JP4157102B2 - 光ネットワーク内のネットワーク・トポロジを自動的に決定する方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に通信システムに関し、より具体的には光通信ネットワークに関する。

従来の光学ネットワークは、一般に、入力ポートと出力ポートとの接続を可能にして第１の光学リンクと第２の光学リンクとのチャネルを確立するスイッチ・デバイスを含む。このようなスイッチは通常、光学信号を電気信号に変換して、入出力接続を行う。スイッチは、ビット・レベルでデータ・ストリームを検査して、ネットワーク管理機能およびパフォーマンス監視機能を実行する。たとえば、フレーム・ヘッダは、ネットワーク内で一定のビットレートのデータ・ストリームを経路指定するために使用するソース情報および宛先情報を含むことができる。パフォーマンス監視としては、選択したオーバヘッド・データを検査して、ネットワーク内のエラーを検出して隔離することを含むことができる。

しかし、光学ドメインから電気ドメインへデータを変換し、さらに光学ドメインに戻すスイッチは、光学ネットワーキング技術の発展によって潜在的にもたらされる帯域幅の達成にとって妨げになる可能性がある。たとえば、密波長多重（ＤＷＤＭ）システムは、変動波長を有する一連の光学信号を単一の光ファイバに多重化する。１本のファイバは、それぞれが特定の波長に関連する複数の並列チャネルを有する。このチャネル波長は、所与の影響、たとえば、クロストークを最小限にし、１本のファイバが保持できるチャネルの数を最大限にするために、所定の間隔を有する。

スイッチは、入力ポートおよび出力ポートとのインタフェースを取り、２つのＤＷＤＭシステムの選択した入力ポートと出力ポートとの間に所望の信号経路を提供する。このスイッチは通常、ネットワーク管理、信号復元、補給、グルーミング、ある程度のレベルの信号監視を可能にする。

透過性光スイッチとは、光学信号を電気信号に変換しないスイッチを指す。例示的なスイッチは、Ｉｓｈｉｄａ他に付与された米国特許第５９３７１１７号に図示され記載されているが、同特許は参照により本明細書に組み込まれる。既知の透過性光スイッチに関連する欠点の１つは、光学信号内で運搬される必要な情報を検査して抽出する能力が限られていることである。したがって、光学ネットワーク内で十分なネットワーク管理、パフォーマンス監視、制御を行うことは、比較的複雑で費用がかかり、信頼できないものになる。
米国特許第５，９３７，１１７号

したがって、強化されたパフォーマンス監視、ネットワーク管理、制御の各機能を有する透過性光スイッチを提供することが望ましいものと思われる。

本発明は、本発明によるクライアント・インタフェース用の光学パススルー経路と光電信号変換とを有する波長分割多重（ＷＤＭ）ベースのネットワーク用の透過性光スイッチを提供する。この構成により、経路レベルの信号制御とパフォーマンス監視が可能になる。主に密波長多重（ＤＷＤＭ）システムに関連して本発明を図示し説明するが、本発明は、一般に効率の良いパフォーマンス監視、ネットワーク管理、制御、障害検出を備えたスイッチにより光学信号パススルー経路を提供することが望ましい光学システムに適用可能であることが分かるだろう。たとえば、本発明は、光電変換を行わないＷＤＭシステムに適用可能である。

本発明の一態様の光学ネットワークは、ポーリング方式で所定の光学データ・トラフィックを抽出する光スイッチを含む。抽出した情報は、電気ドメインに変換され、ビット・レベルで検査される。一実施形態のシステムは、スイッチの入力ポートおよび／または出力ポートからデータを抽出して、スイッチによる接続を検証することができる。選択したデータは、入力ポートを介して光スイッチに注入し、出力ポートから抽出して、信号分析器によって分析することができる。また、この構成では、選択したデータを分岐することにより、光学データ・ストリームのパフォーマンス監視も可能になる。

本発明の他の態様の光スイッチは、１：２の同報通信機能を提供するための第１および第２のスイッチ・ファブリック（スイッチ構造）を含む。各スイッチの入力ポートは、１つの入力信号を、第１のスイッチ・ファブリックによって受信された第１の信号と、第２のスイッチ・ファブリックによって受信された第２の信号とに分割する。通常動作では、同じ出力ポートが第１の信号と第２の信号を受信し、一方のスイッチ・ファブリックで障害が発生している場合に出力ポートが作動可能なスイッチ・ファブリックから一方の信号を選択できるように、一方だけを選択する。したがって、第１および第２のスイッチ・ファブリックは冗長性をもたらす。

第１および第２のスイッチ・ファブリックは、１つの入力ポートからの信号を２つの出力ポートに橋絡するために使用することができる。第１のスイッチ・ファブリックは入力信号を第１の出力ポートに接続し、第２のスイッチ・ファブリックは同じ入力信号を第２の出力ポートに接続する。一実施形態では、ファブリックの冗長性を犠牲にすることにより、冗長スイッチ・ファブリックを橋絡に使用する。

本発明の他の態様の光学通信システムは、第１および第２の光スイッチを含み、それらの間にＤＷＤＭネットワークなどの光学ネットワークが結合されている。これらのスイッチとＤＷＤＭネットワークが協力して、未装備信号生成が行われる。例示的な実施形態では、ＤＷＤＭネットワーク内のセクション終端点にトランスポンダが位置する。トランスポンダは、未装備接続を検出し、スイッチに対して未装備信号またはいわゆる接続保持信号を生成し、このスイッチが関連スイッチに信号をループバックする。この構成により、透過性交差接続システム内で未装備信号生成を行わずに、必要に応じて未装備条件を検出し、いわゆる接続保持信号または未装備信号を生成する。

本発明の他の態様の光学通信システムは、透過性光スイッチとＤＷＤＭネットワークとを含む。ＤＷＤＭネットワークは、たとえば第２のスイッチから第１の光スイッチに移動するデータの信号オーバヘッド内にポートＩＤ情報を挿入する。同様に、ＤＷＤＭネットワークは、第１のスイッチから第２のスイッチに移動するデータの信号オーバヘッド内にポートＩＤ情報を挿入する。例示的な実施形態では、ＤＷＤＭポートに関連するトランスポンダがポートＩＤ情報を検出して挿入することができる。第１および第２のスイッチはポートＩＤ情報を交換して、スイッチ間のポート接続を識別することができる。この構成により、光学通信システムはネットワーク・トポロジを自動的に決定することができ、たとえば、自動トポロジ発見が可能になる。

図１は、本発明による透過性光スイッチ１０２を有する密波長多重（ＤＷＤＭ）通信システム１００の一部分を示している。本明細書で使用する透過性およびノンブロッキング光スイッチとは、スイッチを通過する信号の場合に光学信号を電気信号に変換しない光スイッチを指し、すなわち、信号を追加／除去しない光スイッチを指す。スイッチ１０２は、第１のＤＷＤＭネットワーク１１０に結合された第１の出力ポート・セット１０６ａ〜１０６ｄおよび第１の入力ポート・セット１０８ａ〜１０８ｄとのインタフェースを取る、スイッチング・ファブリック１０４を含む。第２の入力ポート・セット１１２ａ〜１１２ｄと第２の出力ポート・セット１１４ａ〜１１４ｄは第２のＤＷＤＭネットワーク１１６に結合されている。ポート１０６、１０８、１１２、１１４は、スイッチング・ファブリック１０４と協力して、第１および第２のＤＷＤＭネットワーク１１０、１１６間の双方向通信を可能にする。

第１の入力ポート・セット１０８は第１のＤＷＤＭデマルチプレクサ１１８からそれぞれのチャネル・データを受信し、第１の出力ポート・セットは第１のＤＷＤＭマルチプレクサ１２０にチャネル・データを供給する。第１のマルチプレクサ１２０と第１のデマルチプレクサ１１８は、第１のＤＷＤＭネットワーク１１０の一部を形成することができる。同様に、第２の入力ポート・セット１１２と出力ポート・セット１１４は、第２のＤＷＤＭネットワーク１１６に関連する第２のマルチプレクサ１２２と第２のデマルチプレクサ１２４への入力チャネルおよび出力チャネルを提供する。

交差接続１０２は、スイッチング・ファブリック１０４からの光学信号を電気信号に変換する追加／除去ポート１２６ａ〜１２６Ｎをさらに含む。例示的な実施形態では、再生器セクション終端点ＲＳＴＰおよび多重セクション終端点ＭＳＴＰと組み合わせて、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ構成を使用する。当業者には既知の通り、再生器セクション・オーバヘッド（ＲＳＯＨ）と多重セクション・オーバヘッド（ＭＳＯＨ）は、終端点ＲＳＴＰ、ＭＳＴＰで終端され、処理される。終端点におけるバイトは、パフォーマンス監視、帯域内データ通信、保護スイッチング信号などのネットワーク・レベルの諸機能に使用する。

この構成では、ＤＷＤＭネットワークは、マルチベンダ互換性を提供するためにスイッチ１０２内に統合されているわけではない。ＤＷＤＭシステム内のトランスポンダは、単一ファイバ内に多重化された密接間隔のチャネルを電気信号に変換し、次にその電気信号を標準化された光学信号に戻す。波長多重技術は革新的なものなので、密接間隔の波長チャネルに関する規格はまったく存在しない。したがって、あるベンダからのＷＤＭシステムを使用し、他のベンダからのスイッチによって信号を通過させ、さらに他のベンダからの他のＷＤＭシステムによりそれを通過させることは、現時点では不可能である。様々なベンダからの機器によってＷＤＭシステムを相互接続できるようにする方法の１つは、光スイッチによる標準的な単一チャネル光学インタフェースを介する方法である。

図２は、本発明による接続検証を有する透過性光スイッチ１０２のさらに詳細を示している。この光スイッチは、実質的に図１に示すものと同様のものにすることができ、同図で同様の参照番号は同様の要素を示す。スイッチ１０２は、入力ポートＩＰａ〜ＩＰＮおよび出力ポートＯＰａ〜ＯＰＮとのインタフェースを取るスイッチ・ファブリック１０４を含む。逆多重化する１：Ｎスイッチ１２８は光学信号発生器１３０に結合されるが、その発生器はたとえばＯＣ−Ｎ（Ｎ＝３、１２、４８、１９２）発生器として設けることができる。ＯＣ−Ｎが標準のＳＯＮＥＴ信号フォーマットおよびレートを指すことは当業者には周知のことである。この１：Ｎスイッチ１２８は、ポーリング方式で入力ポートＩＰａ〜ＩＰＮのそれぞれからＯＣ−Ｎ発生器へのそれぞれの信号の接続を可能にする。

多重化するＮ：１スイッチ１３２は、第１の信号分析器１３４に信号情報を供給するために出力ポートＯＰａ〜ＯＰＮのそれぞれに接続されるが、その信号分析器はＯＣ−Ｎ分析器にすることができる。ネットワーク管理システム１３６は、スイッチ制御部１３８により全体的なスイッチ１０２の機能と接続検証を制御することができ、そのスイッチ制御部はスイッチング・ファブリック１０４、スイッチ１２８、１３２、信号発生器１３０、信号分析器１３４に結合することができる。

スイッチ・ファブリック１０４による入出力接続は、１：Ｎスイッチ１２８を介してポーリング方式で、すなわち、一度に１つのポートずつ、信号発生器１３０によって発生された所定の信号において選択的に切り換えることによって検証することができる。一実施形態では、信号発生器１３０からの比較的低速の接続検証信号、たとえば、ＯＣ−３（１５５．５２Ｍｂ／ｓのＳＯＮＥＴ信号）が１：Ｎスイッチを介して入力ポートＩＰに供給される。この光学信号は、入力ポートＩＰのインタフェースでベアラ信号の周波数とは異なる周波数を使用する。注入した信号は、スイッチ・ファブリック１０４を通過した後で出力ポートＯＰから抽出され、Ｎ：１スイッチ１３２を介してポーリング方式で第１の信号分析器１３４に供給される。信号分析器１３４は、注入した信号のビット誤り率（ＢＥＲ）を求めることができる。

スイッチ制御部１３８は、１：Ｎスイッチ１２８とＮ：１スイッチ１３２の構成を調整する。スイッチ制御部１３８が、入力ＩＰｉに接続するよう１：Ｎスイッチ１２８に命令し、ＩＰｉをＯＰｊに接続するようスイッチ・ファブリック１０２に命令する場合、スイッチ制御部は予想される接続情報ＩＰｉ−ＯＰｊをＯＣ−３信号内に挿入するようＯＣ−３発生器にも命令する。また、スイッチ制御部１３８は、ＯＣ−３分析器１３４への出力ポートＯＰｊを選択するようＮ：１スイッチ１３２にも命令する。スイッチ・ファブリック１０４が適切に接続を行った場合、１３４で受信したＯＣ−３信号はＩＰｉ−ＯＰｊの接続情報を含むことになる。その場合、適切な接続が検証される。信号がまったく受信されないかまたは受信した信号が異なる接続情報を含む場合、誤接続が識別される。

当業者であれば、特定の応用例の帯域幅要件を満たすために一連の光学信号発生器および分析器を容易に選択し、多重化／逆多重化できるものと理解されている。さらに、入力および出力のポーリングを変化させて、選択した信号を注入し抽出することができ、いつでも一度に１つの入力および／または１つの出力に限定されないものと理解されている。また、１：ＮスイッチおよびＮ：１スイッチなどのスイッチという用語は、入力ポートおよび／または出力ポートのポーリングを容易にするために１つまたは複数の入出力信号用に少なくとも１つの信号経路を選択的に提供するデバイスを含むものと広く解釈すべきである。

図３は、図２に示すものと同様のスイッチ・アーキテクチャを示しているが、Ｎ：１スイッチ１３２の一部を形成することができる信号スプリッタ１４０と、もう１つの信号分析器１４２が追加されている。マルチプレクサ１４４は、Ｎ：１スイッチ／スプリッタ１３２に結合して、ポーリング方式で出力ポートＯＰａ〜ＯＰＮからそれぞれの信号分析器１３４、１４２に選択した信号を供給することができる。

スイッチング・ファブリック１０４を通るチャネル・データの所定の一部分は、出力ポートＯＰからＮ：１スイッチ１３２に分岐することができる。マルチプレクサ１４４を制御することにより、たとえばテスト中のチャネルのデータ転送速度に応じて、分岐したデータを第１または第２の信号分析器１３４、１４２によって分析することができる。様々な信号分析器、たとえば、ＯＣ−４８、ＯＣ−１９２は、分岐したデータの帯域幅に基づいて必要になる場合があるものと理解されている。

図４は、図３に示すものと同様のスイッチを示しているが、入力側のＮ：１スイッチ１４６とそれに対応する信号分析器１４８が追加されている。この構成により、スイッチ１０２に入るデータの所望の部分、たとえば、１０パーセントを分岐し、分析することができる。入力側の信号分析器１４８は、分岐したデータを入力側のＮ：１スイッチ１４６を介して受信し、分岐した入力データ用のＢＥＲを求めることができる。例示した実施形態では、入力側のＮ：１スイッチ１４６は、ポーリング方式で、たとえば、一度に１つのポートずつ、入力ポートＩＰａ〜ＩＰＮから着信データを抽出する。

図５は、１：２の同報通信機能を提供するために第１および第２のスイッチ・ファブリック２０２ａ、２０２ｂを有する、本発明による透過性光スイッチ２００を示している。このスイッチ２００は、双方向ポート（ＩＰｉ、ＯＰｉ）が２つのポート（ＩＰｊ、ＯＰｊ）および（ＩＰｋ、ＯＰｋ）に橋絡された状態で示されている。ポートＩＰｉからの出力は２つのポートＯＰｊ、ＯＰｋに接続されているが、Ｉ番目のポート（ＯＰｉ）の受信方向ではポートＩＰｊからの信号のみを受信する。

入力ポートＩＰｉ、・・・ＩＰｊ、ＩＰｋは、入力信号Ｉｉ、・・・Ｉｊ、Ｉｋをそれぞれの第１および第２の信号セットＩｉａ、Ｉｉｂ、・・・Ｉｊａ、Ｉｊｂ、Ｉｋａ、Ｉｋｂに分割し、その信号セットはスイッチ・ファブリック２０２ａ、２０２ｂに供給される。図示の例示的な実施形態では、第１の入力ポートＩＰｉからの第１の信号Ｉｉａは第１のスイッチ・ファブリック２０２ａによって処理され、第２の信号Ｉｉｂは第２のスイッチング・ファブリック２０２ｂによって処理される。残りの入力信号は同様に分割され、それぞれのスイッチ・ファブリック２０２ａ、２０２ｂに送信される。着信信号はそれぞれの第１および第２のスイッチング・ファブリック２０２ａ、２０２ｂによって特定の出力ポートＯＰｉ〜ＯＰｋに向けられる。それぞれの出力ポートＯＰは、スイッチ・ファブリック２０２ａ、２０２ｂの信号経路を選択するためのスイッチを含んでいる。

スイッチング・ファブリック２０２ａ、２０２ｂは、入力信号を受信し、ミラー操作により、選択した出力ポートにその信号を経路指定する。信号を経路指定するために光スイッチ内でミラーを制御することは当業者には周知のことである。図示の例示的な実施形態では、第１の入力ポートＩＰｉからの第１の信号Ｉｉａは第１のスイッチング・ファブリック２０２ａによって第２の出力ポートＯＰｊに接続されている。第１の入力ポートＩＰｉからの第２の信号Ｉｉｂは第２のスイッチ・ファブリック２０２ｂによって第３の出力ポートＯＰｋに接続されている。同様に、第２の入力ポートＩＰｊからの第１の信号Ｉｊａは第１の出力ポートＯＰｉに接続され、第２の信号Ｉｊｂは第１の出力ポートＯＰｉに接続されている。第３の入力ポートＩＰｋは出力ポートに接続されていない。

一般に、各出力ポートＯＰは、入力ポートＩＰによって分割された同じ信号を両方のスイッチ・ファブリックから受信し、操作信号を選択する。このため、一方のスイッチ・ファブリックの障害は受信ポートにある信号に影響しない。この実施形態では、１つのポートからの信号を２つの発信ポートに橋絡するために冗長スイッチ・ファブリックを使用する。各出力ポートＯＰｉ、・・・、ＯＰｊ、ＯＰｋは、スイッチによって出力するために、スイッチング・ファブリック２０２ａ、２０２ｂのうちの一方から信号を選択する。この構成は、冗長スイッチ・ファブリック２０２ａ、２０２ｂを使用することにより１対２の同報通信機能を可能にするものである。

前述のように、信号分析器１３４、１４２を出力ポートＯＰに結合して、たとえばスイッチ・ファブリックからの信号のパフォーマンス監視を可能にすることができる。一実施形態では、スイッチ情報をヘッダ情報に挿入し、信号分析器によって検証することができる。

図６は、ＤＷＤＭシステムにすることができる光学通信システム３００のうち、本発明によりいわゆる未装備信号または接続保持信号を検出し生成する部分を示している。一般に、光スイッチとＤＷＤＭネットワークは協力して機能し、スイッチによってループバック可能な接続保持信号を生成する。あるスイッチ・ポートが他のスイッチ・ポートに接続されているが、現時点でベアラ・データ・トラフィックを運搬していない場合、リンクを連続的に監視し、即座に使用できるように用意するために、発信方向に未装備信号を供給しなければならない。

システム３００は、第１のＤＷＤＭシステム３０４に結合された第１の光スイッチ３０２を含み、これはオフィスＡなどの特定の場所に関連付けることができる。第１のＤＷＤＭシステム３０４は第２のＤＷＤＭシステム３０６に結合され、この第２のＤＷＤＭシステムはオフィスＢに関連する第２の光スイッチ３０８に接続されている。第１のＤＷＤＭシステム３０４は、第１および第２のポートまたはセクション終端点３１０、３１２とともに、ＤＷＤＭマルチプレクサ３０９とデマルチプレクサ３１１とを含む。第１のＤＷＤＭシステム３０４は、未装備条件を検出し、未装備信号を生成することができるトランスポンダ３１４をさらに含む。

第２のＤＷＤＭネットワーク３０６は、同様に、ＤＷＤＭマルチプレクサ３１６およびデマルチプレクサ３１８と、トランスポンダ３２０と、セクション終端点３２２、３２４とを含む。第２のＤＷＤＭネットワーク３０６は第２の光スイッチ３０８に接続されている。第１のスイッチ３０２と第２のスイッチ３０８とのポート間接続により、オフィスＡとオフィスＢとの双方向通信が可能になる。

一般に、光スイッチの出力ポートが同じスイッチ内の他のポートに接続されていないが、ライブ信号を運搬しているときに、その出力ポートに未装備信号が挿入される。たとえば、第１のスイッチ３０２の第１の出力ポートＯＰｉが第１のスイッチ内の他のポートに接続されていないときに、この出力ポートに未装備信号が挿入される。同様に、第２のスイッチ３０８の第１の出力ポートＯＰｊが第２のスイッチ３０８内の他のポートに接続されていないときに、このポートに未装備信号が挿入される。

動作時に、第１のＤＷＤＭポート３１０は、たとえば、第１のスイッチ３０２に向かう信号内の特定のオーバヘッド・バイト・セット内にそのポートＩＤと未装備状況表示を挿入する。第１のスイッチ３０２の出力ポートＯＰｉがそのスイッチ内の他のポートに接続されていない場合、それに対応する入力ポートＩＰｉは出力ポートＯＰｉに接続され、すなわち、ループバックされる。したがって、第１のＤＷＤＭネットワーク３０４内の第１のポート３１０からの挿入信号は、第２のポート３１２で受信される。

信号オーバヘッドを検査してポートＩＤを抽出するが、第１のＤＷＤＭネットワークが第２のポート３１２にある同じＩＤを第１のポート３１０で挿入されたものであると判断した場合、第１のＤＷＤＭネットワークは第１のポート３１０における未装備信号の状況を挿入し続ける。これに対して、第２のポートまたは入力ポート３１２で同じポートＩＤが受信されない場合、第１のＤＷＤＭネットワーク３０４は、出力ポートＯＰｉがもはや第１の光スイッチの入力ポートＩＰｉに接続されないものと判定する。その場合、第１のＤＷＤＭネットワーク３０４は、第１のポート３１０側の未装備状況表示を除去し、第２のＤＷＤＭネットワーク３０６の出力ポート３２２からの受信信号が第１の光スイッチの入力ポートＩＰｉに向かって第１のＤＷＤＭネットワークの入力ポート３１０を通過できるようにする。

入力ポート３１２は、第１のスイッチの出力ポートＯＰｉから受信した信号を通過させる。しかし、それに対応するオーバヘッド情報を第１のポート３１２で読み取って、状況の変化がないかどうかチェックする。同様に、第２のＤＷＤＭネットワークの入力ポート３２２および出力ポート３２０のトランスポンダでも同じアクションが行われる。

図７は、本発明による自動トポロジ発見を備えた第１および第２の光スイッチ５０２、５０４を有するＤＷＤＭ通信システム５００の一部分を示している。第１および第２の光スイッチ５０２、５０４はＤＷＤＭシステム５０６によって接続されている。第２のスイッチ５０４から第１のスイッチ５０２への信号経路は、スイッチの出力ポートＤ２と、第１および第２のＤＷＤＭポートＣ２、Ｂ１と、スイッチの入力ポートＡ１とを含む、一連のポートを含む。同様に、スイッチ同士を接続する反対方向の経路も、図示の通り、一連のポートＡ２：Ｂ２：Ｃ１：Ｄ１を含む。

一般に、ポートＩＤ情報は、宛先スイッチへの移動中に、Ｊ０またはもう１つのＳＯＨなどのデータ信号オーバヘッド・パケット内に挿入される。当業者には既知の通り、Ｊ０およびＳＯＨは、ＳＯＮＥＴおよびＳＤＨ規格に規定されたヘッダ・フォーマットである。スイッチ５０２、５０４はポートＩＤ情報を抽出し、その情報からチャネル接続情報を求めることができる。

例示的な実施形態の各ＤＷＤＭポートは、光学信号を電気信号に変換し、電気信号を光学信号に変換することができる光電トランスポンダを含む。このトランスポンダにより、ポートは、電気ドメイン内の特定のオーバヘッド・バイト・セット内にポートＩＤ情報を挿入し、光学フォーマットの信号をＤＷＤＭシステム内に供給することができる。したがって、各ポートは、図示し前述したように信号発生器および信号分析器を使用して、光学データ・ストリーム内にＩＤ情報を挿入し、ポーリング方式でそのデータ・ストリームからＩＤ情報を抽出することができる。

例示した実施形態では、第１のスイッチ５０２の第１の入力ポートＡ１は近端のＤＷＤＭ送信ポートＢ１からデータを受信し、そのポートが遠端のＤＷＤＭ受信ポートＣ２からデータを受信する。第１のスイッチ５０２は、スイッチの出力ポートＡ２を介して近端のＤＷＤＭ送信ポートＢ２にデータを送信する。

同様に、第２のスイッチ５０４の第１の入力ポートＤ１はＤＷＤＭポートＣ１からデータを受信し、そのポートがもう１つのＤＷＤＭポートＢ２からデータを受信する。第２のスイッチ５０４は、出力ポートＤ２からＤＷＤＭポートＣ２にデータを送信する。各ポートまたは他のポートに関する情報を有する１つのポートは、データ・ストリーム内にポートＩＤ情報を挿入することができる。光スイッチ５０２、５０４は、図３で述べた信号分析器を介してポートＩＤ情報を抽出し、ポーリング方式で接続情報を入手することができる。受信／送信ポート、たとえば、Ｂ１／Ｂ２は同一のＩＤを有する可能性があるものと理解されている。

この構成の第１のスイッチ５０２は、第２のスイッチ５０４がＤ２のポートＩＤが付いた信号を発生する必要なしに、その入力ポートＡ１が第２のスイッチ５０４の出力ポートＤ２に接続されていることを判定しなければならない。ＤＷＤＭポートＣ２は、この目的のために割り振られた特定のオーバヘッド・バイト・セット内にそれ自体のＩＤを挿入する。次のＤＷＤＭポートＢ１でＤＷＤＭネットワークは、同じオーバヘッド・バイト・セット内に第１のスイッチ側のポートＩＤ Ｂ１、Ｂ２を追加する。第１のスイッチ５０２は、これらのオーバヘッド・バイトを読み取ると、４個組のＩＤ Ａ１：Ｂ１：Ｂ２：Ｃ２を作成する。次に第１のスイッチ５０２は、帯域外通信チャネル（図示せず）を使用して、この４個組のＩＤを第２のスイッチ５０４に送信する。同様に、第２のスイッチ５０４は、Ｄ１：Ｃ１：Ｃ２：Ｂ２という４個組のＩＤを第１のスイッチ５０２に送信する。スイッチ５０２および５０４は、メッセージを送信すると、受信側スイッチがメッセージの発信者を識別できるように、４個組のポートＩＤとともにスイッチＩＤを添付する。

次に、第１および第２のスイッチ５０２、５０４は、この情報を他のすべてのスイッチに同報通信する。他のスイッチからの受信情報と着信ポートから読み取ったＩＤ情報を備えた各スイッチは、ポートの接続性を判定することができる。たとえば、第１のスイッチ５０２は、第２のスイッチ５０４から連結ＩＤ情報Ｄ１：Ｃ１：Ｃ２：Ｂ２を受信し、逆の順序で最後の２つの項目を比較して一致しているかどうかを確認する。この場合、第１のスイッチ５０２は、Ｄ１：Ｃ１：Ｃ２：Ｂ２が入力ポートＡ１からのそれ自体の連結ＩＤ、すなわち、Ａ１：Ｂ１：Ｂ２：Ｃ２と一致すると判断する。この一致により、第１のスイッチ５０２は、第２のスイッチ５０４の出力ポートＤ２が対応する入力ポートＡ１に接続されているものと判定する。同様に、ポートＡ２とポートＤ１との接続が判定される。したがって、この特定の実施形態では、スイッチ５０２および５０４が接続性を判定するための信号を生成する必要はない。すなわち、この構成により、スイッチはポート接続情報を交換して、ネットワーク・トポロジを自動的に判定することができる。

図８は、第１のＤＷＤＭネットワーク６０４と第２のＤＷＤＭネットワーク６０６との間に配置された光スイッチ６０２を含み、本発明により強化された障害検出および隔離を可能にする光学通信システム６００を示している。このシステムは、スイッチ６０２内の交換可能なユニット内の障害を検出し隔離しなければならない。障害としては、信号劣化条件と信号障害条件の両方を含む。障害検出および隔離は瞬時である必要はないものと理解されている。

ＤＷＤＭシステム６０４、６０６間の障害は通常、セクション終端点におけるパフォーマンス監視を使用して検出される。したがって、たとえば、２つのＤＷＤＭポート６０４と６０６の間のセクションＡ１−Ａ２、Ａ３−Ａ４内に障害を隔離することが必要である。入力ポートＡ１と出力ポートＡ２の両方でパフォーマンス監視を実施した場合、セクションＡ１−Ａ２、Ａ２−Ａ３、Ａ３−Ａ４内に障害が隔離される。しかし、図３で述べたように出力ポートのみでパフォーマンス監視を実施した場合、内部信号（たとえば、図３のＯＣ−３）のパフォーマンスと出力ポートでのベアラ信号（たとえば、図３のＯＣ−Ｎ）のパフォーマンスとの相関関係によって障害が隔離される。たとえば、ＯＣ−３内部信号は良好であるが、ＯＣ−Ｎベアラ信号が不良である場合、障害はセクションＡ１−Ａ２内に位置する。ＯＣ−３信号とＯＣ−Ｎ信号がどちらも不良である場合、障害はセクションＡ２−Ａ３内にある。これに対して、どちらの信号も良好である場合、図示していないネットワーク管理システムは、障害がセクションＡ３−Ａ４内にあると判定することができる。

図９は、本発明により追加／除去ポート信号マルチプレクサ７０２を有する光スイッチ７００を示している。追加／除去マルチプレクサ７００は、除去信号内の信号を切り換えるための電子スイッチを含むことができる。スイッチ７００は、第１のＤＷＤＭネットワーク７０６と第２のＤＷＤＭネットワーク７０８との間のパススルー経路７０４と、スイッチ７００から追加／除去マルチプレクサ７０２への除去信号経路７１０とを含む。追加／除去マルチプレクサは、スイッチからの光学信号を電気信号に変換する。

この構成では、ネットワーク転送速度より低い速度を有する複数の除去信号を多重化して、効率の増進とコストの低下を達成することができる。効率の増進とコストの低下は、高速多重化信号用の１つの波長のみを長距離ＷＤＭネットワークに使用することによって達成される。スイッチ・ノードで除去された信号内のオーバヘッド・ビットにアクセスできる能力を備えることにより、その経路上の複数の光スイッチを横断する信号の接続時の障害を検出することは可能である。ただし、その信号は光電変換なしにスイッチを通過するので、信号経路上の中間ノードはその信号のオーバヘッド・ビットにアクセスできないことに留意されたい。信号経路の端部スイッチにおける高速検出能力により、スイッチ７００は、元の信号に障害が発生したときに代替経路を使用して高速で信号の経路変更を行うことができる。この端部スイッチは、障害がどこで発生したかを把握する必要はない。

本発明の他の態様では、自動トポロジ発見および除去ポートでのビット・レベルのオーバヘッド・アクセスにより、たとえば、クライアント・ルータによる要求に応じて、いわゆる高速補給を達成することができる。一実施形態の光学ネットワークは、スイッチ間に配置された各光学ネットワーク内に終端点を有する制御チャネルを含むことができる。このようなチャネルは、高速補給情報、ネットワーク管理、復元メッセージ、その他の制御メッセージを運搬するための経路指定ネットワークを提供することができる。

当業者であれば、上記の実施形態に基づいて、本発明の他の特徴および利点が分かるだろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲に示されたものを除き、具体的に図示し説明されたものによって限定されることはない。本明細書で引用したすべての資料および参考文献は、参照により全体として本明細書に明白に組み込まれる。

本発明は、添付図面に関連して上記の詳細な説明を読むことにより、より完全に理解されるだろう。
本発明による透過性光スイッチの概略図である。 本発明によりスイッチ・ファブリック接続検証を可能にする透過性光スイッチの概略図である。 本発明により出力信号パフォーマンス監視を可能にする透過性光スイッチの概略図である。 本発明により入力および出力信号パフォーマンス監視を可能にする透過性光スイッチの概略図である。 本発明により双方向接続用の１：２の同報通信機能を提供する第１および第２のスイッチ・ファブリックを有する透過性光スイッチの概略図である。 本発明により未装備信号生成を可能にする、透過性光スイッチと光学ネットワークとを有する光学通信システムの概略図である。 本発明により自動ネットワーク・トポロジ発見を可能にするように協力する、光スイッチと光学ネットワークとを有する光学通信システムの概略図である。 本発明により障害検出および隔離を可能にする、光スイッチと光学ネットワークとを有する光学通信システムの概略図である。 本発明により追加／除去ポート内の多重化およびスイッチングを可能にする、光スイッチと光学ネットワークとを有する光学通信システムの概略図である。

Claims (3)

1. 光スイッチを有する光ネットワーク内のネットワーク・トポロジを自動的に決定する方法であって、
   ＷＤＭシステム内の第１のポートを第２の光スイッチの第１の出力ポートに接続し前記第１のポートに接続された第２のポートを第１の光スイッチの第１の入力ポートに接続することにより、前記第１の光スイッチの第１の入力ポートを前記第２の光スイッチの第１の出力ポートに接続して第１の信号経路を提供し、前記ＷＤＭシステムの第３のポートを前記第１の光スイッチの第１の出力ポートに接続し前記第３のポートに接続された第４のポートを前記第２の光スイッチの第１の入力ポートに接続することにより、前記第１の光スイッチの第１の出力ポートを前記第２の光スイッチの第１の入力ポートに接続して第２の信号経路を提供するように、前記ＷＤＭシステムを介して前記第１の光スイッチと前記第２の光スイッチを接続するステップと、
   前記第１のポート、前記第２のポート、前記第１の光スイッチの第１の入力ポート、及び前記第３のポートのＩＤを含む第１のポートＩＤ情報を、前記ＷＤＭシステムにより前記第１の信号経路内の光信号に挿入するステップと、
   前記第２の光スイッチの第１の入力ポート、前記第４のポート、前記第３のポート及び前記第１のポートのＩＤを含む第２のポートＩＤ情報を、前記ＷＤＭシステムにより前記第２の信号経路内の光信号に挿入するステップと、
   前記第１および第２のポートＩＤ情報が前記第１のポートと前記第３のポートのＩＤを共通に含むことに基づいて、前記第１の光スイッチの入力ポートと前記第２の光スイッチの出力ポートとの接続と、前記第１の光スイッチの出力ポートと前記第２の光スイッチの入力ポートとの接続を識別するステップとを含む方法。
2. 第１のポートＩＤ情報を第１の信号経路内の光信号に挿入する前記ステップは、前記第２のポートにおいてトランスポンダにより前記第２および第３のポートのＩＤを前記第１の信号経路内の光信号に挿入するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 帯域外チャネルを介して前記第１の光スイッチと前記第２の光スイッチとの間でポートＩＤ情報を交換するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。

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