JP4256843B2 - 光ネットワーク及びゲートウェイノード - Google Patents

Description

本発明は、光伝送システム全般に関し、より詳細には、ノードをもつ光リングネットワーク及び方法に関する。

電気通信システム、ケーブルテレビシステム及びデータ通信ネットワークは、遠隔ポイントの間で大量の情報を迅速に伝達するために光ネットワークを使用している。光ネットワークでは、情報は、光ファイバを通して光信号の形式で伝送される。光ファイバは、非常に低い損失で長距離にわたり信号を伝送可能な薄いガラス製のストランドを備えている。

光ネットワークは、伝送容量を増加するために、波長分割多重化（WDM: Wave Division Multiplexing）又は高密度波長分割多重化（DWDM: Dense Wavelength Division Multiplexing）を利用することがある。ＷＤＭ及びＤＷＤＭネットワークでは、多数の光チャネルが本質的に異なる波長でそれぞれのファイバにおいて搬送される。ネットワーク容量は、それぞれのファイバにおける波長又はチャネルの数、若しくはチャネルの帯域幅又はサイズに基づいている。

ＷＤＭ及びＤＷＤＭネットワークが構築されるトポロジーは、かかるネットワークが利用される範囲を決定することにおいて重要な役割を果たす。リングトポロジーは、今日のネットワークにおいて一般的である。ＷＤＭのアッド／ドロップユニットは、かかる光リングの周辺機器でネットワークエレメントとしての役割を果たす。ＷＤＭアッド／ドロップ装置を使用することで、それぞれのネットワークエレメント（ノード）、全体のコンポジット信号をその構成チャネルに完全に分離することができ、スイッチ（挿入、抜取り又は通過）することができる。

本発明の１実施の形態は、ハブノードをもつ光リングネットワーク及び方法を提供する。１実施の形態では、光ネットワークは、光リング、該光リングに結合される複数のアッド／ドロップノードを含んでいる。それぞれのアッド／ドロップノードは、該光リングに１以上のトラフィックストリームをパッシブに挿入し（add）、及び該光リングからの１以上のトラフィックストリームをパッシブに抜取り（drop）するために作用可能であり、それぞれのトラフィックストリームはチャネルを備えている。ハブノードも光リングに結合されており、個々のトラフィックストリームを選択的に通過（pass）及び終端（terminate）するために作用可能である。

別の実施の形態では、本発明は、光リングネットワークにおける複数のサブネット及び方法を提供する。サブネットは、光ネットワークに結合される複数のアッド／ドロップノードをそれぞれ含んでいる。光サブネットは、選択的に、光リングにトラフィックを挿入し、光リングからトラフィックを抜取り、少なくとも通常の動作の間、リング上の他のサブネットから分離された波長の大部分を有する。

特定の実施の形態では、光ネットワークは、光リング及び少なくとも３つのサブネットを含んでいる。アッド／ドロップノードは、光リング上の第一の方向で第一のトラフィックストリームをパッシブに挿入し、該光リング上の第二の方向で第二のトラフィックストリームをパッシブに挿入するために作用可能である。第一のトラフィックストリームは、第二のトラフィックストリームとは異なる内容を備えており、第一のトラフィックストリーム及び第二のトラフィックストリームは、同じ波長で送信される。

また、１実施の形態では、ネットワークは、複数のゲートウェイノードをも含んでいる。ゲートウェイノードは、隣のサブネット間の境界で光リングにそれぞれ結合されており、サブネット間で波長を選択的に通過及び終端するために作用可能であり、これによりサブネットにおける波長の再使用が可能となる。

本発明の１実施の形態の技術的な利点は、改善された光リングネットワークを提供することを含んでいる。特定の実施の形態では、パッシブなアッド／ドロップノードを備えている光リングは、ハブノードに結合され、これにより比較的低コスト及び大容量をもつネットワークを提供する。

本発明の１実施の形態の別の技術的な利点は、大容量のパッシブなリングネットワークを提供することを含んでいる。特定の実施の形態では、プロテクト可能なトラフィックのワーキングパス内で終端可能なトラフィックストリームを許容することで、ネットワークの全体の容量が波長の再使用を通して増加される場合がある。

本発明の１実施の形態の別の技術的な利点は、顧客の要求に依存して、メトロアクセス環境とメトロコア環境との間のファイングラニュラリティを提供する。本発明の光ネットワークは、複数のハブノードのそれぞれがサブネット間でゲートウェイノードを備え、これにより比較的低コストでネットワークキャパシティにおける更なる増加を可能にするように、更なるハブノードを追加することで容易にアップグレードされる場合がある。

本発明の１実施の形態の別の技術的な利点は、波長を再使用するゲートウェイにより分離されたパッシブノードを光サブネットに提供することを含んでいる。

本発明の１実施の形態の別の技術的な利点は、大容量のパッシブなリングネットワークを提供することを含んでいる。特定の実施の形態では、たとえば、２つのサブネットネットワークの全体のキャパシティがパッシブなノードコンフィギュレーションに依存しておよそ２倍又は４倍になるように、ノードがサブネットにグループ分けされる。３つのサブネットネットワークのキャパシティは、およそ６倍に増加される場合があり、４つのサブネットネットワークのキャパシティは、およそ８倍に増加される場合がある。本発明の別の技術的な利点は、顧客の要求に依存して、メトロアクセス環境とメトロコア環境の間にファイングラニュラリティを提供する。

本発明の１実施の形態の更に別の利点は、更なるサブネットの機能を提供するために容易にアップグレードされるディストリビュータエレメント及び結合器エレメントを含んでいる。
本発明の様々な実施の形態は、列挙された技術的な利点の一部、全部を含む場合があり、該技術的な利点を含まない場合がある。さらに、本発明の他の技術的な利点は、以下の図面、発明の実施の形態及び特許請求の範囲から当業者にとって容易に明らかになるであろう。
本発明及びその利点の更に完全な理解のため、添付図面を参照しながら以下の発明の実施の形態が参照される。ここで図面では、同じ参照符号は同じ構成要素を表している。

図１は、本発明の１実施の形態に係る光ネットワークを例示するブロック図である。この実施の形態によれば、ネットワーク１０は、光リングである。光リングは、適切なものとして、単一の一方向のファイバ、単一の２方向のファイバ、若しくは複数の１方向又は２方向のファイバを含んでいる場合がある。例示される実施の形態では、ネットワーク１０は、１方向のファイバのペアを含んでおり、それぞれのファイバは、反対の方向、特に第一のファイバすなわちリング１６及び第二のファイバすなわちリング１８でトラフィックを転送する。リング１６及び１８は、複数のアッド／ドロップノード（ＡＤＮ）１２、及び光波長を再利用するゲートウェイ１４を接続する。ネットワーク１０は、光ネットワークであり、この光ネットワークでは、多数の光チャネルが本質的に異なる波長で共通の経路を通して搬送される。ネットワーク１０は、波長分割多元接続（ＷＤＭ）、高密度波長分割多元接続（ＤＷＤＭ）、又は他の適切なマルチチャネルネットワークである場合がある。ネットワーク１０は、短距離メトロポリタンネットワーク、及び長距離インターシティネットワーク、若しくはいずれか他の適切なネットワーク又はネットワークの組み合わせである場合がある。

図１を参照して、光情報信号は、耐障害性を提供するためにリング１６及び１８の異なる方向で送信される。光信号は、オーディオデータ、ビデオデータ、テキストデータ、リアルタイムデータ、ノン−リアルタイムデータ、及び／又は他の適切なデータをエンコードするために変調される少なくとも１つの特性を有している。変調は、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）、輝度変調（ＩＭ）及び他の適切な方法に基づいている場合がある。

例示される実施の形態では、第一のリング１６は、時計回りのリングであり、このリングでは、トラフィックが時計回りの方向で送信される。第二のリング１８は、反時計回りのリングであり、このリングでは、トラフィックが反時計回りの方向で送信される。ＡＤＮ１２は、図２を参照して更に説明される１実施の形態では、リング１６及び１８へのトラフィックをパッシブに挿入し、及びリング１６及び１８からのトラフィックをパッシブに抜取るためにそれぞれ動作可能である。特に、それぞれのＡＤＮ１２は、ローカルクライアントからのトラフィックを受け、そのトラフィックをリング１６及び１８に挿入する。同時に、それぞれのＡＤＮ１２は、リング１６及び１８からのトラフィックを受け、ローカルクライアントに向けられるトラフィックを抜取る。本実施の形態で使用されるように、用語「それぞれ」とは、識別されるアイテムの少なくともサブセットの各々１つを意味している。トラフィックの挿入及び抜取りにおいて、ＡＤＮ１２は、リング１６及び１８での送信のためにクライアントからのデータを多重化し、クライアントのためにリング１６及び１８からのデータチャネルを分離する場合がある。トラフィックは、ローカルクライアントへの送信のためにトラフィックを利用可能にすることで抜取られる場合がある。このように、トラフィックは抜取られ、さらにリングを循環し続ける場合がある。ＡＤＮ１２は、トラフィックのチャネル配置に関わらず、リング１６及び１８でトラフィックを伝達し、これによりＡＤＮ１２における「フレキシブルな」チャネル配置が提供される。この文脈における「パッシブに」とは、電力、電気、及び／又は動く部分なしにチャネルを挿入又は抜取りすることを意味する。アクティブ素子であれば、動作を実行するために、電力、電気又は動く部分を使用するであろう。本発明の特定の実施の形態では、多重／分離を用いない、伝送リングにおける分離／結合及び／又はリングにおける信号の一部の分離により、トラフィックがリング１６及び１８にパッシブに挿入され、及び／又はトラフィックがリング１６及び１８からパッシブに抜取られる場合がある。

リング１６及び１８並びにＡＤＮ１２は、サブネットの境界を形成しているゲートウェイ１４により、サブネット２０及び２２に細区分される。サブネットは、リング上のノードのサブセットとして定義される場合があり、このリングの波長は、互いに分離されておらず、このリングは、サブネット内のノードからのトラフィックストリームを備えている場合があるが、その波長は、（それらの目的地となるノードに到達するためにサブネットを通過、入力又は出力するトラフィックストリームを伝送する少数の波長（少なくとも通常動作の間）を除いて）、リング上の他のノードからのトラフィックストリームから分離されている。ゲートウェイは、それらの目的地となるノードＡＤＮに到達したサブネット（反対方向においてそれらの目的地となるノードに到達したサブネット又は到達するであろうサブネットを含む）から入力トラフィックチャネルを終端し、それらの目的地となるＡＤＮに到達していないサブネットから入力トラフィックチャネルを送出するために動作可能である。１実施の形態では、ゲートウェイノードは、信号を構成トラフィックチャネルに分離するデマルチプレクサ、トラフィックチャネルを選択的に終端するスイッチ、及びゲートウェイから出る前に残りの信号を多重化するマルチプレクサを備えている。ゲートウェイ１４に関する更なる詳細は、図４Ａを参照して以下に説明される。

それぞれのリング１６及び１８は、それぞれのチャネルについて少なくとも１点で開いている。リング１６及び１８においてそれぞれのチャネルが開いているとは、物理的な開口、開いている、交差又は他の閉じていないスイッチ、フィルタ、デアクチベートされた送信装置、若しくは完全に又は効果的に終端可能な他のオブストラクションである場合があり、これによりチャネルが通常の動作制限内で受信及びデコードされるように、再循環によるそれぞれのチャネルのそれ自身との干渉が回避又は最小化されるように、端末ポイントでリング１６及び１８からチャネルを取り除くことができる。図６を参照して以下に更に説明されるように、リング１６及び１８は、ラインの切断又は他の中断に応答して、ＡＤＮ１２におけるスイッチエレメントを使用して中断に隣接するＡＤＮ１２において終端するために提供される場合がある。スイッチエレメントは、シンプルなオン−オフスイッチ、２×２スイッチ、光クロスコネクト、又は他の適切なスイッチエレメントを備えている場合がある。

１実施の形態では、チャネルの一部は、両方のゲートウェイ１４にあるサブネットの境界で開いている。それぞれのサブネット内で、トラフィックは、リング１６及び１８にパッシブに挿入され、リング１６及び１８からパッシブに抜取られ、チャネル配置はフレキシブルであり、ノードは、サブネット内のノードに信号を送信し、ノードからの信号を受信するためにフリーである。かかるトラフィックは、「サブネット間（intra-subnet）トラフィック」と呼ばれる場合がある。トラフィックの別の部分「サブネット内（inter-subnet）トラフィック」は、他のサブネットにおけるノードに進み、該他のサブネットにおけるノードから進む場合があり、かかるトラフィックの光経路は、ゲートウェイのうちの１つのみで開いている。かかるサブネット内トラフィックは、２つのサブネットの少なくとも１部内で通過又は進行する。

サブネット間トラフィックストリームは、その波長／チャネルをそのサブネット内のみで利用するため、１つのサブネットにおけるサブネット間トラフィックのために使用される波長／チャネルは、別のトラフィックストリームにより他のサブネットで使用されるためにフリーである。このように、本発明は、個々のサブネット内のフレキシブルなチャネル配置を維持しつつ、ネットワークの全体のキャパシティを増加する。

さらに、第二のチャネルストリームがプロテクション・チャネル・アクセス（ＰＣＡ）ストリームとなるように、第二のサブネットにおける同じチャネルを使用して、第二のチャネルストリームに終端可能な状態を割り当てることで、第一のサブネット内のチャネルにおける第一のトラフィックストリームをプロテクトすることが可能となる。終端可能な信号は、他の信号に対するプロテクションを提供するために終端される信号である。プロテクト可能な信号は、プロテクションが提供される信号である。このように、ライン切断又は他の中断が第一のトラフィックストリームを全てのその目的ノードに到達させない場合、第二のトラフィックストリームが終端され、そのチャネルのゲートウェイスイッチが閉じ、第一のトラフィックストリームがゲートウェイを通して進み、第二のサブネットを通して第一のサブネットの目的地となるノードに戻ることが可能となり、中断が防止される。中断が修復された後、そのチャネルの開いたゲートウェイスイッチがネットワークをそのチャネルについて２つのサブネットに再び分離するように、ネットワークは、その中断前の状態に復帰する場合がある。かかるプロテクションスイッチングの詳細は、図６を参照して更に説明される。

ネットワークにおけるトラフィックへのチャネルの割り当てのためのプロトコルは、有効かつシンプルなネットワークの提供を可能にするために考案される場合がある。たとえば、サブネット２０におけるＡＤＮからのプロテクションスイッチが可能なトラフィックは、奇数番号のチャネルで伝達され、サブネット２０におけるＡＤＮからのプロテクトされない終端可能なトラフィックは、偶数番号のチャネルで伝達され、一方、サブネット２２におけるＡＤＮからのプロテクションスイッチが可能なトラフィックは、偶数番号のチャネルで伝達され、サブネット２２におけるＡＤＮからのプロテクトされない終端可能なトラフィックは、奇数番号のチャネルで伝達される。このように、あるサブネットにおけるプロテクションスイッチが可能なトラフィックストリームは、他のサブネットにおける終端可能なトラフィックによってのみ占有されるプロテクション経路であることが保証される。１実施の形態では、プロテクションスイッチが可能なトラフィックは、終端可能なトラフィックよりも優先度が高いトラフィックを備えている場合があるが、トラフィックストリームのプロテクションスイッチが可能な部分と終端可能な部分への他の分割が他の実施の形態において適切又は望まれる場合があることを理解されたい。

サブネット内部では、１又は複数の光ファイバは、共有された媒体としての役割を果たす。２つのセクタを分割するゲートウェイは、２つの共有された媒体間の空間的な連続性を壊す。所与のネットワークについて、必要とされるセクタ数は、それぞれのノードの最大のキャパシティに依存する。１実施の形態では、ネットワークトラフィックは動的であるが、光経路を提供するためにそれぞれのノードで必要とされるトランスポンダカードの数は、トラフィックの上限を予測可能な量にする。Ｔｒ_iをノード“ｉ”から発生する（光経路における）トラフィックの上限とすると、（ΣＴｒ_i）_maxは、リングにおける累積的な最大トラフィックである。さらに、（等しいチャネル間隔であると仮定して）全体の波長数がλ_maxである場合、最大のサブネット数は、Ｓ_max＝（ΣＴｒ_i）_max／λ_max＋１で与えられる。

全体の利用可能な（光経路における）帯域幅に近似的に等しいか、該帯域幅よりも狭い累積帯域幅の要件を有する連続するノードは、１つのサブネットにおいて互いにグループ化される。それぞれのサブネットの最後のノードは、ゲートウェイである場合がある。さらに任意のネットワークについて、最後のサブネットは、他のサブネットのように負荷が高くない場合がある。

２種類の光経路の確立、すなわちサブネット間の光経路の確立及びサブネット内の光経路の確立は、注目に値する。波長の割当てアルゴリズムは、波長の再使用を最大化する場合がある。また、全てのサブネット間（同じサブネットにおける入力及び出力ノード）の光経路に最も低い利用可能な波長が割り当てられるように、発見的に波長を割り当てる場合がある。他方で、（その問題について、その入力及び出力ノードが異なるサブネット又は異なるリングにある）サブネット内の光経路は、最も可能の高い波長に割り当てられる。このように、静的な負荷の平衡を有し、この静的な負荷の平衡によって、リングで必要とされるネットトランスポンダカードのタイプの数が減少される場合がある。

１実施の形態では、それぞれのサブネットは、光ネットワークに実質的に等しい波長チャネルのキャパシティを有している。１実施の形態においてこの文脈において実質的に等しいとは、サブネットが他のサブネットから分離されたその波長の８０パーセントを有し、サブネット間のトラフィックについて利用可能であることを意味する。他の実施の形態では、実質的に等しいとは、別の適切なパーセンテージとして９０パーセントを意味する場合がある。

ネットワークは、ノード当たりの帯域幅の利用に基づいてサブネットに分割される場合がある。たとえば、ネットワークは、Ｎノード、ネットワークの（帯域幅の観点で）最大のキャパシティ、及び典型的なノード当たりのキャパシティを有している場合がある。ネットワークで必要とされる全体の必要帯域幅が

（外１）

であるように、ｋ_iをｉ番目のノードについて要求される帯域幅とする。帯域幅はそれぞれのノードに分散されており、全体の帯域幅が完全に使い尽くされているとき、又はサブネットの帯域幅が次のノードの追加が余分な帯域幅の問題をつくるとき、第一のサブネットが構築される。このプロセスは、それぞれのノードが可能なサブネットに配置されるまで繰り返される。

サブネットのネット数は、一般に、ネットワークにおける全てのノードにより要求される全体の累積の最小帯域幅に比例する場合がある。サブネットをセットアップする手順は、静的であると同様に発見的である場合がある。Ｎノードについて、Ｄ個のサブネットが存在し、Ｇが必要とされる全体の帯域幅である場合、Ｇ／Ｄは、余分な帯域幅のために必ずしもＮである必要がない。本発明の１実施の形態では、１６パーセント（１６％）まで、標準のネットワークと比較したとき、全体のトランスポンダカードの数を節約することができる。

それぞれのノードは、送信のための最小の固定されたキャパシティを有する場合がある。それぞれのノードは、送信のための最大の可変のキャパシティを有する場合もあり、このことは、一般に、その最大のトラフィック要件に関する上限である。サブネット内で、ノードは、互いに通信するためのフリーである場合がある。それぞれのノードには、受信のために全体の帯域幅を「聞く」ことができる送信のための帯域が割り当てられる。この帯域は、専用の帯域であって、さらに、統計的な帯域幅のアクセスを知的に多重化することで、専用ではないアプリケーションのために使用することができる小さなオーバラップセクションを有することができる。

図２は、本発明の１実施の形態に係る図１のＡＤＮ１２の詳細を説明するブロック図である。図２を参照して、ノード１２は、反時計回りの伝送エレメント５０、時計回りの伝送エレメント５２、ディストリビューティングエレメント８０、管理エレメント１１０及び結合エレメント１３０を備えている。１実施の形態では、エレメント５０、５２、８０、１１０及び１３０は、エレメント内のコンポーネントと同様に、光ファイバリンクと相互接続される場合がある。他の実施の形態では、コンポーネントは、プレーナ型導波回路及び／又はフリー・スペース・オプティックスで部分的に又は全体的に実現される場合がある。さらに、ＡＤＮ１２のエレメントは、ＡＤＮ１２のカードシェルフ内の１以上のディスクリートカードとしてそれぞれ実現される場合がある。カードシェルフの実施の形態のための例示的なコネクタ７０は、図２により説明される。コネクタ７０は、故障したコンポーネントに関する効率及び費用効果の高い置き換えを可能にする場合がある。追加の、異なるコネクタ及び／他のコネクタがＡＤＮ１２の一部として提供される場合があることを理解されたい。

伝送エレメント５０及び５２は、パッシブカプラ又は他の適切な光スプリッタ／カプラ６０、リングスイッチ６２、増幅器６４、及びＯＳＣフィルタ６６をそれぞれ備える場合がある。リングスイッチ６２は、２×２スイッチ、又は接続されたリング１６又は１８を選択的に開くために動作可能な他のスイッチエレメントである場合がある。２×２の実施の形態では、スイッチ６２は、「クロス」すなわち開いたポジション、及び「スルー」すなわち閉じたポジションを含んでいる。開いたポジションにより、ＡＤＮ１２におけるリングが開くことは、プロテクションスイッチングを提供するために選択的に再構成することができる。

増幅器６４は、ＥＤＦＡ又は他の適切な増幅器を備えている場合がある。１実施の形態では、増幅器は、プリアンプ（preamplifier）であり、隣接するスイッチ６２の故障の場合にプロテクションスイッチングを提供するため、接続されたリング１６又は１８を開くために選択的にデアクチベートされる場合がある。この実施の形態では、プリアンプ６４及びスイッチ６２は、伝送エレメント５０及び５２におけるＯＳＣフィルタ内部、及び入力フィルタ６６とスプリッタ／カプラ６０の間に配置される。したがって、ＯＳＣ信号は、スイッチ６２のポジション及びプリアンプ６４の動作に関わらず回復される場合がある。別の実施の形態では、ＯＳＣ信号は、カプラ６０の間にＯＳＣフィルタを配置することで、レベニュー・ジェネレーティング・トラフィック（revenue-generating traffic）で帯域内で送信される場合がある。ＯＳＣフィルタ６６は、薄膜タイプ、ファイバーグレーティング又は他の適切なタイプのフィルタを備えている場合がある。

伝送セグメントは、トラフィックのパッシブな挿入及び抜取りを可能にする単一のスプリッタ／カプラ又は複数のカプラ／スプリッタのいずれかを備えている場合がある。例示される実施の形態では、例示される実施の形態における反時計回りの伝送セグメント５０は、反時計回りのドロップカプラ５８及び反時計回りのアッドカプラ７２を有するパッシブな光スプリッタのセットを含んでいる。反時計回りの伝送エレメント５０は、入力端及び出力端でＯＳＣフィルタ５４及び７４を含み、入力ＯＳＣフィルタ５４と反時計回りのリングスイッチ６３との間に反時計回りの増幅器５６をさらに含んでいる。

時計回りの伝送セグメント５２は、時計回りのドロップカプラ８２及び時計回りのアッドカプラ８４を含むパッシブな光スプリッタのセットを含んでいる。時計回りの伝送エレメント５２は、ＯＳＣフィルタ７６及び８６、時計回りの増幅器７８、及び時計回りのリングスイッチ６５をさらに含んでいる。ＯＳＣフィルタ７６及び８６は、時計回りの伝送エレメント５２の入力端及び出力端に配置されている。時計回りの増幅器７８は、入力ＯＳＣフィルタ７６と時計回りのリングスイッチ６５との間に配置されている。

ディストリビューティングエレメント８０は、複数の分配増幅器を備えている場合がある。この実施の形態では、ディストリビューティングエレメント８０は、分配増幅器に供給するドロップカプラを備えている場合があり、分配増幅器は、増幅器及び光スプリッタをそれぞれ含んでいる。たとえば、第一の分配増幅器は、増幅器９４と光スプリッタ９５を含んでいる場合があり、第二の分配増幅器は、増幅器９６とスプリッタ９７を含んでいる場合がある。増幅器９４及び９６は、ＥＤＦＡ又は他の適切な増幅器を備えている場合がある。スプリッタ９５及び９７は、１つの光ファイバ入力リード及び複数の光ファイバドロップリード９８をもつスプリッタを備えている場合がある。ドロップリード９８は、１以上のフィルタ１００に接続されている場合があり、このフィルタは、次に、１以上のドロップ光受信機１０２に接続されている場合がある。

結合エレメント１３０は、増幅された結合器である場合があり、複数の光ファイバのアッドリード１３８をもつスプリッタ１３６を備えている場合があり、このアッドリードは、クライアントに関連される１以上のアッド光センダ１４０に接続されている場合がある。スプリッタ１３６は、２つの光ファイバ出力リードを更に備えており、この出力リードは、増幅器１３２及び１３４に供給される。増幅器１３２及び１３４は、ＥＤＦＡ又は他の適切な増幅器を備えている場合がある。

管理クライアント１１０は、ＯＳＣセンダ１１６及び１２２、ＯＳＣインタフェース１１４及び１２０、ＯＳＣ受信機１１２及び１１８、及びエレメント管理システム（ＥＭＳ）１２４を備えている場合がある。それぞれのＯＳＣセンダ、ＯＳＣインタフェース、及びＯＳＣ受信機のセットは、ノード１２におけるリング１６及び１８のうちの１つについてＯＳＣユニットを形成する。ＯＳＣユニットは、ＥＭＳ１２４のためにＯＳＣ信号を受信及び送信する。ＥＭＳ１２４は、ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）１２６に通信可能に接続されている場合がある。ＮＭＳ１２６は、異なるノードにおけるノード１２内、又は全てのノード１２の外部にある場合がある。

ＥＭＳ１２４及び／又はＮＭＳ１２６は、ネットワーク及び／又はノードのモニタリング、故障検出、プロテクションスイッチング、及びネットワーク１０のループバック又はローカライズテスト機能を実行するため、メディアにエンコードされたロジックを備えている場合がある。ロジックは、ディスク又は他のコンピュータ読み取り可能な媒体にエンコードされたソフトウェア、及び／又は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）、若しくは他のプロセッサ又はハードウェアにエンコードされた命令を備えている場合がある。なお、ＥＭＳ１２４及び／又はＮＭＳ１２６の機能は、ネットワーク２００の他のコンポーネントにより実行されるか、及び／又はさもなければ分散又は中央に集約化される場合があることを理解されたい。たとえば、ＮＭＳ１２６の動作は、ノード１２及び１４のＥＭＳに分散される場合があり、これによりＥＭＳ１２６は、個別の、ディスクリートエレメントとして省略することができる。同様に、ＯＳＣユニットは、省略されたＮＭＳ１２６及びＥＭＳ１２４と直接通信する場合がある。

ＡＤＮ１２は、反時計回りのアッドファイバセグメント１４４、反時計回りのドロップファイバセグメント１４６、時計回りのアッドファイバセグメント１４２、時計回りのドロップファイバセグメント１４８、ＯＳＣファイバセグメント１５０、１５２，１５４及び１５６、並びにコネクタ６８を更に備えている。例示されるように、コネクション６８は、反射を避けるために傾斜が設けられている場合がある。先に説明されたように、複数のパッシブなフィジカルコンタクトコネクタ７０は、ＡＤＮ１２の各種エレメントを通信可能に接続するように、適切な位置に含まれている場合がある。

動作において、伝送エレメント５０及び５２は、ローカルトラフィックをリング１６及び１８にパッシブに挿入し、リング１６及び１８から少なくともローカルトラフィックをパッシブに抜取るために動作可能である。伝送エレメント５０及び５２は、リング１６及び１８にＯＳＣ信号をパッシブに挿入し、該リング１６及び１８からＯＳＣ信号をパッシブに抜取るためにさらに動作可能である。より詳細には、反時計回りの方向では、ＯＳＣフィルタ５４は、反時計回りのリング１８からの入力光信号を処理する。ＯＳＣフィルタ５４は、光信号からＯＳＣ信号をフィルタリングし、該ＯＳＣ信号をファイバセグメント１５０及びＯＳＣ受信機１１２を介してＯＳＣインタフェース１１４に送出する。また、ＯＳＣフィルタ５４は、残りの伝送光信号を増幅器５６に送出又は通過させる。リングスイッチ６３の前にＯＳＣフィルタ５４を配置することで、ＡＤＮ１２は、リングスイッチ６３の位置に関わらずＯＳＣ信号を回復することができる。

増幅器５６は、信号を増幅し、信号をリングスイッチ６３に送出する。リングスイッチ６３は、リングスイッチ６３がスルー（閉）設定にセットされているとき、光信号をカプラ５８に送信し、リングスイッチ６３がクロス（開）設定にセットされているとき、光信号をＯＳＡコネクタ６８に送信するために選択的に動作可能である。ＯＳＡコネクタに関する更なる詳細は以下に説明される。

リングスイッチ６３がクロスポジションにセットされている場合、光信号は、カプラ５８及び７２に送信されず、リング１８は、ＡＤＮ１２で開いており、ノード１２でのリング１８からのトラフィックの抜き取り及びトラフィックの通過は、ノード１２では生じない。リングスイッチ６３がスルーポジションにセットされている場合、光信号は、カプラ５８及び７２に送出され、ノード１２でのリング１８へのトラフィックの挿入及びリング１８からのトラフィックの抜取りは、ノード１２で生じる場合がある。

カプラ５８は、スイッチ６３からの信号を２つの一般に同一の信号にパッシブに分離する。通過信号は、カプラ７２に送出され、ドロップ信号は、セグメント１４６を介してディストリビューティングエレメント８０に送出される。信号は、電力及び／又はエネルギーレベルが異なる場合があるが、内容に関して実質的に同一である場合がある。カプラ７２は、カプラ５８からの通過信号と、ファイバセグメント１４４を介して結合エレメント１３０からのローカルアッドトラフィックを備えているアッド信号とをパッシブに結合する。結合された信号は、ＯＳＣフィルタ７４に通過される。

ＯＳＣフィルタ７４は、ＯＳＣセンダ１１６及びファイバエレメント１５２を介してＯＳＣインタフェース１１４からのＯＳＣ信号を結合された光信号に挿入し、結合された信号を出力伝送信号としてリング１８に送出する。挿入されたＯＳＣ信号は、ローカルに生成されたデータであるか、又はＥＭＳ１２４により通過された受信されたＯＳＣ信号である場合がある。

時計回りの方向では、ＯＳＣフィルタ７６は、入力光信号を時計回りのリング１６から受ける。ＯＳＣフィルタ７６は、光信号からＯＳＣ信号をフィルタリングし、ＯＳＣ信号をファイバセグメント１５４及びＯＳＣ受信機１１８を介してＯＳＣインタフェース１２０に送出する。また、ＯＳＣフィルタ７６は、残りの伝送光信号を増幅器７８に送出する。

増幅器７８は、信号を増幅し、信号をリングスイッチ６５に送出する。リングスイッチ６５は、リングスイッチ６５がスルー設定にセットされているとき、光信号をカプラ８２に送信し、又はリングスイッチ６５がクロス設定にセットされているとき、光信号をＯＳＡコネクタ６８に送信するために選択的に動作可能である。

リングスイッチ６５がクロスポジションにセットされている場合、光信号は、カプラ８２及び８４に送信されず、リング１６はノード１２で開いており、リング１６からのトラフィックの抜取り及びトラフィックの「通過」は、ノード１２では生じない。リングスイッチ６５がスルーポジションにセットされている場合、光信号は、カプラ８２及び８４に送出され、リング１６へのトラフィックの挿入及び該リング１６からのトラフィックの抜取りは、ノード１２で生じる場合がある。

カプラ８２は、スイッチ６５からの信号を一般に同一の信号にパッシブに分離する。通過信号は、カプラ８４に送出され、ドロップ信号は、セグメント１４８を介してディストリビューティングユニット８０に送出される。信号は、内容及び／又はエネルギーに関して実質的に同一である場合がある。カプラ８４は、カプラ８２からの通過信号と、ファイバセグメント１４２を介して結合エレメント１３０からのローカルアッドトラフィックを備えるアッド信号とをパッシブに結合する。結合された信号は、ＯＳＣフィルタ８６に通過される。

ＯＳＣフィルタ８６は、ＯＳＣセンダ１２２及びファイバセグメント１５６を介して、ＯＳＣインタフェース１２０からのＯＳＣ信号を結合された光信号に挿入し、結合された信号を出力伝送信号としてリング１６に送出する。先に記載されたように、ＯＳＣ信号は、ローカルに発生されたデータ又はＥＭＳ１２４により通過されたデータである場合がある。

リング１６及び１８への挿入の前に、ローカルに導出されたトラフィックは、複数のアッド光センダ１４０によりノード１２の結合エレメント１３０に送信され、この結合エレメント１３０では、信号が結合され、増幅され、先に説明されたように、反時計回りのアッドセグメント１４４及び時計回りのアッドセグメント１４２を介して伝送エレメント５０及び５２に送信される。ローカルに導出された信号は、光カプラ１３６、マルチプレクサ又は他の適切な装置により結合される場合がある。

ローカルに向けられるトラフィックは、反時計回りのドロップセグメント１４６及び時計回りのドロップセグメント１４８からディストリビューティングエレメント８０に抜取られる。ディストリビューティングエレメント８０は、ローカルに向けられたトラフィックを備えているドロップ信号を複数の一般に同一の信号に分割し、ドロップリード９８を介してそれぞれの信号を光受信機に送出する。光受信機１０２により受信された信号は、フィルタ１００により始めにフィルタリングされる場合がある。フィルタ１００は、チューナブルフィルタ又は他の適切なフィルタである場合があり、受信機１０２は、ブロードバンドレシーバ又は他の適切な受信機である場合がある。

ＥＭＳ１２４は、ノード１２における全てのエレメントを監視及び／又は制御する。特に、ＥＭＳ１２４は、ＯＳＣフィルタ６６、ＯＳＣ受信機１１２及び１１８、ＯＳＣセンダ１１６及び１２２、並びにＯＳＣインタフェース１１４及び１２０を介して電気的なフォーマットでＯＳＣ信号を受信する。ＥＭＳ１２４は、信号を処理し、信号を送出し、及び／又は信号をループバックする場合がある。したがって、たとえば、ＥＭＳ１２４は、電気信号を受信し、ＯＳＣ信号を次のノードに再送信し、適切な場合、ノード特定のエラー情報又は他の適切な情報をＯＳＣに挿入するために動作可能である。

１実施の形態では、ノード１２におけるそれぞれのエレメントは、それ自身を監視し、故障又は他の問題が発生したとき、アラーム信号をＥＭＳ１２４に発生する。たとえば、ノード１２におけるＥＭＳ１２４は、１以上の様々な種類のアラームをノード１２におけるエレメント及びコンポーネントから受ける場合がある。増幅器のロス・オブ・ライト（ＬＯＬ）アラーム、増幅器のエクイップメントアラーム、光受信機のエクイップメントアラーム、光センダのエクイップメントアラーム、分配増幅器のＬＯＬアラーム、分配増幅器のエクイップメントアラーム、増幅された結合器のＬＯＬアラーム、増幅された結合器のエクイップメントアラーム、又は他のアラーム。故障のなかには、複数のアラームを発生する場合がある。たとえば、ファイバの切断は、増幅器のＬＯＬアラームを隣接するノードで発生し、光受信機からエラーアラームを発生する場合がある。

さらに、ＥＭＳ１２４は、コネクタ６８と、ＥＭＳ１２４に通信可能に接続される光スペクトルアナライザ（ＯＳＡ）との間のコネクション（図示せず）を介して、ノード１２内の光信号の波長及び／又は電力を監視する場合がある。

ＮＭＳ１２６は、全てのノード１２及び１４からのエラー情報を収集し、アラームを分析して、故障のタイプ及び／又は位置を確定するために動作可能である。故障のタイプ及び／又は位置に基づいて、ＮＭＳ１２６は、ネットワーク１０について必要とされるプロテクションスイッチング動作を決定する。プロテクションスイッチ動作は、ノード１２及び１４におけるＥＭＳに命令を発生することで、ＮＭＳ１２６により実行される場合がある。

エラーメッセージは、故障された機器を置き換えることで修正される場合がある機器の故障を示す場合がある。たとえば、ディストリビューティングエレメントにおける増幅器のうちの１つの故障は、分配増幅器のアラームをトリガする場合がある。故障した増幅器は、次に取り替えることができる。ディストリビューティングエレメントにおける故障したカプラは、同様に検出されて取り替えられる場合がある。同様にして、光受信機又は光センダの故障は、光受信機のエクイップメントアラーム又は光センダのエクイップメントアラームのそれぞれをトリガする場合があり、必要に応じて光受信機又は光センダが取り替えられる。

本発明の別の実施の形態では、冗長なリングスイッチが伝送エレメントに供給される場合がある。冗長なリングスイッチは、スイッチの故障の場合に継続される回路のプロテクションを可能にする場合があり、故障したリングスイッチは、ノード動作又はコンフィグレーションに干渉することなしに取り替えられる場合がある。リングスイッチの故障は、とりわけ、クロスポジションからスルーポジションに切り替わるためのリングスイッチの故障、スルーポジションからクロスポジションに切り替わるためのリングスイッチの故障、又はスイッチが中間のポジションで固定される故障を備える場合がある。このように、冗長なリングスイッチは、スイッチが閉じたポジションから開いたポジションに切り替わることができない場合にプロテクションスイッチングを可能にする場合がある。代替的に、閉じたポジションにおけるスイッチスタックの場合における冗長度は、故障したスイッチをもつノードにおいてそのリングの増幅器をオフにすることで、冗長なスイッチを用いることなく達成することができ、これにより増幅器で信号を効果的に終端することができる。

ＡＤＮ１２の様々な他の実施の形態では、ＡＤＮ１２は、アクティブノード、パッシブノード、又はアクティブノードとパッシブノードの組み合わせを備えている場合がある。ノードは、スイッチ、スイッチ可能な増幅器又は他のアクティブ素子を含まない点でパッシブである場合がある。ノードは、光スイッチ、スイッチ可能な増幅器、若しくはノードにおける伝送エレメント又はその他における他のアクティブ素子を含む点でアクティブである場合がある。パッシブノードは、よりシンプルかつ安価な設計である場合がある。１実施の形態では、ネットワークは、アクティブノードとパッシブノードの組み合わせを備えている。このように、アクティブノードは、プロテクションスイッチング機能を提供し、パッシブノードの追加は、追加のノードに関連する更なるコストを最小にしつつ、ネットワークにおける追加のＡＤＮを許容する場合がある。

図１１〜図１６を参照して更に詳細に説明される本発明の他の実施の形態では、ディストリビューティングエレメント及び結合エレメントは、分割されたディストリビューティングエレメント（ＤＤＥ）及び分割された結合エレメント（ＤＣＥ）をそれぞれ備えている場合がある。図２に示される実施の形態では、結合エレメントは、トラフィックを両方のリングに同時に送出し、ディストリビューティングエレメントのそれぞれの受信機は、ＤＤＥ／ＤＣＥの実施の形態において、両方のリングからトラフィックを受け、個々のトラフィックチャネルは、ＤＣＥにより時計回りのリングに送出されるか、又は反時計回りのリングに送出される場合があり、時計回りのリングからＤＤＥにより受信されるか、又は反時計回りのリングから受信される場合がある。プロテクションスイッチングの間、ＤＣＥは、あるリングから他のリングに特定のチャネルを送出することを切り替える場合がある。このように、ＤＤＥ／ＤＣＥの実施の形態は、図１に示される２つのサブネットの構成、又は非常に多くの数のサブネットをもつ構成のいずれかについて提供する。

図３は、本発明の１実施の形態に係る図２のノードの光スプリッタ／カプラ６０の詳細を例示するブロック図である。この実施の形態では、光スプリッタ／カプラ６０は、２入力２出力をもつファイバカプラである。光スプリッタ／カプラ６０は、他の実施の形態では、全体として又は部分的に導波回路及び／又はフリースペース・オプティクスと結合される場合がある。なお、スプリッタ／カプラ６０は、１又はいずれかの数の適切な入力及び出力を含んでいる場合があり、スプリッタ／カプラ６０は、出力よりも多くの数の入力、又は入力よりも多くの数の出力を備えている場合があることを理解されたい。

図３を参照して、光スプリッタ／カプラ６０は、メインボディ１８０、第一の入力セグメント１８２、第二の入力セグメント１８４、第一の出力セグメント１８６及び第二の出力セグメント１８８を備えている。第一の入力セグメント１８２及び第一の出力セグメント１８６は、第一の連続する光ファイバを備えている。第二の入力セグメント１８４及び第二の出力セグメント１８８は、第二の連続する光ファイバを備えている。メインボディ１８０の外側では、セグメント１８２，１８４，１８６及び１８８は、ジャケット、クラッディング及びコアファイバを備えている場合がある。メインボディ１８０内では、ジャケット及びクラッディングが除かれ、コアファイバが捻られるか、又はさもなければ、第一及び第二の連続する光ファイバの間で光信号及び信号のエネルギーの伝送を可能にするために互いに結合される。このように、光スプリッタ／カプラ６０は、入力セグメント１８２及び１８４から到達する光信号をパッシブに結合し、結合された信号をパッシブに分離して、出力セグメント１８６及び１８８を介して送出する。複数の信号は、結合され、結合された信号は、結合及びその後に結合された信号を分離することで、又はファイバ間のエネルギーを伝送することで信号を同時に結合及び分離することで分離される。

光スプリッタ／カプラ６０は、メインストリームラインにおけるチャネル間隔に関する制約なしに、フレキシブルなチャネル配置を提供する。特定の実施の形態では、カプラは、−５５ｄＢにわたる指向性を有している。挿入損実に関する波長依存性は、１００ｎｍのレンジにわたり約０．５ｄＢよりも低い。５０／５０カプラの挿入損失は、約−３．５ｄＢよりも低い。

図４Ａは、本発明の１実施の形態に係る図１のネットワークの光波長を再使用するゲートウェイの詳細を例示するブロック図である。この実施の形態では、それぞれのチャネル（波長）は、多重された信号から分離され、独立に通過又は終端される。他の実施の形態では、チャネルのグループが通過又は終端される場合がある。先に説明されたように、ゲートウェイは、隣り合うサブネット間に配置され、隣り合うサブネットの境界を形成する場合がある。１実施の形態におけるチャネルを再使用するゲートウェイは、いずれかの適切な１以上のノード、若しくはリング又は他の適切なネットワークコンフィギュレーションの１以上の方向におけるノードの間の波長を選択的に分離又は露出するために構成可能な１以上のノードのエレメントである場合がある。１実施の形態では、波長の再使用は、同じファイバ又は方向において異なるトラフィックストリームを伝送するため、リング又は他の適切なネットワークにおける波長の使用である場合がある。

図４Ａを参照して、波長を再使用するゲートウェイは、図２を参照して先に説明されたように、ＯＳＣセンダ１１６及び１２２、ＯＳＣインタフェース１１４及び１２０、ＯＳＣ受信機１１２及び１１８、並びにＥＭＳ１２４を備える管理エレメント１１０を備えている。ＥＭＳ１１０は、再び図２を参照して説明されたように、ＯＳＣファイバセグメント１５０，１５２，１５４及び１５６を介して、伝送エレメント２００及び２０２に接続されている。

図２を参照して先に説明されたように、反時計回りの伝送エレメント２００は、ＯＳＣフィルタ５４及び７４、プリアンプ５６、及びポストアンプ７８を備えている。時計回りの伝送エレメント２０２は、ＯＳＣフィルタ７６及び８６、プリアンプ５６、及びポストアンプ７８を備えている。伝送エレメント２００及び２０２は、多重／分離ユニット２１４をさらに備えている。多重／分離ユニット２１４は、デマルチプレクサ２０６、マルチプレクサ２０４、及びスイッチエレメントをそれぞれ備えている場合があり、このスイッチエレメントは、スイッチ２１０のアレイ、又はトラフィックチャネルを選択的に通過又は終端するために動作可能な他のコンポーネントを備えている場合がある。特定の実施の形態では、マルチプレクサ２０４及びデマルチプレクサ２０６は、アレイ導波路を備えている場合がある。別の実施の形態では、マルチプレクサ２０４及びデマルチプレクサ２０６は、ファイバブラッググレーティングを備えている場合がある。スイッチ２１０は、２×２スイッチ又は他の適切なスイッチ、光クロスコネクト、又は分離されたトラフィックチャネルを終端するために動作可能な他の適切なスイッチを備えている場合がある。

プリアンプ５６は、広い入力ダイナミックレンジ及び自動利得制御（ＡＧＣ）をもつ自動レベル制御（ＡＬＣ）機能を使用する場合がある。ポストアンプ７８は、チャネルの挿入／抜取りによる入力電力の変動に対する利得の平坦性を実現するため、ＡＧＣを配置する場合もある。特定の実施の形態では、増幅器５６及び７８は、たとえば、米国特許第6,055,092号に記載されるような利得変動型の増幅器である場合がある。

動作において、反時計回りの伝送エレメント２００は、複数のチャネルを有するＷＤＭ信号をリング１８から受ける。ＯＳＣフィルタ５４は、先に説明されたように、光信号からＯＳＣ信号をフィルタリングし、残りの光信号は、先に説明されたように、増幅器５６に送出される。デマルチプレクサ２０６は、光信号をその構成チャネルに分離する。スイッチ２１０は、選択的に、チャネルをマルチプレクサ２０４に送出するか又は終端する。マルチプレクサ２０４は、チャネルを１つの光信号に多重化し、光信号をＯＳＣフィルタ７４に送出する。ＯＳＣフィルタ７４は、ＥＭＳ１１０からのＯＳＣ信号を挿入し、リング１８は、出力信号を受ける。

時計回りの伝送エレメント２０２は、リング１６から光信号を受ける。ＯＳＣフィルタ７６は、先に説明されたように光信号からＯＳＣ信号をフィルタリングし、残りの光信号は、先に説明されたように増幅器７８に送出される。デマルチプレクサ２０６は、光信号をその構成チャネルに分離する。スイッチ２１０は、選択的に、チャネルをマルチプレクサ２０４に送出するか、又はチャネルを終端する。マルチプレクサ２０４は、チャネルを１つの光信号に多重し、光信号をＯＳＣフィルタ８６に送出する。ＯＳＣフィルタ８６は、ＥＭＳ１１０からのＯＳＣ信号を挿入し、リング１８は、出力信号を受ける。

ＥＭＳ１１０は、プロテクションスイッチングを提供するため、多重／分離ユニット２１４を構成する。プロテクションスイッチングプロトコルは、以下に更に詳細に説明される。様々な実施の形態によれば、ゲートウェイ１４は、ローカルクライアントからのトラフィク及び／又は他のネットワークへのトラフィックを挿入し、ローカルクライアントへのトラフィック及び／又は他のネットワークからのトラフィックを抜取るために更に動作可能である場合がある。

様々な他の実施の形態では、ゲートウェイ１４は、光リングへのトラフィックをパッシブに挿入及び抜取りするために更に備えられている場合がある。たとえば、１実施の形態によれば、図２の伝送ユニット５０及び５２は、多重／分離ユニット２１４の隣に、リング１６及び１８のゲートウェイ１４に追加される場合がある。別の実施の形態では、トラフィックは、多重／分離ユニット内の２×２スイッチのアッド及びドロップリードを介して追加される場合がある。この後者の実施の形態に関する更なる詳細は、図４Ｂを参照して以下に説明される。

図４Ｂは、本発明の別の実施の形態に係る図４Ａのゲートウェイの多重／分離ユニットを例示するブロック図である。この実施の形態によれば、図４Ｂの多重／分離ユニット２４０は、図４Ａの多重／分離モジュール２１４について置き換えられる場合がある。

図４Ｂを参照して、多重／分離ユニット２４０は、図４Ａを参照して先に説明されたように、デマルチプレクサ２０６及びマルチプレクサ２０４を備えている。複数のスイッチ２１０の代わりに、複数の２×２スイッチ／減衰器のセットのそれぞれは、２×２スイッチ２４１、可変光減衰器（ＶＯＡ）２４２、光スプリッタ２４３、光検出器２４５及びコントローラ２４４を備えている。ＶＯＡ２４２は、入力信号をフィードバックループに基づいて指定された電力レベルに減衰し、このフィードバックループは、信号をタップ接続するスプリッタ２４３、信号の電力レベルを検出する光検出器２４５、及び検出された電力レベルに基づいてＶＯＡ２４４を制御するフィードバックコントローラ２４４を含んでいる。このように、リングは、２×２スイッチを「クロス」ポジションに切り替えることで特定のチャネルについて開かれる場合があり、２×２スイッチが「スルー」ポジションにあるときに「スルー」信号の電力レベルが調節される場合がある。また、先に説明されたように、トラフィックは、２×２スイッチ２４１のアッド及びドロップリードを介してリングから挿入及び／又は抜取りされる場合がある。

図４Ｃは、本発明の更に別の実施の形態に係る図４Ａのゲートウェイの多重／分離ユニットを説明するブロック図である。この実施の形態によれば、ユニットは、光−電気−光（Ｏ−Ｅ−Ｏ）ユニットである。図４Ｃのユニット２４６は、図４Ａの多重／分離モジュール２１４について置き換えられる場合がある。

図４Ｃを参照して、Ｏ−Ｅ−Ｏユニット２４６は、図４Ａを参照して先に説明されたように、デマルチプレクサ２０６及びマルチプレクサ２０４を備えている。複数のスイッチ２１０の代わりに、複数のＯ−Ｅ−Ｏエレメントは、受信機２４７、スイッチ２４８及び送信機２４９をそれぞれ備えている。分離された信号は、そのチャネルに対応する受信機２４７に通過され、ここで光信号は電気信号に変換される。スイッチ２４８は、受信機２４７からの電気信号を選択的に通過又は終端するために動作可能である。スイッチ２４８を介して通過された信号は、送信機２４９に送出され、ここで信号は光信号に変換される。複数の送信機２４９からの光信号は、マルチプレクサ２０４で多重化され、多重化された信号は、図４Ａを参照して先に説明されたように送出される。このように、Ｏ−Ｅ−Ｏユニット２４６は、ゲートウェイ１４を通過する信号の再発生器としての役割を果たす場合がある。

図５は、本発明の１実施の形態に係る、図１の光ネットワークの光信号の光経路を説明するブロック図である。図５では、例示的なサブネット間信号が例示されている。参照の容易さのため、ＡＤＮ１２の伝送エレメント及びゲートウェイの高水準の詳細のみが示されている。さらに、ＡＤＮ１２には、サブネット２０内のＡＤＮ２５２，２５４及び２５６、並びにサブネット２２内のＡＤＮ２６０，２６２及び２６４により個々の参照符号が割り当てられている。また、サブネット２０とサブネット２２との間の境界を形成しているゲートウェイ１４には、個々の参照符号２５０及び２５８が割り当てられている。

光経路２６６及び２６８は、反時計回り方向及び時計回り方向のそれぞれにおける発生元のノードＡＤＮ２６２からネットワークに挿入されるトラフィックストリーム（「ＡＤＮ２６２トラフィックストリーム」）を表している。例示される実施の形態では、ＡＤＮ２６２トラフィックストリームの意図される目的地となるノードは、ＡＤＮ２６４である。光経路２６６は、トラフィックストリームのチャネルに対応する反時計回りの伝送セグメント２００におけるオープンスイッチ（すなわち２×２スイッチの「クロス」状態）で、ゲートウェイ２５８で終端する。光経路２６８は、トラフィックストリームのチャネルに対応する時計回りの伝送セグメント２０２におけるオープンスイッチで、時計回りの伝送セグメント２０２におけるゲートウェイ２５０で終端する。なお、図５は、目的地となるノードとしてノード２６４を示しているが、トラフィックは、ＡＤＮ２６０のドロップポート、並びに（もしあれば）ゲートウェイ２５０及び２５８のドロップポートにも到達する。同様に、ノード２５２から生じるトラフィックは、目的地となるノードＡＤＮ２５６を有するとして示されているが、ＡＤＮ２５４のドロップポート、並びに（もしあれば）ゲートウェイ２５０及び２５８のドロップポートにも到達する。このように、ネットワークは、サブネット内でブロードキャスティング機能を有している。

例示される実施の形態では、光経路２７０及び２７２は、反時計回り方向及び時計回り方向のそれぞれで、発生元のノードＡＤＮ２５２からネットワークに挿入されるトラフィックストリーム（「ＡＤＮ２５２トラフィックストリーム」）を表している。例示される実施の形態では、ＡＤＮ２５２トラフィックストリームの意図される目的地となるノードは、ＡＤＮ２５６である。光経路２７０は、トラフィックストリームのチャネルに対応する反時計回りの伝送セグメント２００におけるオープンスイッチで、ゲートウェイ２５で終端される。光経路２７２は、トラフィックストリームのチャネルに対応する時計周りの伝送セグメント２０２におけるオープンスイッチで、ゲートウェイ２５８で終端する。

ＡＤＮ２６２トラフィックストリーム及びＡＤＮ２５２トラフィックストリームは、異なるトラフィックを表す場合があるが、同じチャネル内、又は同じ波長で伝達される場合がある。しかし、ＡＤＮ２６２トラフィックストリーム及びＡＤＮ２５２トラフィックストリームは、異なるサブネット内に分離される。このように、ネットワークの全体のキャパシティは、チャネルのフレキシビリティがそれぞれのサブネット内で維持されるとしても、そのチャネルについて増加される。

（それぞれ同じチャネルを使用する）ＡＤＮ２６２トラフィックストリーム又はＡＤＮ２５２トラフィックストリームのいずれかには、終端可能な状態が割り当てられる。この文脈における「終端可能な」とは、別のストリームについてプロテクションパスを提供するため、ストリームが選択的に終端される場合があることを意味している。他のストリームは、プロテクト可能なストリームである場合があり、「プロテクト可能な」とは、プロテクションスイッチングを介してそのトラフィックストリームの光経路のうちの１つの中断の場合に、保護される場合があることを意味する。プロテクト可能なトラフィックストリームの光経路は、「ワーキングパス」と呼ばれる場合があり、終端可能なトラフィックストリームの光経路は、「プロテクションパス」と呼ばれる場合がある。したがって、例示される例では、ＡＤＮ２６２を介してネットワークにトラフィックを挿入するクライアントは、ライン切断又は他の中断の場合に保護されるワーキングパスについてプレミアムを払う場合がある。かかるトラフィックは、音声トラフィック、ビデオトラフィック、又は他のリアルタイムトラフィック又は時間感度の高いトラフィックを備えている場合がある。ＡＤＮ２５２でネットワークにトラフィックを挿入するクライアントは、ワーキングパスを保護するために必要に応じて終端される他のサブネットのプレミアムクライアントのプロテクションパスを使用するために少ない額を払う場合がある。かかるプロテクションスイッチングの例は、図６に示されている。

図６は、本発明の１実施の形態に係る、プロテクションスイッチング、及び図５のワーキング光経路の光経路プロテクションを例示するブロック図である。図６に示される例では、先に説明されたように、発生元のノード２６２から目的地となるノード２６４へのＡＤＮ２６２トラフィックストリームのパス２６８は、ワーキングパスとして専用されており、ＡＤＮ２５２トラフィックストリームの光経路２７０及び２７２は、プロテクションパスである。例示される実施の形態におけるＡＤＮ２５２トラフィックストリーム及びＡＤＮ２６２トラフィックストリームは、同じチャネルで搬送される。

例示される例では、ライン切断２７４は、図５に示されるＡＤＮ２６２トラフィックストリームがその目的地となるノード２６４に到達するのを妨げる。特に、ライン切断は、トラフィックがラインパス２６８でＡＤＮ２６４に進行するのを妨げる。プロテクションスイッチングプロトコルに従って、ＡＤＮ２５２トラフィックストリームが終端され、ＡＤＮ２５２トラフィックストリーム及びＡＤＮ２６２トラフィックストリームの波長に対応するゲートウェイ２５８及び２５０におけるスイッチ２１０が閉じられ、これによりＡＤＮ２６２トラフィックストリームは、ゲートウェイ２５８を通過し、サブネット２０に入力し、反時計周り方向でＡＤＮ２６４に搬送することができる。このように、ＡＤＮ２６２トラフィックストリームの目的地となるノードのそれぞれは、ＡＤＮ２６２トラフィックストリームを受ける。プロテクションスイッチングの間にＡＤＮ２６２トラフィックストリームのチャネルでのリング１６及び１８が開くことを保証するため、ＡＤＮ２６２の伝送エレメント５０におけるスイッチ６２、及びＡＤＮ２６４の伝送エレメント５２におけるスイッチ６２が開かれる。このように、たとえば、ライン切断２７４が１つのリングに影響を与えるのみである場合、又は修復動作の間、チャネル干渉が防止される。特定の実施の形態では、ワーキングパスの中断におけるいずれかのワーキングチャネルについて、プロテクションパスにおける対応するプロテクションチャネルが終端され、ゲートウェイにおけるスイッチが開かれる。ワーキングチャネルが影響されない場合、システムは前のように継続する。

ライン切断の修復の後、ネットワークは、図５に示されるプロテクションスイッチングの前の状態に復帰される。特に、ＡＤＮ２５２トラフィックストリーム及びＡＤＮ２６２トラフィックストリームの波長に対応するゲートウェイ２５８及び２５０におけるスイッチが開かれ、これによりＡＤＮ２６２トラフィックストリームをサブネット２２に閉じ込めることができ、ＡＤＮ２６２及び２６４におけるスイッチ２６２が閉じられる。このように、「プロテクションパス」が回復される。次いで、ＡＤＮ２５２トラフィックストリームは、パス２７０及び２７２で送信される場合がある。

特定の実施の形態では、ネットワーク１０のＮＭＳは、複数の可能なプロテクションパスのうちから最短のプロテクションパスを選択するように動作可能である場合がある。

図７は、本発明の別の実施の形態に係る図１の光ネットワークの光信号の光経路を例示するブロック図である。図７に示される実施の形態では、例示的なサブネット間信号が示されている。

図７に示される実施の形態では、ＡＤＮ２６２トラフィックストリームは、両サブネット２０及び２２で搬送される光経路の少なくとも１部をもつ、光経路３５０及び３５２で搬送されるサブネット内トラフィックストリームである。例示される実施の形態では、ＡＤＮ２６２トラフィックストリームの目的地となるノードは、ＡＤＮ２５４である。光リング１６及び１８は、そのチャネルに対応するゲートウェイ２５０のスイッチ２１０ではＡＤＮ２６２トラフィックストリームのチャネルについて開いているが、ゲートウェイ２５８のスイッチ２１０では閉じている。ＡＤＮにおけるスイッチは、閉じており、通過状態にある。

図８は、本発明の１実施の形態に係る、プロテクションスイッチング、及び図７のワーキング光経路の光経路プロテクションを例示するブロック図である。図７に示される例では、先に説明されたように、ＡＤＮ２６２トラフィックストリームは、サブネット間トラフィックストリームである。

例示される例では、ライン切断２８４は、ＡＤＮ２６２トラフィックストリームがその目的地となるノードに到達するのを妨げる。特に、ライン切断は、トラフィックがラインパス３５０でＡＤＮ２５４，２５２及び２５０に進行するのを妨げる。

プロテクションスイッチングプロトコルに従い、ＡＤＮ２６２トラフィックストリームの波長に対応するゲートウェイ２５０におけるスイッチ２１０は閉じられ、これによりＡＤＮ２６２トラフィックストリームはゲートウェイ２５０を通過することができ、時計回り方向でＡＤＮ２５４及び２５２に搬送される。このように、ＡＤＮ２６２トラフィックストリームの目的地となるノード２５４は、ＡＤＮ２６２トラフィックストリームを受ける。

プロテクションスイッチングの間にＡＤＮ２６２トラフィックストリームのチャネルでリング１６及び１８が開かれることを保証するため、ＡＤＮ２５４の伝送エレメント５０におけるスイッチ６２及びＡＤＮ２５６の伝送エレメント５２におけるスイッチ６２が開かれる。このように、たとえば、ライン切断２７４のみが１つのリングのみに影響を及ぼす場合、又は修復動作の間に、チャネル干渉が防止される。

ライン切断の修復の後、ネットワークは、図７に示されるプロテクションスイッチングの前の状態に復帰される。特に、ＡＤＮ２６２トラフィックストリームの波長に対応するゲートウェイ２５８におけるスイッチは開かれ、ＡＤＮ２５４及び２５６におけるスイッチは閉じられる。

図９は、本発明の１実施の形態に係る、光ネットワークにおいてトラフィックを伝送するための方法を例示するフローチャートである。

図９を参照して、光ネットワークにおいてトラフィックを送信するための方法は、ステップ４００で開始し、ここでは、トラフィックは、複数のＡＤＮのそれぞれにある光リングからパッシブに挿入及び抜取られ、特定の波長又はチャネルでリングにおいて伝送される。

ステップ４０２に進み、それらの目的地となるＡＤＮに到達したトラフィックチャネルは、リングに沿った複数の別々のポイントで終端される。１実施の形態では、かかる終端は、ゲートウェイ１４がネットワーク内のサブネットの境界を形成するように、１以上のゲートウェイ４のスイッチで起こる。サブネット間トラフィックストリームについて、発生元のＡＤＮ及び目的地となるＡＤＮの全てはサブネット内にある。サブネット内トラフィックストリームについて、発生元となるＡＤＮ及び目的地となるＡＤＮは、２以上のサブネット内にある場合がある。

ステップ４０４に進み、全てのそれらの目的地となるアッド／ドロップノードに到達していないトラフィックチャネルは、目的地となるノードに到達するためにゲートウェイを通して送出される。ゲートウェイは、ある特定の波長を通過及び終端するために再構成される場合があり、したがってトラフィックストリームがその目的地となるノードに到達したか否かについて動的にではないことを理解されたい。かかる送出は、サブネット内トラフィックのための通常のコースにおいて起こる場合がある。さらに、図６を参照して説明されたように、ゲートウェイは、ライン切断又は他の中断の場合にそのトラフィックを保護するように、サブネット間トラフィックを送出する場合がある。

ステップ４０６で、チャネル干渉が起こらないことが保証される。特定の実施の形態では、このことは、ゲートウェイが意図されるネットワークトラフィックと干渉するチャネルを通過しないように構成されることを確認することで達成される場合がある。

図１０は、本発明の１実施の形態に係る図１の光ネットワークのためのプロテクションスイッチングの方法を例示するフローチャートである。図１を参照して先に説明されたように、ネットワークは、第一の光リング、第二の光リング、及び複数のサブネットを備えており、ある信号内で搬送されるトラフィックは、ある波長を含んでいる。

図１０を参照して、本方法は、ステップ４５０で開始し、ここでは、高い優先度のトラフィックストリームのワーキングパスにおけるライン切断又は他の中断が検出される。中断は、１以上のチャネルがワーキングパス又は存在しているパスを通してそれらの目的地に到達させないいずれかのイベントである場合がある。検出は、中断の隣のＡＤＮのＥＭＳ１２４で受信されるロス・オブ・ライトのアラームを介する場合がある。ＥＭＳ１２４は、エラーメッセージを処理し、そのメッセージをＮＭＳ１２６に送出する場合があり、このＮＭＳは、本方法の残りを完了するために必要なコマンドを処理し、それらのコマンドをＡＤＮ１２のＥＭＳ１２４及びゲートウェイ１４に送出する場合がある。

ステップ４５２に進み、中断が分離される。特定の実施の形態では、ＮＭＳ１２６は、時計回り方向における中断のダウンストリームにあるＡＤＮ１２のＥＭＳ１２４に、時計回りの伝送エレメント５２におけるスイッチ６２及び反時計回りのエレメント５０におけるスイッチ６２を開くように指示する。したがって、図６に示される例では、ＡＤＮ２６２及び２６４におけるスイッチ６２は、ライン切断２７４に応答して図示されるように開かれる。隣のロケーションにあるスイッチ６２を開くことで、たとえば、ライン切断２７４が１つのリングに影響を与えるのみである場合又は修復動作の間に、チャネル干渉が防止される場合がある。

ステップ４５４に進み、終端可能なトラフィックは、プロテクトされるべきワーキングパスに対応しており、プロテクションパスに沿って終端される。終端可能なトラフィックは、対応するワーキングパスがファイバ切断又は他の中断により干渉されない場合には、そのままの状態となる場合がある。特定の実施の形態では、ＮＭＳ１２６は、優先度の高いトラフィックストリームと同じチャネルでトラフィックを送信する別のサブネットにおけるＡＤＮ１２のＥＭＳ１２４に、トラフィックのネットワークへの挿入を停止するように指示する。

ステップ４５６に進み、ゲートウェイは、プロテクトされたトラフィックがプロテクションパスに沿って進むことを可能にするために再構成される。特定の実施の形態では、このことは、プロテクションパスに沿って１以上のゲートウェイ１４におけるその波長に対応する予め開かれたスイッチ２１０を閉じることで達成される場合がある。ゲートウェイは、サブネット間のプロテクションパスを確立するため、特に、機械的、電気的、光学的又は他の手段により適切に再構成されている場合がある。ゲートウェイ及び他のノード及びエレメントは、ロジック又はその他により、ローカル又はリモートに制御される場合がある。

ステップ４５８では、プロテクトされたトラフィックは、プロテクションパスに沿ってその目的地となるノードに送出される。判定ステップ４６０では、中断が修復されたかが判定される。修復されていない場合、本方法は、ステップ４５８に戻り、プロテクションパスは、プロテクトされたトラフィックを搬送し続ける。中断が修復された場合、本方法は、ステップ４６２に進み、ここでは、ネットワークはその中断前の状態に復帰され、かかる復帰は、開かれたスイッチを閉じること、及び終端可能なトラフィックをネットワークにおけるそのチャネルに再び挿入することを含んでいる。復帰に応じて、本方法は、少なくとも別の中断の検出に応答して繰り返される場合がある。

図１１は、本発明の別の実施の形態に係る、光ネットワークを例示するブロック図である。特に、図１１は、図１の２つのサブネットの代わりに、３つのサブネットをもつネットワークについて動作可能な本発明の実施の形態を表している。なお、図１１から図１７に示される特定の実施の形態では本発明は、２，３又は４以上のサブネットをもつネットワークで利用される場合がある。

図１１を参照して、ネットワーク５００は、複数のアッド／ドロップノード（ＡＤＮ）を光波長を再使用するゲートウウェイ５１４と接続する第一の光ファイバリング５１０及び第二の光ファイバリング５１２を備えている。図１のネットワーク１０に関して、ネットワーク５００は、多数の光チャネルが個別の波長で共通のパスを通して搬送される光ネットワークであり、波長分割多重（Wavelength Division Multiplexing）、高密度波長分割多重（Dense Wavelength Division Multiplexing）、又は他の適切なマルチチャネルネットワークである場合があり、短距離メトロポリタンネットワーク、長距離インターシティネットワーク、又はいずれか他の適切なネットワーク又はネットワークの組み合わせで使用される場合がある。

ネットワーク５００では、図１のネットワーク１０におけるように、障害耐性を提供するため、リング５１０及び５１２に関する方向に光情報信号が送信される。光信号は、オーディオデータ、ビデオデータ、テキストデータ、リアルタイムデータ、ノンリアルタイムデータ及び／又は他の適切なデータをエンコードするために変調される少なくとも１つの特徴を有している。変調は、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）、強度変調（ＩＭ）及び他の適切な方法に基づいている場合がある。

例示される実施の形態では、第一のリング５１０は、時計回りのリングであり、このリングでは、トラフィックは時計回りの方向で送信される。第二のリング５１２は、反時計回りのリングであり、このリングでは、トラフィックは、反時計回りの方向に送信される。ＡＤＮ５０８は、それぞれがリング５１０及び５１２へのトラフィックを挿入し、リング５１０及び５１２からのトラフィックを抜取るために動作可能であって、伝送エレメント５０及び５２並びに管理エレメント１１０を備えている点で、図２のＡＤＮ１２に類似している。しかし、１実施の形態では、ＡＤＮ５０８における結合エレメント１３０の代わりは、分割された結合エレメント（ＤＣＥ）である。更に詳細に説明され、図１２Ａ〜図１２Ｂにおける様々な実施の形態で説明されたＤＣＥは、ＡＤＮ５０８から生じる全体のチャネルのうちの第一の指定されたサブネットを第一のリング５１０に送出し、全体のチャネルのうちの第二の指定されたサブネットを第二のリング５１２に送出するために設けられる場合がある。ＤＣＥにおけるスイッチは、特定のトラフィックストリームがプロテクションスイッチングの間に異なるリングに選択的に送出することを可能にする場合がある。また、１実施の形態では、ＡＤＮ５０８におけるディストリビューティングエレメント８０に代わりに、分割されたディストリビューティングエレメント（ＤＤＥ）が設けられる。更に詳細に説明され、図１３Ａから図１３Ｂにおける様々な実施の形態で説明されたＤＤＥは、第一のサブネットの受信機においてリング５１０からのトラフィックを受け、第二のサブネットの受信機においてリング５１２からのトラフィックを受けるために設けられている。図２に示される実施の形態では、結合エレメントは、トラフィックを両方のリングに同時に送出し、ディストリビューティングエレメントのそれぞれの受信機は、ＤＤＥ／ＤＣＥの実施の形態では、両方のリングからのトラフィックを受け、これにより個々のトラフィックチャネルは、ＤＣＥにより時計回りのリング又は反時計回りのリングに送出され、ＤＤＥにより時計回りのリング又は反時計回りのリングから受信される。プロテクションスイッチングの間、ＤＣＥは、あるリングから他のリングに特定のチャネルを送出することを切り替える場合がある。このように、ＤＤＥ／ＤＣＥが設けられたＡＤＮ５０８は、３以上のプロテクションを切り替え可能なサブネットを許容する。

１実施の形態では、ネットワーク５００は、４０のチャネルを搬送する場合があり、奇数番のチャネルがチャネルλ₁，λ₃，λ₅，λ₇，．．．，λ₃₉までを含んでおり、偶数番のチャネルがチャネルλ₂，λ₄，λ₆，λ₈，．．．，λ₄₀までを含んでいる。本実施の形態によれば、ＤＣＥは、通常の動作の間、奇数番のチャネルで優先度の高いトラフィックを時計回りのリング５１０に送出し、偶数番のチャネルで優先度の高いトラフィックを反時計回りのリング５１２に送出するために設けられる場合がある。より優先度の低い、終端可能なトラフィックは、ＤＣＥにより偶数番のチャネルで時計回りのリング５１０に送出され、奇数番のチャネルで反時計回りのリング５１２に送出される場合がある。ライン切断又は他の中断の場合には、図１５及び図１６を参照して以下に更に説明されるように、ＤＣＥは、中断された優先度の高いトラフィックを他のリングの他の方向に切り替える場合がある。波長の割り当ては、発生元のノードから目的地となるノードへの最短のパスに基づいている場合がある。

図２のＡＤＮ１２に類似して、それぞれのＡＤＮ５０８は、リング５１０及び５１２かたトラフィックを受け、ローカルクライアントについて向けられるトラフィックを抜取る。トラフィックの挿入及び抜取りにおいて、ＡＤＮ５０８は、リング５１０及び５１２における送信のためにクライアントからのデータを多重化し、クライアントのためにリング５１０及び５１２からのデータのチャネルを分離する場合がある。トラフィックは、ローカルクライアントへの送信のためにトラフィックを利用可能にすることで抜取られる場合がある。このように、トラフィックは、抜取られ、リングを巡回し続ける場合がある。さらに、図２のＡＤＮ１２に類似して、ＡＤＮ５０８の伝送エレメントは、トラフィックのチャネル配置に関わりなく、リング５１０及び５１２で受信されたトラフィックを伝達し、これによりＡＤＮ５０８における「フレキシブル」なチャネル配置が提供される。

リング５１０及び５１２並びにＡＤＮ５０８は、サブネット５０２、５０４及び５０６に細区分され、ゲートウェイ５１４は、サブネットの境界を形成している。ゲートウェイは、図４Ａのゲートウェイ１４又は他の適切なゲートウェイを備えている場合がある。プロテクションスイッチングの間、図１５及び図１６を参照して以下に更に詳細に説明されるように、ゲートウェイ５１４は、プロテクトされたトラフィックが通過することができるように再構成される場合がある。

図１のネットワーク１０で説明されたように、それぞれのリング５１０及び５１２は、それぞれのチャネルについて少なくとも１つのポイントで開いており、リング５１０及び５１２は、ライン切断又は他の中断に応答して、ＡＤＮ１２における２×２スイッチを使用して中断の隣のＡＤＮ１２において終端するために設けられる場合がある。ネットワーク１９に関して、ネットワーク５００は、サブネット間トラフィック及びサブネット内トラフィックの両者を備えている場合がある。

図１１から図１６に示される実施の形態によれば、ネットワークのキャパシティをネットワークにおけるゲートウェイの数の２倍にまで増加することが可能な場合がある。たとえば、３つのゲートウェイをもつ図１１に例示される３つのサブネットのネットワークは、かかるサブネットのコンフィギュレーションなしに、ネットワークのキャパシティの６倍までのキャパシティを有する場合がある。４つのゲートウェイをもつ４つのサブネットネットワークは、かかるサブネットのコンフィギュレーションなしに、ネットワークのキャパシティの８倍までのキャパシティを有する場合がある。

本発明の別の実施の形態によれば、図２のノード１２は、２×２スイッチ６３がドロップカプラ５８とアッドカプラ７２との間に配置され、２×２スイッチ６５がドロップカプラ８２とアッドカプラ８４との間に配置されるように更に変更される場合がある。このように、スイッチ６２を開くプロテクションスイッチングの場合、トラフィックは、ドロップカプラ５８及び８２になお到達する場合がある。

図１２Ａは、本発明の１実施の形態に係る図１１のネットワークのアッド／ドロップノードの分割された結合エレメント（ＤＣＥ）を例示するブロック図である。図１２Ａ及び図１２Ｂに示される実施の形態では、ＤＣＥは、２つの個別の結合エレメント、又は分離可能な結合エレメントを備えており、それぞれのエレメントは、異なるファイバ又は方向からのトラフィックを受ける。

図１２Ａを参照して、ＤＣＥ５５０は、時計回りの増幅された結合器５５２及び反時計回りの増幅された結合器５５４を備えている。時計回りの増幅された結合器５５２は、図２を参照して先に説明されたような増幅器１３２、及び複数の光ファイバアッドリード５６２をもつスプリッタ５５６を備えている。反時計回りの増幅された結合器５５４は、図２を参照して先に説明されたような増幅器１３４、及び複数の光ファイバアッドリード５６４をもつスプリッタ５５８を備えている。

図２を参照して先に説明された光センダ１４０は、ローカルクライアントと関連されており、複数のスイッチ５６０のうちの１つにそれぞれ結合されている。スイッチ５６０は、時計回りの増幅された結合器５５２又は反時計回りの増幅された結合器５５４のいずれかにトラフィックを送出するために動作可能である。それぞれのトラフィックストリームは、専用の送信機と関連されている場合がある。トラフィックストリームは２つのリング方向のうちの１つに向けられる場合があるので、２つの異なるトラフィックストリームは、１実施の形態では、同じ波長であって異なる方向に送信される場合がある。

動作において、光信号は、光センダ１４０からスイッチ５６０に送信され、スイッチ５６０により結合器５５２又は結合器５５４のうちの１つに送出され、他の信号と結合され、増幅されて、リード１４２を介して時計回りのリング５１０に送出されるか、又はリード１４４を介して反時計回りのリング５１２に送出される。

プロテクションスイッチングのため、光信号は、光センダ１４０で終端されるか、スイッチ５６０を介して光信号の方向が変更される場合がある。プロテクションスイッチングに関する更なる詳細は、図１４から図１６を参照して説明される。

図１２Ｂは、本発明の別の実施の形態に係る図１１のネットワークのアッド／ドロップノードのＤＣＥ６００を例示するブロック図である。図１２Ｂに示される実施の形態では、１つのリング方向においてのみ所与のチャネルを送出するために設けられる図１２ＡのＤＣＥ５５０とは対照的に、図１２ＢのＤＣＥ６００は、ａ）両方向において光センダ１４０からの全てのチャネルを送出するか、又はｂ）１つのリング方向においてのみ所与のチャネルを送出するか、のいずれかのために設けられる場合がある。この二重の機能性により、ＤＣＥ６００は、図１から図８を参照して説明されたような２つのサブネットのネットワークの一部であるＡＤＮにおけるコンポーネントとして、又は図１１から図１６を参照して説明されたような３つの（又は３よりも大きい数の）サブネットのネットワークの一部であるＡＤＮのコンポーネントとして使用することができる。

図１２Ｂを参照して、ＤＣＥ６００は、図１２Ａを参照して先に説明されたように、増幅器１３２及び１３４、スプリッタ５５６及び５５８、並びにアッドリード５６２及び５６４を備えている。スイッチ６１０及び６１２は、全ての光センダからの信号がスプリッタ６０４を介して時計回りのリング５１０及び反時計回りのリング５１２の両方に送信される第一のポジションにセットされる場合があるか、又は、スイッチ６１０及び６１２は、スプリッタ５５６からの信号がリード１４２を介して時計回りのリング５１０に送出され、スプリッタ５５６からの信号がリード１４４を介して反時計回りのリング５１２に送出される第二のポジションにセットされる場合がある。第一のポジションでセットされたとき、ＤＣＥ６００は、図２の結合エレメント１３０と一般に等価な方式で機能する。第二のポジションでセットされたとき、ＤＣＥ６００は、図１２ＡのＤＣＥ５５０と一般に等価な方式で機能する。なお、スイッチ６１０及び６１２は、図１１から図１６を参照して説明されるネットワークにおけるプロテクションスイッチングのために使用されず、代わりに、ＤＣＥ６００は、第二のポジションに設けられ、通常の動作又はプロテクション動作の間には第二のポジションのままの状態となる。

スプリッタ６０６及び６０８は、スイッチ６１０及び６１２が第一のポジションにセットされるか、第二のポジションにセットされるかで光信号が等価なカプラの損失を有することを保証する場合がある。

図１２Ｂに例示される実施の形態では、ＤＣＥ５５０の２ポジションのスイッチ５６０は、３ポジションのスイッチ６０２で置き換えられている。３ポジションのスイッチ６０２は、例示されるＤＣＥの実施の形態のいずれかで使用される場合があり、光センダ１４０からの信号が２つの増幅された結合器の一方に送出されるか、又はスイッチ６０２で終端されることを可能にする。このように、信号は、光センダ１４０をシャットオフすることなしに、（たとえば、プロテクションスイッチングの間にもし必要であれば）終端することができる。

図１２Ｃは、送信機のトランスポンダの冗長度を提供する機能が設けられる図１２ＡのＤＣＥ５５０を例示するブロック図である。図１２Ｃを参照して、時計回りの増幅された結合器５５２に向けられるワーキングトラフィックは、図示されるように設けられる、リード６２０を介してトランスポンダ６２４に進行し、スイッチ６１６を介してリード５６２に進行する場合がある。プロテクションチャネルは、リード６２２、スイッチ６１８、トランスポンダ６２６及びスイッチ６１４を介してリード５６４に送信される場合がある。トランスポンダ６２４の故障の場合に、スイッチ６１４，６１６及び６１８は、リード６２０からのトラフィックがトランスポンダ６２６を介してリード５６２に到達するように、それらの例示されるポジションから代替的なポジションに切り替えられる。

図１３Ａは、本発明の１実施の形態に係る図１１のネットワークのアッド／ドロップノードの分割されたディストリビューティングエレメント（ＤＤＥ）を例示するブロック図である。図１３Ａ及び図１３Ｂに示される実施の形態では、ＤＤＥは、２つの個別のディストリビューティングエレメント、又は分離可能なディストリビューティングエレメントを備えており、それぞれのディストリビューティングエレメントは、異なるファイバ又は方向にトラフィックを送出する。

図１３Ａを参照して、ＤＤＥ６５０は、時計回りの増幅されたディストリビュータ６５２及び反時計回りの増幅されたディストリビュータ６５４を備えている。時計回りの増幅されたディストリビュータ６５２は、図２を参照して先に説明されたような増幅器９４、及び複数の光ファイバドロップリード６６２をもつスプリッタ６５６を備えている。反時計回りの増幅されたディストリビュータ６５４は、図２を参照して先に説明されたような増幅器９６、及び複数の光ファイバドロップリード６６４をもつスプリッタ６５８を備えている。

図２を参照して先に説明された光フィルタ１００及び受信機１０２は、ローカルクライアントと関連されており、複数のスイッチ６６０のうちの１つにそれぞれ接続される場合がある。スイッチ６６０は、時計回りの増幅されたディストリビュータ６５２又は反時計回りの増幅されたディストリビュータ６５４のいずれかからのトラフィックを送出するために動作可能である。それぞれのトラフィックストリームは、専用の受信機と関連される場合がある。

動作において、光信号は、伝送エレメント５０又は５２から抜取られ、ドロップリード１４８又は１４６のそれぞれを介してディストリビュータ６５２又は６５４に送出される場合がある。信号は増幅され、スプリッタ６５６又は６５８により分割され、スイッチ６６０により光フィルタ１００に送出される。光フィルタ１００は、チャネルを受信機１０２に選択的に通過する。

プロテクションスイッチングのため、第一のリングから光信号を受ける通常動作の間に目的地となるノードにある所与の受信機がプロテクションスイッチングの間に第二のリングからその信号を受けるように、スイッチ６６０は動作可能である。プロテクションスイッチングに関する更なる詳細は、図１４から図１６を参照して説明される。

図１３は、本発明の別の実施の形態に係る図１１のネットワークのアッド／ドロップノードのＤＤＥを例示するブロック図である。図１３Ｂに示される実施の形態では、図１３ＢのＤＤＥ６００は、ａ）リングからの全てのチャネルをフィルタ１００のそれぞれに送出するか、ｂ）１つのリング方向のみからのチャネルを送出するか、のいずれかのために設けられる場合がある。この二重の機能性により、ＤＣＥ６００は、図１から図８を参照して説明されたような２つのサブネットのネットワークの一部であるＡＤＮにおけるコンポーネントとして、又は図１１から図１７を参照して説明されたような３つの（又は４以上の数の）サブネットのネットワークの一部であるＡＤＮのコンポーネントとして使用することができる。また、二重の機能性は、所与の受信機が通常動作の間に第一のリング方向からのトラフィックストリームを受け、スイッチング動作の間に第二のリング方向からのトラフィックを受ける場合があるようにプロテクションスイッチングを提供する。

図１３Ｂを参照して、ＤＤＥ７００は、図１３Ａを参照して先に説明されたように、増幅器９４及び９６、スプリッタ６５６及び６５８、並びにドロップリード６６２及び６６４を備えている。例示される実施の形態では、ドロップリード６６２及び６６４は、フィルタ１００に直接接続されている。スプリッタ７０４及び７０６は、スイッチ６０８及び６１０が第一のポジションにセットされているか、又は第二のポジションにセットされているかで等価なカプラ損失を有することを保証する場合がある。目的地となるノードでの通常のスイッチング動作の間、スイッチ６０８及び６１０は、時計回りのリング５１０及び反時計回りのリング５１２の両者からの信号がカプラ７０２を介してそれぞれの受信機に送出される第一のポジションにセットされる場合がある。プロテクションスイッチング動作の間、スイッチ６０８及び６１０は、リード１４８を介して時計回りのリング５１０からの信号がスプリッタ６５６を介してドロップリード６６２に抜取られるのみであり、リード１４６を介して反時計回りのリング５１２からの信号がスプリッタ６５８を介してドロップリード６６４に抜き取られるのみである第二のポジションにセットされる。したがって、所与の受信機は、通常の動作の間に第一のリング方向からのトラフィックストリームを受け、スイッチング動作の間に第二のリング方向からのトラフィックを受ける場合がある。代替的に、ＤＤＥ７００は、図２のディストリビューティングエレメント８０と一般に等価な方式で動作するために設けられる場合があり、通常動作とプロテクション動作の両者について第一のポジションにＤＤＥ７００をセットすることで２サブネットのネットワークについて適している。

図１４Ａは、本発明の別の実施の形態に係る図１１のネットワークのアッド／ドロップノードの詳細を例示している。図１４の実施の形態では、ＯＳＣ信号は、レベニュー・ジェネレーティング・トラフィックにより帯域内で送信される。ノード７１２は、別の実施の形態では、（図２に例示されるように）外部のＯＳＣ信号について設けられる場合がある。

図１４Ａを参照して、ノード７１２は、図１２Ａ及び図１３Ａのそれぞれを参照して先に説明されたように、ＤＣＥ５５０及びＤＤＥ６５０を備えている。反時計回りの伝送エレメント７１４は、図２の反時計回りの伝送セグメントを参照して先に説明されたように、増幅器５６、スイッチ６３、反時計回りドロップカプラ５８、及び反時計回りアッドカプラ７２を備えている。しかし、ＯＳＣフィルタ５４及び７４の代わりに、カプラ５８及び７２の間に単一のＯＳＣ阻止フィルタ７１６が設けられる。

同様に、時計回りの伝送エレメント７１６は、図２の時計周りの伝送セグメント５２を参照して説明されたように、時計回りのドロップカプラ８２、時計回りのアッドカプラ８４、増幅器７８、及びスイッチ６５を備えている。しかし、ＯＳＣフィルタ７６及び８６の代わりに、カプラ８２及び８４の間には単一のＯＳＣ阻止フィルタ７１８が設けられている。

この実施の形態では、動作において、ＯＳＣ信号は帯域内で送信される。ＯＳＣ受信機１１２は、ドロップリード６６２のうちの１つを介して時計回りのリング５１０からＯＳＣ信号を受けるために動作可能であり、ＯＳＣ受信機１２２は、リード６６４のうちの１つを介して反時計回りのリング５１２からＯＳＣ信号を受けるために動作可能である。フィルタ７２２及び７２４は、ＤＤＥ６５０により分散された光信号からＯＳＣデータを選択的にフィルタリングするために動作可能である。ＯＳＣユニット１１４及び１２０は、図２を参照して先に説明されたように、ＮＭＳ１２６により処理されるべきＯＳＣデータをＥＭＳ１２４に送信する。ＯＳＣセンダ１１６及び１１８は、アッドリード５６２のうちの１つ及びアッドリード５６４のうちの１つを介して、時計回りの信号及び反時計回りの信号をＤＣＥ５５０にそれぞれ送信するために動作可能である。

図１４Ｂは、本発明の別の実施の形態に係る図１１のゲートウェイノードの詳細を説明している。図１４Ｂのゲートウェイ７２６は、図４Ａのゲートウェイ１４のエレメントを備えているが、多重／分離ユニット２１４の入力側に配置されるドロップカプラ及び多重／分離ユニット２１４の出力側に配置されるアッドカプラを介して、リング５１０及び５１２からのトラフィックを挿入及び抜取りするために更に設けられている。図１４Ｂのゲートウェイノードは、ＡＤＮがＤＣＥ及びＤＤＥを利用する図１１から図２３を参照して説明された実施の形態で利用される場合がある。

図１４Ｂを参照して、ゲートウェイ７２６は、ドロップリード７４４及び７４８をそれぞれ介して、リング５１０及び５１２からのトラフィックを抜取るために設けられている。リング５１０及び５１２のそれぞれから、トラフィックは、ドロップカプラ７２８を介して、増幅器９４及びスプリッタ９５を備える増幅されたディストリビュータに抜取られる場合がある。同様に、例示される実施の形態では、ローカルトラフィックは、リード７４６を介してリング５１０に挿入され、リード７４２を介してリング５１２に挿入される場合がある。リード７４６及び７４２に導く増幅された結合器は、結合器７３５及び増幅器７４０を備えており、ローカルに導出されたトラフィックを結合して増幅するために動作可能である。リング５１０及び５１２に接続されるアッドカプラ７３０は、リード７４６及び７４２からのトラフィックを挿入するために動作可能である。代替的な実施の形態によれば、ゲートウェイ１４のアッド／ドロップ機能が省略される場合がある。

図１５は、本発明の１実施の形態に係る図１１の光ネットワークの光信号の光経路を例示するブロックである。図１５では、参照の容易さのため、ＡＤＮ５０８の伝送エレメント及びゲートウェイ５１４の高水準の詳細のみが示されている。さらに、ＡＤＮ５０８には、個々の参照符号が割り当てられており、サブネット５０２内のＡＤＮ５１６及び５１８、サブネット５０４内のＡＤＮ５２０及び５２２、サブネット５０６内のＡＤＮ５２４及び５２６である。サブネット５０２、５０４及び５０６の間に境界を形成しているゲートウェイ５１４にも、個々の参照符号５２８，５３０及び５３２が割り当てられている。

例示される実施の形態では、４つのトラフィックストリームが示されている。トラフィックストリーム７５０は、ＡＤＮ５２０から生じてＡＤＮ５０８に向かう反時計回りのストリームである。トラフィックストリーム７５２は、ＡＤＮ５２０から生じてＡＤＮ５２２に向かう時計回りのストリームである。トラフィックストリーム７５４は、ＡＤＮ５２６から生じてＡＤＮ５２４に向かう反時計回りのストリームである。トラフィックストリーム７５６は、ＡＤＮ５２４から生じてＡＤＮ５２６に向かう時計回りのストリームである。トラフィックストリーム７５２及び７５６は、トラフィックストリームのチャネルに対応する時計周りの伝送セグメント２０２における開いたスイッチで、ゲートウェイ５１４で終端する。トラフィックストリーム７５０及び７５２は、トラフィックストリームのチャネルに対応する反時計回りの伝送セグメント２００における開いたスイッチで、ゲートウェイ５１４で終端する。トラフィックストリーム７５０、７５２、７５４及び７５６は、同じチャネル又は波長で搬送されるが、ストリームは、それぞれの発生元のＡＤＮのＤＣＥ内の個別の光センダから送信される。

例示される実施の形態では、通常の動作の間、プロテクト可能なトラフィックは、奇数番のチャネルで時計回りのリング５１０において送出され、偶数番のチャネルで反時計回りのリング５１２において送出される。終端可能なトラフィックは、偶数番のチャネルで時計周りのリング５１０において送出され、奇数番のチャネルで反時計回りのリング５１２において送出される場合がある。トラフィックストリーム７５０，７５２，７５４及び７５６のそれぞれは、同じ偶数番のチャネル（“チャネルＡ”）で搬送される。チャネルＡは、λ₂又は別の偶数番のチャネルを備える場合がある。したがって、トラフィックストリーム７５０及び７５４は、ワーキングパスであり、顧客がプレミアムを払う高い優先度のトラフィックストリームを表しており、ストリーム７５２及び７５６は、顧客がより低いコストを払うプロテクションパスに関する低い優先度を表している場合がある。図１６に示されるように、ストリーム７５２及び７５６は、より高い優先度のストリームを保護するため、プロテクションスイッチングの間に中断される場合がある。

図１６は、本発明の１実施の形態に係るプロテクションスイッチング及び図１４のトラフィックストリーム７５０の光経路のプロテクションを例示するブロック図である。

ライン切断及び他の中断の場合、中断のためにそれら全ての目的地となるノードに到達するのを妨げられるプロテクト可能なチャネルのために代替的な光経路が形成される。代替的なラインパスによって、他のサブネットにおける他のＡＤＮからの同じチャネルにおけるトラフィックによる干渉となる場合、干渉するＡＤＮにおけるＤＣＥ５５０は、そのトラフィックを終端する場合がある。先に述べたように、奇数及び偶数並びに他の取り決めのほか、本発明の範囲から逸脱することなしに他のトラフィックの分割が利用される場合があることを理解されたい。

例示される例では、ライン切断５６０は、トラフィックストリーム７５０が図１５に示されるパスにおけるその全ての目的地となるノードに到達するのを妨げる。この実施の形態のプロテクションスイッチングに従い、第一のトラフィックストリーム７５２及び７５６が終端される。そのとき、ＡＤＮ５２０のＤＣＥは、トラフィックストリーム７５０を反時計回りから時計回りの方向に切り替える。トラフィックストリーム７５２及び７５６が終端され、チャネルＡを通過することを可能にするため、チャネルＡに対応するゲートウェイ５３２及び５２８における２×２スイッチが閉じる。このように、ＡＤＮ５２０からＡＤｎ５１６へのストリーム７５０のための代替的なパスは、チャネルＡの他のトラフィックストリームからの干渉なしに形成される。

（図１２Ａ及び図１２Ｂに示されるように、又は別の適切な実施の形態における）ＤＣＥの実施の形態に依存して、トラフィックストリーム７５２及び７５６の終端は、光センダをオフに切り替えること、又は３ポジションスイッチを送出しないポジションに切り替えることによる場合がある。

プロテクションスイッチングの間にリング５１０及び５１２が開くことを保証するため、ＡＤＮ５１６の伝送エレメント５０におけるスイッチ６２及びＡＤＮ５１８の伝送エレメント５２におけるスイッチ６２が開かれる。このように、たとえば、ライン切断が１つのリングに影響を与えるのみである場合、又は修復動作の間に、チャネル干渉が防止される。

ライン切断の修復の後、ネットワークは、図１５に示されるプロテクションスイッチングの前の状態に復帰される。特に、チャネルＡに対応するゲートウェイ５２８及び５３２におけるスイッチが開かれ、ＡＤＮ５１６及び５１８におけるスイッチ６２が閉じられる。トラフィックストリーム７５０は、反時計周りの方向に復帰され、トラフィックストリーム７５２及び７５６が再開する場合がある。

図１７は、本発明の１実施の形態に係る図１１の光ネットワークのためのプロテクションスイッチングの方法を例示するフローチャートである。

図１７を参照して、本方法は、ステップ８００で開始され、ここでは、第一のセットのプロテクト可能なストリームが偶数番のチャネルで反時計回りのリングにおいて送出される。ステップ８０２に進み、第二のセットのプロテクト可能なトラフィックストリームは、奇数番のチャネルで時計回りのリングにおいて送出される。ステップ８０４では、第一のセットの終端可能なトラフィックは、偶数番のチャネルで時計回りのリングにおいて送出され、ステップ８０６では、第二のセットの終端可能なトラフィックは、奇数番のチャネルで反時計回りのリングにおいて送出される。このように、それぞれの方向におけるそれぞれのチャネルは、トラフィックストリームで占有され、これによりネットワークキャパシティが効果的に利用される。特定の実施の形態では、プロテクト可能なトラフィックストリームは、顧客がプレミアムを払う優先度の高いトラフィックストリームであり、終端可能なトラフィックストリームは、優先度の低いトラフィックストリームである。

判定ステップ８０８では、プロテクト可能なトラフィックストリームのワーキングパスの中断であるかが判定される。かかる中断は、プロテクト可能なトラフィックストリームがその全ての目的地となるノードに到達するのを妨げるライン切断又は他の中断を備えている場合がある。中断が起こらない場合、本方法はステップ８００に戻る。中断が起こった場合、次いで、ステップ８１０で、中断が分離される。特定の実施の形態では、中断の分離は、時計回りの伝送エレメントにおけるスイッチ６２を開くことで中断の時計回りにあるアッド／ドロップノードで時計回りのリング５１０を開くこと、反時計回りの伝送エレメントにおけるスイッチ６２を開くことで中断の反時計回りにあるアッド／ドロップノードで反時計回りのリングを開くことを備えている。

ステップ８１２に進み、いずれか既存の終端可能なトラフィックは、プロテクションパスに沿って終端される。ステップ８１４では、ゲートウェイは、プロテクトされたトラフィックがプロテクションパスに沿って進むことを可能にするために再構成される。特定の実施の形態では、このことは、プロテクションパスに沿った１以上のゲートウェイ５１４において、その波長に対応する予め開かれているスイッチ２１０を閉じることで達成される場合がある。

ステップ８１６に進み、中断されたトラフィックの発生元のＡＤＮのＤＣＥにおけるスイッチは、中断されたトラフィックの方向を切り替える。ステップ８１８では、中断されたトラフィックは、プロテクションパスにおいて送信される。判定ステップ８２０では、中断が修復されたかが判定される。中断が修復されていない場合、本方法は、ステップ８１８に戻り、中断されたトラフィックは、プロテクションパスにおいて送信され続ける。中断が修復された場合、本方法は、ステップ８２２に進み、ここでは、ネットワークは、その中断される前の状態に復帰され、本方法はその終了に到達する。

図１８は、光ネットワークの別の実施の形態を例示するブロック図である。図１８に示される実施の形態では、ネットアーク９００は、複数のアッド／ドロップノード９０２及びハブノード９０４を備えている。時計回りのリング９０１及び反時計周りのリング９０３は、ノードを接続する。

アッド／ドロップノード９０２は、図２を参照して先に説明されたようなアッド／ドロップノード１２、又は他の適切なアッド／ドロップノードをそれぞれ備えている場合がある。ハブノード９０４は、図４Ａを参照して説明されるようなゲートウェイノード１４、又は別の適切なゲートウェイノードを備えている場合がある。

ゲートウェイノード９０４内のスイッチは、通常の動作の間には特定の波長について開いている場合があり、これによりゲートウェイノードでネットワークが開かれて信号の干渉が防止される。また、スイッチは、ライン切断又は他の中断に場合に、トラフィックストリームのプロテクションスイッチングを可能にする場合がある。かかる中断の場合、トラフィックストリームは、通常の動作の間と反対の方向に沿って進行し、プロテクションスイッチングのために閉じられる予め開いたスイッチを通過することで、その目的地ノードに到達することが可能な場合がある。これによりトラフィックストリームは、ゲートウェイを通過して目的地となるノードに到達することが可能である。

別の実施の形態では、アッド／ドロップノード９０２は、ＤＤＥ及びＤＣＥを備えている場合があり、これにより時計回りのリング及び反時計回りのリングから受信されたトラフィック、及び時計回りのリング及び反時計回りのリングに送出されるトラフィックの分離が可能である。この実施の形態では、かかる分離により、所与の波長は、一方の方向でワーキングパスとして使用することができ、他の方向でプロテクションチャネルアクセス（ＰＣＡ）として使用することができ、これによりプロテクションスイッチング機能をなお提供しつつ、全体のネットワークキャパシティを２倍にまで増加する場合がある。

ネットワーク９００は、ハブノードを通して容易に接続するために設けられる場合がある、既存の長距離ネットワーク又はメトロコアネットワークへの接続のために特に適している場合がある。さらに、前に説明された実施の形態に従い、２，３又は４以上のサブネットをもつネットワークに対して参照符号９００が容易にアップグレード可能な場合がある。

図１９は、本発明の１実施の形態に係る図１８の光ネットワークの光信号の光経路を例示するブロック図である。参照の容易さのため、ＡＤＮ９０２の伝送エレメント及びハブノード９０４の高水準の詳細のみが示されている。図１９に示される実施の形態では、ＡＤＮ９０２は、ＤＣＥ６００及びＤＤＥ７００を備えており、ＤＣＥ６００及びＤＤＥ７００のそれぞれにおけるスイッチは、時計回り方向及び反時計回り方向の両方で同じトラフィックを送信するために設けられる。代替的に、ＡＤＮ９０２は、図１９に示される実施の形態では、図２の結合エレメント１３０及びディストリビューティングエレメント８０、又は他の適切な結合又はディストリビューティングエレメントを備えている場合がある。

図１９を参照して、光経路９１０及び９１２は、反時計回り方向及び時計回り方向のそれぞれで、発生元ノードであるＡＤＮ９０６からネットワークに挿入されるトラフィックストリーム（「ＡＤＮ９０６トラフィックストリーム」）を表している。図１９に示される実施の形態では、ＡＤＮ９０６トラフィックストリームの意図される目的地となるノードはＡＤＮ９０８である。光経路９２２は、トラフィックストリームのチャネルに対応する時計回りの伝送セグメント２０２における開いたスイッチ（すなわち２×２スイッチの「クロス」状態）で、ハブノード９０４で終端する。また、光経路９２０は、トラフィックストリームのチャネルに対応する反時計回りの伝送セグメント２００における開いたスイッチで、反時計回りの伝送セグメント２０２におけるハブノード９０４で終端する。なお、図１９は、ノード９０８を目的地となるノードとして示しているが、トラフィックは、ＡＤＮ９１０，９１２，９１４，９１６及び９１８のドロップポートに到達する。したがって、ネットワークは、ブロードキャスティング機能を有する。

図２０は、本発明の１実施の形態に係るプロテクションスイッチング及び図１９の光経路の光経路プロテクションを例示するブロック図である。ライン切断９２４は、図１９に示されるＡＤＮ９０６トラフィックストリームがその目的地となるノード９０８に到達するのを妨げる。プロテクションスイッチングのプロトコルに従い、ＡＤＮ９０６トラフィックストリームの波長に対応するハブノード９０４におけるスイッチ２１０は閉じられ、これによりＡＤＮ９０６トラフィックストリームは、ハブノード９０４を通過することが可能である。このように、ＡＤＮ９０６トラフィックストリームの目的地となるノード９０８は、ＡＤＮ９０６である。

プロテクションスイッチングの間にＡＤＮ９０６トラフィックストリームのチャネルにおけるリング９０１及び９０３が開くことを保証するため、ＡＤＮ９０６の伝送エレメント５０におけるスイッチ６２及びＡＤＮ９０８の伝送エレメント５２におけるスイッチ６２が開かれる場合がある。このように、たとえば、ライン切断９２４が１つのリングに影響を与えるのみである場合、又は修復動作の間、チャネル干渉が防止される。ライン切断の修復の後、ネットワークは、図１９に示されるそのプロテクションスイッチングの前の状態に復帰される。

図２１は、本発明の別の実施の形態に係る図１８の光ネットワークの光信号の光経路を例示するブロック図である。図２１に示される実施の形態では、ＡＤＮ９０２は、ＤＣＥ６００及びＤＤＥ７００を備えており、ＤＥＣ６００及びＤＤＥ７００のそれぞれにおけるスイッチは、時計回り方向で第一のトラフィックストリームを送信し、反時計回り方向で第二のトラフィックストリームを送信するために設けられる。代替的に、ＡＤＮ９０２は、図１９に示される実施の形態では、図１２ＡのＤＣＥ５５０、及び図１３ＡのＤＤＥ６５０、若しくは他の適切な分割された結合エレメント又は分割されたディストリビューティングエレメントを備えている。

図２１を参照して、光経路９２８は、ＡＤＮ９０８をその目的地となるノードとして、発生元ノードＡＤＮ９０６からネットワークに挿入される、第一のすなわち時計回りのトラフィックストリームを表している。光経路９２６は、ＡＤＮ９１０をその目的地となるノードとして、発生元ノード９０６からネットワークに挿入される第二のすなわち反時計回りのトラフィックストリームを表している。図１１から図１７を参照して先に説明されたように、第一の光経路９２８は、プロテクト可能なトラフィックストリームを備えるワーキング光経路を備えている場合がある。第二の光経路９２６は、通常の動作の間に終端可能なトラフィックストリームを備えるプロテクション・チャネル・アクセス（ＰＣＡ）光経路を備える場合がある。光経路９２８は、トラフィックストリームのチャネルに対応する時計回りの伝送セグメント２０２における開いたスイッチ（すなわち２×２スイッチの「クロス」状態）で、ハブノード９０４で終端する。また、光経路９２６は、トラフィックストリームのチャネルに対応する反時計回りの伝送セグメント２００における開いたスイッチで、反時計回りの伝送セグメント２０２におけるハブノード９０４で終端する。

図２２は、本発明の１実施の形態に係るプロテクションスイッチング及び図２１のワーキングパスの光経路プロテクションを例示するブロック図である。ライン切断９３０は、図２１に示されるトラフィックストリーム９２８がその目的地となるノード９０８に到達するのを妨げる。プロテクションスイッチングのプロトコルに従って、光経路９２６に対応するトラフィックは、終端される。ＡＤＮ９２８トラフィックストリームの波長に対応するハブノード９０４におけるスイッチ２１０が閉じられ、これによりＡＤＮ９２８トラフィックストリームはハブノード９０４に通過することができる。このように、目的ノード９０８は、ＡＤＮ９２８トラフィックストリームを受け続ける。

リング９０１及び９０３が開くことを保証するため、ＡＤＮ９０６の伝送エレメント５０におけるスイッチ６２及びＡＤＮ９０８の伝送エレメント５２におけるスイッチ６２が開かれる。このように、たとえば、ライン切断９３０が１つのリングに影響を与えるのみである場合、又は修復動作の間、チャネル干渉が防止される。ライン切断の修復の後、ネットワークは、図２１に示されるプロテクションスイッチングの前の状態に復帰される。

図２３は、本発明の１実施の形態に係る図１０の光ネットワークのプロテクションスイッチングの方法を例示するフローチャートである。

図２３を参照して、本方法は、ステップ１０００で開始し、ここでは、第一のセットのプロテクト可能なトラフィックストリームが偶数番のチャネルで反時計周りのリングにおいて送出される。ステップ１００２に進み、第二のセットのプロテクト可能なトラフィックストリームは、奇数番のチャネルで時計回りのリングにおいて送出される。ステップ１００４では、第一のセットの終端可能なトラフィックは、偶数番のチャネルで時計回りのリングにおいて送出され、ステップ１００６で、第二のセットの終端可能なトラフィックは、奇数番のチャネルで反時計回りのリングにおいて送出される。このように、それぞれの方向におけるそれぞれのチャネルは、トラフィックストリームにより占有され、これによりネットワークのキャパシティを効果的に利用することができる。特定の実施の形態では、プロテクト可能なトラフィックストリームは、顧客がプレミアムを払う優先度の高いトラフィックストリームであり、終端可能なトラフィックストリームは、優先度の低いトラフィックストリームである。

判定ステップ１００８では、プロテクト可能なトラフィックストリームのワーキングパスの中断であるかが判定される。かかる中断は、プロテクト可能なトラフィックストリームがその全ての目的地となるノードに到達するのを妨げるライン切断又は他の中断を備える場合がある。中断が起こっていない場合、本方法は、ステップ１０００に戻る。中断が起こった場合、次いで、ステップ１０１０で、中断が分離される。特定の実施の形態では、中断の分離は、時計回りの伝送エレメントにおけるスイッチ６２を開くことで中断の時計回りにあるアッド／ドロップノードで時計回りのリングを開くこと、及び反時計回りの伝送エレメントにおけるスイッチ６２を開くことで中断の反時計回りにあるアッド／ドロップノードで反時計回りのリングを開くことを備えている。

ステップ１０１２に進み、いずれか既存の終端可能なトラフィックは、プロテクションパスに沿って終端される。終端可能なトラフィックは、対応するワーキングパスがファイバ切断又は他の中断により干渉されていない場合にそのままの状態になる場合がある。ステップ１０１４では、ハブノードは、保護されたトラフィックがプロテクションパスに沿って進むことを可能にするために再構成される場合がある。特定の実施の形態では、このことは、ハブノードにおけるその波長に対応する予め開かれたスイッチ２１０を閉じることで達成される場合がある。

ステップ１０１６に進み、中断されたトラフィックの発生元のＡＤＮのＤＣＥにおけるスイッチは、中断されたトラフィックの方向を切り替える。ステップ１０１８では、中断されたトラフィックは、プロテクションパスにおいて送信される。判定ステップ１０２０では、中断が修復されたかが判定される。中断が修復されていない場合、本方法は、ステップ１０１８に戻り、中断されたトラフィックは、プロテクションパスで送信され続ける。中断が修復された場合、本方法は、ステップ１０２２に進み、ここでは、ネットワークは、その中断される前の状態に復帰し、本方法は、その終了に到達する。

図２４は、本発明の別の実施の形態に係るマルチサブネットの光リングネットワークを例示するブロック図である。図２４のネットワークは、長距離ネットワークにおけるトラフィックの１＋１プロテクションを提供する場合がある。図２４のネットワークは、リング１１１４及び１１１６を備えている。例示される実施の形態では、それぞれのリングは、反時計回りの方向でトラフィックを送信可能な光ファイバのペアを備えている。代替的に、それぞれのリングは、単一の双方向の光ファイバを備えている場合がある。例示される実施の形態では、ゲートウェイノード１０２は、３つのサブネットからなる境界を備えている。図２５を参照して更に詳細に説明されるように、アッド／ドロップノード１１０４は、リング１１１４及び１１１６のそれぞれからのトラフィックをパッシブに挿入及び抜取り、フレキシブルなチャネル配置を維持するために動作可能である。図２６及び図２７を参照して以下に説明される実施の形態では、ゲートウェイノード１１０２は、リング１１１４及び１１１６のそれぞれからのトラフィックを挿入及び抜取るために動作可能であり、複数のサブネットからなる境界を形成するために多重／分離ペアをさらに備えている。図２４の例示される実施の形態では、３つのサブネット、サブネット＃１、サブネット＃２及びサブネット＃３が示されている。

図２５は、本発明の１実施の形態に係る図２４のネットワークのアッド／ドロップノードを例示するブロック図である。図２５を参照して、アッド／ドロップノード１１０４は、光リング１１１６へのトラフィックを挿入し、光リング１１１６からのトラフィックを抜取るために動作可能なサブノード１１５０、光リング１１１４へのトラフィックを挿入し、光リング１１１４からのトラフィックを抜取るために動作可能なサブノード１１５２を備えている。サブノード１１５０及び１１５２は、図２を参照して先に説明されたように、増幅器６４及びカプラ６０をそれぞれ備えている。カプラ１１５４は、２×４のパッシブカプラを備えている場合がある。図２のノード１２とは対照的に、リングスイッチは、ノード１１０４には含まれていない。

１実施の形態では、ノード１１０４は、ローカルクライアントから同一のトラフィックを備える２つのトラフィックストリームを受ける場合がある。たとえば、例示される実施の形態では、単一のローカルトラフィックストリームは、スプリッタ１１６８によりローカルクライアントで、アッド／ドロップノード１１０４に入力する前に、第一のストリームと第二のストリームの２つのストリームに分割される。第一のストリームは、カプラ６０を介してリング１１１４に挿入されるため、サブノード１１５０にトランスポンダカード１１６４を介して送信される。第二のストリームは、リング１１１６に挿入されるため、サブノード１１５２にトランスポンダカード１１６６を介して送信される。例示される実施の形態では、第一及び第二のストリームは、同じ方向（反時計回り）でリング１１１４及び１１１６に挿入される。このように、１＋１プロテクションは、リング１１１４又は１１１６のうちの一方の故障、若しくはネットワーク１１００内の関連されるアッド及び／又はドロップ装置における故障の場合に、２つのローカルに挿入されるトラフィックストリームについて提供される。

同様に、リング１１１４及び１１１６からのトラフィックストリームは、サブノード１１５０及び１１５２におけるカプラ６０を介してフィルタ１１５６及び１１６０に抜取られる場合がある。ローカルに向けられたトラフィックは、フィルタ１１５６及び１１６０により選択され、トランスポンダカード１１５８及び１１６２を介してローカルクライアントに送信される。このように、１＋１プロテクションは、リング１１１４又は１１１６のうちの１つにおける故障、若しくはネットワーク１１００内に関連されるアッド及び／又はドロップ装置における故障の場合にローカルに抜取られるトラフィックストリームについて提供される。

図２６は、本発明の１実施の形態に係る図２４のネットワークのゲートウェイノードを例示するブロック図である。ゲートウェイノード１１０２は、図２４により搬送されるトラフィックの光−電気−光変換を提供し、ローカルクライアント又は他のソースからの光トラフィックの挿入を可能にする。

図２６を参照して、ゲートウェイノード１１０２は、サブノード１２００及び１２０２を備えている。サブノード１２００及び１２０２は、図２を参照して先に説明されたような増幅器６４、デマルチプレクサ１２０４、マルチプレクサ１２０６をそれぞれ備えている。サブノード１２００は、光リング１１１６からのトラフィックを分離し、分離されたトラフィックを抜取り、ローカルトラフィックを挿入し、光リング１１１６に送出するためにトラフィックを多重化するために動作可能である。サブノード１２０２は、光リング１１１４からのトラフィックを分離し、分離されたトラフィックを抜取り、ローカルトラフィックを挿入し、光リング１１１４への送出のためにトラフィックを多重化するために使用可能である。

リング１１１４及び１１１６から分離されたトラフィックストリームは、受信機１２１０及びトランスポンダ１２１２におけるセンダに送出される。ローカルに向けられるトラフィックは、光スイッチ１２１４により抜取るために選択される場合があり、スルートラフィックは、マルチプレクサ１２０６に送出される。また、光スイッチ１２１４は、ローカルに導出されるトラフィックを挿入し、ローカルに導出されたトラフィックをマルチプレクサ１２０６に送出する場合がある。このように、１＋１プロテクションは、リング１１１４又は１１１６のうちの１つにおける故障、若しくはネットワーク１１００内の関連されるアッド及び／又はドロップ装置における故障の場合に、ローカルに抜取られたトラフィックストリーム、スルートラフィック、及びローカルに挿入されたトラフィックについて提供される。

図２７は、本発明の別の実施の形態に係る図２４のネットワークのゲートウェイノードを例示するブロック図である。図２７のゲートウェイノード１３００は、サブネット間で境界を形成するゲートウェイで光−電気−光変換を提供し、図２６を参照して先に説明されたゲートウェイノード１１０２の代わりに使用される場合がある。

図２７を参照して、ゲートウェイノード１３００は、図２６を参照して先に説明されたように、サブネット１２００及び１２０２を備えている。しかし、図２６のノード１１０２とは対照的に、電気的なスイッチ１３０２は、受信機１２１０により電気信号に変換された光トラフィックを抜取るために動作可能である。電気的なスイッチ１３０２等は、電気信号を備えるローカルに導出されたトラフィックを、光に変換し、マルチプレクサ１２０６を介して多重化して光リング１１１４及び１１１６に挿入するため、トランスポンダ１２１２に送出するために動作可能である。

本発明は、幾つかの実施の形態と共に説明されたが、様々な変形及び変更が当業者に提案される場合がある。本発明は、添付された特許請求の範囲内に含まれるものとしてかかる変形及び変更を包含することが意図される。

本発明の１実施の形態に係る光リングネットワークを例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係る図１のアッド／ドロップノードの詳細を例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係る図２のノードの光カプラの詳細を例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係る図１の光波長を再使用するゲートウェイの詳細を例示するブロック図である。 本発明の別の実施の形態に係る図４Ａのゲートウェイの多重／分離ユニットを例示するブロック図である。 本発明の更に別の実施の形態に係る図４Ａのゲートウェイの多重／分離ユニットを例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係る図１の光ネットワークのサブネット間光信号の光経路を例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係るプロテクションスイッチング、及び図５のワーキング光経路に関する光経路のプロテクションを例示するブロック図である。 本発明の別の実施の形態に係る図１の光ネットワークのサブネット内光信号の光経路を例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係るプロテクションスイッチング、及び図７の光経路に関する光経路のプロテクションを例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係る光サブネットをもつ光リングネットワークにおいてトラフィックを送信するための方法を例示するフローチャートである。 本発明の１実施の形態に係る光サブネットをもつ光リングネットワークにおけるプロテクションスイッチングのための方法を例示するフローチャートである。 本発明の別の実施の形態に係る光リングネットワークを例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係る図１１のアッド／ドロップノードの結合エレメントを例示するブロック図である。 本発明の別の実施の形態に係る図１１のアッド／ドロップノードの結合エレメントを例示するブロック図である。 トランスポンダの冗長度を更に提供する、図１２Ａの結合エレメントを例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係る図１１のアッド／ドロップノードのディストリビューティングエレメントを例示するブロック図である。 本発明の別の実施の形態に係る図１１のアッド／ドロップノードのディストリビューティングエレメントを例示するブロック図である。 本発明の別の実施の形態に係る図１１のネットワークのアッド／アドップノードの詳細を例示する図である。 本発明の別の実施の形態に係る図１１のネットワークのゲートウェイノードの詳細を例示する図である。 本発明の１実施の形態に係る図１１の光ネットワークの光信号の光経路を例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係るプロテクションスイッチング、及び図１５のトラフィックストリームに関する光経路のプロテクションを例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係る光リングネットワークにおけるプロテクションスイッチングのための方法を例示するフローチャートである。 本発明の更に別の実施の形態に係る光ネットワークを例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係る図１８の光ネットワークの光信号の光経路を例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係る図１９の光ネットワークのプロテクションスイッチングを例示するブロック図である。 本発明の別の実施の形態に係る図１８の光ネットワークの光信号の光経路を例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係る図２１の光ネットワークのプロテクションスイッチングを例示するブロックである。 本発明の１実施の形態に係るハブが設けられたパッシブな光リングネットワークにおけるプロテクションスイッチングのための方法を例示するフローチャートである。 本発明の別の実施の形態に係るマルチサブネット光リングネットワークを例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係る図２４のネットワークのアッド／ドロップノードを例示するブロック図である。 本発明の１実施の形態に係る図２４のネットワークのゲートウェイノードを例示するブロック図である。 本発明の別の実施の形態に係る図２４のネットワークのゲートウェイノードを例示するブロックである。

Claims (2)

1. 光リングと、
   該光リングに結合される複数のアッドドロップノードと、
   該光リングを複数に分割したサブネットの境界に配置され、該光リングに結合されるゲートウェイノードと、からなる光ネットワークであって、
   前記アッドドロップノードは、
   前記光リングから入力される光を２分岐する第一の光スプリッタ／カプラと、
   前記第一の光スプリッタ／カプラにより分岐された一方の光と、クライアントからのトラフィックに対応する光とを結合して、前記光リングに送出する第二の光スプリッタ／カプラとを備え、
   前記ゲートウェイノードは、
   前記光リングから入力される光を、前記光を構成する波長チャネルに波長分離するデマルチプレクサと、
   前記分離された波長チャネル毎に設けられ、入力された光を選択的に通過、又は終端する複数のスイッチと、
   前記複数のスイッチにより通過した波長チャネルの光を波長多重するマルチプレクサとを備え、
   前記スイッチは、対応する波長チャネルが、自身のゲートウェイノードと隣接する２つのサブネット間をまたがるトラフィックであるときは光を通過するよう設定され、対応する波長チャネルが、自身のゲートウェイノードと隣接する２つのサブネット間をまたがらないトラフィックであるときは光を終端するよう設定され、
   前記サブネット間をまたがらないトラフィックのうちの少なくとも２つは、同一の波長チャネルである、
   ことを特徴とする光ネットワーク。
2. 光リングを複数の分割したサブネット間をまたがないトラフィックのうちの少なくとも２つが同一の波長チャネルである光が到達し、前記サブネットの境界に配置され、該光リングに結合されるゲートウェイノードであって、
   前記光リングから入力される光を、前記光を構成する波長チャネルに波長分離するデマルチプレクサと、
   前記分離された波長チャネル毎に設けられ、入力された光を選択的に通過、又は終端する複数のスイッチと、
   前記複数のスイッチにより通過した波長チャネルの光を波長多重するマルチプレクサとを備え、
   前記スイッチは、対応する波長チャネルが、自身のゲートウェイノードと隣接する２つのサブネット間をまたがるトラフィックであるときは光を通過するよう設定され、対応する波長チャネルが、自身のゲートウェイノードと隣接する２つのサブネット間をまたがらないトラフィックであるときは光を終端するよう設定される、
   ことを特徴とするゲートウェイノード。

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