方法。
前記動作パラメータのうちの少なくとも１つは、減衰設定、光増幅器利得、光増幅器利得傾斜、および散乱補償フィルタ設定からなるグループから選択される、請求項２１に記載の方法。
前記光プローブ波長を生成するステップは、データチャネルが供給される第１の光波長を前記プローブ波長として選択するステップを含む、請求項２１に記載の方法。
前記１つまたは複数のシステム性能パラメータに基づいて前記ネットワーク要素のうちの１つまたは複数の、１つまたは複数の動作パラメータを調節するステップと、
前記調節の後に前記選択された光経路に沿って前記第１の光波長で前記データチャネルを供給するステップと、
をさらに備える、請求項２３に記載の方法。
供給される前記データチャネルは、前記１つまたは複数の動作パラメータを調節する前に第２の波長において供給され、さらに、第１の波長で前記データチャネルを供給することは、前記データチャネルが遷移期間の間に前記第１および第２の波長の両方において同時に供給されるように、前記遷移期間にわたって前記第２の波長の電力を減少させる一方、前記第１の波長の電力を徐々に増加させることを含む、請求項２３に記載の方法。
光通信システムにおける使用のための光ノードであって、
複数の光波長を生成するための波長可変光ソースであって、前記光波長の少なくとも１つは、前記光通信システムを通して、選択された光経路に沿った信号品質に影響するネットワーク要素の応答時間より小さい持続時間の間、生成される光プローブ波長である、波長可変光ソースと、
規定されたパターンを前記複数の光波長の上に変調するための変調器と、
前記複数の変調された光波長を１つまたは複数の光送信経路の上に選択的に方向付けるための光スイッチであって、変調された光プローブ波長は、１つまたは複数の信号品質パラメータを測定するために前記選択された光経路に沿って方向付けされる、光スイッチと、
を備える光ノード。