JP2021510489A - 再構成可能なポイントツーマルチポイント接続 - Google Patents

Abstract

波長分割多重化パッシブ光ネットワークとともに使用するための装置は、電子コントローラ、光トランスミッタ、波長マルチプレクサを備える。電子コントローラは、第１の入力電気データ信号を受信し、入力電気データ信号に基づいてデータチャネル上で電気データ信号を出力し、出力電気データ信号のうちの少なくとも第１の出力電気データ信号のデータレートを変更するように構成される。電気データ信号を受信する光トランスミッタは各々、異なるデータチャネル上で、電子コントローラから出力された電気データ信号を受信するように構成される。光トランスミッタは、電子コントローラからの受信電気データ信号に対応する光信号を出力する。各光トランスミッタの光信号は、他の光トランスミッタの光信号とは異なる波長を中心としている。波長マルチプレクサは、光トランスミッタから出力光信号を受信するとともに波長多重化光出力信号を出力するように構成される。

Description

本発明は、光ネットワーク、および光ネットワークとともに使用するための装置の分野にあり、詳細には、限定はしないが、波長分割多重化パッシブ光ネットワーク（ＷＤＭ−ＰＯＮ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）とともに使用するための装置の分野にある。

データ容量および帯域幅に対する需要が高まるとともに、光ファイバーネットワークを介した光データの大容量の長距離送信を容易にするために、光学技術が順調に開発されている。これらのネットワークは、しばしば、密波長分割多重化（ＤＷＤＭ：Ｄｅｎｓｅ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を使用して、波長が異なる１つまたは複数の光源が単一の光ファイバーを進行することを可能にする。

最近では、多くの異なる顧客にデータストリームを配信するために、いくつかの光学のパッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）アーキテクチャが使用されている。これらは、ギガビット対応パッシブ光ネットワーク（ＧＰＯＮ：Ｇｉｇａｂｉｔ−ｃａｐａｂｌｅ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）および次世代パッシブ光ネットワーク２（ＮＧＰＯＮ２：Ｎｅｘｔ−Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ ２）を含み、ここで、各ユーザは、ユーザごとに異なる波長および時間的なバーストを使用することによって、ファイバーリンクの集合した帯域幅を共有する。

つい最近では、対称的なデータサービスに対して帯域幅を十分に利用するために、ポイントツーマルチポイント接続に対してＤＷＤＭも検討されている。このことは、波長分割多重化パッシブ光ネットワーク（ＷＤＭ−ＰＯＮ）として実施され得る。これらのネットワークは、特定の波長が特定のネットワークノードにルーティングされる仮想的なポイントツーポイントネットワークである。波長は、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）などの波長選択性空間マルチプレクサ／デマルチプレクサによって、各ノードにルーティングされる。

オーディオ、ビデオ、および他の媒体が、アクセスネットワークの中のスタンドアロン製品としてインターネットを経由して送信される、オーバーザトップ（ＯＴＴ：ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ｔｏｐ）コンテンツサービス配信などの、新たな適用例が出現しつつある。これらの新たな適用例は、時間的にかつノード間で変化する様々な下流データ要件を生じさせることがある。そのような様々なデータ要件は、従来のパッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）アーキテクチャを使用して達成可能でないことがある。

ＵＳ６４０４５２２は、ＷＤＭを使用する光通信方法およびシステムを記載している。

ＥＰ１１８９４７７は、光伝送システムにおける、ビットレートに依存しない光交差接続デバイスを記載している。

ＵＳ６４０４５２２ ＥＰ１１８９４７７

本発明の第１の態様では、波長分割多重化パッシブ光ネットワーク（ＷＤＭ−ＰＯＮ）とともに使用するための装置が提示される。装置は、電子コントローラ、光トランスミッタ、および波長マルチプレクサを備える。電子コントローラは、第１の入力電気データ信号を受信し、入力電気データ信号に基づいてデータチャネル上で電気データ信号を出力し、出力電気データ信号のうちの少なくとも第１の出力電気データ信号のデータレートを変更するように構成される。電気データ信号を受信する光トランスミッタは各々、それぞれ、異なるデータチャネル上で、電子コントローラから出力された電気データ信号を受信するように構成される。光トランスミッタは、電子コントローラからの受信電気データ信号に対応する光信号を出力する。各光トランスミッタのそれぞれの光信号は、他の光トランスミッタの光信号とは異なる波長を中心としている。波長マルチプレクサは、光トランスミッタから出力光信号を受信するとともに波長多重化光出力信号を出力するように構成される。

本発明の第２の態様では、ＷＤＭ−ＰＯＮとともに使用するための装置も提示され、ここで、電子コントローラは、第１の入力電気データ信号を受信するとともに入力電気データ信号に基づいて電気データ信号を出力するように構成される。複数の電気データ信号のうちの少なくとも第１および第２の電気データ信号が、複数のデータチャネル上で異なるレートで出力される。装置はまた、電気データ信号を受信するための光トランスミッタを備える。光トランスミッタのうちの少なくとも第１および第２の光トランスミッタは、異なるデータチャネル上で、電子コントローラから出力されたそれぞれの第１および第２の電気データ信号を受信し、電子コントローラからの受信電気データ信号に対応する光信号を出力するように構成される。各光トランスミッタのそれぞれの光信号は、他の光トランスミッタの光信号とは異なる波長を中心としている。装置はまた、光トランスミッタから出力光信号を受信するとともに波長多重化光出力信号を出力するように構成された、波長マルチプレクサを備える。

第１および第２の態様は、限定はしないが、以下のうちのいずれか１つまたは複数を含む、本明細書で説明する何らかの方法で修正されてよい。

装置は、波長デマルチプレクサおよび複数の光レシーバをさらに備えてよい。波長デマルチプレクサは、波長多重化入力光を受信するとともに異なる出力経路上で複数の光信号を出力するように構成されてよく、出力光信号は、異なる波長を中心としている。複数の光レシーバは、波長デマルチプレクサから複数の出力光信号を受信し、対応する第２の電気データ信号を電子コントローラに出力するためのものであってよい。

この装置は、さらなる波長デマルチプレクサに向かって波長多重化光出力信号を導くことであって、さらなる波長デマルチプレクサが、複数の端末デバイスに光を分配するように構成される、導くことと、さらなる波長デマルチプレクサから戻って受信された光を波長デマルチプレクサに導くこととを行うように構成された、光ユニットをさらに備えてよい。そのような光ユニットは光サーキュレータであってよい。多重化解除能力において同じデバイスが使用されるときの方向とは反対方向に、さらなる波長デマルチプレクサを通じて光が導かれるとき、さらなる波長デマルチプレクサがマルチプレクサとして働くことが理解される。

電子コントローラは、少なくとも第１の電気データ信号、またはその複数の出力電気データ信号のうちのいずれかの、データレートを変更するように構成され得る。

電子コントローラは、
Ａ）電子コントローラによって受信された入力電気データ信号の分析、
Ｂ）電子コントローラにデータレートを変更させるように構成されている、電子コントローラによって受信されたデータ信号
のうちのいずれかに基づいて、前記データレートを変更するように構成され得る。

電子コントローラは、複数の光レシーバのうちの１つまたは複数から出力された電気データ信号のうちの１つまたは複数に基づいて前記データレートを変更するように構成され得る。

装置は、前記複数のデータ信号に関連する電気データ信号を受信し、対応する光信号を出力するように構成された、波長同調可能光トランスミッタ装置をさらに備えてよい。そのような複数の波長同調可能光トランスミッタ装置は、装置の中に組み込まれてよい。

装置は、波長同調可能光トランスミッタから出力された光信号を波長多重化光出力信号に結合するように構成された光カプラをさらに備えてよい。

この結合は、波長マルチプレクサの出力ポートと光サーキュレータとの間に、またはサーキュレータとさらなるマルチプレクサ／デマルチプレクサとの間にあってよい。

装置は、複数の光トランスミッタのうちの光トランスミッタのうちの少なくとも１つから出力される光に関連するデータを備えるステータス信号を受信し、ステータス信号に基づいて波長同調可能光トランスミッタ装置に電気信号を出力するように構成され得る。

ステータス信号は、それぞれの光トランスミッタから出力される光信号が、そのそれぞれの受信電気データ信号に対応しないことを示してよい。これは、たとえば、しきい値よりも多くの数の誤り（より大きいビット誤り率）を有する出力光パルスデータであってよい。これはまた、たとえば、トランスミッタが光を出力しないかまたはしきい値を下回る強度で光を出力することであり得る。これらのしきい値のうちのいずれかは、あらかじめ決定されたしきい値であってよい。このようにして、装置は、有利なことに、その波長における公称の光トランスミッタが正しく機能していないとき、同調可能なソースにデータを切り替えてよい。

波長同調可能光トランスミッタ装置へ送信される電気信号は、
Ａ）波長同調可能光トランスミッタの中心出力波長を決定するための１つまたは複数の信号、および
Ｂ）ステータス信号に関連する前記少なくとも１つの光トランスミッタに出力される電気データ信号
のうちのいずれか１つまたは複数を備えてよい。

波長同調可能光トランスミッタ装置は、波長同調可能レーザーを備えてよい。同調可能レーザーは、直接変調されてよく、またはその出力光を光変調器を用いて外部的に変調させてよい。

電子コントローラは、トランシーバから第１の入力電気データ信号を受信し、第２の電気データ信号に基づいて電気データ信号を前記トランシーバに出力するようにさらに構成され得る。

電子コントローラは、１０ＧＨｚ以上のデータレートでトランシーバとの間でデータを送信および受信するように構成され得る。

本明細書で説明する装置は、トランシーバをさらに備えてよい。

上記で説明したような装置、ならびにさらなる波長デマルチプレクサおよび／または複数の端末デバイスのうちのいずれか１つまたは複数を備える、システムが提示される。

本発明の第３の態様では、波長分割多重化パッシブ光ネットワーク、すなわち、ＷＤＭ−ＰＯＮとともに使用するための装置を動作させるための方法が提供され、方法は、第１の入力電気データ信号を受信し、入力電気データ信号に基づいて複数の電気データ信号を出力するために、電子コントローラを使用することを備える。出力電気データ信号は、複数のデータチャネル上で出力され得る。方法は、複数の出力電気データ信号のうちの少なくとも第１の出力電気データ信号のデータレートを変更することをさらに備える。

方法は、複数の電気データ信号を受信するために複数の光トランスミッタを使用することをさらに備え、前記光トランスミッタの各々は、それぞれ、異なるデータチャネル上で、電子コントローラから出力された電気データ信号を受信し、電子コントローラからの受信電気データ信号に対応する光信号を出力するように構成される。前記光トランスミッタの各々は、他の光トランスミッタの光信号とは異なる波長を中心とした、そのそれぞれの光信号を出力するように構成される。

方法はまた、少なくとも第１および第２の光トランスミッタから出力光信号を受信するとともに波長多重化光出力信号を出力するために、波長マルチプレクサを使用することを備える。

本発明の第４の態様では、波長分割多重化パッシブ光ネットワーク、すなわち、ＷＤＭ−ＰＯＮとともに使用するための装置を動作させるための方法も提示され、方法は、第１の入力電気データ信号を受信するとともに入力電気データ信号に基づいて複数の電気データ信号を出力し、複数の電気データ信号のうちの少なくとも第１および第２の電気データ信号を異なるデータレートで出力するために、電子コントローラを使用することを備える。

方法は、複数の電気データ信号を受信するために複数の光トランスミッタを使用することをさらに備え、前記光トランスミッタのうちの少なくとも第１および第２の光トランスミッタは、電子コントローラから出力されたそれぞれの第１のおよび第２の電気データ信号を受信し、電子コントローラからの受信電気データ信号に対応する光信号を出力するように構成される。第１および第２の光トランスミッタから出力される光信号は、異なる波長を中心としている。

方法はまた、少なくとも第１のおよび第２の光トランスミッタから出力光信号を受信するとともに波長多重化光出力信号を出力するために、波長マルチプレクサを使用することを備える。

本発明の第５の態様によれば、ＷＤＭ−ＰＯＮとともに使用するための装置が提示される。装置は、第１の入力電気データ信号を受信し、入力電気データ信号に基づいて複数の電気データ信号を出力するように構成された、電子コントローラを備える。出力電気データ信号は、複数のデータチャネル上で出力される。

装置は、複数の電気データ信号を受信するための複数の光トランスミッタを備える。各光トランスミッタは、それぞれ、異なるデータチャネル上で、電子コントローラから出力された電気データ信号を受信し、受信電気データ信号に対応する光信号を出力するように構成される。各光トランスミッタのそれぞれの光信号は、他の光トランスミッタの光信号とは異なる波長を中心として出力される。

装置は、追加として、光トランスミッタから出力光信号を受信するとともに波長多重化光出力信号を出力するように構成された、波長マルチプレクサを備える。

装置はまた、電子コントローラから出力された複数の電気信号のうちの１つまたは複数を受信し、電子コントローラからの受信電気データ信号に対応する光信号を出力するように構成された、波長同調可能光トランスミッタを備える。

第５の態様は、限定はしないが、以下のうちのいずれか１つもしくは複数、ならびに／または上記の第１および第２の態様に対して説明した随意の機能のうちのいずれか１つもしくは複数を含む、本明細書で説明する何らかの方法で修正されてよい。

波長同調可能光トランスミッタから出力される光信号の波長は、前記複数の光トランスミッタのうちの少なくとも１つの波長と実質的に同じであってよい。

装置の追加の態様は、装置の動作に関連する障害の検出時に波長同調可能光トランスミッタからの光の出力を開始するように構成され得る。

障害は、複数の光トランスミッタのうちの１つまたは複数に関連してよい。

障害の検出時に、装置は、任意の順序で、
Ａ）光を出力し、
Ｂ）その出力波長を障害のある光トランスミッタの波長に同調させるために、
１つまたは複数の信号を波長同調可能光トランスミッタへ送信するように構成され得る。

電子コントローラは、障害の検出時に電気データ信号を波長同調可能光トランスミッタに出力するように構成されてよく、波長同調可能光トランスミッタに出力される電気データ信号は、前記入力電気データ信号に基づく。

波長同調可能光トランスミッタは、光変調器に光学的に結合された波長同調可能光源を備えてよい。電子コントローラは、前記電気データ信号を光変調器に出力するように構成される。

装置の追加の態様は、追加として、波長マルチプレクサから波長多重化光出力信号を受信し、波長同調可能光トランスミッタから出力された光を受信し、波長同調可能光トランスミッタおよび波長マルチプレクサから、共通の光学経路に沿って光を出力するように構成された、任意の１つまたは複数の光カプラを備えてよい。

装置の追加の態様は、波長同調可能光トランスミッタから出力された光信号を、波長多重化光出力信号に結合するように構成された光カプラを備えてよい。

本発明の第６の態様によれば、波長分割多重化パッシブ光ネットワーク、すなわち、ＷＤＭ−ＰＯＮとともに使用するための装置が提供され、装置は、電子コントローラであって、第１の入力電気データ信号を受信することと、入力電気データ信号に基づいて複数の電気データ信号を出力することであって、出力電気データ信号が、複数のデータチャネル上で出力される、出力することとを行うように構成された、電子コントローラ、複数の電気データ信号を受信するための複数の光トランスミッタであって、前記光トランスミッタの各々が、それぞれ、異なるデータチャネル上で、電子コントローラから出力された電気データ信号を受信し、電子コントローラからの受信電気データ信号に対応する光信号を出力し、他の光トランスミッタの光信号とは異なる波長を中心とした、そのそれぞれの光信号を出力するように構成される、光トランスミッタ、光トランスミッタから出力光信号を受信するとともに波長多重化光出力信号を出力するように構成された、波長マルチプレクサ、波長多重化入力光を受信するとともに異なる出力経路上で複数の光信号を出力するように構成された、波長デマルチプレクサであって、出力光信号が、異なる波長を中心としている、波長デマルチプレクサ、複数の光レシーバであって、波長デマルチプレクサから複数の出力光信号を受信し、対応する第２の電気データ信号を電子コントローラに出力するための、光レシーバ、波長同調可能光レシーバであって、波長多重化入力光を受信し、前記入力光から検出すべき波長を選択し、検出された波長に基づいて電気データ信号を電子コントローラに出力するように構成された、波長同調可能光レシーバを備える。

第６の態様は、限定はしないが、上記の第１および第２の態様ならびに第５の態様のうちのいずれかに対して説明した随意の機能のうちのいずれか１つまたは複数を含む、本明細書で説明する何らかの方法で修正されてよい。

下流光信号を出力するように構成される、本明細書で説明するような装置の一例の概略図である。 図１の例と類似しており、上流光信号を受信するための機能をさらに備える、概略図である。 図２の例と類似しており、下流光信号を受信するとともに上流光信号を送信するためのネットワークのさらなる機能をさらに備える、概略図である。 図３の例と類似しており、同調可能光トランスミッタをさらに備える、概略図である。 図３の例と類似しており、波長同調可能光レシーバをさらに備える、概略図である。 光信号を多重化および多重化解除するためにＡＷＧが使用される、ＷＤＭパッシブ光ネットワークの中で使用される装置の一例を示す図である。 図５の例と類似しており、同調可能レーザーをさらに備える、装置の一例を示す図である。 図５の例と類似しており、波長同調可能光レシーバをさらに備える、装置の一例を示す図である。

第１の態様では、波長分割多重化パッシブ光ネットワーク（ＷＤＭ−ＰＯＮ）とともに使用するための装置が提示される。装置の一例の概略図が図１に示される。

この態様における装置２は、第１の入力電気データ信号６を受信するように構成される電子コントローラ４を備える。これらの第１の入力電気データ信号６は、接続している他のネットワークから光信号を受信するとともに対応する電気信号を出力する、高速光トランシーバ（図１に示さず）から受信され得る。これらの出力電気信号は、「第１の入力電気信号」６である。接続しているネットワークからの光信号内に含まれるデータは、電気データ信号６のデータに相当する。接続している光ネットワークは、限定はしないが、長距離光ネットワーク、メトロ光ネットワーク、または他の光ネットワークを含む、原理上は任意のネットワークであってよい。接続しているそのようなネットワークは、隣接ネットワークと呼ばれることがあり、限定はしないが、以下のもの、すなわち、１０Ｇｂｐｓ超、４０Ｇｂｐｓ超、１００Ｇｂｐｓ超、６００Ｇｂｐｓ以上のうちのいずれか１つを含む、実現可能な任意のデータレートで動作し得る。

電子コントローラ４はまた、入力電気データ信号６に基づいて複数の電気データ信号８、８ａ、８ｂを出力するように構成され、出力電気データ信号８、８ａ、８ｂは、複数のデータチャネル上で出力される。電子コントローラ４はまた、複数の出力電気データ信号８、８ａ、８ｂのうちの少なくとも第１の出力電気データ信号８ａの出力データレートを変更するように構成され得る。個々の出力電気チャネル８の各々のデータレートは、通常、入力データ６のデータレートよりも低い。これは、電子コントローラ４が着信データを時間多重化解除および分割して異なる出力チャネル８にするからであり得る。電子コントローラは、代替または追加として、異なるエンドユーザへの分配のために着信データ６をパケットに分解し得る。

「データレート」という用語は、本明細書で提示する装置２の中で、それぞれのデータビットが構成要素によって送信および／または受信される周波数として理解されるべきである。データレートは、任意の好適な範囲内にあってよい。たとえば、データレートは、１ＧＢ／ｓ以上、５ＧＢ／ｓ以上、それらを含む１ＧＢ／ｓと４０ＧＢ／ｓとの間、それらを含む５ＧＢ／ｓと４０ＧＢ／ｓとの間、およびそれらを含む１０ＧＢ／ｓと４０ＧＢ／ｓとの間のうちの、いずれか１つまたは複数であってよい。

装置２はまた、電子コントローラ４から出力された複数の電気データ信号８を受信するための複数の光トランスミッタ１０を備える。前記光トランスミッタの各々１０は、それぞれ、異なるデータチャネル上で、電子コントローラ４から出力された電気データ信号８を受信するように構成される。各光トランスミッタ１０はまた、電子コントローラ４からの受信電気データ信号８に対応する光信号１２を出力するように構成され、光トランスミッタ１０から出力された光信号は、各光トランスミッタ１０が、光信号、たとえば、光パルスを、他の光トランスミッタ１０とは異なる中心波長において出力するように、異なる波長を中心としている。

装置２はまた、光トランスミッタ１０から出力光信号１２を受信するとともに波長多重化光出力信号１６を出力するように構成された、波長マルチプレクサ１４を備える。この波長多重化光出力信号１６は、光学経路に沿って、たとえば、光ファイバーまたは光導波路に沿って、出力され得る。

波長多重化光出力信号１６は、ＷＤＭ−ＰＯＮ（図１に示さず）の中に出力されてよく、ＷＤＭ−ＰＯＮは、次いで、異なるエンドユーザに対応する異なる端末デバイスに異なる波長チャネルを分配するために、（以下で説明するような）さらなる装置に信号をルーティングする。

「エンドユーザ」とは、おそらくは端末装置またはデバイスを経由してＷＤＭ−ＰＯＮの終点においてデータストリームを受信し得る、顧客、建物、または他の端末ロケーションを指すことがある。

既存のＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは、電気データは、固定のデータレートで複数のトランスミッタにルーティングされ得る。たとえば、電気データは、各々が１０ＧＢ／ｓの固定のレートで複数のエンドユーザへ送信され得る。

本出願の発明者は、同じエンドユーザが異なる時間において異なるデータレートを必要とする状況があり得ることを認定している。たとえば、午前には、ユーザは、１０ＧＢ／ｓなどの低いデータレートを必要とすることがあるが、午後または異なる日には、エンドユーザは、４０ＧＢ／ｓなどのもっと高いデータレートを必要とすることがある。本明細書において上記で説明した装置２を用いると、ユーザに供給されるデータレートは可変であり得る。データレートは、任意の時間において、任意の日／日付において、また何らかの理由で、再構成され得る。たとえば、変更は周期的に行われてよく、かつ／またはエンドユーザのデータ使用量のパターン履歴に基づいてよい。追加または代替として、そのことは、現在使用されるデータレートの、しきい値との比較に依存してよい。たとえば、供給されるデータレートは、データ使用量がいくつかの値に降下もしくは上昇しているとき、またはデータが使用されていない場合に、変化することがある。

電気信号が光トランスミッタ１０へ送信されるために、電子コントローラ４が固定の全電気帯域幅を有する場合、データレートを変更するためのフレキシビリティを有することにより、必ずしも端末デバイスに対する特定の波長チャネルの帯域幅を損なうことなく、システムがネットワークニーズに適合するとともにネットワークニーズのバランスをとることが可能になり得る。このフレキシブルなシステムはまた、ネットワーク管理者がユーザに対するサービス品質を単に変更することを可能にする。たとえば、エンドユーザが、特定の時間において、高データレート加入の代金を支払うことができないかまたは支払いたくない場合、ネットワークは、彼らが買うだけの余裕があるサービスのみをエンドユーザが入手することを保証するように、単に電子コントローラ４において構成されてよい。必要とされるように、かつ必要とされるときに、データレートを低くすることはまた、高強度の使用とともに劣化する構成要素の耐用年数が延長されることを意味する。反対に、もっと多くのデータを必要とするエンドユーザに対して、電子コントローラは、そのユーザ端末へ送られるデータレートを高くしてよい。

さらなる態様では、ＷＤＭ−ＰＯＮとともに使用するための装置２も提供される。装置２は、図１によって同様に表され得る。装置２は電子コントローラ４を備え、第１の入力電気データ信号６を受信するように構成される。このさらなる態様における電子コントローラは、複数の電気データ信号のうちの少なくとも第１および第２の電気データ信号８ａおよび８ｂを異なるデータレートで出力するように構成され、出力電気データ信号８ａおよび８ｂは、複数のデータチャネル上で出力される。異なるチャネル８におけるこれらの異なるデータレートは、上記または本明細書における別の場所で説明するように、固定されてよくまたは可変であってもよい。

装置２はまた、複数の電気データ信号８を受信するための複数の光トランスミッタ１０を備える。光トランスミッタ１０のうちの少なくとも第１の光トランスミッタ１０ａおよび第２の光トランスミッタ１０ｂは、異なるデータチャネル上で、電子コントローラ４から出力された、電気データ信号８のうちのそれぞれの第１の電気データ信号８ａおよび第２の電気データ信号８ｂを受信するように構成される。前記光トランスミッタ１０のうちの少なくとも第１の光トランスミッタ１０ａおよび第２の光トランスミッタ１０ｂはまた、電子コントローラ４からの受信電気データ信号８ａおよび８ｂに対応する光信号１２（１２ａおよび１２ｂ）を出力するように構成され、光トランスミッタ１０のうちの第１の光トランスミッタ１０ａおよび第２の光トランスミッタ１０ｂから出力される光信号は、異なる波長を中心としている。装置２はまた、光トランスミッタ１０のうちの少なくとも第１の光トランスミッタ１０ａおよび第２の光トランスミッタ１０ｂから出力光信号１２を受信するとともに波長多重化光出力信号１６を出力するように構成された、波長マルチプレクサ１４を備える。

図１〜図５における例は、２つの電気データ信号８ａおよび８ｂ、２つの光トランスミッタ１０ａおよび１０ｂ、ならびに２つの出力光信号１２ａおよび１２ｂしか示さないが、電気データ信号８、光トランスミッタ１０、および対応する光信号チャネル１２のうちの、２つ以上が使用されてよいことが理解される。同様に、図２〜図５に関して、光信号２２、光レシーバ２４、および電気データ信号２６うちの２つよりも多くはまた、装置２のバージョンによって利用されてよい。

したがって、このさらなる態様による装置２は、異なるデータレートにおける電気データ信号がＷＤＭ−ＰＯＮ上に出力されることを可能にし、その結果、様々なデータ要件を有するエンドユーザが、それに応じてサービスされ得る。たとえば、一部のエンドユーザは、他のエンドユーザよりも高いデータレートを一貫して必要とすることがある。本明細書で説明する装置２を用いると、データレートは、異なるエンドユーザに対して異なってよい。彼らが通常はどのくらいのデータを使用するのか、または彼らがどのくらいのデータを使用したいのかなどの要因に従って、異なるデータレートで異なるエンドユーザに電気データ信号を出力することによって、エンドユーザは、彼らの要件を表すデータレートを受け取るとともにその代金を支払うことが可能である。したがって、本明細書で提示する装置はコスト効率を改善することができる。

このことは、ネットワーク管理者が、異なる顧客に異なるデータレート料金を割り当てることを有益に可能にし得る。たとえば、ある料金は、いくらかの価格と引き換えにいくらかのデータレートを提供することがあり、別の料金は、異なる価格と引き換えに異なるデータレートを提供することがある。さらに、一部のエンドユーザは、（限定はしないが）５０ＧＢ／ｓなどの高いデータレートを一貫して使用または要求することがある。たとえば、大企業は、同じ建物の中の多くの人々（たとえば、１００人を超える人々）がインターネットを同時に使用することを必要とすることがあり、または彼らの仕事は、ネットワーク通信を重度に伴うことがある。他のエンドユーザは、もっと低いデータレートを一貫して使用または要求することがある。たとえば、小さい企業または家庭内の所帯は、おそらくは彼らの仕事／日常の活動が最小限のインターネット使用を伴う場合、より低いデータレートを好むことがある。

異なるデータレートをエンドユーザに提供することによって、エンドユーザは、彼らのデータレート要件または要求を満たすのに必要な機器とともにセットアップされ得る。たとえば、このことは、本明細書で説明する装置２のいずれか１つまたは複数の構成要素が、特に高いデータレートとともに動作するように構成されることを含んでよい。

エンドユーザには彼らが必要とするデータレートが提供され得るので、リソースは、不必要な高いデータレートを取得して浪費されない。したがって、装置２はコスト効率を改善するだけでなく、エネルギー効率も改善する。任意の光学構成および光学機能を含む以下の説明は、本明細書で説明するような装置２の態様および例のうちのいずれかに適用可能であり得る。

装置２の例が図１〜図５に示される、図１は、電気データ８および光信号１２が、電子コントローラ４から端末デバイス３２へ下流に伝搬している、装置２の一例を示す。

装置２によって使用される光の波長は、任意の好適な波長、たとえば、赤外線などの通信システム用の波長範囲であってよい。たとえば、波長は、１２６０ｎｍから１６７５ｎｍにわたるＯバンドとＵバンドとの間の任意の波長値であってよい。互換性のある波長の範囲は、たとえば、１２６０〜１３６０ｎｍ（本来のＯバンド）、１３６０〜１４６０ｎｍ（拡張されたＥバンド）、１４６０〜１５３０ｎｍ（短波長のＳバンド）、１５３０〜１５６５ｎｍ（従来のＣバンド）、１５６５〜１６２５ｎｍ（長波長のＬバンド）、および１６２５〜１６７５ｎｍ（超長波長のＵバンド）のうちの、いずれか１つまたは複数であってよい。

光は、任意の好適な手段を使用して、装置２内の異なる構成要素から、かつ／または装置２の外部構成要素との間で伝搬し得る。このことは、たとえば、バルク光学構成要素を使用して光を導く自由空間伝搬、光ファイバーおよび／または集積光導波路を使用して光を案内することのうちの、いずれか１つまたは複数を含んでよい。例は、埋込みチャネル導波路、レーザー刻印式導波路、および／またはストリップ導波路を含む。代替または追加として、光は、隣接する構成要素から、かつ／または直接のレーザービームを介して、直接送信されてよい。

電子コントローラ
電子コントローラ４は、入力電気データ信号６を受信するとともに複数の出力電気データ信号８のうちの少なくとも第１の出力電気データ信号のデータレートを変更し、かつ／または入力電気データ信号６を受信するとともに異なるそれぞれのチャネル上で複数の電気データ信号８のうちの少なくとも第１および第２の電気データ信号を異なるデータレートで出力するように構成され得る。複数の出力電気データ信号８のうちの少なくとも第１の出力電気データ信号のデータレートを変更することは、Ａ）チャネルに対する出力データレートを既存のデータレートから異なるデータレートに再設定すること、Ｂ）データがチャネルに沿って出力されている期間中にデータレートを動的に変更すること、たとえば、データの連続するパケットの中間でデータレートを変更することのうちのいずれかを備えてよい。

いくつかの例では、コントローラ４は、たとえば、第１の入力電気データ信号６を電子コントローラ４に配信するために使用される双方向電気通信チャネルを経由した、さらなるネットワークへの送信を対象とする、エンドユーザからの上流データを含む電気信号２６を受信する（以下のこと、ならびに図４および図５を参照）。いくつかの例では、コントローラ４は、以下で説明するように、電気信号２６およびさらなる電気信号４４を受信し得る。コントローラ４は、さらなる電気信号を他のデバイス、たとえば、コアネットワークの中のデバイスへ送信するように構成される。コアネットワークなどの別のネットワークへの、その後に送信される信号は、受信電気信号２６に基づいてよく、受信電気信号２６のうちの少なくとも１つは、電気信号４４によって置き換えられる。受信電気信号２６は、複数の光レシーバ２４からの信号であってよく、各光レシーバ２４は、他の光レシーバ２４の出力電気信号チャネルとは物理的に別個の出力電気信号チャネルを有する。装置がさらなる電気信号チャネルに沿ってさらなる電気信号４４を受信するように構成される場合、電子コントローラは、対応する光レシーバ２４から受信される電気信号２６のうちの１つまたは複数から受信されるデータの代わりに、さらなる電気信号４４の中に含まれるデータを、隣接ネットワークへ送信してよい。

「チャネル」とは、信号がその宛先に達するために取る伝搬経路を意味するものとする。電気信号を運ぶために使用されるチャネルは、任意の適切なワイヤもしくはケーブル、または他の電気信号搬送構造を有してよい。光信号を運ぶために使用されるチャネルは、限定はしないが、集積導波路、自由空間光伝搬、または光ファイバーなどの、任意の適切な構造を有してよい。本明細書で説明する電気信号は、適切な電子トランスミッタおよびレシーバ構成要素を使用して送信および受信される。本明細書で説明する光信号は、適切な光トランスミッタおよびレシーバ構成要素を使用して送信および受信される。

電子コントローラ４は、電気データ信号８、たとえば、８ａ、８ｂのチャネルを異なる出力ポートに電気的に導いてよく、そうした出力ポートは、光トランスミッタ１０、たとえば１０ａ、１０ｂに給電する。

電子コントローラ４は、コンピュータの形態を取ってよく、１つもしくは複数のプリント基板（ＰＣＢ）を使用してよく、またはプロセッサ、および随意に、この機能を実行する任意のソフトウェアを有するメモリ素子を備えてよい。単独の電子コントローラまたは複数の電子コントローラがあってよい。

電子コントローラは、コントローラの動作を制御し、光トランスミッタ１０へ送られるデータレートを決定するように構成される、電子処理手段を有してよい。

電子処理手段の例は、次のように説明される。

処理手段は、１つまたは複数の処理デバイスを備えてよい。本明細書で説明する処理デバイスのうちのいずれかは、１つまたは複数の電子デバイスを備えてよい。電子デバイスは、たとえば、コンピュータ、たとえば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、ミニコンピュータ、メインフレーム、マルチプロセッサシステム、ネットワークコンピュータ、電子リーダー、ネットブックコンピュータ、またはタブレットであり得る。電子デバイスは、スマートフォンまたは他のモバイル電子デバイスであり得る。

コンピュータは、オペレーティングシステムを備えることができる。オペレーティングシステムは、リアルタイム、マルチユーザ、シングルユーザ、マルチタスク、シングルタスク、分散型、または組込み型であり得る。オペレーティングシステム（ＯＳ）は、限定はしないが、Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）、ｉＯＳ（登録商標）、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、Ｍａｃオペレーティングシステム、およびあるバージョンのＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）のうちのいずれかであり得る。本明細書で説明する任意の装置、システム、および方法は、コンピュータシステムの中で、またはコンピュータシステム上で、実施され得る。同様に、処理デバイスはコンピュータシステムの一部であってよい。

コンピュータシステムは、中央プロセッサまたは他の処理デバイス、内部通信バス、コードおよびデータ記憶用の様々なタイプのメモリまたは記憶媒体（ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、キャッシュメモリ、ディスクドライブなど）、ならびに通信目的のための１つまたは複数のネットワークインターフェースカードまたはポートの、様々な組合せを含むことができる。本明細書で説明する装置、システム、および方法は、そのようなコンピュータシステムまたは他のシステム上で動作し得るソフトウェアコードを含んでよく、またはその中に実装されてもよい。たとえば、ソフトウェアコードは、たとえば、記憶サーバもしくはプロキシサーバとして機能し、かつ／またはユーザの端末デバイスとして機能する、コンピュータシステムによって実行可能であり得る。動作中、コードはコンピュータシステム内に記憶され得る。他の時間において、コードは、他のロケーションにおいて記憶され得、かつ／または適切なコンピュータシステムの中にロードするために送信され得る。コンピュータシステムのプロセッサによるコードの実行は、コンピュータシステムが本明細書で説明する方法およびシステムを実施することを可能にすることができる。

コンピュータシステム、電子デバイス、またはサーバはまた、プログラム命令を実行するために、１つまたは複数のプロセッサの形態で中央処理ユニット（ＣＰＵ）を含むことができる。コンピュータシステム、電子デバイス、またはサーバは、内部通信バス、プログラムストレージ、および処理および／または通信されるべき様々なデータファイル用のデータストレージを含むことができる。コンピュータシステム、電子デバイス、またはサーバは、様々なハードウェア要素、オペレーティングシステム、およびプログラミング言語を含むことができる。電子デバイス、サーバ、またはコンピューティング機能は、いくつかの類似のまたは他のプラットフォーム上などの、様々な分散方法で実施され得る。

本明細書で説明する構成要素によって実行される方法およびステップは、コンピュータシステム、または複数のコンピュータシステムおよびサーバを含む電子デバイスの中に記憶され得る、コンピュータソフトウェアで実施され得る。これらは、インターネットを含むコンピュータネットワークを介して結合され得る。このネットワークは、電子コントローラ４がサービスするＰＯＮと同じかまたはそれとは異なるネットワークであってよい。本明細書で説明する構成要素によって実行される方法およびステップは、コンピュータ可読媒体の中で具現されたコンピュータ実行可能コードなどのコンピュータソフトウェアを含むリソースにおいて、もしくは電気回路構成において、またはコンピュータソフトウェアと電子回路構成との組合せにおいて、実施され得る。コンピュータ可読媒体は非一時的であり得る。非一時的コンピュータ可読媒体は、唯一の例外が一時的な伝搬信号であって、すべてのコンピュータ可読媒体を備えることができる。コンピュータ可読媒体は、データまたはデータを操作するためのコンピュータ実行可能命令を含むように構成され得る。コンピュータ実行可能命令は、データ構造、オブジェクト、プログラム、ルーチン、または処理システムによってアクセスされ得る他のプログラムモジュールを含むことができる。コンピュータ可読媒体は、限定はしないが、様々な形態での不揮発性記憶媒体（たとえば、光記憶媒体、磁気記憶媒体、または半導体記憶媒体、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク）、揮発性媒体（たとえば、ダイナミックメモリ）、およびワイヤレス、光、または有線のシグナリング媒体、伝送媒体（たとえば、同軸ケーブル、銅ワイヤ、光ファイバー）、あるいはそれらの任意の組合せを通じて、そのようなフォーマット済みのデータおよび／または命令を伝達するために使用され得る搬送波を含んでよい。

処理すること、演算すること、計算すること、決定することなどという用語は、プロセッサ、コンピュータまたはコンピューティングシステム、あるいはシステムのレジスタおよび／またはメモリ内の電子数量などの物理的数量として表されるデータを操作し、かつ／またはそうしたデータをシステムのメモリ、レジスタ、もしくは他のそのような情報ストレージ、送信デバイス、またはディスプレイデバイス内の物理的数量として同様に表される他のデータに変換する、類似の電子コンピューティングデバイスのアクションおよび／またはプロセスを、全体的にまたは部分的に指すことができる。ユーザとは、個人ならびに企業および他の法的主体であり得る。さらに、本明細書で提示するプロセスは、本質的にいかなる特定のコンピュータ、処理デバイス、物品、または他の装置にも関係しない。様々なこれらのシステムのための構造の一例は、本明細書での説明から明らかとなろう。実施形態は、何らかの特定のプロセッサ、プログラミング言語、機械コードなどを参照しながら説明されるとは限らない。様々なプログラミング言語、機械コードなどが、本明細書で説明するような教示を実施するために使用され得る。

電子デバイスは、１つまたは複数のサーバと通信していることがある。１つまたは複数のサーバは、アプリケーションサーバ、データベースサーバ、カタログサーバ、通信サーバ、アクセスサーバ、リンクサーバ、データサーバ、ステージングサーバ、データベースサーバ、メンバーサーバ、ファックスサーバ、ゲームサーバ、ペデスタルサーバ、マイクロサーバ、ネームサーバ、リモートアクセスサーバ（ＲＡＳ）、ライブアクセスサーバ（ＬＡＳ）、ネットワークアクセスサーバ（ＮＡＳ）、ホームサーバ、プロキシサーバ、メディアサーバ、ニムサーバ、ネットワークサーバ、サウンドサーバ、ファイルサーバ、メールサーバ、プリントサーバ、スタンドアロンサーバ、またはウェブサーバであり得る。サーバはコンピュータであり得る。

１つまたは複数のデータベースが、電子デバイスからの情報を記憶するために使用され得る。データベースは、１つまたは複数のメモリまたは記憶デバイスの中に含まれるデータ構造（たとえば、ツリー、フィールド、アレイ、テーブル、レコード、リスト）を使用して編成され得る。

どんなデータレートおよびどんなデータが各光トランスミッタ１０に行くのかを決定するために電子コントローラ４が使用するデータは、限定はしないが、以下のもののうちのいずれか１つまたは複数のうちの、いずれか１つまたは複数から受信され得る。
Ａ）第１の入力データ信号６（図１を参照）から受信される１つまたは複数のデータ信号。これは、データのバースト内に含まれるデータ、パケットヘッダ内のデータ、または着信データレートからデータレートを決定することなどの、場合によっては着信データ信号６から導出されるデータであってよい。
Ｂ）端末デバイス３２から送られる上流データからの１つまたは複数のデータ信号。これは、所望のデータレートを示すデータ、適切なデータレートを決定するために使用され得る実際のデータ使用量を示すデータであってよい。
Ｃ）ローカルネットワーク管理システムから電子コントローラ４へ送られる電気信号などの、別の外部ソースから受信される１つまたは複数のデータ信号。
Ｄ）（上記で説明したメモリなどの）電子データ記憶媒体上にローカルに記憶される１つまたは複数のデータ信号。これは、たとえば、ある時刻に対してデータレートを決定する、メモリ内に記憶されるデータであってよい。光トランスミッタ１０へ送られる電気信号のデータレートを決定するために、メモリの中のデータが他のデータと一緒に使用され得る。たとえば、メモリは、出力データ８のデータレートを決定するために他の着信データがそれと比較される、複数の規則またはパラメータを記憶し得る。下流データレートが、受信された上流データレートよりも低いときなどの、いくつかの条件が生じるとき、メモリは、特定のデータチャネルのみが増大することを可能にする規則を有してよい。

電子コントローラ４は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）の形態を取ることができ、ここで、特定のスイッチング、データレート選択、セキュリティ、プロトコル変換、サービス品質およびビットレートコーディング機能が、コントローラの中で実施され得る。このことは、必要な場合、異なるプロトコルデータが各波長チャネル上で実行されること、およびトラフィックエンジニアリングが各データチャネルに適用されることも可能にする。ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡは、ソフトウェアが電子コントローラの構成状態を変更するために使用され得るように構成され得る。電子クロスバースイッチングは、データレートがより低い電気信号のうちのいずれかを、出力データポート８にルーティングし得る。電子マスタクロック選択および増倍係数が、出力データポート８におけるデータレートを制御し得る。ラインコーディング、たとえば、１０ギガビットイーサネット用の６４／６６Ｂも、出力データポート８のうちのいずれかまたはすべてに適用され得る。前方誤り訂正（ＦＥＣ）が、出力データポート８のうちのいずれかまたはすべてに適用され得る。

電気データ信号
複数の電気データ信号８は、複数のデータチャネル８ａ、８ｂの上で電子コントローラ４から出力される。電気データ信号８は、異なるかまたは同一のデータレートを有してよい。

電子コントローラ４によって出力された電気データ信号８を搬送するデータチャネルは、各チャネルが別個の光トランスミッタ１０の中に給電するように、別個の物理経路上に、または物理的に分離されたそれらの物理経路に沿ったいくつかの点にあってよい。光トランスミッタ１０は、同じデバイスの中に組み込まれてよく、または装置の同じ集合の中に一緒に置かれたデバイスであってもよい。それらは電子コントローラとは別個であってよく、または電子コントローラの中に組み込まれてもよい。

電子コントローラ４および光トランスミッタ１０は、ラックなどの共通ハウジングの中に一緒に置かれることがあるか、または複合デバイスを一緒に形成することがある、システムの少なくとも一部を形成し得る。

光トランスミッタ
各光トランスミッタ１０は、それぞれ、異なるデータチャネル上で、電子コントローラ４から電気データ信号を受信し、受信電気データ信号８に対応する光信号１２を出力するように構成される。光トランスミッタ１０からの光信号１２は、異なる波長を中心としている。

光トランスミッタは、直接変調されることによって光信号を出力してよく、あるいはその光出力、すなわち、連続波またはパルス波のいずれかを、電気光学変調器または電界吸収変調器などの光変調器によって外部的に変調させてよい。そのような変調器の例は、限定はしないが、半導体変調器、ニオブ酸リチウム変調器、または電気光学ポリマーを使用して製作された変調器を含む。

光トランスミッタ１０は、任意のトランスミッタまたはトランシーバの形態を取ってよい。たとえば、光トランスミッタ１０は、たとえば、任意のレーザーまたは他の光源を備えてよい。光トランスミッタ１０は、単一のデバイス、または１つの光トランスミッタ装置を形成するように組み合わせられた別個のデバイスの集合であってよい。光トランスミッタ１０として使用するためのレーザーの一例は、分布帰還型レーザー（ＤＦＢ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｌａｓｅｒ）である。

電子コントローラ４および光トランスミッタ１０は、ラックなどの共通ハウジングの中に一緒に置かれることがあるか、または複合デバイスを一緒に形成することがある、システムの少なくとも一部を形成し得る。

波長マルチプレクサ
光トランスミッタ１０から出力された光信号１２は、１つまたは複数の波長マルチプレクサ１４によって受信される。図１〜図５では単一のマルチプレクサ１４が示されるが、複数のマルチプレクサ１４が、たとえば、ツリー状の構成で利用されてよいことが理解される。波長マルチプレクサ１４は、たとえば、集積光デバイスまたはバルク光デバイスの形態を取ってよい。可能な集積光波長マルチプレクサの一例は、異なるチャネルの入力光信号を多重化して波長多重化光出力信号１６にするために使用されるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）である。この出力信号１６は、端末デバイス３２、および／または波長チャネルを物理的に分離するとともに各チャネルを端末デバイス３２に導く多重化解除要素（たとえば、以下を参照）などの任意の他のネットワーク要素に向かって、下流に送信され得る。

波長マルチプレクサは、任意の好適な数の光チャネルを含んでよく、限定はしないが、粗波長分割マルチプレクサおよび密波長分割マルチプレクサのうちのいずれか１つまたは複数であってよい。

使用される波長分割マルチプレクサは、ラックに取付け可能であってよく、電力または同期などの機能を監視するためのインジケータを有してよい。それらはまた、動作中にチャネルを追加するかまたは欠落させるための能力を有してよい。

電子コントローラ４、光トランスミッタ１０、およびマルチプレクサ１４は、ラックなどの共通ハウジングの中に一緒に置かれることがあるか、または複合デバイスを一緒に形成することがある、システムの少なくとも一部を形成し得る。

図２は図１の装置を示し、ここで、本明細書の中で示される場合は別として、同様の参照番号は同様の機能を表す。図１において導入された、データの下流フローを可能にする構成要素構成に加えて、図２は、電子コントローラ４が上流データフローを受信することを可能にし、それによって、データが端末デバイス３２から電子コントローラ４に向かって送信されるために、装置２がどのように構成され得るのかという一例を提示する。たとえば、エンドユーザが電子メールを送る場合、電子メールの内容を備えるデータが、端末デバイス３２（図３を参照）から電子コントローラ４へ送られてよく、そうしたデータは、次いで、たとえば、さらなるデバイスまたは接続しているネットワークを使用して、装置２を介して電子メール受信者に導かれてよい。

デマルチプレクサ
本明細書で提示する装置２はまた、図２に示すように、１つまたは複数のデマルチプレクサ１８および複数の光レシーバ２４を含んでよい。

光データ信号は、ＷＤＭ−ＰＯＮの端末デバイス３２から電子コントローラ４に向かって上流に送信され得る。エンドユーザ３２とデマルチプレクサ１８との間のいくつかの点において、各エンドユーザ３２によって出力される光信号が、単一の物理チャネルを介した送信のために一緒に多重化されるので、これらの光データ信号は、本明細書で波長多重化入力光２０と呼ばれる。波長多重化入力光２０は、端末デバイスから１つまたは複数の波長デマルチプレクサ１８へ送信され得る。波長デマルチプレクサ１８は、単一のチャネル上で多重化入力光２０を受信し、それらの波長の各々の、異なる出力チャネル上で複数の光信号２２を出力する。

波長デマルチプレクサ１８は、限定はしないが、回折格子、光学フィルタ、および／または指向性カプラを含む、任意の好適な形態を取ってよい。波長デマルチプレクサ１８はＡＷＧであってよい。

波長マルチプレクサ１４および波長デマルチプレクサ１８は、同じタイプのマルチプレクサを構成してもしなくてもよい。本開示では、光波長マルチプレクサまたはデマルチプレクサは、本明細書では、それぞれ、「ｍｕｘ」または「ｄｅｍｕｘ」と呼ばれることもある。

光レシーバ
本明細書で説明する装置２はまた、波長デマルチプレクサ１８から複数の出力光信号２２を受信するための複数の光レシーバ２４を備えてよい。光レシーバ２４は、光信号２２を電気信号２６の第２のセットに変換する。光レシーバのうちのいずれかは、光信号を電気信号に変換する１つまたは複数の受光器を備えてよい。レシーバ２４は、トランシーバの一部を形成し得る。

光ｄｅｍｕｘ１８は、入射光２０を別個の波長チャネル２２に分割し、波長が同じ光信号２２は、同じ光レシーバ２４へ送信される。

電気データ信号２６の第２のセットは、電子コントローラ４によって受信され得る。これらの信号２６は、トランスミッタ１０へ送られ、かつ／または電子コントローラ４を経由してさらなるデバイスもしくは接続しているネットワークへ送信される、電気信号８のデータレートを、装置２が変更することを可能にし得る。このことは、限定はしないが、１）戻りデータレートを分析するとともに１つまたは複数のパラメータまたは規則を使用して、電子コントローラ４からそのユーザへ下流に送られている現在のデータレートが適切であるかどうかを決定すること、２）上流データの一部分を使用して、電子コントローラ４からそのユーザへ下流に送られている現在のデータレートが適切であるかどうかを決定することのうちの、いずれか１つまたは複数を含む任意の数の方法で行われてよく、データの前記一部分は、ユーザデータ使用量および要件を示す情報を備える。

電子コントローラ４、光トランスミッタ１０、マルチプレクサ１４およびデマルチプレクサ１８、ならびに／または光レシーバ２４は、ラックなどの共通ハウジングの中に一緒に置かれることがあるか、または複合デバイスを一緒に形成することがある、システムの少なくとも一部を形成し得る。

光ユニット
図３は図２の装置を示し、ここで、本明細書の中で示される場合は別として、同様の参照番号は同様の機能を表す。波長多重化光出力信号１６は、波長マルチプレクサ１４から光ユニット２８へ下流に送信され得る。この光ユニット２８は、戻り上流信号が、それらがそこから来た下流光源に戻らないように、異なる方向に進行する光信号を異なる入力ポートおよび出力ポートにルーティングするように構成され得る。光ユニットは、限定はしないが、光サーキュレータおよび／または波長帯スプリッタを備えてよい。本明細書で説明する装置の例示的な構成では、光ユニットは、少なくともさらなる波長デマルチプレクサ３０に向かって下流光出力信号１６を導いてよい。

さらなる波長マルチプレクサおよび端末デバイス
波長多重化光出力信号１６は、下流ＡＷＧなどのさらなる波長デマルチプレクサ３０へ送信され得る。多重化解除能力において同じデバイスが使用されるときの方向とは反対方向に、さらなる波長デマルチプレクサ３０を通じて光が導かれるとき、さらなる波長デマルチプレクサ３０がマルチプレクサとして働くことが理解される。さらなる波長デマルチプレクサ３０は、波長多重化光出力信号１６を受信し、それを多重化解除して、複数の端末デバイス３２に分配され空間的に別個の光出力にするように構成される。

本明細書で説明する他のｍｕｘ／ｄｅｍｕｘ構成要素と同様に、さらなる波長デマルチプレクサ３０は、複数の波長デマルチプレクサ、または単一の物理チャネル上で波長多重化出力を受信するとともに空間的に分離された複数の波長チャネルを出力する他の構成要素から形成されてよい。

端末デバイス
各端末デバイス３２は、限定はしないが、１つもしくは複数のノードトランシーバ、または別個の光トランスミッタおよび光レシーバを有するデバイスを備えてよい。端末デバイスは、単独のデバイス、またはシステムを形成するデバイスの任意の組合せであってよい。端末デバイス３０は、（変更されることがある）いくつかの波長およびデータレートで光信号を受信するように構成される。

各端末デバイス３２は、たとえば、エンドユーザの場所に位置してよく、顧客がデータおよび／または帯域幅を受信および利用することを可能にし得る。

状況を規定するために、１つの可能な構成では、電子コントローラ４、光トランスミッタ１０、および第１のマルチプレクサ１４は、共通のロケーションに位置してよい。それらは、たとえば、通信センターの中のラックの中に収容された取付け台の上に一緒に置かれてよい。波長多重化信号を搬送する光ファイバーは、ローカル通信センターがある、いくつかの地理的エリアに光を搬送し得る。ローカル通信センターは、デマルチプレクサ３０を収容してよく、デマルチプレクサ３０は、異なるエンドユーザにサービスする端末デバイス３２に、シングルモードまたはマルチモードの光ファイバーによって各々が搬送される、別個のチャネルに波長を分離する。エンドユーザとは、たとえば、端末デバイスを収容する特定の建物を指すことがある。

端末デバイス３２はまた、さらなる波長デマルチプレクサ３０へ上流に光信号を送信してよく、さらなる波長デマルチプレクサ３０は、複数のエンドユーザ端末３２からの光信号を多重化し、光信号を光ユニット２８へ送信する。

この例における光ユニット２８は、さらなる波長デマルチプレクサ３０から波長デマルチプレクサ１８へ光信号を上流に導くように構成された光サーキュレータである。光信号は、次いで、図２に示すとともに前に説明したように、デマルチプレクサ１８から電子コントローラまでそれらの経路を継続し得る。

たとえば、エンドユーザが電子メールを受信するために、電子メールの内容を備える電気データ信号が電子コントローラ４へ下流に入力されてよい。これらの電気データ信号は、１つまたは複数の光トランスミッタ１０によって受信され、光トランスミッタ１０は、それを光信号に変換する。光信号は、おそらくは他のエンドユーザへの他の電子メールの内容を備える他の光信号が１つの光チャネルに組み合わせられることを可能にする、ＡＷＧなどの光マルチプレクサ１４へ送信される。この多重化光信号は、次いで、単一の光ファイバーを介して光サーキュレータ２８へ送信され得る。光サーキュレータは、多重化光信号をそれらの波長に従って分離する下流ＡＷＧ３０などの波長デマルチプレクサに向かって、多重化光信号を導いてよい。その電子メールに対応する特定の信号が、ユーザの建物にサービスする端末デバイス３２へ送信され、エンドユーザが電子メールを受信することを可能にする。

類似の例では、エンドユーザが電子メールを送る場合、エンドユーザの建物にサービスする端末デバイス３２から、ローカル通信センターの中のＡＷＧ３０などの波長デマルチプレクサへ、光信号が送信されてよい。

信号が今や下流データフローと比較して反対方向に進行しているので、波長デマルチプレクサは、今度は波長マルチプレクサとして働いてよい。異なる端末デバイスから来る別個の光信号は、光信号を単一の光ファイバーに組み合わせて多重化されてよく、次いで、光サーキュレータへ送信されてよい。光サーキュレータ２８は、次いで、光信号２０をさらなるＡＷＧ１８に導いてよく、さらなるＡＷＧ１８は、信号２２を多重化解除し、それらの波長に従って別個の光レシーバ２４にそれらを分配する。光レシーバ２４は、光信号を電気信号２６に変換してよく、電気信号を電子コントローラ４へ送信してよい。その電子メールに対応する電気信号は、次いで、その受信者に配信されるように電子コントローラから別のデバイスへ送信され得る。

本明細書で説明する例のうちのいずれかにおいて、複数のエンドユーザ３２からの上流光信号を組み合わせるために使用される波長マルチプレクサ３０は、下流光信号をユーザ端末３２へ送信するために使用されるデマルチプレクサと同じかまたは異なるデバイスであってよい。上流信号に対して、エンドユーザ３２は、上流光信号を送信するために、
１）（下流信号とは）異なる波長、
２）（下流信号とは）異なる物理チャネル
のうちのいずれか１つまたは複数を使用してよい。

たとえば、ユーザ端末との間で下流光信号および上流光信号を送るために、異なる光ファイバーが使用される場合、図３における構成要素３０に対して別個のｍｕｘ／ｄｅｍｕｘデバイスが使用されてよい。このシナリオでは、上流ｍｕｘの光出力がｄｅｍｕｘ１８へ直接送られ得るので、光サーキュレータ２８は必要とされない。さらに、この例では、光サーキュレータに光を結合するために、光カプラが必要とされ得る。

別の例では、エンドユーザ端末３２は、上流送信では異なる波長を利用するが、同じｍｕｘ／ｄｅｍｕｘ３０を利用する。ｄｅｍｕｘは、波長スペクトルの異なる帯域の中での動作が可能であり得るので、このことが行われてよい。

再構成可能性
電子コントローラ４は、その複数の出力電気データ信号８のうちの少なくとも第１の電気データ信号のデータレートを変更するか、または複数の電気データ信号のうちの少なくとも第１および第２の電気データ信号８ａおよび８ｂを異なるデータレートで出力するように構成され得る。データレートは再構成可能であってよい。

電子コントローラ４は、任意の方法または技術的構成要素を使用して前記データレートを変更するように構成され得る。たとえば、このことは、所望のデータレートを決定するために、電子コントローラ４によって受信される入力電気データ信号６または第２の電気データ信号２６の分析を伴ってよい。電子コントローラ４などの、本明細書で説明する装置２の任意の構成要素は、次いで、それに応じてデータレートを変更するように構成されてよい。たとえば、このことは、クロック増倍係数を変更すること、または電子コントローラとは異なる周波数クロックを選択することによって達成され得る。周波数クロックは、０と１との間で信号が交番する速さを制御し得る。クロック増倍係数で乗算することによって、その速さが増大または低減し得る。

一例として、光レシーバ２４によって送信され電子コントローラ４によって受信される第２の電気データ信号は、たとえば、ユーザ３２によって必要とされるかまたは要求されるデータレートについての情報を含んでよい。第２の電気データ信号２６は、たとえば、どのくらいのデータが各ユーザ３２によって使用中であるのか、使用中のデータがしきい値よりも多いのかそれとも少ないのか、またはデータが使用中でないのかどうかに関係してよい。電子コントローラ４によるこの情報の分析は、供給されるデータレートの増大もしくは低減が誘発されるべきかどうか、またはデータレートが同じままであるべきかどうかを決定し得る。データ使用量は、１つまたは複数の光タップおよび／またはスループット測定ソフトウェアもしくはハードウェアを使用して測定され得る。たとえば、光トランスミッタ１０のうちの１つまたは複数からの光出力１２の一部分が、現在のデータレートを決定するために検出器装置（図示せず）に結合されてよい。この情報が電子コントローラ４および／またはトランシーバ１０１にフィードバックされる場合、これは、その特定のトランスミッタ１０へ送られるデータレートがそのデータチャネルおよび対応するエンドユーザに対して再構成されることをトリガし得る。より高いかまたはより低いデータレートを求める要求はまた、ユーザによって手作業で要求されてよい。

代替として、再構成可能性は、別のデバイスまたは複数のデバイスによって制御されてよい。たとえば、ネットワーク管理者が、どんなデータレートが各端末デバイスに供給されているのかを制御してよい。いくつかのユーザまたは複数のユーザに供給すべきデータレートについての命令は、電気信号の形態で電子コントローラ４へ送られてよい。電子コントローラ４は、次いで、各端末デバイスが、たとえば、それに応じてクロック乗算器またはクロック源を調整することによって、割り当てられたデータレートを受信することを確実にしてよく、それによって、クロック源は、複数の要素が同じ時間に同期され得るように基準信号である。

波長同調可能光トランスミッタおよび波長同調可能光レシーバ
装置は、図４に示すように、１つまたは複数の波長同調可能光トランスミッタ３４をさらに備えてよい。図４は図３と類似であり、同様の参照は同様の構成要素に対応する。追加または代替として、装置２は、図５に示すように、１つまたは複数の波長同調可能光レシーバ４６をさらに備えてよい。本明細書で説明する例のうちのいずれかは、以下で説明するような１つまたは複数の波長同調可能光トランスミッタ３４および／または波長同調可能光レシーバ４６を利用し得る。

波長同調可能光トランスミッタ３４は、前記複数の出力電気データ信号８のうちの少なくとも１つに関連する電気データ信号３６を受信するとともに、対応する光信号３５を出力するように構成され得る。１つまたは複数の波長同調可能トランスミッタ３４は、たとえば、１つまたは複数の同調可能レーザーであってよい。以下の例において同調可能レーザーに対して行われる参照は、他の波長同調可能光源が使用され得る例を同様に参照する。

同調可能レーザーは、電子コントローラ４と、それを含むｍｕｘ１４の出力までとの間の、送信システムの中で障害が検出される環境において使用され得る。障害は、限定はしないが、
１）電子コントローラ４と光トランスミッタ１０との間の電気伝送経路における障害、
２）光トランスミッタ１０を伴う障害、
３）光トランスミッタ１０とｍｕｘ１４との間の光伝送経路を伴う障害（たとえば、光ファイバーにおける破損）、
４）ｍｕｘ１４を伴う障害（たとえば、ｍｕｘ１４が集積型光ＡＷＧである場合、ＡＷＧの特定の波長チャネル用の導波路への侵入）
のうちのいずれか１つまたは複数を含む、様々な理由で発生し得る。

波長同調可能光レシーバ４６は、前記複数の出力光信号２２のうちの少なくとも１つに関連する電気データ信号を受信するとともに、対応する第２の電気データ信号４４を出力するように構成され得る。１つまたは複数の波長同調可能レシーバは、たとえば、同調可能波長フィルタに光学的に結合された受光器を備えてよく、同調可能波長フィルタは、ｄｅｍｕｘ１８によって出力される光２２の波長のうちの１つに送信波長を変更するように、電子的に制御され得る。

波長同調可能光レシーバ４６は、波長デマルチプレクサ１８の入力と、それを含む電子コントローラ４までとの間の、送信システムの中で障害が検出される環境において使用され得る。障害は、限定はしないが、
１）光レシーバ２４と電子コントローラ４との間の電気伝送経路における障害、
２）光レシーバ２４を伴う障害、
３）波長デマルチプレクサ１８と光レシーバ２４との間の光伝送経路２２を伴う障害（たとえば、光ファイバーにおける破損）、
４）波長デマルチプレクサ１８を伴う障害（たとえば、波長デマルチプレクサ１８が集積型光ＡＷＧである場合、ＡＷＧの特定の波長チャネル用の導波路への侵入）
のうちのいずれか１つまたは複数を含む、様々な理由で発生し得る。

したがって、任意のチャネルに対応する構成要素または導波路が、光信号または電気信号が（ＡＷＧなどの）他の装置構成要素に到達することを十分に可能にしない場合、同調可能レーザーはバックアップトランスミッタとして使用されてよく、かつ／または同調可能光レシーバはバックアップレシーバとして使用されてよい。同調可能トランスミッタ３４および／または同調可能光レシーバの使用は、限定はしないが、光信号１２、２２の強度が低すぎること、ならびに／または電気データ８、２６が光トランスミッタ１０および／もしくは光レシーバ２４によって光パルスに正しく変換されていないことを含む、任意の数の理由または基準によって開始されてよい。たとえば、いくつかのデータチャネル上で電気信号を受信するとともにいくつかの波長で光信号を送信することが意図されていた光トランスミッタ１０のうちの１つが破損している場合、そのデータチャネル上の、その波長を有する電気信号が、代わりに波長同調可能光トランスミッタ３４へ方向転換されてよい。別の例では、いくつかの波長で光信号を受信するとともにいくつかのデータチャネル上で電気信号を送信することが意図されていた光レシーバ２４のうちの１つが破損している場合、その波長における光信号が、代わりに波長同調可能光レシーバへ方向転換されてよく、そのデータチャネル上で電気信号を送信する。同調可能トランスミッタ３４および／または同調可能レシーバは、データ信号に対応するように適切な波長に同調され得る。同調可能光レシーバ４６に入力される光信号４２は、光信号２０からの光タップ、または光ユニット２８からの別個のタップから調達され得る。タップは、広帯域であってよく、または波長選択性であってよい。波長選択性構成の場合、制御信号を受信するとレシーバ４６へ送るべき適切な波長を選択するデバイスによって、これが作用され得る。この構成では、レシーバ４６は、波長選択性を必要としなくてよい。広帯域光タップも同様に選択的に可変であってよく、たとえば、光レシーバ２４のうちのいずれも障害がない場合、光学経路２０からの光のタップは実質的に０個であり得るが、電子コントローラ４において適切な電気信号２６の受信がないことが決定されると（たとえば、経路２４ａ）、以下のものに制御信号が出力されてよい。
Ｉ）光２０の一部分を光学経路４２の中に結合するための可変強度光カプラ、および信号２４ａのための対応する波長にフィルタ波長を同調させるための、同調可能光レシーバの同調可能波長フィルタ。
ＩＩ）信号２４ａのための対応する波長にフィルタ波長を同調させるための、同調可能光レシーバ４６の同調可能波長フィルタ。この例では、広帯域光タップは、永続的に光の一部分をレシーバ４６にタップするために使用されてよく、同調可能レシーバのデフォルト設定は、光を受け付けないこと、または、そのフィルタを光学経路２０の中の光のスペクトルの外部の波長に同調させることである。

同調可能レーザーの使用が開始されるべきであるという決定は、限定はしないが、以下のことのうちのいずれか１つまたは複数を通じてよい。
１）電気信号品質（たとえば、過剰な電気的雑音、劣悪な信号対雑音比など）を決定するために電気信号８の一部分を電気分析器に結合すること。このことは、電気タップと呼ばれることがある。
２）光信号品質を決定するために光トランスミッタ１０からの出力光の一部分を光検出器に結合すること。このことは、光タップと呼ばれることがある。
３）光信号品質を決定するためにｍｕｘ１４からの出力光の一部分を光検出器に結合すること。このことは、光タップと呼ばれることがある。

同調可能レシーバの使用が開始されるべきであるという決定は、限定はしないが、以下のことのうちのいずれか１つまたは複数を通じてよい。
１）光信号品質を決定するために光レシーバ２４からの入力光の一部分を光検出器に結合すること。このことは、光タップと呼ばれることがある。
２）電気信号品質（たとえば、過剰な電気的雑音、劣悪な信号対雑音比など）を決定するために第２の電気データ信号２６の一部分を電気分析器に結合すること。このことは、電気タップと呼ばれることがある。
３）光信号品質を決定するために波長デマルチプレクサ１８からの入力光の一部分を光検出器に結合すること。このことは、光タップと呼ばれることがある。

光タップの場合、主な光信号から結合される光の量は、１０％未満または５％未満であり得る。光タップは、光ファイバーカプラなどの光カプラの形態を取ってよい。

タップのうちのいずれかにおいて検出された光信号または電気信号は、同調可能レーザー３４および／または波長同調可能光レシーバの使用を開始すべきか否かを決定するために使用され得る。このことは、検出されるタップされた信号を、しきい値または他の基準もしくは規則と比較することによるものであり得る。たとえば、光タップからの光強度がしきい値を下回る場合、このことは、ＰＯＮを通じて送信される場合、残っている光強度が良好な信号を与えるのに十分な大きさのものでないことを示す。これは、たとえば、光トランスミッタ１０ａに障害があるからであり得る。そのような環境では、電子コントローラは、レーザーを障害のあるトランスミッタ１０ａの動作波長に同調させるように構成されたデータ信号と一緒に、電気信号８ａの複製を同調可能レーザーへ送ってよい。

別の例では、同調可能光レシーバ４６を使用すること、すなわち、低減された光強度が光タップを使用して識別されることは、光レシーバ２４に障害があるからであり得る。したがって、電子コントローラ４は、同調可能レシーバの波長フィルタを、障害のあるレシーバ２４ａの動作波長に同調させるように構成された、データ信号を送ってよい。

さらなる一例では、光タップからの検出は、ステータス信号を決定するために使用される。ステータス信号は、それぞれの光トランスミッタ１０から出力される光信号が、そのそれぞれの受信電気データ信号に対応しないことを示してよい。代替として、ステータス信号は、それぞれの光レシーバから出力される出力電気データ信号が、そのそれぞれの受信光信号に対応しないことを示してよい。

１つまたは複数の信号から導出されるステータス情報は、電気信号３６が波長同調可能光トランスミッタ３４へ方向転換されるべきか、それとも光信号４２が波長同調可能光レシーバへ方向転換されるべきかを示してよく、電気データ信号または光データ信号をしきい値と比較することによって決定され得る。

たとえば、波長同調可能光トランスミッタに関して、電子コントローラ４はステータス情報を受信し得、したがって、出力光パルス１２がビット誤り率しきい値よりも多くの数の誤り（すなわち、より大きいビット誤り率）を有する場合、その当初は指定された光トランスミッタ１０ａではなく同調可能光トランスミッタ３４へ電気信号３６を方向転換してよい。別の例では、電気信号３６は、光トランスミッタ１０が、強度しきい値を下回る任意の強度で光を出力するか、または全く出力しない場合、その当初は指定された光トランスミッタ１０ａではなく同調可能光トランスミッタ３４へ方向転換されてよい。ステータス情報を決定し得る可能なしきい値比較の他の例は、限定はしないが、強度比率およびパルス持続時間を含む。これらのしきい値のうちのいずれかは、あらかじめ決定されたしきい値であってよい。

破損したトランスミッタ１０に対応する光の波長も、限定はしないが、光のタップされた部分を光スペクトル分析器の中に入力することを含む、任意の方法および／または装置を使用して決定され得る。別の方法は、トランスミッタごとに光タップおよび対応する光検出器を有することであることになる。

波長同調可能光レシーバに関して、電子コントローラ４は、たとえば、ステータス情報を受信し得、したがって、出力電気データ信号２６が、ビット誤り率しきい値よりも多くの数の誤り（すなわち、より大きいビット誤り率）を有する場合、その当初に指定された光レシーバ２４ａではなく同調可能光レシーバ４６に光信号４２を配信してよい。別の例では、光信号４２は、光レシーバ２４が、第２の電気データ信号２６を低減されたレートで出力するか、または全く出力しない場合、その当初に指定された光レシーバ２４ａではなく同調可能光レシーバ４６へ方向転換されてよい。ステータス情報を決定し得る可能なしきい値比較の他の例は、限定はしないが、強度比率およびパルス持続時間を含む。これらのしきい値のうちのいずれかは、あらかじめ決定されたしきい値であってよい。

同調可能光トランスミッタ装置３４は、小見出し「光トランスミッタ」の下で説明したような類似の構成要素を備えてよい。この装置３４は、追加として、任意の波長に同調可能となるように構成される。同調可能光トランスミッタ装置３４は、たとえば、限定はしないが、１つまたは複数の波長同調可能レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、他の光源、半導体光増幅器を含む光増幅器、および／または光同調可能フィルタを含んでよい。波長同調可能レーザー、ＬＥＤ、または他の光源は、任意の波長または特定の波長で光信号を放射してよく、光増幅器は光信号を増幅してよく、光同調可能フィルタは、特定の波長が選択されることを可能にしてよい。波長同調可能レーザーシステムは、たとえば、電子コントローラからの電気信号を使用して直接変調される同調可能レーザー、または光の連続波を出力するように構成された同調可能レーザーを備えてよい。同調可能レーザーの例は、限定はしないが、固体レーザー、バルク同調可能レーザー、色素レーザー、および自由電子レーザーを含んでよい。

光トランスミッタ１０のうちの１つまたは複数が同調可能であってよい。複数の波長同調可能光トランスミッタが装置２の中に組み込まれてよい。

同調可能光レシーバ装置４６は、小見出し「光レシーバ」の下で説明したような類似の構成要素を備えてよい。この装置４６は、追加として、任意の波長に同調可能となるように構成される。光レシーバ装置４６は、光信号を電気信号に変換する１つまたは複数の受光器を備えてよい。同調可能光レシーバ４６は、トランシーバの一部を形成し得る。

光レシーバ２４のうちの１つまたは複数は、同調可能であってよい。複数の波長同調可能光レシーバは、装置２の中に組み込まれてよい。

電子コントローラ４などの、装置２の任意の構成要素は、光トランスミッタ１０のうちの少なくとも１つから出力される光に関連するステータス信号および／またはステータス情報を受信するように構成され得る。このことは、障害があり、したがって、その波長に同調可能光トランスミッタ３４が同調されるべき、光トランスミッタ１０を識別して、障害のある光トランスミッタ１０の関連する信号に対応し得る。電気信号３６は、次いで、ステータス信号に基づいて波長同調可能光トランスミッタ装置３４に出力され得る。同調可能光トランスミッタ３４は、小見出し「光トランスミッタ」の下で説明したように、電気信号を光信号に変換し得る。

波長同調可能光トランスミッタ３４からの光信号３５は、光カプラ３８、波長マルチプレクサ１４、または同調可能レーザーから出力された光信号をＰＯＮの中に取り入れることができる任意の他の構成要素へ送信され得る。

電子コントローラ４などの、装置２の任意の構成要素は、光レシーバ２４のうちの少なくとも１つから出力される第２の電気データ信号に関連するステータス信号および／またはステータス情報を受信するように構成され得る。このことは、障害があり、したがって、その波長に同調可能光レシーバ４６が同調されるべき、光レシーバ２４を識別して、障害のある光レシーバ２４の関連する信号に対応し得る。光信号４２は、次いで、ステータス信号に基づいて波長同調可能光レシーバ装置４６に出力され得る。同調可能光レシーバ４６は、たとえば、１つまたは複数の受光器を使用して、光信号をデータ信号に変換し得る。

波長同調可能光トランスミッタおよび波長同調可能光レシーバは、同じデバイスを形成してよい。たとえば、装置２が波長同調可能光トランシーバを備えてよい。

光カプラ
装置２は１つまたは複数の光カプラ３８を備えてよい。光カプラ３８は、波長同調可能光トランスミッタ３４からの光信号３５を波長多重化光出力信号１６の中に、またはｍｕｘ１４の入力の中に結合するように構成され得る。このことは、光トランスミッタ１０からの（波長マルチプレクサなどの他の構成要素を通過していることがある）信号と波長同調可能光トランスミッタからの信号の両方が、単一の光ファイバーを介してさらなるｍｕｘ／ｄｅｍｕｘ３０へ送信されることを確実にすることであり得る。この結合は、たとえば、波長マルチプレクサ１４の出力ポートと光ユニット２８との間に、または光ユニット２８とさらなるｍｕｘ／ｄｅｍｕｘ３０との間に位置してよい。図５における経路２０から経路４２の中に、光の一部分を外へ結合するために、類似の光カプラ３８が使用され得る（この図には示さず）。

トランシーバ
本明細書で説明する装置２は、追加として、接続している他のネットワーク、たとえば、長距離ネットワークから光信号を受信するように構成された１つのデバイスまたは複数のデバイスを備えてよい。トランシーバ／他のデバイスは、光信号を電気信号に変換するための１つまたは複数の受光器を備えてよい。

トランシーバ１０１を含む、本明細書で説明する装置１００の例示的な構成が、図６に表示される。

本明細書で説明する装置２の中の電子コントローラ４は、トランシーバ１０１から入力電気データ信号６を受信するように構成され得る。電子コントローラ４はまた、電気データ信号をトランシーバ１０１／別のデバイスへ送信するように構成され得る。トランシーバへ送信されるデータ信号は、エンドユーザ端末３２から上流に送信されるものであってよい。

前記トランシーバ１０１は、たとえば、大データ容量光トランシーバであってよい。互換性のあるトランシーバの例は、限定はしないが、拡張範囲光トランシーバ、１０ギガビット小型フォームファクタプラグ対応（ＸＦＰ）トランシーバ、およびＣフォームファクタプラグ対応トランシーバを含んでよい。

接続している他のネットワークから光信号を受信するために使用され得るレシーバの可能なタイプは、限定はしないが、ｐ−ｉ−ｎレシーバ、およびアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）レシーバを含む。接続している他のネットワークから光信号を送信するために使用され得るトランスミッタの可能なタイプは、限定はしないが、たとえば、ＬＥＤトランスミッタ、レーザーダイオードトランスミッタ、および／または任意の他の光源トランスミッタを含む。

図６は、本明細書で説明するような装置２、１００の一例の概略図を示す。この例における装置１００は、本明細書で説明する任意の機能または構成に従って修正されてよい。この例における装置１００は、再構成可能なＷＤＭ−ＰＯＮアーキテクチャを示す。この例における、電子コントローラ１０２に給電するトランシーバは、クワッド小型フォームファクタプラグ対応（ＱＳＦＰ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ−ｆａｃｔｏｒ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ）トランシーバなどの、大データ容量光トランシーバ１０１である。この例では、データは、ＬＣデュプレックスファイバー接続を介して１００ＧＢ／ｓで光トランシーバ１０１に到着する。トランシーバは、電子コントローラ１０２の中に給電する単一の１００ＧＢ／ｓ電気データチャネルに、光信号を変換し得る。別の例では、データは、４００ＧＢ／ｓで光トランシーバ１０１に到着してよく、やはり電子コントローラ１０２の中に給電する４００ＧＢ／ｓ電気データチャネルに変換されてよい。この電子コントローラ１０２は、データレートが異なる複数のデータストリームを生成し、これらのストリームを異なる出力ポート１０３に電気的に切り替えるように構成されてよく、出力ポート１０３が光トランスミッタ１０４に給電し得る。

出力電気ポート１０３は、各トランスミッタ波長がＡＷＧ１０５によって組み合わせられ得るとともに光ファイバーを介して下流ＡＷＧ１０７へ送信され得るような、異なる波長固有トランスミッタ１０４のアレイに接続されてよい。１０４の対応する波長は、各ノードが特定の波長を受信し得るような、１０７の異なる空間出力ポートにルーティングされ得る。必要とされる電気データおよびデータレートを１０２において電気的にルーティングすることによって、このストリームは、次いで、１０７に取り付けられた特定の出力ノードによって受信され得る。ノードトランシーバ１０８はデータを受信してよく、異なる波長帯の中で上流にデータを送信してよい。波長帯スプリッタまたは光サーキュレータ１０６は、ノードデータを光レシーバ１１０のアレイに多重化解除するＡＷＧ１０９に、上流データを導いてよい。光レシーバ１１０のアレイからの電気データは、電気的なｍｕｘ／スイッチ１０２に入力されてよく、ここで、光トランシーバ１０１の光出力を駆動するために、集合した大容量データストリームが生成され得る。ストリームごとのデータレートは、必要に応じて下流方向および上流方向で異なり得る。電気的なｍｕｘ／ｄｅｍｕｘ／スイッチ１０２はまた、下流方向と上流方向の両方で各ユーザに対するデータレートを再構成するためのネットワークコントローラを含んでよい。波長固有トランスミッタ１０４のアレイ、光レシーバ１１０のアレイ、およびノードトランシーバ１０８は、所与の構成に対する各ネットワークノードへ送信されている特定のデータレートに対して変更および最適化され得る、再構成可能な電気ドライバおよびトランスインピーダンス増幅器を含むことができる。このようにして、１０１の集合したデータ容量は、ユーザごとに分割すること、および再構成することができ、１０２の中のネットワークコントローラによって潜在的に制御され得る。

図７は図６と類似の一例を示し、ここで、光トランスミッタ１０４のうちの１つに障害があるとき、光信号１１２を送信するために同調可能レーザー１１３が使用される。

図８は図６と類似の一例を示し、ここで、光レシーバ１１０のうちの１つに障害があるとき、光信号１１５を受信するために波長同調可能光レシーバ１１６が使用される。

図６、図７、および図８に示す例は、本明細書で説明する随意の構成要素および構成のうちのいずれかを使用して適合され得る。

２ 装置
４ 電子コントローラ
６ 入力電気データ信号
８ 出力電気データ信号、出力電気チャネル、出力データポート
１０ 光トランスミッタ
１２ 出力光パルス、出力光信号、光信号チャネル
１４ 波長マルチプレクサ
１６ 波長多重化光出力信号
１８ 波長デマルチプレクサ
２０ 波長多重化入力光、入射光、光信号、光学経路
２２ 出力光信号、波長チャネル、光伝送経路
２４ 光レシーバ
２６ 電気信号
２８ 光ユニット、光サーキュレータ
３０ さらなる波長デマルチプレクサ
３２ 端末デバイス、エンドユーザ、ユーザ端末
３４ 波長同調可能光トランスミッタ、同調可能レーザー
３５ 光信号
３６ 電気データ信号
３８ 光カプラ
４２ 光学経路、光信号
４４ 電気データ信号
４６ 波長同調可能光レシーバ
１００ 装置
１０１ 光トランシーバ
１０２ 電子コントローラ
１０３ 出力電気ポート
１０４ 波長固有トランスミッタ
１０５ アレイ導波路回折格子
１０６ 波長帯スプリッタまたは光サーキュレータ
１０７ アレイ導波路回折格子
１０８ ノードトランシーバ
１０９ アレイ導波路回折格子
１１０ 光レシーバ
１１２ 光信号
１１３ 同調可能レーザー
１１５ 光信号
１１６ 波長同調可能光レシーバ

Claims (30)

1. 波長分割多重化パッシブ光ネットワーク、すなわち、ＷＤＭ−ＰＯＮとともに使用するための装置であって、
   Ｉ）電子コントローラであって、
   ａ．第１の入力電気データ信号を受信することと、
   ｂ．前記入力電気データ信号に基づいて複数の電気データ信号を出力することであって、出力電気データ信号が、複数のデータチャネル上で出力される、出力することと、
   ｃ．前記複数の出力電気データ信号のうちの少なくとも第１の出力電気データ信号のデータレートを変更することとを行うように構成された、電子コントローラ、
   ＩＩ）前記複数の電気データ信号を受信するための複数の光トランスミッタであって、前記光トランスミッタの各々が、
   ｄ．それぞれ、異なるデータチャネル上で、前記電子コントローラから出力された電気データ信号を受信し、
   ｅ．前記電子コントローラからの受信電気データ信号に対応する光信号を出力し、
   ｆ．他の光トランスミッタの前記光信号とは異なる波長を中心とした、そのそれぞれの光信号を出力するように構成される、光トランスミッタ、
   ＩＩＩ）前記光トランスミッタから出力光信号を受信するとともに波長多重化光出力信号を出力するように構成された、波長マルチプレクサ
   を備える装置。
2. 波長分割多重化パッシブ光ネットワーク、すなわち、ＷＤＭ−ＰＯＮとともに使用するための装置であって、
   Ｉ）電子コントローラであって、
   ａ．第１の入力電気データ信号を受信するとともに前記入力電気データ信号に基づいて複数の電気データ信号を出力することと、
   ｂ．前記複数の電気データ信号のうちの少なくとも第１および第２の電気データ信号を異なるデータレートで出力することであって、出力電気データ信号が、複数のデータチャネル上で出力される、出力することとを行うように構成された、電子コントローラ、
   ＩＩ）前記複数の電気データ信号を受信するための複数の光トランスミッタであって、前記光トランスミッタのうちの少なくとも第１および第２の光トランスミッタが、
   ｃ．異なるデータチャネル上で、前記電子コントローラから出力されたそれぞれの前記第１および第２の電気データ信号を受信し、
   ｄ．前記電子コントローラからの受信電気データ信号に対応する光信号を出力し、
   ｅ．他の光トランスミッタの前記光信号とは異なる波長を中心とした、そのそれぞれの光信号を出力するように構成される、光トランスミッタ、
   ＩＩＩ）少なくとも前記第１および第２の光トランスミッタから出力光信号を受信するとともに波長多重化光出力信号を出力するように構成された、波長マルチプレクサ
   を備える装置。
3. Ｉ）波長多重化入力光を受信するとともに異なる出力経路上で複数の光信号を出力するように構成された、波長デマルチプレクサであって、前記出力光信号が、異なる波長を中心としている、波長デマルチプレクサ、
   ＩＩ）複数の光レシーバであって、
   前記波長デマルチプレクサから前記複数の出力光信号を受信し、
   対応する第２の電気データ信号を前記電子コントローラに出力するための光レシーバ
   をさらに備える、請求項１または２に記載の装置。
4. さらなる波長デマルチプレクサに向かって前記波長多重化光出力信号を導くことであって、前記さらなる波長デマルチプレクサが、複数の端末デバイスに光を分配するように構成される、導くことと、
   前記さらなる波長デマルチプレクサから戻って受信された光を前記波長デマルチプレクサに導くこととを行うように構成された、
   光ユニットをさらに備える、
   請求項３に記載の装置。
5. 前記電子コントローラが、少なくとも前記第１の電気データ信号の前記データレートを変更するように構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記電子コントローラが、その複数の出力電気データ信号のうちのいずれかの前記データレートを変更するように構成される、請求項５に記載の装置。
7. 前記電子コントローラが、
   Ａ）前記電子コントローラによって受信された前記入力電気データ信号の分析、
   Ｂ）前記電子コントローラにデータレートを変更させるように構成されている、前記電子コントローラによって受信されたデータ信号
   のうちのいずれかに基づいて、前記データレートを変更するように構成される、
   請求項５または６に記載の装置。
8. 前記電子コントローラが、前記複数の光レシーバのうちの１つまたは複数から出力された前記電気データ信号のうちの１つまたは複数に基づいて前記データレートを変更するように構成される、請求項３に従属する請求項５または６に記載の装置。
9. 前記複数のデータ信号に関連する電気データ信号を受信し、
   対応する光信号を出力するように構成された、
   波長同調可能光トランスミッタ装置をさらに備える、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記波長同調可能光トランスミッタから出力された前記光信号を前記波長多重化光出力信号に結合するように構成された光カプラを備える、請求項９に記載の装置。
11. 前記複数の光トランスミッタのうちの前記光トランスミッタのうちの少なくとも１つから出力される前記光に関連するデータを備えるステータス信号を受信し、
    前記ステータス信号に基づいて前記波長同調可能光トランスミッタ装置に前記電気信号を出力するように構成された、
    請求項９または１０に記載の装置。
12. 前記ステータス信号は、それぞれの前記光トランスミッタから出力される前記光信号が、そのそれぞれの受信電気データ信号に対応しないことを示す、請求項１１に記載の装置。
13. 前記波長同調可能光トランスミッタ装置へ送信される前記電気信号が、
    Ａ）前記波長同調可能光トランスミッタの中心出力波長を決定するための１つまたは複数の信号、および
    Ｂ）前記ステータス信号に関連する前記少なくとも１つの光トランスミッタに出力される前記電気データ信号を備える、
    請求項９から１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記波長同調可能光トランスミッタ装置が、波長同調可能レーザーを備える、請求項９から１３のいずれか一項に記載の装置。
15. 前記電子コントローラが、
    トランシーバから前記第１の入力電気データ信号を受信し、
    前記第２の電気データ信号に基づいて電気データ信号を前記トランシーバに出力するようにさらに構成される、
    請求項３に従属する請求項３から１４のいずれか一項に記載の装置。
16. 前記電子コントローラが、１０ＧＨｚ以上のデータレートで前記トランシーバへ、および前記トランシーバからデータを送信および受信するように構成される、請求項１５に記載の装置。
17. 前記トランシーバをさらに備える、請求項１５に記載の装置。
18. 請求項１から１７のいずれか一項に記載の装置、ならびに
    請求項４に記載されるような
    前記さらなる波長デマルチプレクサ、および／または
    前記複数の端末デバイス
    のうちのいずれか１つまたは複数を備えるシステム。
19. 波長分割多重化パッシブ光ネットワーク、すなわち、ＷＤＭ−ＰＯＮとともに使用するための装置を動作させるための方法であって、
    Ｉ）電子コントローラを使用するステップであって、
    ａ．第１の入力電気データ信号を受信することと、
    ｂ．前記入力電気データ信号に基づいて複数の電気データ信号を出力することであって、出力電気データ信号が、複数のデータチャネル上で出力される、出力することと、
    ｃ．前記複数の出力電気データ信号のうちの少なくとも第１の出力電気データ信号のデータレートを変更することとを行うために、電子コントローラを使用するステップ、
    ＩＩ）前記複数の電気データ信号を受信するために複数の光トランスミッタを使用するステップであって、前記光トランスミッタの各々が、
    ｄ．それぞれ、異なるデータチャネル上で、前記電子コントローラから出力された電気データ信号を受信し、
    ｅ．前記電子コントローラからの受信電気データ信号に対応する光信号を出力し、
    ｆ．他の光トランスミッタの前記光信号とは異なる波長を中心とした、そのそれぞれの光信号を出力するように構成される、ステップ、
    ＩＩＩ）前記光トランスミッタから出力光信号を受信するとともに波長多重化光出力信号を出力するために、波長マルチプレクサを使用するステップ
    を備える方法。
20. 波長分割多重化パッシブ光ネットワーク、すなわち、ＷＤＭ−ＰＯＮとともに使用するための装置を動作させるための方法であって、
    Ｉ）電子コントローラを使用するステップであって、
    ｇ．第１の入力電気データ信号を受信するとともに前記入力電気データ信号に基づいて複数の電気データ信号を出力し、
    ｈ．前記複数の電気データ信号のうちの少なくとも第１および第２の電気データ信号を異なるデータレートで出力するために、電子コントローラを使用するステップ、
    ＩＩ）前記複数の電気データ信号を受信するために複数の光トランスミッタを使用するステップであって、前記光トランスミッタのうちの少なくとも第１および第２の光トランスミッタが、
    ｉ．前記電子コントローラから出力されたそれぞれの前記第１および第２の電気データ信号を受信し、
    ｊ．前記電子コントローラからの受信電気データ信号に対応する光信号を出力するように構成され、前記第１および第２の光トランスミッタから出力される前記光信号が、異なる波長を中心としている、ステップ、
    少なくとも前記第１および第２の光トランスミッタから出力光信号を受信するとともに波長多重化光出力信号を出力するために、波長マルチプレクサを使用するステップ
    を備える方法。
21. 波長分割多重化パッシブ光ネットワーク、すなわち、ＷＤＭ−ＰＯＮとともに使用するための装置であって、
    Ｉ）電子コントローラであって、
    ａ．第１の入力電気データ信号を受信することと、
    ｂ．前記入力電気データ信号に基づいて複数の電気データ信号を出力することであって、出力電気データ信号が、複数のデータチャネル上で出力される、出力することとを行うように構成された、電子コントローラ、
    ＩＩ）前記複数の電気データ信号を受信するための複数の光トランスミッタであって、前記光トランスミッタの各々が、
    ｃ．それぞれ、異なるデータチャネル上で、前記電子コントローラから出力された電気データ信号を受信し、
    ｄ．前記電子コントローラからの受信電気データ信号に対応する光信号を出力し、
    ｅ．他の光トランスミッタの前記光信号とは異なる波長を中心とした、そのそれぞれの光信号を出力するように構成される、光トランスミッタ、
    ＩＩＩ）前記光トランスミッタから出力光信号を受信するとともに波長多重化光出力信号を出力するように構成された、波長マルチプレクサ、
    ＩＶ）波長同調可能光トランスミッタであって、
    ｆ．前記電子コントローラから出力された前記複数の電気データ信号のうちの１つまたは複数を受信し、
    ｇ．前記電子コントローラからの前記受信電気データ信号に対応する光信号を出力するように構成された、波長同調可能光トランスミッタ
    を備える装置。
22. 前記波長同調可能光トランスミッタから出力される前記光信号の波長が、前記複数の光トランスミッタのうちの少なくとも１つの波長と実質的に同じである、請求項２１に記載の装置。
23. 前記装置の前記動作に関連する障害の検出時に前記波長同調可能光トランスミッタからの光の前記出力を開始するように構成される、請求項２１または２２に記載の装置。
24. 前記障害が、前記複数の光トランスミッタのうちの１つまたは複数に関連する、請求項２３に記載の装置。
25. 前記障害の検出時に、任意の順序で、
    Ａ）光を出力し、
    Ｂ）その出力波長を前記障害のある光トランスミッタの前記波長に同調させるために、
    １つまたは複数の信号を前記波長同調可能光トランスミッタへ送信するように構成される、
    請求項２４に記載の装置。
26. 前記電子コントローラが、前記障害の検出時に電気データ信号を前記波長同調可能光トランスミッタに出力するように構成され、前記波長同調可能光トランスミッタに出力される前記電気データ信号が、前記入力電気データ信号に基づく、請求項２４または２５に記載の装置。
27. 前記波長同調可能光トランスミッタが、光変調器に光学的に結合された波長同調可能光源を備え、前記電子コントローラが、前記電気データ信号を前記光変調器に出力するように構成される、請求項２６に記載の装置。
28. 前記波長マルチプレクサから波長多重化光出力信号を受信し、
    前記波長同調可能光トランスミッタから出力された光を受信し、
    前記波長同調可能光トランスミッタおよび波長マルチプレクサから、共通の光学経路に沿って光を出力するように構成された、
    光カプラを備える、
    請求項２１から２７のいずれか一項に記載の装置。
29. 前記波長同調可能光トランスミッタから出力された前記光信号を、前記波長多重化光出力信号に結合するように構成された光カプラを備える、請求項２１から２７のいずれか一項に記載の装置。
30. 波長分割多重化パッシブ光ネットワーク、すなわち、ＷＤＭ−ＰＯＮとともに使用するための装置であって、
    Ｉ）電子コントローラであって、
    ａ．第１の入力電気データ信号を受信することと、
    ｂ．前記入力電気データ信号に基づいて複数の電気データ信号を出力することであって、出力電気データ信号が、複数のデータチャネル上で出力される、出力することとを行うように構成された、電子コントローラ、
    ＩＩ）前記複数の電気データ信号を受信するための複数の光トランスミッタであって、前記光トランスミッタの各々が、
    ｃ．それぞれ、異なるデータチャネル上で、前記電子コントローラから出力された電気データ信号を受信し、
    ｄ．前記電子コントローラからの受信電気データ信号に対応する光信号を出力し、
    ｅ．他の光トランスミッタの前記光信号とは異なる波長を中心とした、そのそれぞれの光信号を出力するように構成される、光トランスミッタ、
    ＩＩＩ）前記光トランスミッタから出力光信号を受信するとともに波長多重化光出力信号を出力するように構成された、波長マルチプレクサ、
    ＩＶ）波長多重化入力光を受信するとともに異なる出力経路上で複数の光信号を出力するように構成された、波長デマルチプレクサであって、前記出力光信号が、異なる波長を中心としている、波長デマルチプレクサ、
    ＶＩ）複数の光レシーバであって、
    前記波長デマルチプレクサから前記複数の出力光信号を受信し、
    対応する第２の電気データ信号を前記電子コントローラに出力するための、光レシーバ、
    ＶＩＩ）波長同調可能光レシーバであって、
    ｆ．波長多重化入力光を受信し、
    ｇ．前記入力光から検出すべき波長を選択し、
    ｈ．前記検出された波長に基づいて電気データ信号を前記電子コントローラに出力するように構成された、波長同調可能光レシーバ
    を備える装置。

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