JP5666690B2 - トランスポンダアグリゲータシステムおよび動作方法 - Google Patents

Description

本出願は、本明細書に参照によって援用される２０１０年４月２１日に出願された仮出願番号第６１／３２６，３９４号に対する優先権を主張する。

また、本出願は、本明細書に参照によって援用される、２０１０年３月５日に出願された同時係属中の米国特許出願公開第１２／７１８，１４５号、および、２００９年１０月９日に出願された仮出願番号第６１／２５０，１８５号と関連している。

本発明は、再構成可能光分岐挿入マルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）装置と動作方法に関し、特にＲＯＡＤＭノードにおける複数の挿入された信号の管理に関する。

再構成可能光分岐／挿入マルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノードは、波長面での任意のまたは全ての波長分割多重（ＷＤＭ）チャネル上の信号の柔軟な挿入と分岐を可能にする重要な光ネットワーク要素である。３ degreeまたはそれ以上のＲＯＡＤＭノードに対応するmulti degree ＲＯＡＤＭノード（ＭＤ−ＲＯＡＤＭ）は、異なる経路間の複数のＷＤＭ信号の相互接続機能を提供する他の光ネットワーク要素である。従来のＲＯＡＤＭノードはＷＤＭチャネル上での信号の分岐と挿入についてのある程度の柔軟性を有していたが、急速に大きくなり、ますます動的になるインターネットベースのトラフィックに対応するには十分に柔軟ではなかった。たとえば、従来のＲＯＡＤＭノードのトランスポンダは、全ての高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）ネットワークポートへの無閉塞で波長透過的なアクセスが通常できない。その結果、従来のＲＯＡＤＭノードを置き換えるために、カラーレスおよびディレクションレス（ＣＬ＆ＤＬ）ＭＤ−ＲＯＡＤＭノードが最近広く研究されている。この場合、「カラーレス」は、トランスポンダがＲＯＡＤＭノードシステムによって採用されている任意の波長で信号を送受信できるＲＯＡＤＭノードを指す。それに対して、「ディレクションレス」はトランスポンダが任意の入力ポートからの信号を受信し任意の出力ポートに信号を転送できるＲＯＡＤＭノードを指す。

ＣＬ＆ＤＬ ＭＤ−ＲＯＡＤＭノード用の現在の提案されている方法は、光クロスコネクト（ＰＸＣ）とも呼ばれる大規模なファイバスイッチの採用を示唆している。たとえば、図１を参照すると、これらの方法によれば、大規模ファイバスイッチ１０２をＲＯＡＤＭノード１００のコアの位置に実装することができる。あるいは、図２を参照すると、ＲＯＡＤＭノード２００内での複数のトランスポンダ２０６と複数のマルチプレクサ２０８との間に大規模ファイバスイッチ２０２と２０４とを実装することが他の方法で提案されている。

ＣＬ＆ＤＬ ＭＤ−ＲＯＡＤＭノード用の現在の提案されている方法は、光クロスコネクト（ＰＸＣ）とも呼ばれる大規模なファイバスイッチの採用を示唆している。たとえば、図１を参照すると、これらの方法によれば、大規模ファイバスイッチ１０２をＲＯＡＤＭノード１００のコアの位置に実装することができる。あるいは、図２を参照すると、ＲＯＡＤＭノード２００内での複数のトランスポンダ２０６と複数のマルチプレクサ２０８との間に大規模ファイバスイッチ２０２と２０４とを実装することが他の方法で提案されている。

前述のＣＬ＆ＤＬ ＭＤ−ＲＯＡＤＭノードは、大規模なポートカウントファイバスイッチの使用による高コストのせいで、大きな出費をまねく。さらに、図１に示しているアーキテクチャでは、ノード内の１つの点が原因の大きな障害も発生し、したがって好ましくない。それに対して、以下に説明する本発明の典型的な実装例は、チャネル間の低クロストークレベルを維持しながら、柔軟な挿入／分岐能力を促進することができる低価格のＲＯＡＤＭノード装置と動作の方法とを提供する。特に、本発明の典型的な実施態様によってもたらされる際だった利点は、ＲＯＡＤＭノードが、内部スイッチングの目的でチャネル間クロストーク緩和スキームを使用するにも関わらず、ＷＤＭネットワーク上での信号の送信用に利用可能なスペクトルを完全に利用できることである。

本発明の１つの典型的な実施態様は、ＲＯＡＤＭノードに実装できるＷＤＭネットワーク内で複数の信号を管理する方法を対象としている。本方法によれば、信号の第１の集合を、複数の信号のＲＯＡＤＭを通したスイッチングのために、第１のトランスポンダアグリゲータ内の第１の複数のトランスポンダを通して挿入することができる。挿入するステップは、同時に使用するために、複数の信号を隣接しており定義済みの複数のチャネルに挿入することを拘束することができる。さらに、信号の第２の集合を、信号の第２の集合の少なくとも一部が、信号の第１の集合内の任意の信号を有しているチャネルに隣接している少なくとも１つのチャネル上にあるように、第２のトランスポンダアグリゲータ内の第２の複数のトランスポンダを介して挿入することができる。その後、第１と第２の信号の集合をＲＯＡＤＭノードから対応している複数のチャネル上を送信することができる。

本発明の他の典型的な実施態様は、ＷＤＭネットワーク内で複数の信号を管理するＲＯＡＤＭノード装置を対象としている。装置は、複数のトランスポンダアグリゲータを有していてもよい。各トランスポンダアグリゲータは、それに対して、複数の信号を、ＲＯＡＤＭノードを通したスイッチングのために、チャネルの定義済みの集合のうちのチャネルの部分集合に挿入するように構成されている複数のトランスポンダを有していてもよい。少なくとも１つのトランスポンダアグリゲータは、同時に使用するために複数のトランスポンダが隣接しており定義済みの複数のチャネルに信号を挿入するのを拘束されている第１の種類とすることができる。複数のトランスポンダアグリゲータの少なくとも１つの他のトランスポンダアグリゲータは、複数の信号を、ＲＯＡＤＭノードを通した複数の信号のスイッチングのために、第１の種類のトランスポンダアグリゲータが使用することが拘束されている少なくとも１つのチャネルに挿入する第２の種類である。

本発明の代替の典型的な実施態様は、波長分割多重ネットワーク内の複数の信号を管理するＲＯＡＤＭノード内で使用されるトランスポンダアグリゲータ装置を対象としている。トランスポンダアグリゲータ装置は、それに対して、複数の信号を、ＲＯＡＤＭノードを通したスイッチングのために、チャネルの定義済みの集合のうちのチャネルの部分集合に挿入するように構成されている複数のトランスポンダを有していてもよい。複数のトランスポンダは、複数の信号を、同時に使用するために定義済みの複数のチャネルの隣接している複数のチャネルに挿入することを拘束されていてもよい。装置は複数のトランスポンダに挿入するように、複数の信号と複数の対応しているチャネルとを選択するように構成されているスイッチをさらに有していてもよい。

これらの、そしてその他の特徴と利点とは、添付図面と共に読むべきそれらの具体的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本開示は、好ましい実施形態の以下の説明において、図面を参照して詳細を示す。

大規模なファイバスイッチを利用する典型的なＭＤ−ＲＯＡＤＭシステムの図である。 大規模なファイバスイッチを利用する代替の典型的なＭＤ−ＲＯＡＤＭシステムの図である。 挿入された複数の信号を有する複数のチャネル用に光マルチプレクサを採用しているＭＤ−ＲＯＡＤＭシステムが呈する複数のチャネル間のクロストークを示すグラフである。 挿入された複数の信号を有する複数のチャネル用に光マルチプレクサを採用していないＭＤ−ＲＯＡＤＭシステムが呈する複数のチャネル間のクロストークを示すグラフである。 ＲＯＡＤＭノードの典型的なシステム／装置の実施形態のブロック図／フロー図である。 本発明の典型的な実施形態による「奇数」トランスポンダアグリゲータから出力される複数の信号が呈するチャネルクロストークを示しているグラフである。 本発明の典型的な実施形態による「偶数」トランスポンダアグリゲータから出力される複数の信号が呈するチャネルクロストークを示しているグラフである。 典型的なＲＯＡＤＭノードの実施形態の出力ポートに結合されている波長選択スイッチの典型的な通過帯域プロフィールを示しているグラフである。 典型的なＲＯＡＤＭノードの実施形態の出力ポートに結合されている波長選択スイッチの他の典型的な通過帯域プロフィールを示しているグラフである。 典型的なＲＯＡＤＭノードの実施形態の「奇数」トランスポンダアグリゲータによって追加される信号を含むチャネルの波長選択スイッチによって与えられるフィルタリング機能を示しているグラフである。 典型的なＲＯＡＤＭノードの実施形態の「奇数」トランスポンダアグリゲータによって追加される信号を含むチャネルの波長選択スイッチによって与えられるフィルタリング機能を示しているグラフである。 ＷＤＭネットワーク内の複数の信号を管理する典型的な方法の流れ図である。

本発明の複数の典型的な実施形態を詳細に説明する前に、ＣＬおよびＤＬ ＭＤ−ＲＯＡＤＭノードは柔軟な波長割り当てを可能にするため、通常、従来のＲＯＡＤＭノードで一般に使用されている光マルチプレクサを採用しなくてもよくなることに注意することが重要である。光マルチプレクサの代わりに、複数のローカルトランスポンダから受信した、複数のチャネル上に挿入された複数の信号を組み合わせるように、光カプラをトランスポンダアグリゲータ内で使用することができる。しかしながら、このような「マルチプレクサレス」アーキテクチャには、光学的な性能に関する欠点がある。

例えば、マルチプレクサが無いことは、異なるＤＷＤＭチャネル間、特に隣接しているチャネル間のチャネル間クロストークにつながる。一般に、送信ビットレートが増加すると、信号スペクトルが広がり、チャネル間クロストークがよりひどくなる。図３Ａおよび３Ｂは、従来のＲＯＡＤＭノード内の５０ＧＨｚ間隔のＤＷＤＭ系における１２８Ｇｂ／ｓのＰＤＭ−ＮＲＺ−ＱＰＳＫ（偏光分割多重化非零復帰４位相変調）信号用の光マルチプレクサの除去に起因するクロストークの発生を示している。例えば、図３Ａは光マルチプレクサを備えている従来のＲＯＡＤＭノードの出力のパワー対周波数のプロット３００であって、図３Ｂは光マルチプレクサを備えてない従来のＲＯＡＤＭノードの出力のパワー対周波数のプロット３５０である。図３Ａおよび３Ｂに示されているように、光マルチプレクサを備えていない従来のＲＯＡＤＭノードの複数の出力のクロストーク３５２は、光マルチプレクサを備えている従来のＲＯＡＤＭノードの複数の出力のクロストーク３０２と比べて、非常に大きい。

クロストークの問題を緩和するために、複数のローカルトランスポンダから挿入された信号を組み合わせるように複数のトランスポンダアグリゲータで使用されている複数の光カプラを、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）に置き換えることができる。これは、クロストークの問題を無くすことができるかもしれないが、この解決策もまた、各トランスポンダアグリゲータにおいて追加のＷＳＳが必要になるため、高くつく。さらに、ＷＳＳポートカウントは限定されている。たとえば、一般的な市販のＷＳＳ装置は９×１の構成を有している。

ここで図４を参照すると、本発明の典型的な実施形態のＭＤ−ＲＯＡＤＭノード４００が示されている。典型的なノード４００は複数の入力ポート４１４と複数の出力ポート４１５とを有している。ただし「ＣＰＬ」は光カプラ／スプリッタを指している。図４に示しているように、各入力は複数の入力信号を分離して、複数の波長選択スイッチ４１２に入力するスプリッタ４１６に関連付けられている。各波長選択スイッチ（ＷＳＳ）４１２は異なる出力ポート４１５に関連付けられている。スプリッタ４１６は、その入力信号を各トランスポンダアグリゲータ内の各ＷＳＳ４１７に入力することもできる。Ｎ自由度ノード（Ｎ個の入力ポートとＮ個の出力ポートとを有している）については、カラーレスおよびディレクションレスの挿入／分岐機能を実現するようにＮ個のトランスポンダアグリゲータが存在している。それに応じて、典型的なＲＯＡＤＭノード４００は４個のトランスポンダアグリゲータ４０１〜４０４を有しており、これはノードが４個の入力ポートと４個の出力ポートとを有しているからである。各ＷＳＳ４１７は、分岐信号選択機能を実現し、複数の選択されているチャネルを全ての入力ポートからチャネルセパレータ４１８に送信することが可能で、それに対して、チャネルセパレータ４１８は複数の入力用の選択されているチャネルを該当しているアグリゲータのｐ個のトランスポンダ４０５_１〜４０５_ｐに分離する。ここで、複数の選択されているチャネル上の複数の信号は複数の対応しているトランスポンダによって様々なクライアント（不図示）に送信される。たとえば、複数のトランスポンダ（「ＷＤＭ側」または「回線側」）は送信用の複数の分岐させた光信号をクライアント（「クライアント側」）に送信するために複数の電気信号に変換してもよい。それに対して、クライアントは、ＷＤＭネットワーク上での以降の送信用に複数の光チャネル上でトランスポンダが挿入する他のデータをトランスポンダに提供してもよい。たとえば、トランスポンダは複数の電気信号の形態のクライアントデータを受信し、それらを複数の光信号に変換してもよい。通常、トランスポンダ４０５_１〜４０５_ｐはクライアントデータをチャネルセパレータ４１８から受信した同じチャネルに挿入する。言い換えると、複数のトランスポンダはクライアントデータを複数の分岐させた信号を受信した複数のチャネルに挿入する。しかし、任意の１つまたは２つ以上のトランスポンダ４０５_１〜４０５_ｐは、クライアントデータを、複数の分岐させた信号を有している受信されたチャネルとは異なる任意の利用可能なチャネルに、そのチャネルがトランスポンダアグリゲータとＲＯＡＤＭノードの少なくとも一方など他で使用されていない限り、挿入可能のようにチューナブルとすることができる。

ただし、ｐは１つの特定の例における、ＷＳＳ４１７にて選択されたチャネルの数である。各トランスポンダアグリゲータは複数の追加のトランスポンダを有していてもよい。さらに、この典型的な実施形態では、トランスポンダ４０５_１〜４０５_ｐは、ＲＯＡＤＭノードを介したスイッチングとそれ以降の１つまたは２つ以上の出力ポート４１５を介したＷＭＤネットワークへの搬送のために、複数の信号を複数のＤＷＤＭチャネルに挿入してもよい。トランスポンダ４０５_１〜４０５_Ｐからの複数の信号はカプラ４０７に供給されてもよく、それに対してカプラ４０７はその受信した複数の信号を結合して、結合した複数の信号をスプリッタ４０９に提供する。スプリッタ４０９は複数の受信した信号を分離し、分離された複数の信号を各出力ポート４１５の各ＷＳＳ４１２に供給することができる。ＷＳＳ４１２はその対応しているポートでの出力のために、複数のチャネル／信号を選択する。さらに、トランスポンダアグリゲータの各々は、ＷＳＳ４１７およびチャネルセパレータ４１８の間と、カプラ４０７およびスプリッタ４０９の間とのそれぞれに、光アンプ４１９と４２０を有していてもよい。さらに、トランスポンダアグリゲータ４０２〜４０４は、以下で具体的に説明するように、複数のチャネル拘束以外は、図４におけるトランスポンダアグリゲータ４０１について示されたものと同じ要素および構成を有していてもよい。さらに、ＷＳＳ４１７、光カプラ４０７および光スプリッタ４０９はトランスポンダアグリゲータに含まれるものとして示されているが、代替の実施形態においては、任意の１つまたは２つ以上の構成要素がトランスポンダアグリゲータの外側にあってもよい。

以下で具体的に説明するように、典型的なＲＯＡＤＭノード４００は、ＲＯＡＤＭノードからの出力とＷＤＭネットワーク上の送信のために複数の利用可能なチャネルの全スペクトルを使用できるようにしながら、各トランスポンダアグリゲータ内の隣接しているチャネルのクロストークを避けるように新規のトランスポンダアグリゲータ波長割り当てスキームを使用する。さらに、ＲＯＡＤＭノード４００は、異なるトランスポンダアグリゲータ４０１〜４０４からの隣接クロストーク全体を除去するように、各自由度の出力４１５の位置でＷＳＳ４１２を使用する。また、装置４００は、ＣＬおよびＤＬの特徴を維持している。その結果、ＲＯＡＤＭ４００とその動作方法は、既存の装置に対して、際だった利点を実現する。たとえば、挿入された複数の信号を組み合わせるのに光カプラを使用するほとんどの一般的なカラーレスでディレクションレスのＭＤ−ＲＯＡＤＭアーキテクチャと比べて、ＲＯＡＤＭノード装置４００のその動作方法では、ネットワーク上の送信に利用可能な任意のチャネルの使用を可能にしながら、チャネル間光クロストークを減少させることによって送信性能を改善することができる。この改善によって、より長い送信距離と、より良好な光パワー配分とを可能にする。さらに、図１および２に示しているＭＤ−ＲＯＡＤＭアーキテクチャと比較して、本発明の典型的な実施形態は、ハードウェアコストを際だって削減し、より小さいハードウェアのサイズと、より低い電力消費とを使用可能にし、さらに、ノード内での１か所が原因の大きな障害を回避する。

本発明の典型的な態様によれば、各トランスポンダアグリゲータ４０１〜４０４は「奇数」トランスポンダアグリゲータまたは「偶数」トランスポンダアグリゲータとなるように割り当てられている。ここで、波長割り当てスキームは、複数の信号が奇数トランスポンダアグリゲータの奇数ＤＷＤＭチャネル上のカプラ４０７のみに挿入され供給されるのが許され、複数の信号が偶数トランスポンダアグリゲータの偶数ＤＷＤＭチャネル上の対応するカプラ４０７のみに挿入され供給されるのが許されるように、複数のトランスポンダアグリゲータに適用される。図４の典型的な実施形態において、トランスポンダアグリゲータ４０１と４０３は奇数であるのに対して、トランスポンダアグリゲータ４０２と４０４とは偶数である。したがって、トランスポンダアグリゲータ４０１によって、その光カプラ４０７を介して挿入されるトランスポンダ４０５_１−４０５_ｐの複数の信号は全て奇数チャネル上にある。複数の偶数チャネルはこのトランスポンダアグリゲータにおいては許可されていないので、チャネル５０２と５０４との間の１チャネルのチャネル間隔を表している図５Ａのプロット５００に示すように、複数のトランスポンダによってデータが挿入されている任意の２つのチャネル間に少なくとも１つのチャネル間隔が存在している。同様に、偶数チャネルのトランスポンダアグリゲータ内の組み合わされた複数の信号についても、データが挿入される任意の２つの偶数チャネル間には少なくとも１つのチャネル間隔が存在している。たとえば、図５Ｂのプロット５５０に示しているように、１つのチャネル間隔がチャネル５５２と５５４との間と、チャネル５５４と５５６との間に存在している。さらに、図５Ａと５Ｂは、図３Ｂのプロット３５０との比較によって明らかなように、任意の結果のチャネル間のクロストーク５０６、５５８および５６０が光マルチプレクサのない従来のＲＯＡＤＭノード内で生じるクロストークよりもはるかに低いことを示している。本発明の典型的な態様によるクロストークの緩和は、複数の隣接しているＤＷＤＭチャネルはトランスポンダアグリゲータ内で結合することが許されないという拘束によるもので、その結果、標準送信グリッド上の隣のチャネルからのクロストークとして定義される隣接チャネルクロストークは発生しない。さらに、発生する任意のクロストークは、チャネル間隔によって定義されるクリアチャネル通過帯域の外側である拒否帯域で主に発生し、信号通過対域内のクロストークは非常に小さい（本明細書では、スペクトルの範囲外である）。

図４に戻る。組み合わされた複数の信号４０８は、光スプリッタ４０９を通して分離され、全ての出力ポートの位置の複数のＷＳＳに送信することができる。複数のＷＳＳに到達する信号４１０〜４１１は、全て複数の信号４０８と同じプロフィールおよびクロストーク特性を有している。これらのチャネルの中で、各ＷＳＳ４１２はその対応している出力ポート４１５に送信する適切な複数のチャネル４１３を選択する。これらの信号は隣接している複数のチャネルを有していないため、各ポートでのＷＳＳプロフィール内の各通過帯域は１チャネルだけを有している。図６Ａおよび６Ｂのプロット６００と６５０は、それぞれ、選択されている複数のチャネルのＷＳＳ通過帯域プロフィールを示している。そのため、ＷＳＳ４１２は、挿入された信号４１０〜４１１に対して、フィルタリング機能も提供する。ＷＳＳによってもたらされる複数のフィルタリングされた信号はチャネル間隔を超えず、急峻な縁を持つ複数の通過帯域幅を有しているので、ＷＳＳ４１２は任意の残っているクロストークをさらに減少させる。ＷＳＳフィルタリングの後、図５Ａおよび５Ｂの複数の奇数チャネル信号と複数の偶数チャネル信号は、それぞれ図７Ａおよび７Ｂのプロット７００と７５０に示している複数の信号として振る舞う。各ノードの出力４１５の位置で、そのようなフィルタリング後、それらの対応している複数のチャネル上の１つまたは２つ以上のトランスポンダアグリゲータから受信した複数の信号をＷＳＳ４１２内で組み合わせることができる。結果として得られる複数の信号は、図３Ａに示しているような複数の低クロストーク信号の複数の特性を有している。さらに、結果として得られる複数の信号は、複数のトランスポンダアグリゲータから受信した複数の隣接しているチャネルからの複数の信号を含む複数のチャネルの任意の組み合わせを有することができる。言い換えると、各出力４１５の複数の出力信号は、奇数または偶数チャネルのみにあるように拘束されていない。それに応じて、チャネル間クロストーク緩和スキームが内部スイッチングの目的のために適用されても、ＲＯＡＤＭノードは、ＷＤＭネットワーク上で複数の信号の送信に使用可能なスペクトル全体を使用できることについて相当な利点を保持している。さらに、ＲＯＡＤＭノード４００は、トランスポンダ４０５_１〜４０５_ｐのようにカラーレスおよびディレクションレスの特徴を維持しており、（奇/偶の拘束の下で）波長同調を可能にし、これらのトランスポンダからの各チャネルは任意の出力ポートに切り換えることができる。出力端の位置のＷＳＳ４１２は、波長競合の問題もなくしてしまう。

図４を引き続き参照しながら図８を参照すると、本発明の典型的な実施形態によって実装されているＷＤＭネットワーク内での複数の信号を管理する方法８００のブロック／流れ図が示されている。当然、前述のＲＯＡＤＭノード装置４００の任意の１つまたは２つ以上の態様を方法８００に含めることができる。同様に、本明細書において以下で説明する方法８００の任意の１つまたは２つ以上の態様をＲＯＡＤＭノード装置４００に含めることができる。さらに、当然、本明細書において以下で説明する全てのステップは必須ではなく、本発明の代替の典型的な実施形態は他のステップを有していてもよいし、本明細書において以下で説明する複数のステップを異なるように実装していてもよいし、本明細書において以下で説明する複数のステップを省略してもよい。

ここで、方法８００を実装するＲＯＡＤＭノードシステムによって採用されている複数のチャネルは、図４を参照して前述したように、標準グリッドのＤＷＤＭチャネルに対応していてもよい。したがって、採用されている複数のチャンネルは、予め定められており、一貫したチャネル間隔を有していてもよい。たとえば、図３Ｂに示しているように、チャネル間隔０．０５ＴＨｚの複数のチャネルが予め定められていてもよく、１９２．１０ＴＨｚ、１９２．１５ＴＨｚ、１９２．２０ＴＨｚ、１９２．２５ＴＨｚ等がシステムによって採用されている予め定められている複数のチャネルの集合に含まれている。さらに、ＲＯＡＤＭノードは、ＷＤＭネットワーク上で複数の信号の切り換え、下り送信、および上り送信の少なくとも１つのために、定義済みの複数のチャネルの集合を採用するように予め構成することができる。

ステップ８０２では、複数の入力ポートから受信した複数のチャネルが分離されて分配される。たとえば、いずれか１つまたは２つ以上のスプリッタ４１６は、ステップ８０２を実行するように構成できる。たとえば、図４を参照して前述したように、いずれか１つまたは２つ以上のスプリッタ４１６は、入力ポート４１４から受信した複数の信号を様々なトランスポンダアグリゲータの複数のＷＳＳ４１２だけでなく、複数のＷＳＳ４１７にも分配するように分離することができる。１つまたは２つ以上のトランスポンダアグリゲータが複数の同じ信号を受信したり、複数のトランスポンダアグリゲータが受信する複数の信号の少なくともいくつかが同じ信号となるようにしたりすることができる。

ステップ８０４では、挿入／分岐機能は、同時送信のために、隣接しているチャネルが複数の信号の挿入に使用されないように実施されてもよい。たとえば、ステップ８０４はステップ８０６〜８１２によって実装してもよい。ただし、ステップ８０６ばかりでなくステップ８１４と８１６も、１つまたは２つ以上のトランスポンダアグリゲータ４０１〜４０４によって実行されてもよい。

ステップ８０６では、光ネットワーク要素は分岐させるチャネルを選択してもよい。たとえば、図４を参照して前述したように、ＷＳＳ４１７の各々は、分岐させる対応している複数のチャンネル上の複数の信号を選択し、それらを対応しているトランスポンダ４０５_１〜４０５_ｐに供給することができる。これに対して、選択された複数のチャネルはステップ８０８で分離されてもよい。たとえば、チャネルセパレータ４１８は、ＷＳＳ４１７によって分岐させた複数の信号について、複数のチャネルを分離するように構成されていてもよい。

ステップ８１０では、分岐させた複数の信号が送信されてもよい。たとえば、図４を参照して前述したように、いずれか１つまたは２つ以上のトランスポンダ４０５_１〜４０５_ｐは、複数の分岐させた信号を複数の電気信号に変換し、変換された信号を１つまたは２つ以上のクライアントに送信してもよい。

ステップ８１２では、データが受信され、隣接しているチャネル上に信号が存在しないように、複数の信号が挿入されてもよい。たとえば、図４に関して前述したように、各トランスポンダアグリゲータ４０１〜４０４のトランスポンダ４０５_１〜４０５_ｐはデータを複数の電気信号の形態で複数のクライアントから受信し、複数の信号を複数の光信号に変換することができる。さらに、複数の信号が隣接しているチャネル上に存在しないように、複数の光信号を、ＲＯＡＤＭノードを通したスイッチングのために挿入することができる。

たとえば、図４を参照して前述したように、定義済みの複数のチャネルの複数の「奇数」チャネルだけが奇数トランスポンダアグリゲータによって複数の信号の挿入に使用され、定義済みの複数のチャネルの複数の「偶数」チャネルだけが偶数トランスポンダアグリゲータによって複数の信号の挿入に使用されるように、各トランスポンダアグリゲータを「奇数」トランスポンダアグリゲータまたは「偶数」トランスポンダアグリゲータに割り当ててもよい。このように、たとえば、隣接している定義済みの複数のチャネルへの複数の信号の挿入が抑制されるようにしながら、ＲＯＡＤＭノードを介してスイッチングされる複数の信号を挿入するように、各トランスポンダアグリゲータは構成されることができる。例として図５Ａおよび５Ｂに示されている複数の定義済みチャネルを使用する場合、奇数のトランスポンダアグリゲータと偶数のトランスポンダアグリゲータの両方は、チャネル１９２．１５ＴＨｚおよび１９２．２０ＴＨｚ上の両方の信号が挿入されないように拘束されている。さらに、奇数のトランスポンダアグリゲータによって複数の信号を挿入するように使用される複数のチャネルと、偶数のトランスポンダアグリゲータによって複数の信号を挿入するように使用される複数のチャネルは、互いに排他的とすることができる。たとえば、再度図５Ａと５Ｂに示している複数の定義済みチャネルを使用する場合、偶数のトランスポンダアグリゲータは１９２．１０ＴＨｚ、１９２．２０ＴＨｚ、１９２．３０ＴＨｚ等の集合内の複数のチャネル上の複数の信号だけを挿入するように構成されていてもよいのに対して、奇数のトランスポンダアグリゲータは、１９２．１５ＴＨｚ、１９２．２５ＴＨｚ、１９２．３５ＴＨｚ等の集合内の複数のチャネル上の複数の信号だけを挿入するように構成してもよい。もちろん、採用されているチャネル間隔と帯域とは変化させることができる。

当然、「奇数」と「偶数」のトランスポンダアグリゲータは、他の典型的な実施形態について前述の例のように使用されているが、トランスポンダアグリゲータは時間の特定の瞬間においてだけ特定の複数のチャネルを使用しないように拘束されている。たとえば、トランスポンダアグリゲータは、時間の１つの瞬間に、複数の信号をチャネル１９２．２ＴＨｚに挿入してもよく、時間のその瞬間に、複数の信号をチャネル１９２．１５ＴＨｚと１９２．２５ＴＨｚに挿入することが拘束されている。時間の他の瞬間に、その同じトランスポンダアグリゲータは、複数の信号をチャネル１９２．２５ＴＨｚに挿入してもよく、複数の信号をチャネル１９２．２０ＴＨｚと１９２．３０ＴＨｚに挿入することが拘束されている。したがって、典型的な態様によれば、トランスポンダアグリゲータを、同時に使用するために隣接している複数のチャネル上に複数の信号を挿入しないように拘束することができる。当然、「同時に使用」という文言は、前述の奇数と偶数のトランスポンダアグリゲータの実施形態を除外することを意図していない。たとえば、前述の奇数と偶数のトランスポンダアグリゲータの実施形態も、同時に使用するために隣接している複数のチャネル上に複数の信号を挿入しないように拘束されており、それは隣接している複数のチャネルが奇数と偶数のトランスポンダアグリゲータ内で複数の信号の挿入に同時に使用されないからである。

さらに、全てのトランスポンダアグリゲータを拘束する必要はない。たとえば、特定のトランスポンダアグリゲータは全ての使用可能なチャネルを同時に採用するように構成されていてもよいのに対して、他のトランスポンダアグリゲータは前述のように同時に使用するために隣接している定義済みの複数のチャネルを採用するのを拘束されるように構成されていてもよい。さらに、さまざまな拘束されているアグリゲータを奇数または偶数チャネルに排他的に割り当てる必要はない。たとえば、様々なアグリゲータを、複数の定義済みチャネルの隣接している複数のチャネル上に信号を挿入しないように拘束しながら、奇数チャネルの一部と偶数チャネルの一部とに割り当ててもよい。さらに、図４に関して前述したように、各トランスポンダ４０５_１〜４０５_ｐは、使用されているチャネルがトランスポンダアグリゲータとＲＯＡＤＭノードの少なくとも一方における他の箇所で採用されない限り、複数の信号を複数の分岐させた信号が受信されたチャネルに挿入したり、複数の信号を複数の分岐させた信号が受信されたチャネルとは異なるチャネルに挿入したりすることができる。１つまたは２つ以上のトランスポンダアグリゲータが隣接している複数のチャネルに複数の信号を挿入しないように拘束する異なる構成と方法とが考えられ、本発明のさまざまな典型的な実施形態に含まれる。

ステップ８１４では、挿入された複数の信号が結合されてもよい。たとえば、図４に関して前述したように、カプラ４０７は対応している複数のチャネル上の挿入された複数の信号をトランスポンダ４０５_１−４０５_Ｐから受信するように構成され、複数の信号をスプリッタ４０９対して送信するように結合してもよい。

ステップ８１６では、複数の挿入された信号が分離され、複数の出力ポートに関連付けられている複数のＷＳＳに分配されてもよい。たとえば、図４を参照して前述したように、スプリッタ４０９は光カプラ４０７から受信した対応している複数のチャネル上の挿入された複数の信号を分離して、これらの複数の信号を複数の出力ポート４１５に対応している様々なＷＳＳ４１２に分配してもよい。

ステップ８１８では、複数のチャネルが選択されて、それぞれのポートに出力するように対応している複数の信号が組み合わされてもよい。たとえば、図４を参照して前述したように、１つまたは２つ以上のＷＳＳ４１２は複数の挿入された信号をいずれか１つまたは２つ以上のトランスポンダアグリゲータ４０１〜４０４から受信し、出力のために、１つまたは２つ以上の異なるアグリゲータから受信した複数の信号を選択して互いに組み合わせるか、１つまたは２つ以上のカプラ４１６から受信した信号と組み合わせるかの少なくともいずれかであってもよい。前述のように、ＷＳＳ４１２はクロストークをさらに減少させるフィルタリング機能を提供してもよい。たとえば、いずれか１つまたは２つ以上のＷＳＳ４１２を、複数の挿入された信号の送信元に基づいてチャネルを拒否するつまりフィルタによって除去する構成にすることができる。たとえば、アグリゲータ４０１と４０３などの奇数アグリゲータから受信した複数の信号について、ＷＳＳ４１２のそれぞれの入力ポートを複数の偶数チャネルをフィルタリングによって除去し、それによってさらにクロストークを減少させるように構成することができる。同時に、アグリゲータ４０２と４０４などの偶数アグリゲータから受信した複数の信号について、ＷＳＳ４１２のそれぞれの入力ポートを複数の奇数チャネルをフィルタリングによって除去し、それによってさらにクロストークを減少させるように構成することができる。たとえば、ＷＳＳ４１２は、奇数チャネル間と偶数チャネル間とに示されている図５Ａのクロストーク５０６と図５Ｂのクロストーク５５８と５６０などのクロストークを除去することができる。典型的な実施形態において、１つまたは２つ以上のトランスポンダアグリゲータから複数の信号を排他的に受信する複数の入力ポート上の全ての偶数チャネルをフィルタリングによって除去するようにＷＳＳ４１２を構成することができる。その代わりに、またはそれに加えて、１つまたは２つ以上のトランスポンダアグリゲータから複数の信号を排他的に受信する複数の入力ポート上の全ての奇数チャネルをフィルタリングによって除去するようにＷＳＳ４１２を構成することができる。しかし、前述のように、隣接しているチャネル上に信号を挿入しないように１つまたは２つ以上のトランスポンダアグリゲータを拘束する様々な構成と方法とを考えることができる。したがって、ＷＳＳは、トランスポンダアグリゲータが採用するのを拘束されているトランスポンダアグリゲータからの任意のチャネルをフィルタリングによって除去するように構成することができる。たとえば、トランスポンダアグリゲータが複数の特定のチャネルを結合しないように刻々と動的に拘束されている場合、ＷＳＳは動的にこれらのチャネルをフィルタリングによって除去することができる。

また、前述のようにＷＳＳ４１２は複数のトランスポンダアグリゲータから受信した隣接している複数のチャネルを組み合わせることができる。そのため、ネットワーク上での下りまたは上り送信用の複数のポート４１５上の出力を、「偶数」チャネルだけまたは「奇数」チャネルだけを有するように拘束する必要はなく、定義済みの複数のチャネルの隣接している複数のチャネルを有してもよい。したがって、任意の複数の奇数チャネルを任意の複数の偶数チャネルと共に１つまたは２つ以上の出力ポート４１５を介してＲＯＡＤＭノードから同時に送信し、それによって、内部でのスイッチング用に「奇数」と「偶数」との拘束が使用された場合でも、ＲＯＡＤＭノードが利用可能なスペクトルを完全に利用できるようにすることができる。また、前述のように、複数のトランスポンダアグリゲータからの挿入されている各チャネルは、任意の出力ポートに切り換えることができるので、ＲＯＡＤＭノードはカラーレスとディレクションレスの特性を維持することができる。

ステップ８２０で、複数の信号をそれらの対応しているチャネル上を送信することができる。たとえば、複数のＷＳＳ４１２によって組み合わされている複数の信号を対応している複数の出力ポート４１５から出力することができる。

ただし、図４を参照して前述した典型的なＲＯＡＤＭノード装置の実施形態４００によれば、光カプラが光マルチプレクサの代わりに複数のトランスポンダアグリゲータで使用されても、複数の挿入された信号のチャネル間クロストークと特に隣接しているチャネルのクロストークは複数の挿入された信号用の光マルチプレクサを使用しているＲＯＡＤＭノードで見られるチャネル間クロストークとほぼ同じレベルに減少する。また、複数のトランスポンダアグリゲータに対する波長割り当ての前述の拘束条件によって、隣接しているチャネルのクロストークがトランスポンダアグリゲータ内で発生することがないことが保証される。また、前述のように、複数の他のチャネルからのクロストークをさらに減少させるように各自由度の出力端部でＷＳＳを利用することができる。本原理の態様の１つの際だった利点は、チャネル間クロストークの緩和スキームが内部スイッチングの目的に適用されてきたが、ＲＯＡＤＭノードはＷＤＭネットワーク上での送信に利用可能なスペクトルを完全に利用することができることである。これらの利点は、大規模なファイバスイッチや高ポートカウントＷＳＳなどの追加のコストのかかるハードウェアなしに達成することができる。

ただし、本明細書で説明した実施形態は、ハードウェア構成要素だけ、またはハードウェアとソフトウェアの構成要素とで構成してもよい。好ましい実施形態では、本発明は、ファームウエア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を有する、しかしこれらには限定されないハードウェアとソフトウェアで実装されている。

実施形態は、コンピュータまたは任意の命令実行装置によってまたはそれらと共に使用されるプログラムコードを提供するコンピュータが使用可能なまたはコンピュータが読み取り可能な媒体からアクセス可能なコンピュータプログラム製品を有していてもよい。コンピュータが使用可能なまたはコンピュータが読み取り可能な媒体には、命令実行装置によってまたはそれと共に使用されるプログラムを保存する任意の装置が含まれる。媒体は、磁気、光学、電子、または半導体装置とすることができる。媒体は、半導体メモリ、磁気テープ、取り外し可能なコンピュータディスケット（登録商標）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、非柔軟磁気ディスク、光学ディスク等のコンピュータが読み取り可能な保存媒体を有していてもよい。

プログラムコードの保存と実行の少なくとも一方に適しているデータ処理装置は、システムバスを通して複数のメモリ素子に直接的にまたは間接的に結合されている少なくとも１つのプロセッサを有していてもよい。複数のメモリ素子はプログラムコードの実際の実行時に採用されるローカルメモリ、バルクストレージ、および実行時にバルクストレージからコードを検索する回数を減少させるように少なくとも何らかのプログラムコードの一時的な保存場所を提供するキャッシュメモリを有することができる。入力／出力装置つまりＩ／Ｏ装置（キーボード、ディスプレイ、ポインティングデバイス等を含むがこれらには限定されない）が直接的にまたは介在するＩ／Ｏコントローラを通して本装置に結合されていてもよい。

本データ処理装置を、介在する私的なまたは公的なネットワークを通して他のデータ処理装置、遠隔プリンタ、またはストレージ装置に結合できるように、ネットワークアダプタも、本装置に結合されていてもよい。モデム、ケーブルモデム、およびイーサネットカードは現在利用可能な種類のネットワークアダプタのいくつかに過ぎない。

装置と方法の好ましい複数の実施形態（実例を示すことを目的とし、限定を意図していない）を説明したが、上記教えに鑑み、当業者は修正と変形を行うことができる。そのため、添付の特許請求の範囲で概説したような本発明の範囲内で、開示されている特定の実施形態を変更することができる。本発明の態様を特許法が要求する詳細さと具体性とを備えて説明したが、請求し特許状による保護を要望する内容を添付の請求項に記述している。

Claims (20)

1. 再構成可能光分岐−挿入マルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノード内に実装されている波長分割多重（ＷＤＭ）ネットワーク内で複数の信号を管理する方法であって、
   複数のチャネルを同時に使用するためにそれぞれが隣接している定義済みの前記複数のチャネルに複数の信号を挿入することが拘束されるように前記ＲＯＡＤＭノードを通してスイッチングするために、信号の第１の集合を第１のトランスポンダアグリゲータ内の第１の複数のトランスポンダを介して挿入するステップと、
   信号の第２の集合の少なくとも一部が、前記信号の第１の集合内の任意の信号を有しているチャネルに隣接している少なくとも１つのチャネル上にあるように、前記信号の第２の集合を第２のトランスポンダアグリゲータ内の第２の複数のトランスポンダを介して挿入するステップと、
   前記第１のトランスポンダアグリゲータを介したＤＷＤＭチャネルの第１の集合と、前記第２のトランスポンダアグリゲータを介したＤＷＤＭチャネルの第２の集合とに波長を割り当て、クロストークを緩和するために、当該割り当てられた１組の波長をインターリーブするステップと、
   前記第１と前記第２の信号の集合を前記ＲＯＡＤＭノードから対応している複数のチャネル上を送信するステップと、
   を有する、方法。
2. 組み合わされた複数の信号がそれぞれが隣接している複数のチャネル上の信号を有するように、複数の前記挿入された信号の少なくとも部分集合を組み合わせるステップをさらに有し、前記送信するステップは複数の前記組み合わされた信号を送信するステップを有している、請求項1に記載の方法。
3. 前記組み合わせるステップは、前記第１の複数のトランスポンダが利用するのを拘束されている複数のチャネルがフィルタリングされるように、前記第１の複数のトランスポンダからの複数の信号をフィルタリングするステップをさらに有している、請求項２に記載の方法。
4. 前記第２の信号の集合を前記第２のトランスポンダアグリゲータ内に挿入する前記ステップは、同時に使用するために、複数の信号をそれぞれが隣接しており定義済みの複数のチャネルに挿入することが拘束されている、請求項1に記載の方法。
5. 前記第１のトランスポンダアグリゲータによって挿入される複数の前記信号と、前記第２のトランスポンダアグリゲータによって挿入される複数の前記信号とは、相互に排他的な複数のチャネル上にある、請求項４に記載の方法。
6. 前記第１の複数のトランスポンダは、複数の分岐させた複数の信号が受信された複数のチャネルに複数の信号を挿入する、請求項１に記載の方法。
7. 複数の前記トランスポンダは、複数の高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）チャネル上に複数の信号を挿入する、請求項１に記載の方法。
8. 複数の前記トランスポンダは、複数の前記チャネルに対してカラーレスアクセスを行う、請求項７に記載の方法。
9. 複数の前記トランスポンダは、前記ＲＯＡＤＭノードの複数の出力ポートに対してディレクションレスアクセスを行う、請求項７に記載の方法。
10. 波長分割多重（ＷＤＭ）ネットワーク内で複数の信号を管理する再構成可能光分岐−挿入マルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノード装置であって、
    複数のトランスポンダアグリゲータを有し、各前記トランスポンダアグリゲータは、複数の信号を、ＲＯＡＤＭノードを通したスイッチングのために、チャネルの定義済みの集合のうちのチャネルの部分集合に挿入するように構成されている複数のトランスポンダを有し、
    少なくとも１つの前記トランスポンダアグリゲータは、複数のチャネルを同時に使用するためにそれぞれが隣接しており定義済みの複数のチャネルに信号を挿入するのを複数のトランスポンダが拘束されている第１の種類であって、
    前記複数のトランスポンダアグリゲータの少なくとも１つの他のトランスポンダアグリゲータは、複数の信号を、ＲＯＡＤＭノードを通した複数の信号のスイッチングのために、前記第１の種類のトランスポンダアグリゲータが使用することが拘束されている少なくとも１つのチャネルに挿入する第２の種類であり、波長は、前記第１のトランスポンダアグリゲータを介したＤＷＤＭチャネルの第１の集合と、前記第２のトランスポンダアグリゲータを介したＤＷＤＭチャネルの第２の集合とに割り当てられ、クロストークを緩和するために、当該割り当てられた１組の波長がインターリーブされる、
    装置。
11. 複数の波長選択スイッチ（ＷＳＳ）をさらに有し、
    複数の前記ＷＳＳの各前記波長選択スイッチ（ＷＳＳ）は異なる出力ポートに対応しており、複数の前記トランスポンダアグリゲータの少なくとも部分集合から受信した複数の信号を組み合わせるように構成されており、
    前記組み合わされた信号は、該ＲＯＡＤＭノードから送信され、複数の前記定義済みチャネルに隣接しているチャネル上の複数の信号を有している、
    請求項１０に記載の装置。
12. 前記複数のＷＳＳの各ＷＳＳは、前記第１の種類の複数のトランスポンダアグリゲータが利用するのを拘束されている複数のチャネルがフィルタリングされるように、前記第１の種類の複数のトランスポンダアグリゲータの複数の信号をフィルタリングするようにさらに構成されている、請求項１１に記載の装置。
13. 前記第２の種類の複数のトランスポンダアグリゲータの前記複数のトランスポンダは、同時に使用するために、それぞれが隣接しており定義済みの複数のチャネル上に複数の信号を挿入することを拘束されている、請求項１０に記載の装置。
14. 前記第１の種類のトランスポンダアグリゲータによって挿入される複数の前記信号と、前記第２の種類のトランスポンダアグリゲータによって挿入される複数の前記信号とは、相互に排他的な複数のチャネル上にある、請求項１３に記載の装置。
15. 複数の前記トランスポンダアグリゲータの各々は、前記第１の種類か前記第２の種類のいずれかである、請求項１３に記載の装置。
16. 分岐させるために対応している複数のチャネル上の複数の信号を選択して、前記複数のトランスポンダに供給するように構成されている波長選択スイッチをさらに有し、前記複数のトランスポンダは、前記複数の分岐させた信号を受信した複数のチャネルに挿入するようにさらに構成されている、請求項１０に記載の装置。
17. 複数の前記トランスポンダは、複数の高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）チャネル上に複数の信号を挿入する、請求項１０に記載の装置。
18. 複数の前記トランスポンダは複数の前記チャネルに対してカラーレスアクセスを行う、請求項１７に記載の装置。
19. 複数の前記トランスポンダは、該ＲＯＡＤＭノード装置の複数の出力ポートに対してディレクションレスアクセスを行う、請求項１７に記載の装置。
20. 波長分割多重（ＷＤＭ）ネットワーク内で複数の信号を管理する再構成可能光分岐−挿入マルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノードで使用されるトランスポンダアグリゲータ装置であって、
    複数のチャネルを同時に使用するために定義済みの前記複数のチャネルの複数の信号をそれぞれが隣接しているチャネルに挿入することが拘束されるように前記ＲＯＡＤＭノードを通してスイッチングするために、複数のチャネルの前記定義済みの集合の複数のチャネルの部分集合上に複数の信号を挿入するように構成され、波長は、前記第１のトランスポンダアグリゲータを介したＤＷＤＭチャネルの第１の集合と、前記第２のトランスポンダアグリゲータを介したＤＷＤＭチャネルの第２の集合とに割り当てられ、クロストークを緩和するために、当該割り当てられた１組の波長がインターリーブされる、複数のトランスポンダと、
    前記複数のトランスポンダへ分岐させるように、複数の信号と複数の対応しているチャネルとを選択するように構成されているスイッチと、
    を有する、トランスポンダアグリゲータ装置。

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