JP7381753B2 - 光スイッチング方法および装置、シリコン上の液晶、および波長選択スイッチ - Google Patents

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Description

本出願の実施形態は、通信分野に関し、より具体的には、光スイッチング方法および装置、シリコン上の液晶、波長選択スイッチ、および再構成可能な光アドドロップ（add-drop）マルチプレクサに関する。
本出願は、2020年10月13日に中国国家知識産権局に出願され、かつ、タイトルが“OPTICAL SWITCHING METHOD AND APPARATUS,LIQUID CRYSTAL ON SILICON,AND WAVELENGTH SELECTIVE”である、中国特許出願第２02011089257.0号について優先権を主張するものであり、その全体が参照によりここにおいて組み込まれている。
大規模再構成可能光アドドロップマルチプレクサ(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer、ROADM)ネットワークは、将来の波長分割多重(Wavelength Division multiplexing、WDM)伝送システムの主な開発方向である。波長選択スイッチ(Wavelength Selective Switch、WSS)は、ROADMネットワーキングにおけるコアコンポーネントであり、サービス接続性、波長スイッチング、およびチャネル変化の制御といった機能を有し、かつ、複雑なネットワークにおける波長競合（wavelength competition）を緩和することができ、それによって、ネットワーク構成のフレキシブルを著しく改善している。
WSSは、ソフトウェア制御された光パスを通じて、サービスを任意のポートに割り当てることを可能にするように任意の波長サービスを減衰させる機能を実装することができる。シリコン上の液晶(Liquid Crystal on Silicon、LCOS)またはLCOSアレイは、上記の機能を実装するように構成されたコンポーネントの一つである。
図1は、LCOSを有するWSSの一つの例を示している。図1に示されるように、同じポートから入射する多波長多重化信号（multi-wavelength multiplexing signal）に対して、WSSにおけるレンズ群および格子（grating）は、多波長多重化信号の波長について空間的分離を実行し、そして、LCOSの異なる領域(または、異なる領域のピクセル)に対して異なる波長の信号をそれぞれに投影する。各ピクセルは、個別に調整され得る。ピクセルの照明波長の反射角および反射強度は、ピクセル内の液晶位相を制御することによって調整され得る。このようにして、異なる波長を有するポートは、開放／遮断（opened/blocked）され、またはスイッチングされ得る。そして、光パスは、さらに、ソフトウェアによって制御され得る。
オンラインオペレーションがサポートされることを必要とするので、WSSがいくつかのサービス(または、サービスに対応する波長)をスケジュールする場合、他の非スケジューリングサービスのオペレーション安定性が確保されることを必要とする。
しかしながら、従来の技術では、LCOS内に存在し、かつ、波長に対応するピクセルの位相調整が独立して実行されており、そして、ポートの開放と遮断は、多重化（multiplexing）光信号の電力変動を引き起こし得る。独立して実行される前述の位相調整は、頻繁な電力変動を引き起こし、かつ、ネットワークのバックエンドにおける光コンポーネントの不正確な電力制御を引き起こし得る。その結果、非スケジューリングサービスのオペレーション安定性を確保することができず、そして、WSS性能が重大な影響を受ける。
この出願は、ネットワークのバックエンドにおける光コンポーネントの電力制御の精度を改善し、非スケジューリングサービスのオペレーション安定性を改善し、かつ、WSS性能を改善するために、光スイッチング方法および装置、シリコン上の液晶、および波長選択スイッチを提供する。
第１態様に従って、光スイッチング方法が提供される。本方法は、光スイッチング素子の少なくとも２つの波長チャネルについて減衰調整を実行するために適用され、前記少なくとも２つの波長チャネルは、第１波長チャネルおよび第２波長チャネルを含む。そして、本方法は、時系列において連続するK個の画像を生成するステップであり、前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルが、前記K個の画像における同一の画像を通じて遮断状態にスイッチされ、Kは、2以上の整数であり、Kの値は、前記第１波長チャネル(特には、第１波長チャネルのオリジナルポート)を通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数に依存し、前記K個の画像それぞれは、第１サブ画像および第２サブ画像を含み、前記第１サブ画像は、前記第１波長チャネルの減衰調整値を示し、かつ、前記第２サブ画像は、前記第２波長チャネルの減衰調整値を示す、ステップ、および、前記K個の画像に関する情報を前記光スイッチング素子に送信するステップであり、前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルについて、前記光スイッチング素子が減衰調整を実行するのを可能にする、ステップ、を含む。
代替的に、前記方法は、前記第１波長チャネルの遮断時点（moment）に基づいて前記第２波長チャネルの遮断時点を決定するステップ、および、時系列において連続するK個の画像を生成するステップであり、前記第２波長チャネルの遮断時点が前記第１波長チャネルの遮断時点と同じであり、前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルが、前記K個の画像における１番目の画像を通じて遮断状態にスイッチされ、前記１番目の画像が前記第１波長チャネルの遮断時点に対応し、Kは2以上の整数であり、前記K個の画像それぞれが第１サブ画像および第２サブ画像を含み、前記第１サブ画像が前記第１波長チャネルの減衰調整値を示し、かつ、前記第２サブ画像が前記第２波長チャネルの減衰調整値を示すステップ、および、前記K個の画像に関する情報を前記光スイッチング素子に送信するステップであり、前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルについて前記光スイッチング素子が光減衰調整を実行するのを可能にするステップ、を含む。
本出願において提供されるこのソリューションに従って、少なくとも２つの波長チャネルを遮断状態にスイッチするための減衰調整が、少なくとも２つの波長チャネルを遮断状態にスイッチするために実行され、その結果、少なくとも２つの波長チャネルを同時に遮断状態にスイッチすることができる。少なくとも２つの波長チャネルを異なる時点で遮断状態にスイッチすることによって生じる、多重化光信号の頻繁な電力変動を回避するためであり、ネットワークのバックエンドにおける光コンポーネントの電力制御の精度を向上させ、非スケジューリングサービスのオペレーション安定性を向上させ、かつ、WSS性能を向上させる。
一つの実施形態において、光スイッチング素子は、シリコンLCOS上の液晶を含む。この場合、LCOSはX個のピクセルを含み、かつ、画像はX個のピクセルの全ての位相状態のセットであり、ここで、Xは正の整数である。
本出願において、「減衰調整（“attenuation adjustment”）」は、減衰値に対して行われる調整として理解されてよく、そして、「減衰調整」は、「セグメントベースの減衰調整（“segment-based attenuation adjustment”）」を含み得る。具体的には、光チャネルのオリジナルポートを通常状態から遮断状態にスイッチするプロセス(別の言葉で言えば、光スイッチング素子によって提示される画像をオリジナル画像からターゲット画像にスイッチするプロセス)は、複数回にわたり減衰値を調整するプロセスを含んでよく、または、１つ以上の遷移画像を通じて実装され得る。
前述の光スイッチング素子に係る特定の形態は、単なる説明のための例であり、かつ、本出願は、これに限定されるものではないことが理解されるべきである。例えば、光スイッチング素子は、マイクロエレクトロメカニカルシステム(Micro-Electro-Mechanical system、MEMS)をさらに含むことができる。この場合、MEMSは、Y個のマイクロミラーを含み、そして、画像は、Y個のマイクロミラー全ての角度状態のセットであり、ここで、Yは正の整数である。
本出願において、少なくとも２つの波長チャネルは、少なくとも２つの波長と一対一の対応関係にあり、そして、各波長チャネルは、対応する波長を有する光信号のチャネルである。
少なくとも２つの波長のうち任意の２つの中心周波数は、異なっている。
本出願において、波長チャネルの「通常状態（“normal state”）」は、波長チャネルの光信号が正常に送信される場合の波長チャネルの状態、例えば、波長チャネルの光信号が通常に送信される場合の減衰値および波長チャネルの入力／出力ポートとして理解され得る。
本出願において、波長チャネルの状態スイッチングは、これらに限定されるわけではないが、以下のプロセスを含む。
プロセス1：波長チャネルが、通常状態から遮断状態にスイッチされる。
プロセス2：波長チャネルの入力または出力ポートは、１つのポート(例えば、ポートa)から別のポート(例えば、ポートb)にスイッチされる。具体的に、本プロセスは、ポートaを通常状態から遮断状態にスイッチし、かつ、ポートbを遮断状態から通常状態にスイッチすることを含み得る。
代替的に、本出願において、少なくとも２つの波長チャネル(例えば、第１波長チャネルおよび第２波長チャネル)は、前述のプロセス1を実行する必要がある波長チャネル、及び／又は、前述のプロセス2を実行する必要がある波長チャネルを含む。
すなわち、本出願において、少なくとも２つの波長チャネル(例えば、第１波長チャネルおよび第２波長チャネル)の状態スイッチングプロセスは、それぞれ、通常状態から遮断状態にスイッチするプロセスを含む。
この場合、K個の画像それぞれは、少なくとも2個のサブ画像を含み、少なくとも2個のサブ画像は、少なくとも2個の波長チャネル(具体的には、各々の状態切り替えプロセスが通常状態から遮断状態にスイッチするプロセスを含む少なくとも2個の波長チャネル)と一対一で対応し、そして、各サブ画像は、対応する波長チャネル上の減衰調整(具体的には、通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される１回以上の減衰調整)に使用され、または、各サブ画像は、対応する波長チャネルの減衰値を示す。
例えば、光スイッチング素子がM個の波長チャネルの状態スイッチングを実行すると仮定する。ここで、M≧2である。K個の画像におけるj番目の画像は、M個のサブ画像を含み、M個の波長チャネルは、M個のサブ画像と一対一で対応し、ここで、j∈[1,K]であり、そして、j番目の画像におけるm番目のサブ画像は、j番目の画像に対応する時点で調整される必要のあるm番目の波長チャネルに対する減衰値を示す。
j番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値は、(j-1)番目の(または(j+1)番目の)画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値と同じであってよく、または、異なってよいことが、留意されるべきである。
j番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値が(j-1)番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値と異なる場合、それは、m番目の波長チャネルの減衰値が、(j-1)番目の画像に対応する時点で調整される必要があることを示す。具体的には、m番目の波長チャネルの減衰値は、(j-1)番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値から、j番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値に調整される必要がある。
j番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値が、(j-1)番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値と同じである場合、それは、m番目の波長チャネルの減衰値は、(j-1)番目の画像に対応する時点で調整される必要がないことを示し、または、m番目の波長チャネルの減衰値が、(j-1)番目の画像に対応する時点で0の量だけ調整されることを示す。
加えて、本出願において、j番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値は、j番目の画像におけるn番目のサブ画像によって示される減衰値と同じであってよく、または、異なってよい。これは、この出願において特に限定されない。ここで、m≠nである。
一つの実装において、第１波長チャネルは、少なくとも２つの波長チャネルにおいて、波長チャネルを含み、通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数は、第１閾値以上である。
限定ではないが、一つの例として、第１波長チャネルは、少なくとも２つの波長チャネルにおいて、通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整は最大の回数である。
このようにして、毎回実行される過度に大きい減衰調整によって生じる光散乱を低減することができ、それによって、ネットワークのバックエンドにおける光コンポーネントの電力制御の精度をさらに向上させている。
上記の第１波長チャネルに係る特定の対象は、単なる説明のための一つの例であり、そして、本出願が特に限定されるものではないないことが留意されるべきである。第１波長チャネルは、少なくとも２つの波長チャネルにおいて、任意の波長チャネルであってよく、通常状態から遮断状態にスイッチするために減衰調整が実行される回数は2以上である。
一つの実装においては、１つの第２波長チャネルが存在し得る。
別の実装では、具体的には、複数の第２波長チャネルが存在し得る。第２波長チャネルは、少なくとも２つの波長チャネルにおいて、複数波長チャネル(例えば、その一部または全て)を含み、そのスイッチング状態は、通常状態から遮断状態である。
遮断状態にスイッチするための減衰調整は、同一画像を通じて、通常状態から遮断状態にスイッチされる必要がある複数の波長チャネルそれぞれについて実行され、多重光信号の頻繁なパワー変動をさらに低減し、そして、ネットワークのバックエンドにおける光コンポーネントのパワー制御の精度をさらに向上させる。
本出願では、K個の画像において、第１波長チャネルについて減衰調整を実行するために最初に使用される画像は、第２波長チャネルについて減衰調整を実行するために最初に使用される画像とは異なる。
代替的に、第１波長チャネルについて最初に減衰調整が実行される(すなわち、減衰値が最初に変化する)時点は、第２波長チャネルについて最初に減衰調整が実行される時点とは異なる。
別の言葉で言えば、本出願において、通常状態から遮断状態にスイッチされる必要がある複数の波長チャネルは、少なくとも２つの波長チャネルを含んでおり、これについては、同一画像を通じて最初の減衰調整が実行されない。
本出願において、第１波長チャネルについて減衰を実行するために最初に使用される画像は、K個の画像における１番目の画像である。
一つの実装において、第２波長チャネルについて減衰を実行するために最初に使用される画像は、K個の画像における１番目の画像に続く画像である。
例えば、第２波長チャネルについて減衰を実行するために最初に使用される画像は、K個の画像におけるt番目の画像であり、ここで、t≧2である。
この場合、K個の画像における１番目の画像から(t-1)番目の画像において、第２波長チャネルに対応するサブ画像は同一である。
別の言葉で言えば、K個の画像における１番目の画像から(t-1)番目の画像において、第２波長チャネルに対応するサブ画像によって示される減衰値は同一である。
別の言葉で言えば、第１波長チャネルおよび第２波長チャネルは、K個の画像における１番目の画像を通じて遮断状態にスイッチされ、そして、K個の画像の中にあり、かつ、１番目の画像に先行する、少なくとも２つの連続した画像における第２サブ画像は、同一である。
一つの実装において、K個の画像は、K個の減衰範囲の境界と一対一で対応しており、かつ、K個の画像それぞれは、画像に対応する境界の両側での減衰範囲において少なくとも１つの波長チャネルについてのクロス領域（cross-region）の減衰調整のために使用される。
例えば、K個の画像におけるk番目の画像に対応する減衰境界はbであり、そして、境界の両側（two sides）の減衰範囲は、[a,b]および[b,c]である。ここで、a、b、およびcは、３つの減衰値を降順に表している。
従って、k番目の画像は、少なくとも２つの波長チャネルにおいて、(少なくとも２つの)波長チャネルについてクロス領域の減衰調節に係る処理において使用され、その減衰値は、それぞれ、減衰値eから減衰値fに調整される必要がある。ここで、e∈[a,b]、かつ、f∈[b,c]である。
その減衰値が１つの減衰範囲から別の減衰範囲にそれぞれ調整される必要がある複数の波長チャネルについての減衰調整に係るプロセスは、同一の画像を通して実行され、その結果、ネットワークのバックエンドにおける光コンポーネントの電力制御の精度をさらに向上させることができる。
実装において、少なくとも２つの波長チャネルは、さらに、第３波長チャネルを含む。そして、本方法は、さらに、時系列において連続するL個の画像を生成するステップであり、ここで、Lの値は、前記第３波長チャネルを遮断状態から通常状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数に依存し、前記L個の画像における最初の画像は、時系列において前記１番目の画像に続くものである、ステップと、前記L個の画像に関する情報を前記光スイッチング素子に送信するステップであり、前記第３波長チャネルについて、前記光スイッチング素子が減衰調整を実行するのを可能にするステップと、を含む。
代替的に、前記方法は、さらに、前記第１波長チャネルの遮断時点に基づいて前記第３波長チャネルの開放時点を決定するステップと、時系列において連続するL個の画像を生成するステップであり、ここで、Lの値は、前記第３波長チャネル(特には、第３波長チャネルの宛先ポート)を通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数に依存し、かつ、前記第３波長チャネルの開放時点が前記第１波長チャネルの遮断時点よりも後である、ステップと、前記L個の画像に関する情報を前記光スイッチング素子に送信するステップであり、前記第３波長チャネルについて、前記光スイッチング素子が減衰調整を実行するのを可能にするステップと、を含む。すなわち、本出願における波長チャネルの状態スイッチングは(前述のプロセス1及び／又はプロセス2を含むことに基づいて)、さらに、以下のプロセスを含み得る。
プロセス3：波長チャネル(または、波長チャネルのポート)は、遮断状態から通常状態にスイッチされる。
すなわち、本出願では、少なくとも１つの波長チャネル(例えば、第３波長チャネル)の状態スイッチングは、通常状態から遮断状態にスイッチするプロセスを含み得る。
別の言葉で言えば、本出願において、少なくとも１つの波長チャネル(例えば、第３波長チャネル)は、前述のプロセス3を実行する必要がある波長チャネルを含む。
本出願のこのソリューションに従って、長いチャンネルを開放状態にスイッチするために使用される画像は、時系列において、長いチャンネルを遮断状態にスイッチするために使用される画像に続き、その結果、多重光信号の頻繁な電力変動をさらに回避することができ、これにより、ネットワークのバックエンドにおける光コンポーネントの電力制御の精度を向上させ、非スケジューリングサービスのオペレーション安定性を向上させ、かつ、WSS性能を向上させる。
この場合、本出願において、L個の画像それぞれは、少なくとも１つのサブ画像を含み、少なくとも１つのサブ画像は、少なくとも１つの波長チャネル(具体的には、その状態スイッチングプロセスが、遮断状態から通常状態にスイッチするプロセスを含む少なくとも１つの波長チャネル)と一対一の対応関係にあり、そして、各サブ画像は、対応する波長チャネルにつて減衰調整(具体的には、遮断状態から通常状態にスイッチするために実行される１回以上の減衰調整)に使用され、または、各サブ画像は、対応する波長チャネルの減衰値を示す。
例えば、光スイッチング素子がM個の波長チャネルの状態スイッチングを実行すると仮定する。ここで、M≧2である。K個の画像におけるj番目の画像は、M個のサブ画像を含み、M個の波長チャネルは、M個のサブ画像と一対一で対応し、ここで、j∈[1,K]であり、そして、j番目の画像におけるm番目のサブ画像は、j番目の画像に対応する時点で調整される必要のあるm番目の波長チャネルに対する減衰値を示す。
j番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値は、(j-1)番目の(または(j+1)番目の)画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値と同じであってよく、または、異なってよいことが、留意されるべきである。
j番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値が(j-1)番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値と異なる場合、それは、m番目の波長チャネルの減衰値が、(j-1)番目の画像に対応する時点で調整される必要があることを示す。具体的には、m番目の波長チャネルの減衰値は、(j-1)番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値から、j番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値に調整される必要がある。
j番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値が、(j-1)番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値と同じである場合、それは、m番目の波長チャネルの減衰値は、(j-1)番目の画像に対応する時点で調整される必要がないことを示し、または、m番目の波長チャネルの減衰値が、(j-1)番目の画像に対応する時点で0の量だけ調整されることを示す。
加えて、本出願において、j番目の画像におけるm番目のサブ画像によって示される減衰値は、j番目の画像におけるn番目のサブ画像によって示される減衰値と同じであってよく、または、異なってよい。これは、この出願において特に限定されない。ここで、m≠nである。
一つの実装において、第３波長チャネルは、少なくとも２つの波長チャネルにおいて、波長チャネルを含み、通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数は最大である。
このようにして、毎回実行される過度に大きい減衰調整によって生じる光散乱を低減することができ、それによって、ネットワークのバックエンドにおける光コンポーネントの電力制御の精度をさらに向上させている。
上記の第３波長チャネルに係る特定の対象は、単なる説明のための一つの例であり、そして、本出願が特に限定されるものではないないことが留意されるべきである。第３波長チャネルは、少なくとも２つの波長チャネルにおいて、任意の波長チャネルであってよく、通常状態から遮断状態にスイッチするために減衰調整が実行される回数は2以上である。
一つの実装においては、１つの第３波長チャネルが存在し得る。
別の実装では、具体的には、複数の第３波長チャネルが存在し得る。第３波長チャネルは、少なくとも２つの波長チャネルにおいて、複数波長チャネル(例えば、その一部または全て)を含み、そのスイッチング状態は、通常状態から遮断状態である。
一つの実装において、L個の画像は、L個の減衰範囲の境界と一対一で対応しており、かつ、L個の画像それぞれは、画像に対応する境界の両側での減衰範囲において少なくとも１つの波長チャネルについてのクロス領域の減衰調整のために使用される。
例えば、L個の画像におけるv番目の画像に対応する減衰範囲は、[p,q]～[q,r]である。ここで、p、q、およびrは、３つの減衰値を昇順に表している。
従って、v番目の画像は、少なくとも２つの波長チャネルにおいて、(少なくとも２つの)波長チャネルについて減衰調節に係る処理において使用され、その減衰値は、減衰値sから減衰値tに調整される必要がある。ここで、s∈[p,q]、かつ、t∈[q,r]である。
第２態様に従って、光スイッチング方法が提供される。該方法は、少なくとも２つの波長チャネルを含む光スイッチング素子に対して適用され、前記少なくとも２つの波長チャネルは、第１波長チャネルおよび第２波長チャネルを含む。そして、前記方法は、
時系列において連続するK個の画像を取得するステップであり、前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルが、前記K個の画像における同一の画像を通じて遮断状態にスイッチされ、Kは、2以上の整数であり、Kの値は、前記第１波長チャネルを通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される回数に依存し、前記K個の画像それぞれは、第１サブ画像および第２サブ画像を含み、前記第１サブ画像は、前記第１波長チャネルの減衰調整値を示し、かつ、前記第２サブ画像は、前記第２波長チャネルの減衰調整値を示す、ステップと、
前記K個の画像に基づいて、前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルについて減衰調整を実行するステップと、を含む。
例えば、「時系列において連続するK個の画像を取得する」ことは、光スイッチング素子が、外部装置(例えば、K個の画像を生成する装置)からK個の画像を受信するものとして理解され得る。別の言葉で言えば、外部装置は、K画像を光スイッチング素子に送信し得る。
別の例で、「時系列において連続するK個の画像を取得する」ことは、光スイッチング素子が、外部装置(例えば、K個の画像を生成する装置)からK個の画像を読み取るものとして理解され得る。例えば、外部装置は、生成されたK個の画像を事前設定されたストレージ空間に保管し、そして、光スイッチング素子は、ストレージ空間からK個の画像を読み出すことができる。
第２波長チャネルの遮断時点は、第１波長チャネルの遮断時点に基づいて決定され、そして、第２波長チャネルの遮断時点は、第１波長チャネルの遮断時点と同一である。
一つの実装において、第１波長チャネルは、少なくとも２つの波長チャネルにおいて、波長チャネルを含み、通常状態から遮断状態にスイッチするために減衰調整が実行される回数は、第１閾値以上である。
限定するものではないが、例として、第１波長チャネルは、少なくとも２つの波長チャネルにおいて、通常状態から遮断状態にスイッチするために最大数の減衰調整が実行される、波長チャネルを含む。
第２波長チャネルは、少なくとも２つの波長チャネルにおいて、複数の波長チャネルを含み、そのスイッチング状態は、通常状態から遮断状態である。
例えば、K個の画像において、第１波長チャネルについて最初に減衰調整を実行するために使用される画像は、第２波長チャネルについて最初に減衰調整を実行するために使用される画像とは異なる。
代替的に、第２波長チャネルについて最初に減衰調整を実行するために使用される画像は、K個の画像における１番目の画像に続く画像である。
K個の画像は、K個の減衰範囲と一対一で対応しており、かつ、前記K個の画像それぞれは、前記画像に対応する減衰範囲における少なくとも１つの波長チャネルについて減衰調整のために使用される。
一つの実装において、前記少なくとも２つの波長チャネルは、さらに、第３波長チャネルを含む。そして、前記方法は、さらに、時系列において連続するL個の画像を受信するステップであり、Lは1以上の整数であり、Lの値は、前記第３波長チャネルを遮断状態から通常状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数に依存し、前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルは、前記K個の画像における１番目の画像を通じて前記遮断状態にスイッチされ、かつ、前記L個の画像における最初の画像は、時系列において前記１番目の画像に続くものであるステップと、前記L個の画像に基づいて、前記第３波長チャネルについて減衰調整を実行するステップと、を含む。
第３波長チャネルの開放時点は、第１波長チャネルの遮断時点に基づいて決定され、そして、第３波長チャネルの開放時点は、第１波長チャネルの遮断時点よりも遅い。
L個の画像は、L個の減衰範囲と一対一で対応しており、かつ、前記L個の画像それぞれは、前記画像に対応する減衰範囲における少なくとも１つの波長チャネルについて減衰調整のために使用される。
例えば、光スイッチング素子は、シリコンLCOS上に液晶を含む。
この場合、LCOSは、M個のピクセルを含み、そして、画像は、全てのM個のピクセルに係る位相状態のセットである。
第３態様に従って、処理装置が提供され、そして、処理装置は、第１態様のいずれかにおける方法、または、第１態様の可能な実装を実行するように構成されたモジュールまたはユニットを含む。
第４態様に従って、処理装置が提供され、そして、処理装置は、第２態様のいずれかにおける方法、または、第２態様の可能な実装を実行するように構成されたモジュールまたはユニットを含む。
第５態様に従って、処理装置が提供され、そして、処理装置は、プロセッサを含む。プロセッサは、メモリに結合されており、第１態様の方法および第１態様の可能な実装を実行するように構成され得る。任意的に、処理装置は、さらに、メモリを含む。任意的に、処理装置は、さらに、通信インターフェイスを含み、そして、プロセッサは、通信インターフェイスに結合されている。
一つの実装において、処理装置は、処理デバイスである。この場合、通信インターフェイスは、トランシーバまたは入力／出力インターフェイスであってよい。別の実装において、処理装置は、チップまたはチップシステムである。この場合、通信インターフェイスは、チップまたはチップシステム上の入力／出力インターフェイス、インターフェイス回路、出力回路、入力回路、ピン、関連回路、などであってよい。代替的に、プロセッサは、処理回路または論理回路として実現されてよい。
第６態様に従って、処理装置が提供され、そして、処理装置は、プロセッサを含む。プロセッサは、メモリに結合されており、第２態様の方法および第２態様の可能な実装を実行するように構成され得る。任意的に、処理装置は、さらに、メモリを含む。任意的に、処理装置は、さらに、通信インターフェイスを含み、そして、プロセッサは、通信インターフェイスに結合されている。
一つの実装において、処理装置は、処理デバイスである。この場合、通信インターフェイスは、トランシーバまたは入力／出力インターフェイスであってよい。別の実装において、処理装置は、チップまたはチップシステムである。この場合、通信インターフェイスは、チップまたはチップシステム上の入力／出力インターフェイス、インターフェイス回路、出力回路、入力回路、ピン、関連回路、などであってよい。代替的に、プロセッサは、処理回路または論理回路として実現されてよい。
第７態様に従って、処理装置が提供され、そして、処理装置は、入力回路、出力回路、および処理回路を含む。処理回路は、入力回路を通じて信号を受信し、かつ、出力回路を通じて信号を送信するように構成されており、その結果、第１態様のいずれかにおける方法、または、第１態様の可能な実装が実施される。
特定の実施プロセスにおいて、処理装置はチップであってよく、入力回路は入力ピンであってよく、出力回路は出力ピンであってよく、そして、処理回路は、トランジスタ、ゲート回路、トリガ、任意の論理回路など、であってよい。入力回路によって受信される入力信号は、例えば、これに限定されるわけではないが、受信器によって受信および入力されてよく、出力回路によって出力される信号は、例えば、これに限定されるわけではないが、送信器に出力されてよく、そして、送信器によって送信されてよい。入力回路および出力回路は、異なる回路であってよく、または、同一回路であってもよい。この場合、回路は、異なる時点で、入力回路および出力回路そして使用される。プロセッサおよび回路の特定の実装は、本出願の実施形態において限定されない。
第８態様に従って、処理装置が提供され、そして、処理装置は、入力回路、出力回路、および処理回路を含む。処理回路は、入力回路を通じて信号を受信し、かつ、出力回路を通じて信号を送信するように構成されており、その結果、第２態様のいずれかにおける方法、または、第２態様の可能な実装が実施される。
特定の実施プロセスにおいて、処理装置はチップであってよく、入力回路は入力ピンであってよく、出力回路は出力ピンであってよく、そして、処理回路は、トランジスタ、ゲート回路、トリガ、任意の論理回路など、であってよい。入力回路によって受信される入力信号は、例えば、これに限定されるわけではないが、受信器によって受信および入力されてよく、出力回路によって出力される信号は、例えば、これに限定されるわけではないが、送信器に出力されてよく、そして、送信器によって送信されてよい。入力回路および出力回路は、異なる回路であってよく、または、同一回路であってもよい。この場合、回路は、異なる時点で、入力回路および出力回路そして使用される。プロセッサおよび回路の特定の実装は、本出願の実施形態において限定されない。
第９態様に従って、処理装置が提供され、そして、処理装置は、プロセッサおよびメモリを含む。プロセッサは、メモリに保管された命令を読み出し、受信器を通じて信号を受信し、そして、送信器を通じて信号を送信して、第１態様または第２態様における方法、および、第１態様または第２態様の可能な実装を実行するように構成されている。
任意的に、１つ以上のプロセッサおよび１つ以上のメモリが存在している。
任意的に、メモリは、プロセッサへと統合されてよく、または、メモリとプロセッサは別々に配置されてよい。
特定の実装の最中、メモリは、非一時的(non-transitory)メモリ、例えば、リードオンリーメモリ(read-only memory、ROM)であってよい。メモリおよびプロセッサは、同じチップ上で集積化されてよく、または、異なるチップ上で別々に配置されてよい。メモリの種類、および、メモリとプロセッサを配置する方法は、本出願のこの実施形態において限定されない。
指示情報の送信といった関連データ交換プロセスは、プロセッサから指示情報を出力するプロセスであってよく、そして、機能情報の受信は、プロセッサによる入力機能情報を受信するプロセスであってよいことが理解されるべきである。具体的には、プロセッサによって出力されるデータは、送信器に出力されてよく、そして、プロセッサによって受信される入力データは、受信器からであってよい。送信器および受信器は、集合的にトランシーバと称される。
第９態様におけるプロセッサは、チップであってよい。プロセッサは、ハードウェアまたはソフトウェアを使用して実装され得る。プロセッサがハードウェアを使用して実装される場合、プロセッサは、論理回路、集積回路、などであってよい。プロセッサがソフトウェアを使用して実装される場合、プロセッサは汎用プロセッサであってよく、そして、メモリに保管されたソフトウェアコードを読み出すことによって実装される。メモリは、プロセッサへと統合されてよく、または、プロセッサの外側で独立して存在してよい。
第１０態様に従って、処理装置が提供され、そして、処理装置は、通信インターフェイスおよび処理回路を含む。通信インターフェイスは、第１態様のいずれかにおける方法、または、第１態様の可能な実装に従って、画像を送信するように構成されており、そして、処理回路は、画像を生成するように構成されている。
第１１態様に従って、処理装置が提供され、そして、処理装置は、通信インターフェイスおよび処理回路を含む。前記通信インターフェイスは、画像を取得するように構成されており、そして、前記処理回路は、第２態様のいずれかにおける方法、または、第２態様の可能な実装に従って、画像を使用することによって、前記光スイッチング素子を制御するように構成されている。
第１２態様に従って、コンピュータプログラム製品が提供される。コンピュータプログラム製品は、コンピュータプログラム(コードまたは命令としても称されるもの)を含む。コンピュータプログラムが実行されるとき、コンピュータは、第１態様または第２態様のいずれかにおける方法、および、第１態様または第２態様の可能な実装を実行することが可能にされる。
第１３態様に従って、コンピュータ読取り可能な媒体が提供される。コンピュータ読取り可能な媒体は、コンピュータプログラム(コードまたは命令としても称されるもの)を保管している。コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるとき、コンピュータは、第１態様または第２態様のいずれかにおける方法、および、第１態様または第２態様の可能な実装を実行することが可能にされる。
第１４態様に従って、シリコンLCOS上の液晶が提供される。そして、シリコンLCOS上の液晶は、液晶ディスプレイであり、複数のピクセルを含み、前記複数のピクセルの位相状態が調節可能である、液晶ディスプレイと、時系列において連続するK個の画像を取得するように構成された、インターフェイスであり、第１波長チャネルおよび第２波長チャネルが、前記K個の画像における同一の画像を通じて遮断状態にスイッチされ、Kは、2以上の整数であり、Kの値は、前記第１波長チャネルを通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される回数に依存し、前記K個の画像それぞれは、第１サブ画像および第２サブ画像を含み、前記第１サブ画像は、前記第１波長チャネルの減衰調整値を示し、かつ、前記第２サブ画像は、前記第２波長チャネルの減衰調整値を示す、インターフェイスと、コントローラであり、前記K個の画像に基づいて、前記液晶ディスプレイに係る前記複数のピクセルの位相状態を制御するように構成されており、前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルについて減衰調整を実行する、コントローラと、を含む。
加えて、LCOSは、さらに、第２態様の任意の可能な実施において本方法を実行するよう構成されている。
第１５態様に従って、シリコンLCOS上の液晶が提供される。そして、シリコンLCOS上の液晶は、液晶ディスプレイであり、複数のピクセルを含み、前記複数のピクセルの位相状態が調節可能である、液晶ディスプレイと、時系列において連続するK個の画像を生成するように構成された、第１コントローラであり、第１波長チャネルおよび第２波長チャネルが、前記K個の画像における同一の画像を通じて遮断状態にスイッチされ、Kは、2以上の整数であり、Kの値は、前記第１波長チャネルを通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される回数に依存し、前記K個の画像それぞれは、第１サブ画像および第２サブ画像を含み、前記第１サブ画像は、前記第１波長チャネルの減衰調整値を示し、かつ、前記第２サブ画像は、前記第２波長チャネルの減衰調整値を示す、第１コントローラと、第２コントローラであり、前記K個の画像に基づいて、前記液晶ディスプレイに係る前記複数のピクセルの位相状態を制御するように構成されており、前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルについて減衰調整を実行する、第２コントローラと、を含む。
加えて、LCOSは、さらに、第１態様の可能な任意の実施において本方法を実行するように構成されている。
加えて、LCOSは、さらに、第２態様の可能な任意の実施において本方法を実行するように構成されている。
第１６態様に従って、波長選択スイッチWSSが提供される。そして、波長選択スイッチWSSは、入力ポートであり、光信号を入力するように構成されており、前記光信号は、複数の波長チャネルを有する、入力ポートと、第１４態様または第１５態様に従ったLCOSであり、前記光信号における少なくとも２つの波長チャネルについて減衰調整を実行するように構成されており、前記少なくとも２つの波長チャネルは、第１波長チャネルおよび第２波長チャネルを含む、LCOSと、出力ポートであり、減衰調整が実行された光信号を出力するように構成されている、出力ポートと、を含む。
第１７態様に従って、再構成可能光アドドロップマルチプレクサが提供される。そして、再構成可能光アドドロップマルチプレクサは、デマルチプレクサモジュールおよびマルチプレクサモジュールを含み、前記デマルチプレクサモジュールは、ステーションからの第１光波長信号をドロップするように構成されており、前記マルチプレクサモジュールは、前記ステーションによって追加される第２光波長信号を受信するように構成されており、かつ、前記デマルチプレクサモジュール及び／又は前記マルチプレクサモジュールは、第１６態様における波長選択スイッチである。
図1は、本出願のソリューションに対して適用可能なWSS装置の概略正面図である。 図2は、本出願のソリューションに対して適用可能なWSS装置の概略上面図である。 図3は、本出願のソリューションに対して適用可能なWSS装置の概略三次元図である。 図4は、LCOSの波長チャネルのポートスイッチング原理に係る一つの例の概略図である。 図5は、LCOSの波長チャネルのポートスイッチング原理に係る別の例の概略図である。 図6は、本出願に従った、光スイッチング素子の一つの例の概略構成図である。 図7は、本出願に従った、光スイッチング素子の別の例の概略構成図である。 図8は、本出願に従った、WSSの一つの例の概略構成図である。 図9は、本出願の光スイッチング方法に従った、画像生成処理に係る一つの例の概略フローチャートである。 図10は、本出願のソリューションに従った、複数の波長チャネルのポート状態スイッチングに係る一つの例の概略図である。 図11Aは、本出願のソリューションに従った、複数の波長チャネルのポート状態スイッチングに係る別の例の概略図である。 図11Bは、本出願のソリューションに従った、複数の波長チャネルのポート状態スイッチングに係る別の例の概略図である。 図12は、本出願に従った、光スイッチング装置に係る一つの例の概略図である。 図13は、本出願に従った、光スイッチング装置に係る別の例の概略図である。 図14は、本出願に対して適用可能なWSSに係るROADMネットワークの構造の概略図である。
添付の図面を参照して、本出願の技術的ソリューションを、以下で説明する。
本出願の技術的ソリューションは、光通信ネットワーク、光スイッチングネットワーク、およびデジタルセンターネットワークなどの分野に適用され得る。例えば、技術的ソリューションは、これらの分野の光スイッチング装置(または光スイッチング構造)、例えば、再構成可能な光アドドロップマルチプレクサ(reconfigurable optical add-drop multiplexer)および光クロスコネクト(optical cross-connect、OXC)装置、例えば、WSS装置のコンポーネントに使用され得る。
図1および図2は、それぞれ、N×NのWSS装置の構造を示す。図1に示されるように、WSS装置は、N個の入力ポートおよびN個の出力ポートと有し、入力ポートと出力ポートとの間の任意のペアの全光接続を実装され得る。別の言葉で言えば、N個の入力ポート内の任意の波長を有する光信号は、任意のN個の出力ポートから出力され得る。図1において、入力ポートの量と出力ポートの量は等しく、両方ともNであることが理解されるべきである。これは、単に説明のための一つの例として使用されているだけである。特定の実装の間、入力ポートの数と出力ポートの数は等しくなくてよい。例えば、1×NおよびN×Zであってよく、ここで、NとZの両方は正の整数である。
具体的には、WSS装置の主なコンポーネントは、入力ポート101、デマルチプレクサ102、光スイッチング素子103、マルチプレクサ104、および出力ポート105を含む。
図1および図2に示されるように、入力ポート101は、マルチ波長信号を入力するように構成されている。マルチ波長信号は、複数(例えば、M)の波長、すなわち、λ1～λMを含む。デマルチプレクサ102は、マルチ波長信号をM波長の単一波長信号に分解するように構成されている。光スイッチング素子103は、各単一波長信号の光路を、対応する出力ポート105へスイッチするように構成されている。マルチプレクサ104は、同じ出力ポートにスイッチされる複数の単一波長信号を多重化し、次いで、出力ポート105から多重化された波長信号を出力し、光信号スイッチングを実現するように構成されている。デマルチプレクサ102は、反射回折格子、透過回折格子、分散プリズム、または平面導波路回折格子であり得る。加えて、分散効果（dispersion effect）を高めるために、複数の回折格子の組み合わせが使用されてよく、または、ターゲット信号光が複数回にわたり同じ回折格子を通過するように、光路（optical path）を調整され得る。
図1および図2それぞれに示されるWSSの構造は、説明のための単なる一つの例であり、そして、本出願は、これに限定されるものではないことが理解されるべきである。例えば、代替的に、２つの光スイッチング素子103が存在し得る。加えて、WSSは、レンズまたは反射器といった光路変更コンポーネント（changing component）をさらに含み得る。
限定するものではないが、一つの例として、本出願における光スイッチング素子103は、以下の技術のいずれかを使用することによって実装され得る。
例えば、光スイッチング素子は、マイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS、Micro-Electro-Mechanical System)技術を使用することによって実装され得る。MEMS技術においては、幾何学的サイズまたは動作サイズがミクロン、サブミクロン、またはナノメートルのみの大きさのオーダーであるマイクロエレクトロメカニカル装置および制御回路が、シリコンベースまたは非シリコンベースの材料上の非常に小さな空間へと高度に集積されており、エレクトロメカニカル集積部品またはシステムを構成している。MEMS技術を使用することにより実装される光スイッチング素子は、静電気力または他の制御力によって、マイクロ反射器が機械的に移動することを可能にし、その結果、マイクロ反射器に投射（cast）された光が任意の方向に偏向する。本発明の光スイッチング素子がMEMS技術を用いて実装される場合、コントローラは、制御命令を使用してマイクロメカニカル構造を制御することができ、光路の偏向を実施するように光変調器(マイクロレンズ)を駆動し、そして、信号光のディメンション(または伝送路)のスイッチングを実施する。
別の例として、光スイッチング素子は、液晶(LC、liquid crystal)技術を使用することによって実装され得る。LC技術をしようすることにより実装された光スイッチング素子では、複屈折結晶（birefringent crystal）を通過した後で、入射信号光が、２つの偏光状態にあるように分割される。1経路の光が1/2波長板（half-wave plate）を通過した後で、2経路の光は同じ偏光状態を有しており、そして、次いで、光スイッチング素子(液晶モジュール)に投影される。液晶の配列構造を変更する(結晶中の分子の角度を変更する)ように、複屈折結晶の電圧が調節される。このようにして、結晶の屈折率が変化し、そして、光源は、異なる角度で光を出力する。光が各液晶層を通過した後で、2方向が選択され得る。そして、光が複数の液晶層を通過した後で、複数の光路が選択され得る。
別の例として、本発明の実施形態において、光スイッチング素子は、デジタル光処理(DLP、Digital Light Processing)技術を使用することによって実装され得る。DLP技術を使用して実装される光スイッチング素子の内部構造は、MEMS技術を使用して実装される光変調器の内部構造と同様であり、そして、光エネルギーは、マイクロレンズの偏向によってスイッチされる。違いは、DLPマイクロレンズが数個の回転角しか持たないことであり、そして、これが出力ポートの量を制限している。
別の例として、光スイッチング素子は、液晶オンシリコン(LCoS、Liquid Crystal On Silicon)技術を使用することによって実装され得る。LCoS(またはLCOS)技術においては、異なる波長の光反射角を調整するように液晶格子原理が使用され、光を分離する目的を達成する。LCoS技術は、可動部品がないせいで、信頼性が高い。LCoS技術においては、反射角変化を実施するために液晶ユニットの屈折率変化が制御され、その結果、拡張およびアップグレードが容易に実現できる。異なるチャネルは空間光変調器(液晶)アレイの異なる領域に対応しており、そして、光スポットの位相を調整することによって光の透過方向が変更され、異なるポート間のスイッチングおよび減衰調整の目的を達成している。
理解と説明を容易にするために、LCoSが光スイッチング素子として使用される例を使用して、本出願のソリューションを詳細に以下で説明する。
図3は、本出願に従った、WSSの構成に係る一つの例の概略図である。図1に示されるように、WSSは、光信号の入力ポートまたは出力ポートとして使用される複数のポート201を含んでいる。入射光信号が入力ポートからWSSに進入した後で、入射光信号は、最初に、結晶または偏波ビームスプリッタ(polarization beam splitter、PBS)202によって、偏光状態が直交する２つのビームへと分割されることを要する。そして、次いで、２つのビームの偏光状態がLCOS 206の動作偏光状態と整列される（aligned with）ように、２つのビームのうちの１つの偏光状態が回転される。偏波無依存（polarization-independent）LCOS 206が使用される場合には、結晶または偏波ビームスプリッタ202は必要とされない。偏光変換された光信号は、周期的格子205(すなわち、デマルチプレクサ102の一つの例)にレンズ204を通じて入射される。周期的格子205は、分散素子であり、そして、周期的格子205は、光信号を異なる波長を有する光信号へと分解し、かつ、LCOS 206(すなわち、光スイッチング素子103の一つの例)に光信号を伝送するように構成されている。LCOS 206に形成された格子は、周期的格子205とは異なっている。周期的格子205は物理的エンティティであり、そして、LCOS 206に形成された格子は等価格子（equivalent grating）である。異なる波長を有する光信号は、周期的格子205から異なる角度で放射され、そして、レンズ204を通過した後でLCOS 206の異なる領域に対して入射される。LCOS 206の異なる領域における格子のグレー分布（gray distribution）が調整され、その結果、波長方向207に垂直なポート方向208に角度偏向を実施するように対応する波長を制御することができ、そして、角度偏向が実行される光信号がフーリエレンズ203に入射される。フーリエレンズ203は、光信号について位置シフト（location shifting）を実行し、そして、位置シフトが実行される光信号は、特定の出力ポートに結合されている。LCOS 206の１つの領域における回折格子のグレーティング分布は制御され、その結果、その領域に入射する光信号が、異なる出力ポートから出力され得る。
LCOS 206は、また、LCOSアレイとも称され、そして、複数のピクセルを含んでいる。各ピクセルは、個別に調整され得る。照明波長でのピクセルの反射角および反射強度は、ピクセル内の液晶位相を制御することによって調節することができ、ソフトウェアによって制御され得る波長ポートのスケジューリングまたはスイッチングを実施する。当産業界において、LCOSアレイ内の全てのピクセルの状態のセットは、一般的に、LCOSイメージと称されており、すなわち、LCOSイメージは、WSSによる、全ての入射波長ポートにおける割り当ておよび減衰の適用結果を決定する。
動的波長スイッチングは、本質的には、方向性（directional）画像変化を実施するためにWSSにおいてLCOSを制御することである。図4に示されるように、簡単な実装上のソリューションは、LCOSを制御して、オリジナル画像(オリジナルスイッチング状態)からターゲット画像(ターゲットスイッチング状態)へ直接的に変更することである。LCOS内の各ピクセルの位相、および、ターゲットスイッチング状態を実施するために必要とされるLCOSの動作電圧は、コンポーネントの工場校正データに基づく計算を通じて、プロセッサによって獲得される。
しかしながら、LCOSの相転移（phase transformation）はヒステリシスを有しており、そして、初期および最終相転移の過程において、中間状態の相は制御できない。前述のポイントツーポイントの直接的変更ソリューションにおいて、中間状態の制御不能位相は、スイッチング状態変更プロセスにおける入射波長の散乱（scattering）を引き起こす。結果として、ネットワークのバックエンドにおける光コンポーネントの電力制御は不正確であり、すなわち、過渡的ポート分離(Transient Port Isolation、TPI)性能が貧弱である。ネットワークのバックエンドにおける光コンポーネントの不正確な電力制御は、サービス性能の変動を引き起こし、そして、サービスの中断さえも引き起こすので、このソリューションは、ヒット(Hit)スイッチングモードとも称される。
スイッチング状態変更プロセスにおけるTPI性能を改善するために、ヒットレス(Hitless)スイッチングモードが提案されている。具体的には、オリジナル画像とターゲット画像との間に１つ以上の遷移画像（transition image）が挿入される。そのスイッチング状態変更プロシージャが図5に示されている。遷移画像は、液晶の制御不可能な位相の物理的変化則に従って選択される(たいてい、チャネル減衰を通して設定される)。ランダム大散乱（large scattering）位相は、事前設定された遷移位相を使用することにより効果的に回避され得る。そして、スイッチング変更プロセスにおけるTPI性能がアプリケーション要件を満たし得ることを確実にする。本出願で提供される本ソリューションは、前述のヒットレススイッチングモードに対して効果的に適用され得る。
本出願における用語「画像（“image”）」は、光スイッチング素子を制御するため(例えば、光スイッチング素子による波長チャネルの減衰値を調整するプロセスの制御)に使用される情報として理解され得るが留意されるべきである。例えば、光スイッチング素子がLCOSまたはLCである場合、「イメージ」は、LCOSアレイ内の全てのピクセルの状態のセットとして理解され得る。別の例として、光スイッチング素子がMEMSまたはDLPである場合、「画像」は、マイクロ反射器アレイ上の全てのマイクロ反射器の角度状態のセットとして理解され得る。理解と説明を容易にするために、以下で、「画像」は「制御画像（“control image”）」と称される。
本出願で提供される本ソリューションは、前述の「制御画像」生成プロセスに適用可能である。光スイッチング素子は、本出願で提供される方法で生成される「制御画像」に基づいて波長チャネルの減衰を調整し、その結果、ネットワークのバックエンドにおける光コンポーネントの電力制御の精度が、効果的に改善され得る。
図4および図5に示されるように、M波長チャネルのポート状態を変更するために、制御画像が使用されるものと仮定すると、制御画像はM個のサブ画像（sub-image）を含み、各サブ画像は複数のピクセルを含み、M個のサブ画像はM波長チャネルと一対一で対応し、そして、各サブ画像は対応する波長チャネルのポート状態を変更するために使用される。各サブ画像に含まれる複数のピクセルのピクセル状態を使用して、対応する波長チャネルの減衰を制御し、各波長チャネルの状態(例えば、開放状態と遮断状態との間のスイッチングプロセス)を制御し得る。例えば、波長チャネル#1のサブ画像は波長チャネル#1の減衰値を制御するために使用され、波長チャネル#2のサブ画像は波長チャネル#2の減衰値を制御するために使用され、・・・、そして、波長チャネル#Mのサブ画像は波長チャネル#Mの減衰値を制御するために使用される。
例えば、波長チャネル#1のポートがポート#1からポート#2にスイッチされる必要がある場合、ポート#1の減衰値(具体的には、ポート#1での波長チャネル#1の減衰値)がポート#1を遮断するように調整されてよく、そして、ポート#2の減衰値(具体的には、ポート#2での波長チャネル#1の減衰値)がポート#2を開放するように調整される。このようにして、波長チャネル#1は、ポート#1からポート#2にスイッチされる。
図6は、本出願に従った、光スイッチング素子の一つの例の概略構成図である。図6に示されるように、光スイッチング素子は、光スイッチングエンティティ、および、コントローラ(コントローラ#Aとして示される)を含み得る。
光スイッチングエンティティは、コントローラ#Aの制御下で、波長チャネルのポート状態を変更するように構成されている。例えば、ポート状態は、遮断状態から通常状態へ変化し得る。別の例において、ポート状態は、遮断状態から通常状態へ変化し得る。別の例において、波長チャネルは、あるポートから別のポートへスイッチされ得る。コントローラ#Aは、前記画像に基づいて、光スイッチングエンティティを制御するように構成されている。
例えば、光スイッチング素子がLCOSである場合、光スイッチングエンティティは、液晶アレイまたはピクセルアレイであってよい。この場合、コントローラ#Aは、各ピクセルの状態(例えば、位相状態)を制御するように構成されている。
別の例として、光スイッチング素子がMEMSである場合、光スイッチングエンティティは、マイクロ反射器アレイであってよい。この場合、コントローラ#Aは、各マイクロリフレクタの状態(例えば、回転角度)を制御するように構成されている。
限定するのではなく、例として、前述の制御画像生成プロセスは、コントローラ#Aによって実行され得る。
代替的に、コントローラ#Bは、前述の制御画像生成プロセスを実行することができ、そして、生成された制御画像をコントローラ#Aに送信し得る。限定するのではなく、例として、コントローラ#Aおよびコントローラ#Bは独立して配置されている。
実施形態において、図7に示されるように、第２コントローラは、光スイッチング素子、例えば、LCOSに配置されている。
別の実施形態において、図8に示されるように、第２コントローラは、代替的に、WSSに配置されてよい。別の言葉で言えば、第２コントローラと光スイッチング素子(例えば、LCOS)は、独立して配置されている。
以下に、前述の制御画像生成処理を詳細に説明する。理解と説明を容易にするために、M波長チャネルのポートをスイッチングするプロセスにおいて使用される制御画像生成プロセスが、説明のための一つの例として使用される。
図9は、本出願に従った、制御画像生成プロセスのプロシージャを示している。図9に示されるように、S310において、コントローラ(例えば、前述の第１コントローラまたは第２コントローラ)は、M波長チャネルそれぞれのポートスイッチング情報または光クロスコネクト変更コマンドを獲得する。
限定するものではないが、例として、ポートスイッチング情報は、ROADM内のプロセッサによってコントローラに送信されてよく、または、ポートスイッチング情報は、管理者によってコントローラへと入力されてよい。これは、本出願において特に限定されない。
本出願において、各波長チャネルのポートスイッチング情報は、以下の情報のうちの少なくとも１つを含んでいる。
理解と説明を容易にするために、波長チャネル#1のポートスイッチング情報が、説明のための例として使用される。
情報A：波長チャネル#1のオリジナルポート(ポート#1aとして示されている)に関する情報。例えば、ポート#1aの識別子、および、ポート#1aの通常状態における減衰値。
情報B：波長チャネル#1の宛先ポート(ポート#1bとして示されている)に関する情報。例えば、ポート#1bの識別子、および、ポート#1bの通常状態における減衰値。
一つの実装において、波長チャネル#1は、宛先ポートを有していない、すなわち、波長チャネル#1は遮断される必要がある。この場合、波長チャネル#1のポートスイッチング情報は、情報Aを含み得る。
別の実装において、波長チャネル#1は、オリジナルポートを有していない、すなわち、波長チャネル#1を開放する必要がある。この場合、波長チャネル#1のポートスイッチング情報は、情報Bを含み得る。
さらに別の実装において、波長チャネル#1は、ポート#1aからポート#1bへスイッチされる必要がある。この場合、波長チャネル#1のポートスイッチング情報は、情報Aおよび情報Bを含み得る。
S320において、コントローラは、M波長チャネルそれぞれのポートスイッチされる情報に基づいて、波長チャネルに対応し、かつ、ポート状態を変更(または、ポート減衰値を調整)するために使用される画像、すなわち、遷移画像およびターゲット画像を決定する。別の言葉で言えば、コントローラは、M波長チャネルそれぞれのポートスイッチング情報に基づいて、波長チャネルに対応するピクセルについて波長チャネルのポート減衰値を調整するために使用される位相情報を決定する。本プロセスは、従来の技術におけるものと同様であり得ることが留意されるべきである。繰り返しを回避するために、その詳細な説明は、ここでは省略されている。
S330において、コントローラは、M波長チャネルそれぞれの遷移画像およびターゲット画像に基づいて、複数の制御画像を生成する。具体的に、コントローラは、M波長チャネルそれぞれに対応する遷移画像およびターゲット画像に基づいて、各制御画像内の波長チャネルに対応するサブ画像を決定する。
本出願において、M波長チャネルは、複数のタイプA波長チャネルを含み、そして、タイプA波長チャネルは、ポートスイッチングプロセスにおいて、オリジナルポートが通常状態から遮断状態へスイッチされる波長チャネルである。例えば、タイプA波長チャネルは、ポート遮断またはポートスイッチングが実行されることを要する波長チャネルである。
加えて、複数のタイプA波長チャネルのうち少なくとも２つに対応する遷移画像の量は異なっており、そして、同じ制御画像を使用することにより、少なくとも２つの波長チャネルに対してオリジナルポートの遮断が完了する。
一つの可能な実装において、同じ制御画像を使用することによってオリジナルポートの遮断が完了した波長チャネルは、複数のタイプA波長チャネルの全てである。
別の可能な実装において、同じ制御画像を使用することによってオリジナルポートの遮断が完了した波長チャネルは、複数のタイプA波長チャネルの一部である。これは、本出願において特定的に限定されるものではない。
関連技術では、異なる波長チャネルについて、異なる制御画像を使用することにより、オリジナルポートの遮断が完了する。別の言葉で言えば、複数の制御画像においてポート遮断が複数回実行される。従って、利得競合およびエルビウム化ドープファイバ増幅器(Erbium-Doped Fiber Amplifier、EDFA)のホールバーニング（hole-burning）特性によって引き起こされる不正確な利得制御の問題が一般的になる。すなわち、大電力オーバーシュートおよびアンダーシュートがスイッチング変更プロセスにおいて容易に発生し、サービスの安定性に重大な影響を及ぼし得る。
対照的に、本出願では、遷移画像の量が異なる少なくとも２つの波長チャネルについて、オリジナルポートの遮断が、同じ制御画像を使用することによって完了し、その結果、複数の制御画像においてポート遮断が実行されることを防止され得る。従って、利得競合、および、EDFAのホールバーニング特性によって引き起こされる不正確な利得制御の問題を低減でき、かつ、電力のオーバーシュートおよびアンダーシュートの発生を低減でき、それにより、サービスの安定性を改善している。
限定するものではないが、例として、本出願では、以下の方法を使用して、同一の画像を使用することによって、異なる量の遷移画像を伴う少なくとも２つの波長チャネルについて、オリジナルポートの同時遮断を完了するための制御画像を決定するために、以下の方法が使用され得る。
具体的には、コントローラは、複数のタイプA波長チャネルにおいて、オリジナルポートを通常状態から遮断状態にスイッチするプロセスにおいて最も頻繁に減衰調整処理が実行される波長チャネル(波長チャネル#Aと称する)を決定する。そして、さらに、オリジナルポートを通常状態から遮断状態にスイッチするプロセスにおいて、波長チャネル#Aについて減衰調整が実行される必要がある回数Kを決定する。ここで、Kは、2以上の整数である。
代替的に、コントローラは、複数のタイプA波長チャネルにおいて、オリジナルポートを通常状態から遮断状態にスイッチするプロセスにおいて使用される必要のある遷移画像の最大量を有する波長チャネル(すなわち、前述の波長チャネル#A)を決定し、そして、さらに、Kの値を決定する。
可能な場合には、M波長チャネルは、複数のタイプB波長チャネルを含み、そして、タイプB波長チャネルは、そのポートスイッチング処理が宛先ポートを遮断状態から通常状態にスイッチする処理を含む波長チャネルである。例えば、タイプB波長チャネルは、ポート開放またはポートスイッチングが実行される必要がある波長チャネルである。
この場合、コントローラは、複数のタイプB波長チャネルにおいて、宛先ポートを遮断状態から通常状態にスイッチするプロセスにおいて最も頻繁に減衰調整が実行される波長チャネル(波長チャネル#Bと称する)を決定する。そして、さらに、宛先ポートを遮断状態から通常状態にスイッチするプロセスにおいて、波長チャネル#Bについて減衰調整が実行される必要がある回数Lを決定する。ここで、Lは、1以上の整数である。
代替的に、コントローラは、複数のタイプB波長チャネルにおいて、宛先ポートを遮断状態から通常状態にスイッチするプロセスにおいて使用される必要がある遷移画像の最大量を有する波長チャネル(すなわち、前述の波長チャネル#B)を決定し、そして、さらに、Lの値を決定する。
従って、コントローラは、K+L個の制御画像を生成する。ここで、K+L個の画像は、光スイッチング素子上に時間シーケンスで連続的に提示され、または、K+L個の画像が、光スイッチング素子を時間シーケンスで連続的に制御するために使用される。
K+L個の画像における最初のK個の画像は、M波長チャネルにおけるタイプA波長チャネルのオリジナルポートを遮断する処理において使用され、そして、最初のK個の画像における最後の画像は、少なくとも２つのタイプA波長チャネルの遮断を完了するために使用される。例えば、最初のK個の画像における最後の画像は、全てのタイプA波長チャネルの遮断を完了するために使用される。
加えて、K+L個の画像における最後のL個の画像は、M波長チャネルのB波長チャネルのオリジナルポートを開放する処理(または、遮断状態から通常状態にスイッチする処理)において使用され、そして、最初のL個の画像における１番目の画像は、少なくとも２つのB波長チャネルの開放を完了するために使用される。例えば、最後のL個の画像における１番目の画像は、全てのタイプB波長チャネルの開放を完了するために使用される。
宛先ポートを開放するプロセスは、オリジナルポートを遮断するプロセスが終了した後に実行され、その結果、電力のオーバーシュートおよびアンダーシュートの発生がさらに低減され、それによって、サービス安定性がさらに改善されている。
なお、Lの値は0であり得ることに留意すべきである。Lの値が0の場合、それは、Mチャネルが、宛先ポートが開放される必要のある波長チャネルを含まないことを示している。従って、制御画像は、オリジナルポートを遮断するプロセスにおいて使用される。
可能な実装において、K個の制御画像は、K個の減衰調整範囲と一対一で対応しており、そして、各制御画像は、制御画像に対応する減衰範囲において複数のタイプA波長チャネルのうち少なくとも１つの減衰調整に使用される。
さらに、可能な実装において、L個の制御画像は、L個の減衰調整範囲と一対一で対応しており、そして、各制御画像は、制御画像に対応する減衰範囲において複数のタイプB長チャネルのうち少なくとも１つの減衰調整に使用される。
例えば、図10は、M=3、K=3、およびL=0の場合に、３つの制御画像に基づいて実行される減衰調整プロセスを示している。３つの波長チャネルは、それぞれ、波長チャネル#1、波長チャネル#2、および波長チャネル#3として示されている。
波長チャネル#1のオリジナルポートの(通常状態における)減衰値はx1dBである。そして、波長チャネル#1のオリジナルポートを、通常状態から遮断状態に、すなわち、x1dBから遮断状態に対応する減衰値(x0dBとして記録されている)にスイッチするために、減衰調整が１回実行される必要がある。
波長チャネル#2のオリジナルポートの(通常状態における)減衰値はx2dBである。そして、波長チャネル#2のオリジナルポートを、通常状態から遮断状態にスイッチするために、減衰調整が２回実行される必要がある。具体的には、１回目に実行される減衰調整はx2dBからx1dBに値を調整するものであり、そして、２回目の減衰調整はx1dBからx0dB値を調整するものである。
波長チャネル#3のオリジナルポートの(通常状態における)減衰値はx3dBである。そして、波長チャネル#3のオリジナルポートを、通常状態から遮断状態にスイッチするために、減衰調整が３回実行される必要がある。具体的には、１回目に実行される減衰調整はx3dBからx2dBに値を調整するものであり、２回目の減衰調整はx2dBからx1dBに値を調整するものであり、そして、３回目の減衰調整はx1dBからx0dBに値を調整するものである。
図10に示されるように、３つの制御画像における(時系列で)最後(または３番目)の制御画像(すなわち、制御画像#3)は、x1dBからx0dBに値を調整する減衰調整処理において使用される。具体的には、波長チャネル#1から波長チャネル#3までについて、同じ制御画像#3を使用することにより、オリジナルポートの遮断が完了される。
３つの制御画像における(時系列での)第１制御画像(すなわち、制御画像#1)は、値をx3dBからx2dBに調整する減衰調整処理において使用される。具体的には、波長チャネル#3について、制御画像#1を使用することにより、オリジナルポートの減衰値をx3dBからx2dBに調整するための減衰調整が完了される。波長チャネル#1および波長チャネル#2のオリジナルポートの減衰値がx2dB以上なので、制御画像#1において波長チャネル#1に対応するサブ画像は、通常状態における波長チャネル#1のサブ画像と同一であり(例えば、２つのサブ画像において同じ位置にあるピクセルの位相は同一である)、そして、制御画像#1において波長チャネル#2に対応するサブ画像は、通常状態における波長チャネル#2のサブ画像と同一である。
３つの制御画像における(時系列での)第２制御画像(すなわち、制御画像#2)は、値をx2dBからx1dBに調整する減衰調整処理において使用される。具体的には、波長チャネル#3および波長チャネル#2について、制御画像#2をしようすることにより、オリジナルポートの減衰値をx2dBからx1dBに調整するための減衰調整が完了される。波長チャネル#1のオリジナルポートの減衰値はx1dB以上なので、制御画像#2において波長チャネル#1に対応するサブ画像は、通常状態における波長チャネル#1のサブ画像と同一である(例えば、２つのサブ画像において同じ位置にあるピクセルの位相は同一である)。
別の例として、図11Aおよび図11Bは、M=6、K=3、およびL=3の場合に、６つの制御画像に基づいて実行される減衰調整プロセスを示している。６つの波長チャネルは、それぞれ、波長チャネル#1、波長チャネル#2、波長チャネル#3、波長チャネル#4、波長チャネル#5、および波長チャネル#6として示されている。
波長チャネル#1のオリジナルポートが遮断されることを要し、波長チャネル#1のオリジナルポートの(通常状態における)減衰値はx1dBである。そして、波長チャネル#1のオリジナルポートを、通常状態から遮断状態に、すなわち、x1dBから遮断状態に対応する減衰値(x0dBとして記録されている)にスイッチするために、減衰調整が１回実行される必要がある。
波長チャネル#2のオリジナルポートが遮断されることを要し、波長チャネル#2のオリジナルポートの(通常状態における)減衰値はx2dBである。そして、波長チャネル#2のオリジナルポートを、通常状態から遮断状態にスイッチするために、減衰調整が２回実行される必要がある。具体的には、１回目に実行される減衰調整はx2dBからx1dBに値を調整するものであり、そして、２回目の減衰調整はx1dBからx0dB値を調整するものである。
波長チャネル#3のオリジナルポートが遮断されることを要し、波長チャネル#3のオリジナルポートの(通常状態における)減衰値をx3dBである。そして、波長チャネル#3のオリジナルポートを、通常状態から遮断状態にスイッチするために、減衰調整が３回実行される必要がある。具体的には、１回目に実行される減衰調整はx3dBからx2dBに値を調整するものであり、２回目の減衰調整はx2dBからx1dBに値を調整するものであり、そして、３回目の減衰調整はx1dBからx0dBに値を調整するものである。
波長チャネル#4は、オリジナルポートから宛先ポートにスイッチされることを要する。具体的には、オリジナルポートが遮断されることを要し、かつ、宛先ポートが開放されることを要する。波長チャネル#4のオリジナルポートの(通常状態における)減衰値はx3dBであり、波長チャネル#4の宛先ポートの(通常状態における)減衰値はx3dBである。そして、波長チャネル#4のポートスイッチング処理においては、減衰調整が６回実行される必要がある。具体的には、１回目に実行される減衰調整は、オリジナルポートの減衰値をx3dBからx2dBに調整するものであり、２回目に実行される減衰調整は、オリジナルポートの減衰値をx2dBからx1dBに調整するものであり、３回目に実行される減衰調整は、オリジナルポートの減衰値をx1dBからx0dBに調整するものであり、４回目に実行される減衰調整は、宛先ポートの減衰値をx0dBからx1dBに調整するものであり、５回目に実行される減衰調整は、宛先ポートの減衰値をx1dBからx2dBに調整するものであり、そして、６回目に実行される減衰調整は、宛先ポートの減衰値をx2dBからx3dBに調整するものである。
波長チャネル#5は、オリジナルポートから宛先ポートにスイッチされることを要する。具体的には、オリジナルポートが遮断されることを要し、かつ、宛先ポートが開放されることを要する。波長チャネル#5のオリジナルポートの(通常状態における)減衰値はx2dB、波長チャネル#5の宛先ポートの(通常状態における)減衰値はx1dBである。そして、波長チャネル#5のポートスイッチング処理においては、減衰調整が３回実行される必要がある。具体的には、１回目に実行される減衰調整は、オリジナルポートの減衰値をx2dBからx1dBに調整するものであり、２回目に実行される減衰調整は、オリジナルポートの減衰値をx1dBからx0dBに調整するものであり、そして、３回目に実行される減衰調整は、宛先ポートの減衰値をx0dBからx1dBに調整するものである。
波長チャネル#6については、宛先ポートが開放されることを要し、波長チャネル#6の宛先ポートの(通常状態における)減衰値はx3dBである。そして、波長チャネル#6の宛先ポートを遮断状態から通常状態にスイッチするために、減衰調整が３回実行されることを要する。１回目に実行される減衰調整は、値をx0dBからx1dBに調整するものであり、２回目に実行される減衰調整は、値をx1dBからx2dBに調整するものであり、そして、３回目に実行される減衰調整は、値をx2dBからx3dBに調整するものである。
図11Aおよび図11Bに示されるように、６つの制御画像における(時系列での)第３制御画像(すなわち、制御画像#3)は、x1dBからx0dBに値を調整する減衰調整処理において使用される。具体的には、波長チャネル#1から波長チャネル#5ｍまでについて、同じ制御画像#3を使用することにより、オリジナルポートの遮断が完了される。
６つの制御画像における(時系列での)第４制御画像(すなわち、制御画像#4)は、x0dBからx1dBの値を調整する減衰調整処理において使用される。具体的には、波長チャネル#4から波長チャネル#6までについて、同じ制御画像#4を使用することにより、宛先ポートが開放される。
６つの制御画像における(時系列での)第１制御画像(すなわち、制御画像#1)は、値をx3dBからx2dBに調整する減衰調整処理において使用される。具体的には、波長チャネル#3および波長チャネル#4について、制御画像#1を使用することにより、オリジナルポートの減衰値をx3dBからx2dBに調整するための減衰調整が完了される。波長チャネル#1、波長チャネル#2、および波長チャネル#5のオリジナルポートの減衰値がx2dB以上なので、制御画像#1の波長チャネル#1に対応するサブ画像は、通常状態の波長チャネル#1のサブ画像と同一であり(例えば、２つのサブ画像において同じ位置にあるピクセルの位相は同一である)、制御画像#1において波長チャネル#2に対応するサブ画像は、通常状態の波長チャネル#2のサブ画像と同一であり、そして、制御画像#1における波長チャネル#5に対応するサブ画像は、通常状態の波長チャネル#5のサブ画像と同一である。加えて、制御画像#1における波長チャネル#6に対応するサブ画像を用いて、波長チャネル#6が遮断状態を維持できるようにする。
６つの制御画像における(時系列での)第２制御画像(すなわち、制御画像#2)は、値をx2dBからx1dBに調整する減衰調整処理において使用される。具体的には、波長チャネル#2、波長チャネル#3、波長チャネル#4、および波長チャネル#5について、制御画像#2を使用することにより、オリジナルポートの減衰値をx2dBからx1dBに調整するための減衰調整を完了される。波長チャネル#1のオリジナルポートの減衰値がx1dB以上なので、制御画像#2において波長チャネル#1に対応するサブ画像は、通常状態の波長チャネル#1のサブ画像と同一である(例えば、２つのサブ画像において同じ位置にあるピクセルの位相は同一である)。加えて、制御画像#2における波長チャネル#6に対応するサブ画像を用いて、波長チャネル#6が遮断状態を維持できるようにする。
６つの制御画像における(時系列での)第５制御画像(すなわち、制御画像#5)は、値をx1dBからx2dBに調整する減衰調整処理において使用される。具体的には、波長チャネル#4及び波長チャネル#6について、制御画像#5を使用することにより、宛先ポートの減衰値をx1dBからx2dBに調整するための減衰調整が完了される。通常状態における波長チャネル#5の宛先ポートの減衰値はx1dB以上なので、制御画像#5において波長チャネル#5に対応するサブ画像は、通常状態における波長チャネル#5のサブ画像と同じである(例えば、２つのサブ画像において同じ位置にあるピクセルの位相は同一である)。加えて、制御画像#5における波長チャネル#3への波長チャネル#1に対応するサブ画像を用いて、波長チャネル#3への波長チャネル#1のオリジナルポートを遮断状態に維持できるようにする。
６つの制御画像における(時系列での)第６制御画像(すなわち、制御画像#6)は、値をx2dBからx3dBに調整する減衰調整処理において使用される。具体的には、波長チャネル#4および波長チャネル#6について、制御画像#6を使用することにより、宛先ポートの減衰値をx2dBからx3dBに調整するための減衰調整が完了される。通常状態における波長チャネル#5の宛先ポートの減衰値はx2dB以上なので、制御画像#6において波長チャネル#5に対応するサブ画像は、通常状態における波長チャネル#5のサブ画像と同一である(例えば、２つのサブ画像において同じ位置にあるピクセルの位相は同一である)。加えて、制御画像#6における波長チャネル#3への波長チャネル#1に対応するサブ画像を用いて、波長チャネル#3への波長チャネル#1のオリジナルポートを遮断状態に維持できるようにする。
S340でにおいて、コントローラが光スイッチング素子(例えば、LCOS)のコントローラである場合、生成された制御画像に基づいて、コントローラは、光スイッチング素子、例えば、LCOSの液晶ディスプレイを制御する。
コントローラおよび光スイッチング素子(例えば、LCOS)が独立して配置されている場合、コントローラは、複数の制御画像を順次に光スイッチング素子に送信し、その結果、光スイッチング素子は、受信した制御画像に基づいて、光路交差（optical path crossing）を実行することができる。
図12は、本出願に従った、光スイッチング装置に係る概略ブロック図である。図12に示されるように、装置400は、通信インターフェイス410および処理ユニット420を含む。
処理ユニット420は、前述の制御画像生成処理、すなわち、S310～S330の特定の処理を実行するように構成されている。繰り返しを回避するために、その詳細な説明は、ここでは省略されている。
例えば、通信インターフェイス410は、前述の制御画像送信処理、すなわち、S340における光スイッチング素子(または、光スイッチング素子内のコントローラ)に制御画像を送信する処理を実行するように構成されている。繰り返しを回避するために、その詳細な説明は、ここでは省略されている。
前述の実施形態において、通信インターフェイス410は、出力インターフェイスを含んでよく、そして、出力インターフェイスは、出力(または送信)機能を実装するように構成されている。
任意的に、通信インターフェイス410は、入力インターフェイスをさらに含んでよい。入力インターフェイスは、入力(または受信)機能、例えば、前述のM波長チャネルそれぞれのポートスイッチング情報の入力を実装するように構成されている。これは、ここにおいて限定されない。
任意的に、通信インターフェイス410は、代替的にインターフェイス回路であってよい。例えば、受信器回路は、入力回路および出力回路を含んでよい。
任意的に、一つの実施例において、装置400は、方法の実施形態におけるコントローラであってよく、または、コントローラは、前述のコントローラの機能を実行する、チップ、集積回路、コンポーネント、モジュールなどであってよい。
任意的に、処理ユニット420は、処理装置であってよい。処理装置の機能は、ハードウェアによって実装されてよく、または、対応するソフトウェアを実行するハードウェアによって実装されてよい。例えば、処理装置は、少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリを含んでよい。少なくとも１つのメモリは、コンピュータプログラムを保管するように構成されている。少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのメモリに保管されたコンピュータプログラムを読み出し、かつ、実行し、その結果、装置400は、本方法の実施形態においてコントローラによって実行されるオペレーション及び／又は処理を実行する。
任意的に、処理装置は、プロセッサだけを含んでよく、そして、コンピュータプログラムを保管するように構成されたメモリは、処理装置の外側に配置されている。プロセッサは、回路／ワイヤを使用することにより、メモリに保管されたコンピュータプログラムを読み出し、かつ、実行するために、メモリに接続されている。
いくつかの例において、処理装置は、チップまたは集積回路であってよい。例えば、処理装置は、処理回路／論理回路およびインターフェイス回路を含む。インターフェイス回路は、信号及び／又はデータを受信し、かつ、その信号及び／又はデータを処理回路に送信するように構成されている。処理回路は、本方法の実施形態において制御コンポーネントの機能を実装するように、信号及び／又はデータを処理する。
図13は、本出願に従った、光スイッチング装置に係る構造の概略図である。図13に示されるように、通信装置500は、１つ以上のプロセッサ510、１つ以上のメモリ520、および、１つ以上の通信インターフェイス530を含んでいる。プロセッサ510は、情報を送信および受信するために、通信インターフェイス530を制御するように構成されている。メモリ520は、コンピュータプログラムを保管するように構成されている。プロセッサ510は、メモリ520からコンピュータプログラムを起動し、かつ、コンピュータプログラムを実行するように構成されており、その結果、装置500は、本出願の方法の実施形態においてコントローラによって実行される処理及び／又はオペレーション、すなわち、S310～S340の動作を実行する。
例えば、プロセッサ510は、図12の処理ユニット420の機能を有してよく、そして、通信インターフェイス530は、図12の通信インターフェイス410の機能を有してよい。
任意的に、前述の装置の実施形態におけるメモリおよびプロセッサは、物理的に独立したユニットであってよく、または、メモリは、プロセッサに一体化されてよい。これは、この明細書において限定されない。
加えて、本出願は、さらに、コンピュータ読取り可能な記憶媒体を提供する。コンピュータ読取り可能な記憶媒体は、コンピュータ命令を保管している。コンピュータ命令がコンピュータ上で実行されると、コンピュータは、本出願の方法の実施形態においてコントローラによって実行されるオペレーション及び／又はプロシージャを実行することを可能にする。
加えて、本出願は、さらに、コンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータプログラム製品は、コンピュータプログラムコードまたは命令を含んでいる。コンピュータプログラムコードまたは命令がコンピュータ上で実行されると、本出願の方法の実施形態においてコントローラによって実行されるオペレーション及び／又はプロシージャが実行される。
加えて、本出願は、さらに、チップを提供する。チップは、プロセッサを含んでいる。コンピュータプログラムを保管するように構成されたメモリは、チップから独立して配置されている。プロセッサは、メモリに保管されたコンピュータプログラムを実行するように構成されており、その結果、チップがインストールされたコントローラは、任意の方法の実施形態においてコントローラによって実行されるオペレーション及び／又は処理を実行する。
さらに、チップは、通信インターフェイスを含んでよい。通信インターフェイスは、入力／出力インターフェイス、インターフェイス回路、などであってよい。さらに、チップは、メモリを含んでよい。
加えて、本出願は、さらに、プロセッサおよび通信インターフェイスを含む、通信装置(例えば、チップであり得る)を提供する。通信インターフェイスは、信号を受信し、かつ、信号をプロセッサに送信するように構成されており、そして、プロセッサは、信号を処理し、その結果、任意の方法の実施形態においてコントローラによって実行されるオペレーション及び／又は処理が実行される。
加えて、本出願は、さらに、少なくとも１つのプロセッサを含む、光スイッチング装置を提供する。少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのメモリに結合されており、そして、少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのメモリに保管されたコンピュータプログラムまたは命令を実行するように構成されており、その結果、任意の方法の実施形態においてコントローラによって実行されるオペレーション及び／又は処理が実行される。
加えて、本出願は、さらに、前述のコントローラを含む光スイッチング素子(例えば、LCOS)を提供する。または、光スイッチング素子は、本出願の実施形態における光スイッチング素子(特には、光スイッチング素子において制御画像を生成するように構成されたコントローラ)を実装する機能を有している。
本出願は、さらに、本出願の実施形態における光スイッチング素子(例えば、LCOS)を含む、WSS装置を提供する。
本出願は、さらに、本出願の実施形態における光スイッチング素子(例えば、LCOS)およびコントローラを含む、WSS装置を提供する。
本出願は、さらに、前述のWSS装置を含む、光スイッチング装置を提供する。
本出願の実施形態におけるプロセッサは、集積回路チップであってよく、そして、信号処理能力を有している。実施プロセスにおいて、前述の方法の実施形態のステップは、プロセッサにおけるハードウェア集積論理回路またはソフトウェアの形式の命令を使用することによって実施することができる。プロセッサは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor、DSP）、特定用途向け集積回路（application-specific integrated circuit、ASIC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array、FPGA）、もしくは、別のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ論理デバイス、または個別ハードウェアコンポーネントであってよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってよく、または、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、等であってよい。本出願の実施形態において開示される方法のステップは、ハードウェア・エンコーディング・プロセッサによって実行され、かつ、完了され、または、エンコーディング・プロセッサにおけるハードウェアとソフトウェアモジュールとの組み合わせによって実行され、かつ、完了されるものとして、直接的に提示され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、リードオンリーメモリ、プログラマブル・リードオンリーメモリ、電気的に消去可能なプログラマブルメモリ、またはレジスタといった、当技術分野における成熟した記憶媒体内に配置され得る。記憶媒体は、メモリ内に配置されており、そして、プロセッサは、メモリ内の情報を読み出し、かつ、プロセッサのハードウェアと組み合わせて前述の方法のステップを完了する。
本出願の実施形態において、メモリは、揮発性メモリまたは不揮発性メモリであってよく、もしくは、揮発性メモリおよび不揮発性メモリの両方を含んでよい。不揮発性メモリは、リードオンリーメモリ(read-only memory、ROM)、プログラマブル・リードオンリーメモリ(programmable ROM、PROM)、消去可能プログラマブル・リードオンリーメモリ(erasable PROM、EPROM)、電気的に消去可能なプログラマブル・リードオンリーメモリ(electrically EPROM、EEPROM)、または、フラッシュメモリであってよい。揮発性メモリは、外部キャッシュとして使用されるランダムアクセスメモリ(random access memory、RAM)であってよい。例えば、スタティック・ランダムアクセスメモリ(static RAM、SRAM)、ダイナミック・ランダムアクセスメモリ(dynamic RAM、DRAM)、同期ダイナミック・ランダムアクセスメモリ(synchronous DRAM、SDRAM)、二重データレート同期ダイナミック・ランダムアクセスメモリ(double data rate SDRAM、DDR SDRAM)、拡張同期ダイナミック・ランダムアクセスメモリ(enhanced SDRAM、ESDRAM)、シンクリンク・ダイナミック・ランダムアクセスメモリ(synchlink DRAM、SLDRAM)、および、ダイレクトランバス・ダイナミック・ランダムアクセスメモリ(direct rambus RAM、DRRAM)である。本明細書において記載されるシステムおよび方法におけるメモリは、任意の他の適切なタイプのメモリおよびメモリを含むが、これらに限定されないこと、が留意されるべきである。
図14は、本出願に対して適用可能なWSSに係るROADMネットワークの構造の概略図である。図14に示されるように、ブランチ側（branch-side）WSSは、動的ブランチ側制御のために使用される。すなわち、WSSに接続された１つ以上の光変換ユニット(Optical Transform Unit、OTU)におけるサービスの接続性である。ライン側（line-side）WSSは、動的方向制御のために使用される。異なるWSSが、異なる方向にある光ファイバに接続されている。方向は、ブランチ側WSSによって選択されたサービスについて、ライン側WSSによって選択される。前述の多段（multi-stage）WSSの組合せにより、ステーションは、ダイナミック波長スイッチング機能を有することが可能となり、そして、同様な構造を有する複数のステーションを含むネットワークが、ROADMネットワークである。
ROADMネットワークにおける任意のWSSのスイッチング状態の変化は、ネットワークのバックエンド光ファイバリンクの波長接続状態の変化を引き起こす(波長接続状態変更プロセスにおいてEDFA内で不正確な利得制御が生じる場合)。従って、本発明は、ROADMネットワークにおけるネットワーキングに参加する全てのWSSに対して適用可能である。
当業者であれば、本明細書において開示された実施形態を参照して説明された実施例におけるユニットおよびアルゴリズムのステップが、電子ハードウェア、または、コンピュータソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせによって実施され得ることを認識するだろう。機能がハードウェアによって実行されるか、または、ソフトウェアによるかは、特定のアプリケーションおよび技術的ソリューションの設計上の制約に依存する。当業者であれば、各特定のアプリケーションにおいて、説明された機能を実装するために異なる方法を使用し得るが、その実装が本願の範囲を超えるものであると考えられるべきではない。
当業者であれば、便利で簡単な説明のために、前述のシステム、装置、およびユニットの詳細な作業プロセスについては、前述の方法の実施形態における対応するプロセスを参照することが、明確に理解され得る。詳細は、ここでは再度説明されない。
本出願で提供されるいくつかの実施形態において、開示されたシステム、装置、および方法は、他の方法で実施され得ることが理解されるべきである。例えば、説明された装置の実施形態は単なる例である。ユニットへの分割は、単なる分割の論理的な機能であり、そして、実際の実施においては他の分割であってよい。例えば、複数のユニットまたはコンポーネントは、別のシステムへと結合または統合されてよく、もしくは、いくつかの特徴が、無視され、または、実行されなくてよい。加えて、表示され、または、説明された、相互カップリング、または直接的カップリング、または通信接続は、いくつかのインターフェイスを介して実装され得る。装置またはユニット間の間接的カップリングまたは通信接続は、電子的、機械的、または他の形態で実装され得る。
別個の部品として説明されたユニットは、物理的に分離されていても、されていなくてもよく、そして、ユニットとして表示される部品は、物理的ユニットであっても、なくてもよく、１つの位置に配置されてよく、もしくは、複数のネットワークユニット上に分散されてよい。ユニットの一部または全部は、実施形態のソリューションの目的を達成するために、実際の要件に基づいて選択され得る。
加えて、本出願の実施形態における機能ユニットは、１つの処理ユニットへと統合されてよく、または、ユニットそれぞれが、物理的に単独で存在してよく、もしくは、２つ以上のユニットが１つのユニットへと統合されてよい。本機能がソフトウェア機能ユニットの形式で実装され、かつ、独立した製品として販売または使用される場合、これらの機能は、コンピュータ読取り可能な記憶媒体に保管されてよい。そうした理解に基づいて、本質的に、本出願の技術的ソリューション、または、従来技術に寄与する部分、もしくは、技術的ソリューションのいくつかは、ソフトウェア製品の形式で実装され得る。コンピュータソフトウェア製品は、記憶媒体に保管され、そして、コンピュータ装置(パーソナルコンピュータ、サーバ、またはネットワーク装置であり得る)に、本出願の実施形態において説明された方法に係るステップの全部または一部を実行するように指示するためのいくつかの命令を含んでいる。
前述の説明は、本出願の単なる特定的な実装である。本出願に開示された技術的範囲内で、当業者によって容易に理解される変更または置換は、本出願の保護範囲に含まれるものである。従って、本出願の保護範囲は、請求項の保護範囲に従うものである。

Claims (21)

  1. 光スイッチング方法であって、該方法は、光スイッチング素子の少なくとも２つの波長チャネルについて減衰調整を実行するために適用され、前記少なくとも２つの波長チャネルは、第１波長チャネルおよび第２波長チャネルを含み、かつ、前記方法は、
    時系列において連続するK個の画像を生成するステップであり、
    前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルが、前記K個の画像における同一の画像を通じて遮断状態にスイッチされ、
    Kは、2以上の整数であり、
    Kの値は、前記第１波長チャネルを通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数に依存し、
    前記K個の画像それぞれは、第１サブ画像および第２サブ画像を含み、
    前記第１サブ画像は、前記第１波長チャネルの減衰調整値を示し、かつ、
    前記第２サブ画像は、前記第２波長チャネルの減衰調整値を示す、
    ステップと、
    前記K個の画像に関する情報を前記光スイッチング素子に送信するステップであり、
    前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルについて、前記光スイッチング素子が減衰調整を実行するのを可能にする、
    ステップと、
    を含む、方法。
  2. 前記第１波長チャネルは、前記少なくとも２つの波長チャネルにおいて、波長チャネルを含み、前記通常状態から前記遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数が第１閾値以上である、
    請求項１に記載の方法。
  3. 前記第２波長チャネルは、前記少なくとも２つの波長チャネルにおいて、複数の波長チャネルを含み、スイッチング状態は、前記通常状態から前記遮断状態である、
    請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記K個の画像において、前記第１波長チャネルについて減衰調整を実行するために最初に使用される画像は、前記第２波長チャネルについて減衰調整を実行するために最初に使用される画像とは異なる、
    請求項１乃至３いずれか一項に記載の方法。
  5. 前記第２波長チャネルについて減衰調整を実行するために最初に使用される前記画像は、前記K個の画像における１番目の画像に続く画像である、
    請求項１乃至４いずれか一項に記載の方法。
  6. 光スイッチング方法であって、該方法は、少なくとも２つの波長チャネルを含む光スイッチング素子に対して適用され、前記少なくとも２つの波長チャネルは、第１波長チャネルおよび第２波長チャネルを含み、かつ、前記方法は、
    時系列において連続するK個の画像を取得するステップであり、
    前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルが、前記K個の画像における同一の画像を通じて遮断状態にスイッチされ、
    Kは、2以上の整数であり、
    Kの値は、前記第１波長チャネルを通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数に依存し、
    前記K個の画像それぞれは、第１サブ画像および第２サブ画像を含み、
    前記第１サブ画像は、前記第１波長チャネルの減衰調整値を示し、かつ、
    前記第２サブ画像は、前記第２波長チャネルの減衰調整値を示す、
    ステップと、
    前記K個の画像に基づいて、前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルについて減衰調整を実行するステップと、
    を含む、方法。
  7. 前記第１波長チャネルは、前記少なくとも２つの波長チャネルにおいて、波長チャネルを含み、前記通常状態から前記遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数が第１閾値以上である、
    請求項６に記載の方法。
  8. 前記第２波長チャネルは、前記少なくとも２つの波長チャネルにおいて、複数の波長チャネルを含み、スイッチング状態は、前記通常状態から前記遮断状態である、
    請求項６または７に記載の方法。
  9. 前記K個の画像において、前記第１波長チャネルについて減衰調整を実行するために最初に使用される画像は、前記第２波長チャネルについて減衰調整を実行するために最初に使用される画像とは異なる、
    請求項６乃至８いずれか一項に記載の方法。
  10. 前記第２波長チャネルについて減衰調整を実行するために最初に使用される前記画像は、前記K個の画像における１番目の画像に続く画像である、
    請求項６乃至９いずれか一項に記載の方法。
  11. 光スイッチング装置であって、該装置は、光スイッチング素子の少なくとも２つの波長チャネルについて減衰調整を実行するように構成されており、前記少なくとも２つの波長チャネルは、第１波長チャネルおよび第２波長チャネルを含み、かつ、前記装置は、
    時系列において連続するK個の画像を生成するように構成された、処理ユニットであり、
    前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルが、前記K個の画像における同一の画像を通じて遮断状態にスイッチされ、
    Kは、2以上の整数であり、
    Kの値は、前記第１波長チャネルを通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数に依存し、
    前記K個の画像それぞれは、第１サブ画像および第２サブ画像を含み、
    前記第１サブ画像は、前記第１波長チャネルの減衰調整値を示し、かつ、
    前記第２サブ画像は、前記第２波長チャネルの減衰調整値を示す、
    処理ユニットと、
    前記K個の画像に関する情報を前記光スイッチング素子に送信するように構成された、送信器であり、
    前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルについて、前記光スイッチング素子が減衰調整を実行するのを可能にする、
    送信器と、
    を含む、装置。
  12. 前記第１波長チャネルは、前記少なくとも２つの波長チャネルにおいて、波長チャネルを含み、前記通常状態から前記遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数が第１閾値以上である、
    請求項１１に記載の装置。
  13. 前記第２波長チャネルは、前記少なくとも２つの波長チャネルにおいて、複数の波長チャネルを含み、スイッチング状態は、前記通常状態から前記遮断状態である、
    請求項１１または１２に記載の装置。
  14. 光スイッチング装置であって、該装置は、少なくとも２つの波長チャネルを含む光スイッチング素子に対して適用され、前記少なくとも２つの波長チャネルは、第１波長チャネルおよび第２波長チャネルを含み、かつ、前記装置は、
    時系列において連続するK個の画像を取得するように構成された、取得ユニットであり、
    前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルが、前記K個の画像における同一の画像を通じて遮断状態にスイッチされ、
    Kは、2以上の整数であり、
    Kの値は、前記第１波長チャネルを通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数に依存し、
    前記K個の画像それぞれは、第１サブ画像および第２サブ画像を含み、
    前記第１サブ画像は、前記第１波長チャネルの減衰調整値を示し、かつ、
    前記第２サブ画像は、前記第２波長チャネルの減衰調整値を示す、
    取得ユニットと、
    前記K個の画像に基づいて、前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルについて減衰調整を実行するように構成された、処理ユニットと、
    を含む、装置。
  15. 前記第１波長チャネルは、前記少なくとも２つの波長チャネルにおいて、波長チャネルを含み、前記通常状態から前記遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数が第１閾値以上である、
    請求項１４に記載の装置。
  16. シリコン上の液晶LCOSであって、
    液晶ディスプレイであり、複数のピクセルを含み、前記複数のピクセルの位相状態が調節可能である、液晶ディスプレイと、
    時系列において連続するK個の画像を取得するように構成された、インターフェイスであり、
    第１波長チャネルおよび第２波長チャネルが、前記K個の画像における同一の画像を通じて遮断状態にスイッチされ、
    Kは、2以上の整数であり、
    Kの値は、前記第１波長チャネルを通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数に依存し、
    前記K個の画像それぞれは、第１サブ画像および第２サブ画像を含み、
    前記第１サブ画像は、前記第１波長チャネルの減衰調整値を示し、かつ、
    前記第２サブ画像は、前記第２波長チャネルの減衰調整値を示す、
    インターフェイスと、
    コントローラであり、
    前記K個の画像に基づいて、前記液晶ディスプレイに係る前記複数のピクセルの位相状態を制御するように構成されており、
    前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルについて減衰調整を実行する、
    コントローラと、
    を含む、シリコン上の液晶LCOS。
  17. シリコン上の液晶LCOSであって、
    液晶ディスプレイであり、複数のピクセルを含み、前記複数のピクセルの位相状態が調節可能である、液晶ディスプレイと、
    時系列において連続するK個の画像を生成するように構成された、第１コントローラであり、
    第１波長チャネルおよび第２波長チャネルが、前記K個の画像における同一の画像を通じて遮断状態にスイッチされ、
    Kは、2以上の整数であり、
    Kの値は、前記第１波長チャネルを通常状態から遮断状態にスイッチするために実行される減衰調整の回数に依存し、
    前記K個の画像それぞれは、第１サブ画像および第２サブ画像を含み、
    前記第１サブ画像は、前記第１波長チャネルの減衰調整値を示し、かつ、
    前記第２サブ画像は、前記第２波長チャネルの減衰調整値を示す、
    第１コントローラと、
    第２コントローラであり、
    前記K個の画像に基づいて、前記液晶ディスプレイに係る前記複数のピクセルの位相状態を制御するように構成されており、
    前記第１波長チャネルおよび前記第２波長チャネルについて減衰調整を実行する、
    第２コントローラと、
    を含む、シリコン上の液晶LCOS。
  18. 波長選択スイッチであって、
    入力ポートであり、
    光信号を入力するように構成されており、
    前記光信号は、複数の波長チャネルを有する、
    入力ポートと、
    請求項１６または１７に記載のシリコン上の液晶LCOSであり、
    前記光信号における少なくとも２つの波長チャネルについて減衰調整を実行するように構成されており、
    前記少なくとも２つの波長チャネルは、第１波長チャネルおよび第２波長チャネルを含む、
    シリコン上の液晶LCOSと、
    出力ポートであり、
    減衰調整が実行された光信号を出力するように構成されている、
    出力ポートと、
    を含む、波長選択スイッチ。
  19. 再構成可能光アドドロップマルチプレクサであって、
    デマルチプレクサモジュールおよびマルチプレクサモジュールを含み、
    前記デマルチプレクサモジュールは、ステーションからの第１光波長信号をドロップするように構成されており、
    前記マルチプレクサモジュールは、前記ステーションによって追加される第２光波長信号を受信するように構成されており、かつ、
    前記デマルチプレクサモジュール及び／又は前記マルチプレクサモジュールは、請求項１８に記載の波長選択スイッチである、
    再構成可能光アドドロップマルチプレクサ。
  20. コンピュータ記憶媒体であって、
    前記コンピュータ記憶媒体は命令を保管しており、かつ、前記命令がコンピュータ上で実行されると、
    前記コンピュータが、請求項１乃至１０いずれか一項に記載の方法を実行することを可能にする、
    コンピュータ記憶媒体。
  21. コンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されると、
    前記コンピュータが、請求項１乃至１０いずれか一項に記載の方法を実行することを可能にする、
    コンピュータプログラム。
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