JP4598528B2 - 光ネットワーク及び光ネットワーク用のノード - Google Patents

Description

本発明は、一般に光伝送システムに関し、特に分散したサブバンド禁止部（ｒｅｊｅｃｔｉｏｎｓ）を有する光ネットワークに関連する。

電気通信システム、ケーブルテレビジョンシステム及びデータ通信ネットワークは、遠隔した地点間で大量の情報を搬送するために光ネットワークを利用する。光ネットワークでは、光ファイバにより光信号の形式で情報が伝送される。光ファイバは、非常に低損失で長距離にわたって信号を伝送することができる細いガラス線から構成される。

光ネットワークは、伝送容量を増やすため、波長分割多重化（ＷＤＭ）又は高密度波長分割多重化（ＤＷＤＭ）方式をしばしば使用する。ＷＤＭやＤＷＤＭネットワークでは、多数の光チャネルは、各ファイバにて異なる波長で伝送される。ネットワーク容量は、各ファイバ及び帯域における波長数、チャネル数又はチャネルのサイズに基づく量である。

本発明の課題は、分散したサブバンド禁止部を有する光ネットワーク、光ネットワークにおけるノード及び方法を提供することである。

光ネットワーク用のノードは、光リングに接続され、第１の方向にトラフィックを伝送するよう機能する第１伝送要素と、前記光リングに接続され、第２の別の方向にトラフィックを伝送するよう機能する第２伝送要素とを含む。第１及び第２伝送要素の各々は、進入信号を中間信号及びドロップ信号に分けるよう機能する光スプリッタ要素を含む。各ノード内のフィルタは、ネットワークの複数の個別的なサブバンドを含む通過信号を生成するために、前記中間信号の中からネットワークの少なくとも第１のサブバンドを阻止するよう機能する。各ノードは、少なくとも第１のサブバンドのローカルトラフィックを、ネットワークで送信するために前記通過信号に付加するよう機能する付加要素を含む。

本発明の技術的な利点は、分散されたサブバンド禁止部を有する光リングネットワークを提供することを含む。特定の態様では、ネットワークの別個のサブバンドは各ノードでオープンである。その結果、サブバンド内で柔軟にチャネル間隔を設定できるオープンリングネットワークが提供される。ネットワークは、どの１つの地点でも物理的に開放されることは必要とされず、従って、単方向経路切換リング（ＵＰＳＲ：Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｐａｔｈ−Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｉｎｇ）保護スイッチングがサポートされる。

特定の態様による他の利点は、チューナブルバンドパスフィルタによる光相互接続機能を含んでもよい。簡易であり、低損失であり、低コストの光ネットワークを用意することで、サブバンド内のチャネル間隔を柔軟に設定してもよい。ノードコンフィギュレーションはトラフィックのブロードキャストを許容してもよく、サブバンド内で無視できる通過帯域の狭帯域化が生じる。低いノード損失（４ｄＢ）及び低い損失変動により、リングインターフェースが回避されてもよい。また、何らのチャネルパワーの等化も必要とされない。

本発明の様々な態様は、上述の技術的利点の全部又は一部を含んでもよいし、含まなくてもよいことが理解されるであろう。更に、本発明の他の技術的利点は、以下の図面、説明及び特許請求の範囲から、当業者に明白になるであろう。

本発明及びその利点を更に完全に理解するため、添付図面に関する以下の説明が参照される。図中、同様な番号は同様な要素を表現する。

図１は、本発明の一実施例による光ネットワーク１０を示す。本実施例では、ネットワーク１０は、ネットワーク１０は光リングネットワークであり、そのネットワーク内では、多数の光チャネルが同じ経路を通じて異なる波長で伝搬される。ネットワーク１０は、波長分割多重化（ＷＤＭ）、高密度波長分割多重化（ＤＷＤＭ）その他適切なマルチチャネルネットワークでもよい。ネットワーク１０は、短距離大都市ネットワーク、長距離都市間ネットワーク若しくは適切な他のいかなるネットワークで使用されてもよいし、複数のネットワークの組み合わせで使用されてもよい。

以下に詳細に説明されるように、ネットワーク１０はリング周囲に分散されたサブバンド禁止部を有するリングネットワークである。ここで使用される「サブバンド」は、ネットワークのチャネルの部分集合より成るネットワーク帯域の一部を意味する。特定の実施例では、ネットワークの全帯域は、等しい帯域幅の或いは異なる帯域幅の複数のサブバンドに分割されてもよい。一実施例におけるサブバンドでは、各ノードは、そのローカルトラフィックを加えるサブバンドに割り当てられる。また、ノードはその帯域における進入（ｉｎｇｒｅｓｓ）トラフィックを選別する又は阻止し、その進入トラフィックはリングを既に循環したものである。従って、各ノードは、サブバンドにおけるトラフィックを付加すること及び除去することの双方により、ネットワークにおけるチャネルの干渉を制御する。

図１を参照するに、ネットワーク１０は、複数のノード１２及び光リング２６を含み、光リングは第１光ファイバ１４及び第２光ファイバ１６より成る。光情報信号は、障害耐性を与えるために、ファイバ１４及び１６で異なる方向に伝送される。従って、各ノードの双方が、隣接するノード各々にトラフィックを送信し、それらからトラフィックを受信する。ここで使用されるように、「各」は、特定された事項の少なくとも１つの部分集合中の１つ１つ総てを意味する。光リング２６は、図示されるように単方向光ファイバ２つから構成されてもよいし、１つの双方向光ファイバから構成されてもよい。光信号は、音声の、映像の、文字の、リアルタイムの、非リアルタイムの及び／又は適切な他のデータにエンコードするための少なくとも１つの属性を有する。変調は、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）、強度変調（ＩＭ）及び適切な他の方式に基づいてもよい。

図示の例では、第１ファイバ１４中のトラフィックは時計回りに伝搬する。第２ファイバ１６中のトラフィックは反時計回りに伝搬する。ノード１２はリング２６に対してトラフィックを付加及び除去するよう動作する。各ノード１２では、ローカルクライアントから受信したトラフィックはリング２６に付加され、ローカルクライアント宛のトラフィックは落とされる（除去される）。トラフィックは、伝送信号に、トラフィックチャネルを挿入する或いはチャネルの信号を組み合わせることによって付加されてもよく、その伝送信号の少なくとも一部はファイバ１４，１６の双方又は一方で伝送される。トラフィックをローカルクライアントに伝送するのに利用可能にすることによって、トラフィックはリング２６から除去されてもよい。従って、トラフィックは除去されてもよいし、ファイバ１４及び／又は１６で更に巡回し続けるようにしてもよい。

一実施例では、ノード１２は、更に、クライアントからのデータをリング２６に付加するよう多重化し、且つリング２６からのデータチャネルを分離するよう動作してもよい。また、ノード１２は、クライアントから受信した及びそこへ送信される信号に関する光から電気への又は電気から光への変換を行ってもよい。

波長、パワー及び品質のパラメータのような信号情報は、ノード１２内で監視されてもよいし及び／又は中央制御システムによって監視されてもよい。従って、ノード１２はファイバ１４，１５の双方又は一方で回線切断が生じた際に回路保護機能を提供してもよい。一実施例では、光監視チャネル（ＯＳＣ）は、互いに及び制御システムと通信するためにノードにより使用されてもよい。他の実施例では、図２を参照しながら以下に更に説明されるように、ネットワーク１０は単方向経路切換リング（ＵＰＳＲ）ネットワークでもよく、そのネットワークでは、より低ビットエラーレート（ＢＥＲ）の及び／又はより高いパワーレーベルの方向（時計回り又は反時計回り）からのローカルクライアントトラフィックを転送するようにスイッチが切り換えられる。

図２は本発明の一実施例によるノード１２の詳細を示す。図示の例では、ノード１２にて、トラフィックが、受動スプリッタによりリング２６から受動的に除去される。この状況における「受動的（ｐａｓｓｉｖｅ）」は、パワー、電気及び／又は可動部分なしに行われる意味である。従って、能動的（ａｃｔｉｖｅ）装置は、機能を実行するためにパワー、電気又は可動部分を使用する。特定の実施例では、多重化／分離せずに、伝送リング内で分割することで及び／又はリング内で信号の一部を分離することで、トラフィックは受動的に或いはそれ以外の方法でリング２６から除去されてもよい。フィルタは、ネットワークに関して指定された（割り当てられた）サブバンドを阻止し、残りのサブバンドを通過させるように機能する。ローカルトラフィックは指定されたサブバンド内でリング２６に付加されてもよい。トラフィックは受動的に或いは別の方法で付加されてもよい。

図２を参照するに、ノード１２は、第１の又は反時計回りの伝送要素３０、第２の又は時計回りの伝送要素３２、合成要素３６及び分配要素３４から構成される。伝送要素３０，３２はリング２６へトラフィックを付加し、リング２６からトラフィックを落とし、以前に伝送したトラフィックを除去し、及び／又はノード１２に関するリングとの他の相互作用を行う。合成要素３６は、受動的に又は他の方法でローカル付加信号を生成する。分配要素３４は、ローカルドロップトラフィックを復元するために、ドロップ信号（除去信号）を受動的に又は他の方法で個々の信号に分配する。特定の実施例では、伝送、結合及び分配要素３０，３２，３６，３４の各々は、個別的なカードとして実現されてもよく、ノード１２のカード棚（ｓｈｅｌｆ）のバックプレーンを通じて相互接続されてもよい。更に、要素自体の機能が複数の個別カードにわたって分散されてもよい。このように、ノード１２は、モジュラ形式でアップグレード可能な形式であり、機能拡張に合わせて料金を支払う形式、即ちペイアズユーグロー（ｐａｙ−ａｓ−ｙｏｕ−ｇｒｏｗ）アーキテクチャを提供する。

伝送要素３０，３２の各々は対応するファイバ１４又は１６に接続され或いは他の方法で接続され、リング２６にトラフィックを付加し、リング２６からトラフィックを除去する。伝送要素３０，３２各々は、進入信号を中間信号及び除去信号に分割するよう動作する光スプリッタ要素４４と、ネットワークに対して指定されたサブバンドを中間信号から阻止し、ネットワークに関する複数の個別のサブバンドを含む通過信号を生成するよう動作するフィルタ４４と、ネットワーク内で伝送するために、割り当てられたサブバンドにおけるローカルトラフィックを通過信号に付加するよう動作する付加要素とを有する。図示の例では、フィルタ４４も付加要素として機能する。他の実施例では（例えば、図７Ａ，７Ｂに示される例では）、付加要素は別個の要素である。付加要素は、トラフィックを光ネットワークに付加する、フィルタ、カプラ又は他の適切な装置から構成されてもよい。素子は、直接的に、間接的に、又は他の適切な接続又は関連付けにより結合されてもよい。図示の例では、ノード１２の要素及び要素中の装置は、光ファイバ接続で接続されるが、他の実施例では、平面波ガイド回路及び／又は自由空間光学要素で部分的に又は全体が実現されてもよい。

光スプリッタ要素（スプリッタ４２）の各々は、光信号を結合及び／又は分割する光ファイバカプラ又は他の光スプリッタから構成されてもよい。スプリッタ４２は、柔軟なチャネルスペーシング機能を提供し、ここでのその意味は、主要なストリームラインにおけるチャネル間隔に関し、何らの制約も無いことである。ここで使用されるように、光スプリッタ又は光カプラは、多重化（マルチプレクス）せずに２以上の光信号に基づいて合成された光信号を結合又は生成し、分離（デマルチプレクス）せずに、光信号を個々の光信号に又は光信号に基づいて受動的に個々の光信号に分ける又は分割するよう動作するいかなる装置でもよい。個々の信号は、周波数、形式及び／又は内容に関して同一でもよいし類似していてもよい。例えば、個々の信号は内容的に同一であってパワーも同一又は実質的に同様でもよく、内容的に同一であるがパワーが実質的に異なってもよく、内容が僅かに異なる或いはそうでなくてもよい。一実施例では、スプリッタ４２は、実質的に等しいパワーを有する２つの複製に信号を分割してもよい。カプラは５５ｄＢを上回る方向性を備えてもよい。挿入損失の波長依存性は、１００ｎｍにわたって約０．５ｄＢより少なくてもよい。５０／５０カプラの挿入損失は約３．５ｄＢより少なくてもよい。

図３Ａ，３Ｂを参照しながら以下に詳細に説明されるフィルタ４４は、指定されたサブバンドのトラフィックを阻止し、残りのトラフィックを通すように動作する。ここで使用されるように、阻止（ｒｅｊｅｃｔ）は、トラフィックストリームを終端させる或いは除去することを意味してもよい。フィルタ４４は、指定されたサブバンド内のローカルトラフィックを付加してもよい。フィルタ４４は、トラフィックの多重化及び／又は分離が必要とされない光学的に受動的なものでもよい。

一実施例では、伝送要素３０，３２の各々は増幅器４０を含む。増幅器４０は、光信号を受信及び増幅することができるエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）又は他の適切な増幅としてもよい。増幅器の出力は例えば１７ｄＢｍでもよい。時計回りのファイバ１４の区間損失（区間ロス）は、反時計回りのファイバ１６の区間損失と異なっていてもよいし、増幅器４０は入力の広範なダイナミックレンジを有する自動レベル制御（ＡＬＣ）機能を使用してもよい。従って、増幅器４０は、入力パワー変動に対してゲインの平坦性を実現するように自動利得制御（ＡＧＣ）を装備するだけでなく、ＡＬＣ機能を実現するように可変光アッテネータ（ＶＯＡ）も装備してよい。特定の実施例では、ネットワーク１０内の１以上のノード１２は、増幅器４０に結合された増幅自然放出（ＡＳＥ）フィルタ（図示せず）を含み、ネットワーク１０の増幅器からの望まれない自然放出やノイズが増えることを抑制してもよい。ＡＳＥフィルタは図７及び９に関連して以下に更に説明される。

伝送要素の動作時にあっては、増幅器４０は、接続されたファイバ１４又は１６から進入伝送信号を受信し、その信号を増幅する。増幅された信号は光カプラ４２に伝送される。光カプラ４２は、ファイバ１４又は１６から、増幅された信号を中間的な信号及びローカルドロップ信号に分離する。フィルタ４４はネットワークの指定されたサブバンドを中間信号から阻止して通過信号を生成し、ファイバ１４，１６で伝送するために、その指定されたサブバンドのローカルトラフィックを通過信号に付加する。ローカルドロップ信号は、分配要素３６に処理用に伝送される。このように、例えばトラフィックはノード１２にてリング２６から受動的に除去される。

分配要素３４は、ファイバ１４又は１６から落とされた（ドロップされた）信号を受信するドロップスプリッタ５０から構成されてもよい。スプリッタ５０は、１つの光ファイバ進入リード、及び複数の光ファイバドロップリードから構成されてもよい。ドロップリードはスイッチ５２に接続されてもよく、スイッチはＵＰＳＲプロテクションスイッチングを可能にし、１以上のフィルタ５４は１以上の光受信機５６に接続されてもよい。

特定の実施例では、より低いビットエラーレート（ＢＥＲ）に対応する方向（時計回り又は反時計回り）の方向からのローカルクライアントトラフィックを転送するように、スイッチ５２は初期設定される。ＢＥＲが閾値を超えない限り、スイッチが初期設定状態に留まるように閾値が設定される。パワーレベルに関して他の閾値レベルが設定されてもよい。ＢＥＲがＢＥＲ閾値を超えると、或いはパワーがパワー閾値を超えると、スイッチは他方の信号を選択する。スイッチに関する命令（コマンド）は接続部５７により伝送されてもよい。その結果、簡易且つ迅速なプロテクションを局所的に制御できる。

合成要素３６はカプラ６０から構成されてもよく、カプラは複数の光ファイバ付加リードからのトラフィックを受信し、そのリードはローカルクライアント又は他のソースに関連する１以上の付加光送信部６２に接続されてもよい。合成要素３６は更に２つの光ファイバ進入リードより成り、その進入リードは増幅器４０に与えられる。他の実施例では、増幅器４０は省略されてもよい。増幅器４０はＥＤＦＡ又は他の適切な増幅器から構成されてもよい。従って、同じトラフィックの複製がバンドパスフィルタ４４を通じて伝送要素３０，３２の各々に転送され、時計回り及び反時計回りの双方向でリング２６に付加される。

図３Ａは、本発明の一実施例による図２のノードのフィルタ４４の動作を示すブロック図である。フィルタ４４は、薄膜、固定フィルタ、チューナブルフィルタ又は他の適切なフィルタから構成されてもよく、各フィルタ４４は単一のフィルタから、或いは直列に、並列に又は別の形式に接続された複数のフィルタから構成されてもよい。図示の例では、フィルタ４４は単独のバンドパスフィルタである。

図３Ａに示されるように、バンドパスフィルタ４４は、複数のサブバンドにおけるトラフィックを搬送する光信号８０を受信するよう動作する。各サブバンドは１以上のトラフィックを搬送する或いはしないかもしれない。トラフィックチャネルはサブバンド内で柔軟にスペースをとってもよい。帯域制限フィルタ４４は指定されたサブバンド８６を信号８０から阻止し、ネットワークの残りのサブバンド８２を通過させる。阻止されたトラフィックは以前に伝送されたトラフィックであり、再巡回及びチャネル干渉を防ぐために除去される。通過したトラフィックはネットワーク１０内の別のノードで阻止されてもよい。指定されたサブバンド８６内のローカルトラフィックが、信号８０に付加されるかもしれない。

図３Ｂは、本発明の一実施例による図３Ａに図示のフィルタ４４における通過及び付加／除去の様子を示す図である。図３Ａに関して説明したように、通過フィルタ４４は、選択されたサブバンド８２を通じて伝送し、選択された１以上のサブバンド８６を信号８０から阻止する。図示の例では、通過サブバンド８２はサブバンドＡ及びＢより成り、そのサブバンドは、Ｃバンドスペクトルの低域端側の複数のチャネルより成る。図示の例では、サブバンドＡは４つの２．５Ｇｂ／ｓチャネルと、１つの１０Ｇｂ／ｓチャネルと、１つの４０Ｇｂ／ｓチャネルとを含み（細い、中程度の及び太い矢印でそれぞれ表現される）、サブバンドＢは１つの１０Ｇｂ／ｓチャネルと、７つの２．５Ｇｂ／ｓチャネルを含む。通過サブチャネル８２はサブバンドＤからも構成され、サブバンドはＣバンドスペクトルの上端部側にあり、４つの２．５Ｇｂ／ｓチャネルと、４つの１０Ｇｂ／ｓチャネルとを含む。阻止されるサブバンドＣは、Ｃバンドスペクトルの同じ中央範囲内に、２つの１０Ｇｂ／ｓチャネルと、２つの４０Ｇｂ／ｓチャネルを含む。図３Ｂには、例示的なチャネル間隔が描かれているが；チャネル間隔は柔軟に変更可能であり、即ち、サブバンド内でチャネル間隔に関して何らの制限もない。ネットワークの帯域は他の適切な帯域から構成されてもよいこと、或いは帯域は異なるサブバンド帯域幅の複数のサブバンドに分割されてもよいこと、及び阻止されるサブバンドが付加されるサブバンドとは異なるサブバンドから構成されてもよいことは、理解されるであろう。

特定の実施例では、干渉を回避するように、トラフィックを搬送しないいくつかの帯域が隣接するサブバンド間に用意される。図示の例では、間隔９０は、隣接するサブバンド間で２００ＧＨｚのガード帯域を構成する。トラフィック信号は、ガードバンドには割り当てられず、信号損失及び／又は干渉を最小化するようにする。

図４は、本発明の一実施例による図１の光リングに関する例示的な帯域伝搬経路を示すブロック図である。図４に示される例では、ノード１２の各々は、指定されたサブバンドに対して、リング２６からのトラフィックを阻止し、新たなトラフィックを指定されサブバンドでリング２６に付加し、各ノードは各自に指定されたサブバンドを阻止する。図示の簡明化のため、リング２６のファイバ１４しか描かれていない。図４に示される経路に対応する、ファイバ１６上の時計回り方向の経路もあることは、理解されるであろう。

図４を参照するに、トラフィックはノード２２にてサブバンドＡに付加され、ファイバ１４の周囲を伝搬し、ノード２２にてファイバ１４から除去（阻止）される。このようにして、チャネル干渉が回避される。同様に、サブバンドＢはノード２４で阻止及び付加され、サブバンドＣはノード１８にて阻止及び付加され、サブバンドＤはノード２０にて阻止及び付加される。特定の実施例では、サブバンドＡ，Ｂ，Ｃ及びＤは、Ｃバンドスペクトルにわたるサブバンドを含み、Ｃバンド内の各サブバンドがノード１８，２０，２２，２４の１つに割り当てられる。

図５は、本発明の一実施例による、図１の光リングでの例示的な帯域伝搬経路を示す。参照の便宜を図るため、付加／除去ノード１２の詳細が上位概念的に示されている。

図５を参照するに、光経路２００，２０２は、反時計回り及び時計回り方向で選択された帯域（ノード１８バンド）にて、発信ノード１８からネットワークに付加された同じトラフィックのストリームをそれぞれ表現する。図示の例では、ノード１８バンドの意図される宛先ノードはノード２２である。通常の動作モードでは、光経路２００，２０３の各々はノード１８から始まり、チャネル干渉を避けるためにそこで終端する。上述したように、各ノードは指定されたサブバンドでトラフィックを付加及び除去し、光経路はフィルタ４４による阻止によって終端されてもよく、フィルタは割り当てられたサブバンド中のトラフィック総てを阻止する。図５は宛先ノードとしてノード２２を示しているが、ノード１８はノード２０，２４，１８のドロップノードにも到達することに留意を要する。従って、ネットワークはブロードキャスト機能を有する。図６を参照しながら以下に説明されるように、時計回り及び反時計回りの双方向におけるノード１８のブロードキャストは、回線切断その他の障害時における保護機能（プロテクション）を提供する。

図６は、本発明の一実施例による回線切断その他の障害時における図５の伝搬経路に関するプロテクション機能を示すブロック図である。図６に示される例では、上述したように、光経路２００，２０２が、反時計回り及び時計回り方向で、発信ノード１８からネットワークに付加された同一トラフィックのストリームをそれぞれ表現する。

図示の例では、回線切断２５０は、ノード１８バンドが光経路２０２を通じてその宛先ノード２２に到達することを妨げる。プロテクションスイッチングプロトコルに従って、ノード２２は、時計回りのトラフィックに関するＢＥＲ閾値を超えるＢＥＲを検出したことに応答して（回線切断に起因して、反時計回りのトラフィックは、依然としてＢＥＲ閾値を下回ったままである）、時計回りの（ファイバ１４の）トラフィックを受信することから、反時計回りの（ファイバ１６の）トラフィックを受信することにスイッチ５４を切り換える。回線切断の修復後に、ネットワークは図５に示されるようなプロテクションスイッチング状態以前に戻ってもよいし、切り換えられた状態のままでもよい。

図７Ａは、本発明の別の実施例による付加／除去ノードの詳細を示すブロック図である。特定の実施例では、図７Ａのノード３００内に示される１以上の要素が、図２のノード１２内に示される要素の代わりに使用されてもよい。

ノード３００は、図２を参照しながら説明されたように、合成要素３６及び分配要素３４から構成される。しかしながら、ノード３００は、伝送要素３０，３２の代わりに、伝送要素３３０，３３２を有し、それら各々は、ドロップカプラ４２と、付加カプラ３０２より成る付加要素との間のフィルタ３０４から構成される。同様に、ドロップカプラ４２と同様に、付加カプラ３０２は受動的であり、柔軟にチャネル間隔を設定できる。フィルタ３０４は、接続されたファイバ１４又は１６から１以上の帯域を阻止し、チャネル干渉を防ぐ。フィルタ３０４は、チューナブルバンドパスフィルタ又は他の適切なフィルタから構成されてもよい。フィルタ３０４は、フィルタ４４を参照しながら上述したように、指定されたサブバンド内のトラフィックを阻止するが；図８に示される実施例では、フィルタ３０４はネットワークにトラフィックを付加しなくてもよい。その代わりに、ローカルトラフィックは付加カプラ３０２を通じて付加される。伝送要素３３０，３３２の構成は、非ＵＰＳＲモードでネットワーク内で経路を共用するため、指定されたサブバンド外のトラフィックが、付加カプラ３０２により付加されることを許容し、図８を参照しながら以下に詳細に説明されるように、全体的なネットワーク容量を増やす。

増幅器３４４は、光信号を受信及び増幅することのできるエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）又は他の適切な増幅器でもよい。ノード３００は増幅器３４４に接続された増幅自然放出（ＡＳＥ）阻止フィルタ３４６を含み、リングに沿うＡＳＥに起因する望まれない自然放出や、ネットワーク１０の増幅によるノイズ等が増えることを防ぐ。例えば、一般的なＥＤＦＡは１５３０ｎｍ及び１５６５ｎｍの間で３５ｎｍのゲイン帯域を有する。ネットワークは、たとえリング内のノード数が比較的小さかったとしても（例えば、３ノード）、全体的なゲイン帯域（１５３０−１５６５ｎｍ）のどの部分に対してもＡＳＥの巡回を阻止してもよい。従って、特定の実施例では、各リングは、リングの少なくとも１つのノード内に１つのＡＳＥ阻止フィルタ３４６を有する。特定の実施例では、ＡＳＥ阻止フィルタ３４６は、複数ノードネットワークの１ノードの伝送要素内に含まれてもよい。特定の実施例では、ＡＳＥ阻止フィルタ３４６は、ネットワークの帯域の使用されていないサブバンド内のノイズを選別又は阻止してもよい。追加的なノードがネットワークに付加される場合に、トラフィックを伝送するために付加的なサブバンドが使用されてもよく、ＡＳＥ阻止フィルタ３４６は、それが選別するサブバンドを選択的に減らし、そのようなトラフィックの付加的なサブバンドを収容するようにしてもよい。図９を参照しながら以下に説明されるように、ＡＳＥ阻止フィルタ３４６は、複数のバンドパスフィルタ一式から構成され、追加的なノードが付加されるようにネットワークの拡張性を許容してもよい。

図７Ｂは、本発明の更に別の実施例による付加／除去ノードの詳細を示すブロック図である。付加／除去ノード３５０は、分配要素３３４、合成要素３３６及び伝送要素３５２，３５４から構成される。伝送要素３５２，３５４は、図７Ａの伝送要素３３０，３３２と同様に、それぞれ、ドロップカプラ４２と、付加カプラ３０２より成る付加要素との間のフィルタ３０４から構成される。２×２スイッチ３５６が、増幅器３４４及びドロップカプラ４２の間に設けられ、伝送要素を、そして延いてはノード３５０で光リングを開放するよう動作する。特定の実施例では、２×２スイッチ３５６は、ＡＳＥ阻止フィルタ３４６の故障の際に開放され、ＡＳＥ阻止フィルタ３４６が、使用されていないサブバンドに関するＡＳＥ巡回を阻止できないようにしてもよい。例えば、伝送要素３５２内のＡＳＥ阻止フィルタ３４６が故障した場合に、伝送要素３５２，３５４内の２×２スイッチが開放され、そのセグメント内でファイバ切断を実効的に形成するようにする。ＵＰＳＲプロテクション体制では、光経路は、そのような実効的なファイバ切断状況の下で保護される。

分配要素３３４は、ファイバ１４又は１６からドロップした信号を受信するドロップスプリッタ５０から構成されてもよい。ノード１２と同様に、スプリッタ５０は、１つの光ファイバ進入リード、及び複数の光ファイバドロップリードとを有するスプリッタから構成されてもよい。しかしながら、ノード３００内の１つのスプリッタ５０はフィルタ３０８に結合され、そのフィルタは光受信機３１０に接続され、１つのスプリッタはフィルタ３１２に接続され、そのフィルタはフィルタ３１４に接続される。同様に、合成要素３３６は、送信部３２０に接続されたカプラ３１６、及び送信部３２２に接続されたカプラ３１８から構成されてもよい。このように、１＋１のプロテクション及びネットワーク冗長性が、分配及び合成要素の双方に用意される。

ＵＰＳＲプロテクション法は、受信機６２の冗長性によりサポートされてもよい。特定の実施例では、受信機６２は、時計回り及び反時計回りの双方向から同じサブバンドトラフィックを受信し、ＢＥＲ監視を同時に実行させてもよい。この実施例では、ワーキングトラフィックのＢＥＲがＢＥＲ閾値を僅かでも超えた場合に、より低いＢＥＲに関連する受信機がトラフィックを受信し続けてもよい。

図８Ａは、本発明の別の実施例による光リングにおける例示的な帯域伝搬経路を示すブロック図である。図８に示される実施例では、経路の共有化により、ネットワーク容量を全体的に増やしている。

図８Ａでは、ノード１８，２０，２２，２４は図７を参照しながら説明されたようにノード３００から構成される。図４を参照しながら上述されたように、サブバンドＢは阻止され、どのサブバンドでもそれがノード２４で付加されてもよく、サブバンドＣはノード１８で阻止及び付加され、サブバンドＤはノード２０で阻止及び付加される。しかしながら、簡明化のため、サブバンドＡの光経路しか図８に示されていない。

ワーキングトラフィックは、時計回り方向でのみサブバンドＡ内のノード２２にて付加され、ファイバ１４の回りを伝搬し、図４を参照しながら上述したように、ノード２２にてファイバ１４から排除される。しかしながら、図８のノードコンフィギュレーションは、サブバンドＡの付加的なトラフィックをノード２０でファイバ１６に付加するのを許容することで、経路共用化も許容する。そのような付加的なトラフィックはプロテクションチャネルアクセス（ＰＣＡ）トラフィックとして言及されてもよい。ワーキング及びＰＣＡサブバンドＡトラフィック双方は、ファイバ１４，１６双方に関し、ノード２２にて阻止され、チャネル干渉を回避する。

図８Ｂは、本発明の別の実施例による付加除去ノードでの送信及び受信冗長機能部を示すブロック図である。図８Ｂに示される送信冗長要素は、図２，７Ａの合成要素に付加されてもよし、他の方法で本発明で適切に使用されてもよい。同様に、図８Ｂに示される受信冗長機能部は、図２，７Ａの分配要素３６に付加されてもよいし、他の方法で本発明に適切に使用されてもよい。冗長１×２スイッチ３６２及び冗長送信機３６６，３６８は、時計回り及び反時計回りのリングに付加されるトラフィックの冗長性を与える。同様に、冗長フィルタ３７０、冗長受信機３７２，３７４及び１×２スイッチ３６２は、時計回り及び反時計回りリングからのトラフィックを受信するための冗長手段を与える。特定の実施例では、冗長性には、１＋１プロテクション又はＮ：１プロテクションが与えられてもよい。

図９は、本発明の別の実施例による光リングでの帯域伝送路例を示すブロック図である。図１，４を参照しながら説明されたリングと同様に、ネットワーク３８０は、光リング内の複数のノード３８２，３８４，３８６，３８８から構成され、光リングは時計回りの光ファイバ３９０及び反時計回りの光ファイバから構成される。簡明化のため、反時計回りのファイバは図示されていない。図４に示される例と同様に、各ノード３８２，３８４，３８６，３８８は、リングからのトラフィックのうち指定されたサブバンドからのトラフィックを阻止し、新たなトラフィックを指定されたサブバンドでリングに付加し、各ノードは別の指定されたサブバンドを阻止する。トラフィックはサブバンドＧ内のサブバンド３８２で付加され、ファイバ３９０周囲を伝搬し、ノード３８２でファイバ３９０から排除される。同様に、サブバンドＨはノード３８４で排除及び付加され、サブバンドＥはノード３８６で排除及び付加され、サブバンドＦはノード３８８で排除及び付加される。

上述したノードとは異なり、ノード３８２，３８４，３８６，３８８は、付加的なサブバンド（サブバンドＺ）を阻止及び付加するよう動作する追加的なサブバンドフィルタを有する。図示の例では、サブバンドＺはノード３８２，３８４，３８６，３８８の各々で阻止及び付加される。従って、共通サブバンドＺ内のチャネルは各ノードで付加され及び落とされる。サブバンドＺ内の落とされたチャネルはリングに再挿入可能であり、或いは全ノードで終端可能である。終端される場合は、サブバンドＺ内のこれらドロップチャネルは、他のノード内の別のトラフィックで共用可能である。このように、ネットワークの全体的な容量が増やされてもよい。

図１０Ａ−Ｃは、本発明の一実施例によるＡＳＥ阻止フィルタの詳細及び動作を示す。図１０Ａは、本発明の一実施例による構成変更可能なＡＳＥ阻止フィルタ４００を示すブロック図である。特定の実施例では、追加的なノード及び追加的なサブバンドがトラフィックを搬送するように、ＡＳＥ阻止フィルタ３４６は、複数のフィルタ一式４００を有し、ネットワークを拡張可能にしてもよい。他の実施例では、ＡＳＥ阻止フィルタ３４６は、直列に、並列に又は別の形式で接続された１以上のフィルタから構成されてもよいことは理解されるであろう。

フィルタ群４００は、複数の個別的なバンドバスフィルタ４０４から構成されてもよい。個々のフィルタ４０４，４０６は、選択されたサブバンド（１以上の周波数から構成されてもよい）を通過させ、他のサブバンドを阻止するように用意されてもよい。スイッチ４０２は、特定のフィルタ４０４，４０６に対応するトラフィックを終端するように設けられてもよい。フィルタ４０４はサブバンドを分離（デマルチプレクス）するように動作し、フィルタ４０６はサブバンドを多重化（マルチプレクス）するように動作し、図示の実施例では、バンドパスフィルタ４０４，４０６はサブバンドＡ−Ｈに対応する。

カスケード接続されたフィルタ群４００の場合は、各サブバンドの送信及び反射の双方が使用される。例えば、ＡＳＥの入力が総てのサブバンド（Ａ，Ｂ，．．．，Ｈ）から構成されるならば、サブバンドＢ乃至ＨがサブバンドＡに関連するフィルタ４０４で選別され、サブバンドＡがそこを通過する。特定の実施例では、反射光内のサブバンドＡの光のスペクトルパワー（ｍＷ／Ｈｚ）は、通過サブバンド（Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．，Ｈ）のスペクトルパワーの１／１００００であり、送信された光の中で阻止されたサブバンド（Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．，Ｈ）のスペクトルパワーは、サブバンドＡのスペクトルパワーの１／１００である。サブバンドＡに対応するスイッチ２０２が「オン（ｏｎ）」又は「通過」位置にある場合に、阻止されたサブバンド（Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．，Ｈ）のスペクトルパワーは、通過サブバンドＡのスペクトルパワーの１／１００００である。

サブバンドＡフィルタ４０４により阻止されたサブバンド（Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．，Ｈ）は、サブバンドＢに対応するフィルタ４０４に入る。サブバンドＢフィルタ４０４で反射したサブバンドは、サブバンドＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈしか含まない。最後のフィルタ４０４では、サブバンドＨの光がサブバンドフィルタＨ４０４に入り、サブバンドフィルタＨ４０６を通過する。反射によるパワー損失は非常に小さいので、サブバンド各々の損失量（２つのサブバンドフィルタ（４０４，４０６）による損失及びスイッチ４０２による損失）は実質的に等しくなる。従って、出力における多重光の波長（又はサブバンド）依存性損失は小さい。

第２フィルタ４０６は、通過光を更に選別するために設けられる。例えば、サブバンドＢの光は（対応するスイッチ２０２がオン「通過」ならば）、サブバンドＢフィルタ４０６を通過し、通過及び反射したサブバンドＡの光と混合され、これによりサブバンドＡ及びＢを多重化する。上述したように、スイッチ２０２を制御することで、ＡＳＥ阻止フィルタはサブバンドを基礎にしてその帯域を変える。

追加的なノード及び／又はサブバンドがネットワークに追加される場合には、追加的なスイッチ４０２は、追加的なサブバンドを通過可能にするために閉じられてもよい。例えば、図１０Ｂに示されるように、４つのノードネットワークが４つのサブバンドＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを搬送してもよい。フィルタ群４００は、サブバンドＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ以外を阻止し、他の不使用サブバンド中のノイズを減らす又は除去するように用意されてもよい。図１０Ｃに示されるように、追加的なサブバンドＥが付加されると、追加的なサブバンドに対応する付加的なスイッチ４０２が閉じられ、その付加的なノードに対応する追加的なバンドパスフィルタ４０４，４０６が、これらのバンドに対応するトラフィックを通すことを許容してもよい。

図１１は、本発明の一実施例による光ネットワークにおけるトラフィックを伝送する方法を示すフローチャートである。上述したように、トラフィックは光リングネットワーク内で伝送され、各ノードにはチャネルを付加するネットワークのサブバンドが割り当てられる。サブバンドは、適切ないかなるトラフィックチャネル数を含んでもよい。トラフィックは、光リング上の第１方向及び第２方向に転送されてもよい。

フローはステップ５００から始まり、リングに接続されるノードの各々で、進入トラフィックより成る伝送信号が、ドロップ信号及び中間信号に受動的に分割される。ステップ５０２では、バンドパス又は他の適切なフィルタが、通過信号を生成するために、中間信号から１以上のサブバンドのチャネルを阻止する。

ステップ５０４に進むと、トラフィックは通過信号に付加される。トラフィックは、バンドパスフィルタでサブバンドに付加されてもよいし、光カプラで付加されてもよい。

図１２は、本発明の一実施例により、追加的なノードを光ネットワークに挿入する方法を示すフローチャートである。図１２の方法は、図８に示されるような実施例（プロテクションチャネルアクセス（ＰＣＡ）トラフィックに経路共有化が使用される例）で使用されてもよい。

フローはステップ１０００から始まり、ＰＣＡトラフィックは、ＰＣＡトラフィック伝送を中止することで又は別の方法でネットワークから除去される。ステップ１００２に進むと、総てのワーキングチャネルが反時計回りリングに切り換えられる。ステップ１００４では、新規ノードが挿入される時計回りのファイバが切断され、その新規ノードがネットワークに挿入され、時計回りのファイバに接続される。ステップ１００６に進むと、新規ノードに関連する時計回りのＡＳＥ阻止フィルタは、「オン」又は通過位置に切り替えられる。

ステップ１００８に進むと、総てのワーキングチャネルが時計回り方向に切り換えられる。ステップ１０１０では、新規ノードが挿入される反時計回りのファイバが切断され、新規ノードが反時計回りのファイバに接続される。ステップ１０１２では、新規ノードに対応する反時計回りのＡＳＥ阻止フィルタが、オンの位置に切り替えられる。最終的に、ステップ１０１４にて、ネットワークは、図８に示されるように準備される或いは経路共有化に対して適切に準備され、ＰＣＡトラフィックがネットワークで終端されてもよいようにする。

ＵＰＳＲプロテクションスイッチングが使用される本発明の実施例では、図１２の方法は使用されないであろう。その代わりに、新規ノードを挿入することは、新規ノードが挿入されるリング上の地点で光リングを分離すること、及び時計回りや反時計回りの光ファイバに新規ノードを接続することを含む。スイッチ５２はいかなるトラフィックも自動的に保護し、そのトラフィックは、最低ＢＥＲに関連する信号に切り換えることによるリングの一時的な開放によって中断されるトラフィックである。特定の実施例にて、図１０Ａ−１０Ｃを参照しながら説明したように、新規ノードに対応するサブバンドフィルタをオン位置に切り替えることで、新規ノードに対応する新規サブバンドの送信を可能にするように、ＡＳＥ阻止フィルタ３４４が用意されてもよい。

以上本発明がいくつかの実施例と共に説明されてきたが、様々な変更及び修正が当業者に示唆されるであろう。本発明はそのような変更及び修正を添付の特許請求の範囲内に包含するよう意図される。

本発明の一実施例による光リングネットワークを示すブロック図である。 本発明の一実施例による図１の付加／除去ノードの詳細なブロック図である。 本発明の一実施例による図２のノードのバンドパスフィルタの動作を示すブロック図である。 本発明の一実施例による図３Ａの付加、除去及び通過機能に関するサブバンドを示す図である。 本発明の一実施例による図１のネットワークサブバンドに関する例示的な伝搬経路を示すブロック図である。 本発明の一実施例による、図１の光リングでの例示的な帯域伝搬経路を示し、付加／除去ノードの上位概念的な詳細を示すブロック図である。 本発明の一実施例による図５の伝搬経路に関するプロテクション機能を示すブロック図である。 本発明の別の実施例による付加／除去ノードの詳細を示すブロック図である。 本発明の更に別の実施例による付加／除去ノードの詳細を示すブロック図である。 本発明の別の実施例による図７Ａ又は７Ｂのノードに設けられる図１のネットワークでのサブバンドの例示的な伝搬経路を示すブロック図である。 本発明の更に別の実施例による付加除去ノードでの冗長機能部を示すブロック図である。 本発明の更に別の実施例による図１のネットワークでのサブバンドの伝送経路例を示すブロック図である。 本発明の一実施例による増幅自然放出（ＡＳＥ）フィルタの詳細及び動作を示す図である。 本発明の一実施例による光ネットワークにおけるトラフィック管理方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施例により新規ノードを光ネットワークに挿入する方法を示すフローチャートである。

Claims (4)

1. 光リングに接続され、第１の方向にトラフィックを伝送する第１伝送要素と、
   前記光リングに接続され、第２の方向にトラフィックを伝送する第２伝送要素と、
   を備える光ネットワーク用のノードであって、
   前記第１及び第２伝送要素の各々は、
   前記光リングで伝送される光信号を増幅する増幅器と、
   前記増幅器による自然放出光を抑制するＡＳＥフィルタと、
   ネットワーク帯域内の複数の個別的なサブバンドに含まれる少なくとも第１及び第２のサブバンドの光信号の内、第１のサブバンドの光信号を阻止し且つ第２のサブバンドの光信号を通過させるフィルタと、
   前記第１のサブバンドのローカルトラフィックを、前記光ネットワークで伝送するために前記フィルタの出力信号に付加する付加要素と
   を備え、
   前記ＡＳＥフィルタは、
   前記第１のサブバンドを通過帯域とする第１のバンドパスフィルタと、
   前記第２のサブバンドを通過帯域とする第２のバンドパスフィルタと、
   第３のサブバンドを通過帯域とする第３のバンドパスフィルタと
   を少なくとも含み、スイッチにより選択されたバンドパスフィルタからの光信号が、該ＡＳＥフィルタから出力され、
   前記光ネットワークで前記第３のサブバンドの光信号が使用されていない場合、前記スイッチにより選択された前記第１及び第２のバンドパスフィルタからの光信号が、該ＡＳＥフィルタから出力され、
   使用されていなかった前記第３のサブバンドの光信号が、以後使用されることになった場合、前記スイッチを切り替えることで、前記第１、第２及び第３のバンドパスフィルタからの光信号が、前記ＡＳＥフィルタから出力される、
   ことを特徴とする光ネットワーク用のノード。
2. 前記第１の方向及び前記第２の方向から選択的に除去されたトラフィックを受信機に転送する光スプリッタ
   を備えることを特徴とする請求項１記載のノード。
3. 光リング及び複数のノードを備える光ネットワークであって、各ノードは、
   前記光リングに接続され、第１の方向にトラフィックを伝送する第１伝送要素と、
   前記光リングに接続され、第２の方向にトラフィックを伝送する第２伝送要素と、
   を備える光ネットワーク用のノードであって、
   前記第１及び第２伝送要素の各々は、
   前記光リングで伝送される光信号を増幅する増幅器と、
   前記増幅器による自然放出光を抑制するＡＳＥフィルタと、
   ネットワーク帯域内の複数の個別的なサブバンドに含まれる少なくとも第１及び第２のサブバンドの光信号の内、第１のサブバンドの光信号を阻止し且つ第２のサブバンドの光信号を通過させるフィルタと、
   前記第１のサブバンドのローカルトラフィックを、前記光ネットワークで伝送するために前記フィルタの出力信号に付加する付加要素と
   を備え、
   前記ＡＳＥフィルタは、
   前記第１のサブバンドを通過帯域とする第１のバンドパスフィルタと、
   前記第２のサブバンドを通過帯域とする第２のバンドパスフィルタと、
   第３のサブバンドを通過帯域とする第３のバンドパスフィルタと
   を少なくとも含み、スイッチにより選択されたバンドパスフィルタからの光信号が、該ＡＳＥフィルタから出力され、
   前記光ネットワークで前記第３のサブバンドの光信号が使用されていない場合、前記スイッチにより選択された前記第１及び第２のバンドパスフィルタからの光信号が、該ＡＳＥフィルタから出力され、
   使用されていなかった前記第３のサブバンドの光信号が、以後使用されることになった場合、前記スイッチを切り替えることで、前記第１、第２及び第３のバンドパスフィルタからの光信号が、前記ＡＳＥフィルタから出力される、
   ことを特徴とする光ネットワーク。
4. 前記第１の方向及び前記第２の方向から選択的に除去されたトラフィックを受信機に転送する光スプリッタ
   を備えることを特徴とする請求項３記載の光ネットワーク。

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