KR100375276B1 - 광학적파장스위칭을가지는모듈광교차-접속구조 - Google Patents

광학적파장스위칭을가지는모듈광교차-접속구조 Download PDF

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Abstract

광 교차-접속노드구조는 각각이 다수의 파장채널들을 포함하는 다수의 광섬유 입력링크와 출력링크와 인터페이스한다. 한 실시예에서, 입력링크들은 광커플러에 연결된다. 동조가능한 광필터와 광파장변환기 쌍들이 각각 광커플러의 출력포트에 연결되고 또한 파장영역에서, 즉 어떠한 광 공간스위치의 필요성도 없이 파장채널 루팅과 스위칭을 수행한다. 다른 실시예에서, 부가적인 입력파장변환기가 각 링크상의 다수 파장채널들을 다른, 비간섭 파장으로 변환시키기 위하여 각 입력 섬유 링크에 연결된다. 이는 입력파장변환기들이 연결되는 광커플러에서 파장분쟁을 방지한다. 이미 현존하는 광 교차-접속구조에 커다란 영향을 미침이 없이 새로운 섬유링크들이 모듈형식으로 부가될 수 있다. 비슷하게, 노드를 재구성할 필요가 없는 파장 모듈성을 제공하기 위하여 새로운 파장채널들이 현존하는 섬유상에서 멀티플렉스될 수 있다.

Description

광학적 파장 스위칭을 가지는 모듈 광 교차-접속 구조
전기통신망은 현존하는 통신망에서 더 향상된 기능을 필요로 하는, 훨씬 증가되는 서비스 영역을 제공하고 있다. 전송망은 크고 또한 복잡하고 다수의 상이한 기술과 서비스들을 통합하기 때문에, 잘 규정된 기능적 엔티티를 가지는 망 모델이이의 설계와 관리에 유용하게 사용된다. 그러한 계층화된(layered) 전송망 구조 모델은 회로층, 경로층 및 물리적 전송 미디어층을 포함한다. 계층화된 구조로 인해서 각 망의 층은 다른 층들과는 무관하게 발전되기 쉽게된다. 특히, 본 발명의 중요 사항은, 노드, 예컨대 전자/디지털 교차-접속(DXC) 노드로 일컬어지는, 경로 층장치를 사용하는 회로 층과 전송 층 사이의 링크이다. 디지털 교차-접속 노드는 저속 데이터률로 스위칭과 라우팅하는 것 이외에도 낮은 전송 계층(hierarchies)으로 채널 디멀티플렉싱 다운과 같은 기능을 수행한다. 현재까지, 광학 기술은 주로 고속, 시분할 다중화된(TDM) 디지털 데이터 스트림, 예컨대 2.5Gbit/s 데이터 스트림을 전송하기 위하여 물리적 층에서 사용된다.
광 링크를 통해 데이터를 전송할 수 있는 고속, 예컨대 2.5 Gbit/s와 비교하면, 전자적 경로층 노드는 훨씬 더 낮은 속도, 예컨대 155 Mbit/s로 작동한다. 전송망에서 용량 증가의 필요성을 충족시키기 위해서는, 주로 전자적 노드 스위칭 및 라우팅의 사용에 의해서 야기되는 병목 현상을 제거할 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 목적은 그러한 병목 현상을 제거하고 그리고 고속(예컨대, 2.5 Gbit/s) 동적 라우팅(dynamic routing)과 파장 채널들의 할당을 수행하기 위하여 광 교차-접속 (optical cross-connect: OXC) 노드를 사용하는 현존하는 전기통신망의 경로층에 "투과(transparent)" 광학층을 부가하는 것이다. 따라서, 전송장치로부터 전송된 신호는 전기적 교차-접속 노드를 결코 통과함이 없이, 경로 레벨에 있는 여러 개의 광 교차-접속 노드를 통해 라우트될 수 있다.
이러한 망구조의 중요한 이점은, 광학적 교차-접속 노드들이 광-전자 변환을 필요로하지 않고 또한 그러한 변환과 관련된 손실없이도 경로층에 있는 전송망을 통해 매우 방대한 량의 데이터를 라우트시킨다는 것이다. 이외에도, 광학적 경로층을 통한 고속 전송은 망에 대해 "투과적"이다. 전자적 교차-접속을 통한 것보다 훨씬 더 빠른 속도로 광학적 교차-접속을 통해 트래픽이 전송될 수 있을 뿐만 아니라, 광학적 층 전송률은 기본 경로층을 구성하는 광학적 또는 디지털 층들에 영향을 미치는 일이 없이, 2.5 Gbit/s에서 10 Gbit/s까지 쉽게 증가될 수 있다. 이러한 방식으로, 망은 교차-접속 노드 구조를 수정하는 일이 없이 광학적 교차-접속 노드를 통해 훨씬 높은 트래픽 전송률로 업그레이드될 수 있다.
채널 스위칭을 수행하기 위하여 광학적 공간 스위치 매트릭스를 사용하는 광학적 교차-접속 노드는 많은 단점을 가지고 있다. 첫째로, 광학적 공간 스위치들은비교적 값이 비싸서, 광학적 교차-접속 노드를 구현하기 위한 초기 비용이 비싸다. 두 번째로, 공간 스위치들은 복잡한 장치이다. 실제로, 노드에 용량을 추가하는 것은 훨씬 더 복잡한 공간 스위치를 추가하는 것을 의미한다. 세 번째로, 공간스위치는 유연성이 없다. 광섬유 링크는 현존하는 공간 스위치에 모듈적으로 부가될 수 없다. 대신에, 매우 높은 비용으로, 새롭게 부가된 링크, 새로운 공간 스위치가 설계되어 설치되어야만 한다. 네 번째 단점은 비유연성과 관련된 것이다. 파장 채널들은 광학적 교차-접속 노드에서 "혼합(mix)"되기 때문에, 상이한 입력 파장 채널들이 사용되지 않는다면, 파장 경합이 발생하게 되어, 이에 의해 파장 재사용이 제한된다.
본 발명은 광 통신에 관한 것으로서, 특히 고속 트래픽을 광학적으로 스위칭/라우팅하기 위한 광 경로 교차-접속 노드 구조에 관한 것이다.
도 1은 지역 전송 통신망 내 광 통신 층을 설명하는 도면.
도 2는 파장 라우팅 망의 도면.
도 3은 고정된 파장 레이저와 가변 파장 수신기를 가지는 동시 전송-및-선택망의 도면.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 파장 스위칭을 채용하는 광 교차-접속의 기능적 블록도.
도 5는 파장 변환기의 작동원리를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 네 파장 혼합 반도체 광 증폭 파장 변환기의 제어를 설명하는 기능적 블록도.
도 7(a)은 광 교차-접속을 제어하는 유지 관리 시스템의 기능적 블록도.
도 7(b)는 개별적인 광 장치의 제어를 보여주는 기능적 블록도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 스위칭을 사용하는 보다 높은 모 듈성의 광 교차-접속구조의 기능적 블럭도.
본 발명의 목적은 경제적이고, 간단하고 또한 유연성이 있는 광학적 교차-접속 노드 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 광학적 링크 모듈성(modularity)과 파장 모듈성을 제공하는 광학적 교차-접속 노드 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 개별적인 광섬유 링크들 및/또는 파장들이 노드를 재구성하지 않고도 필요에 따라 부가될 수 있도록, 현존 구조에 상당히 영향을 끼치는 일이 없이 그러한 모듈성을 이루는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 광학적인 공간 스위치를 사용할 필요 없이도 파장 스위칭 및 라우팅을 제공하는 광학적 교차-접속 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 노드에서 파장결합을 회피하고(이에 의해 파장을재사용할 수 있음) 또한 망에서 사용되는 어떠한 파장 및/또는 광섬유에 파장 채널의 멀티캐스팅(동시 통신)을 허용하는 포토닉(photonic), 파장변환을 채용하는 것이다.
광학적 교차-접속 노드를 통해 파장 채널들을 스위치하고 또한 라우트하기 위하여 포토닉, 파장 변환기와 동조가능한(tunable) 광 필터를 사용하여, 본 발명은 공간 스위치가 선택적인 트래픽 라우팅/스위칭/멀티캐스팅 기능을 실행하지 않아도 되게 한다 광학적 교차-접속에서 광학적 공간스위치가 필요 없게되면, 광학적, 교차-접속 노드를 구현하는 비용이 상당히 감소된다. 그러나, 본 발명의 구조는 필요하다면 공간스위치와 함께 사용될 수 있다. 이외에도, 본 발명의 광학적 교차-접속 노드 구조는 그의 모듈성 때문에, 설계가 상당히 유연해지고 또한 훨씬 경제적이 된다. 모듈성은 특히 바람직한데, 이는 광학적 경로 층들이 현존하는 망들에 부가될 때, 초기에 요구되는 용량이 비교적 작게 되며, 따라서, 가격이 현존망을 업그레이드할 때 또는 새로운 망을 설립할 때 중요한 요인이 되기 때문이다. 부가된 각 링크 또는 파장에 국한된 모듈의 비용은 공간 스위치와 같은 노드의 현존하는 다른 값비싼 부품들을 교체할 때 드는 비용보다 더 저렴하다. 본 발명을 사용하면, 경로/노드 레벨에서의 투과적 망 용량은 상당한 노력과 비용을 들여서 전체공간스위치를 교체하지 않고도, 단순히 새로운 링크 및/또는 파장 채널들을 부가함으로써 쉽게 증가될 수 있다.
모듈 광 교차-접속 노드 구조는 각각이 다수의 파장 채널을 포함하는 다수의 광섬유 입력 링크를 포함한다. 각 광섬유 링크는 성형(星形:별모양) 광 커플러(star coupler)(여기에 제한되는 것은 아님)와 같은 광 커플러의 입력포트에 연결된다. "능동" 스위칭 장치인 값비싼 공간 스위치에 비해 성형 광 커플러는 값이 비싸지 않고 또한 수동장치이다. 광 커플러의 각 출력포트는 출력 광섬유에 연결되게 되는 채널의 파장에 동조되는 가변 파장 광 필터에 연결된다. 따라서, 특정 파장에 동조시킴으로써, 가변 파장 필터는 광 커플러의 출력 포트에서 광 링크의 출력으로 그 특정 파장을 가지는 파장 채널을 선택하거나 보낼 수 있다. 이러한 동작은 파장 채널 라우팅이라고 한다.
동조가능한 필터 출력은 파장 채널 스위칭이라고 하는 것을 수행하는 대응하는 파장 변환기에 연결된다. 달리 말하자면, 만일 필요하다면, 파장 변환기는 입력 파장을 다른 출력파장으로 시프트시킨다. 따라서, 한 파장 채널에 포함된 정보는 다른 파장 채널로 "스위치"될 수 있다. 각 파장 변환기로부터의 출력 신호들은 단일의 광섬유 링크에 다수의 파장 채널들을 멀티플렉스하기 위하여, 즉 파장 분할 멀티플렉싱을 위하여 다양한 결합기 노드에서 결합된다. 파장 채널들은 공간 영역에서보다는 파장 영역에서 스위치되기 때문에 아무런 광학적 공간 스위치가 필요치 않다 디지털/전자 교차-접속은 전자-광 전송기 및 수신기를 통해 광학적 커플러에서 광학적 교차-접속에 연결될 수 있다.
다른 실시예에서, 높은 모듈성의 광 교차-접속 노드가, 각각이 다수의 파장채널들을 포함하는 다수의 광섬유 출력 링크와 다수의 광섬유 입력 링크와 인터페이스 연결한다. 각 입력 링크는 단일 입력 광섬유 링크에서 파장 분할 멀티플렉스된(WDM) 파장 채널들의 입력 세트(파장 채널의 "WDM comb"로 언급됨)를 다른 파장의 세트로 변환시키기 위해 입력 파장 변환기에 연결된다. 각 입력 파장 변환기의 출력은 광 커플러의 입력 포트에 연결된다. 입력 WDM comb를 다른, 불간섭 파장으로 적절히 변환시킴으로써, 광 커플러에서 광학적 파장 경합을 회피한다. 광 커플러의 각 출력포트는 광 커플러에서 출력 링크로 요망하는 파장 채널을 라우팅하고 또한 라우팅된 파장을 원래의 입력 파장을 변환시키기 위해 대응하는 쌍의 가변파장 광 필터와 파장 변환기에 연결된다. 다양한 파장 변환기로부터의 파장 채널 출력들은 상응하는 광 결합기(optical combiner)를 통해 광섬유 링크 상에 멀티플렉스된다.
이 모듈 광 교차-접속구조의 장점은, 새로운 광섬유 링크를 모듈 형태로 쉽게 또한 저렴하게 추가할 수 있다는 것이다. 보다 상세히 말하면, 새로운 광섬유 링크를 추가하기 위해 필요한 것은, 새로운 링크에 관련된 다음 광 부품들을 추가하는 것이다. 입력 파장 변환기, 가변 파장 출력 필터, 출력 파장 변환기, 및 출력 결합기가 필요하다. 만일 광 커플러가 여분의 입력 및 출력 포트들을 가진다면, 현존하는 광 커플러를 사용할 수 있다. 모든 광 커플러 포트들을 사용하고 있다 하더라도, 현존하는 광 커플러를 새로운, 대용량의 광 커플러로 대체하기만 하면 된다. 수동 광 커플러가 비교적 값이 저렴하기 때문에, 새로운 광 커플러를 필요로 하는 새로운 광섬유 링크의 추가는 그럼에도 불구하고 현존하는 광 교차-접속 노드의 구조에 매우 작은 영향을 미친다. 비슷하게, 각 광섬유에서 반송되는 파장의 수는 저렴한 방식으로 쉽게 증가시킬 수 있다. 각 새로운 파장 채널은 추가적인 가변 파장 필터/파장 변환기 쌍만을 필요로 한다. 달리 말하면, 새롭게 부가된 각 파장 채널에 대해, 광 커플러의 출력에 추가되는 하나의 가변 파장 필터/파장 컨버터 쌍을 부가할 필요가 있다. 현존하는 가변 파장 필터/파장 컨버터 쌍은 영향을 받지 않는다. 다시 한번 말하면, 변경할 필요가 있는 부품은 파장 채널의 전체 수 만큼의 출력 포트를 포함하는 광 커플러이다.
따라서, 여기에서 설명한 구조를 사용하여, 새로운 파장 및/또는 링크들이 단순한 방식으로 함께 또는 독립적으로 모듈적으로 추가될 수 있다. 예로서 개시된 구조 중 하나에 새로운 광섬유 링크를 추가하여, 부가되는 링크의 수가 결정된다. 부가되는 각 링크에 있어서, 링크는 부가적인 입력 파장 변환기를 통해 광 커플러의 가용 입력 포트에 연결된다. 부가적인 가변 파장 필터와 대응하는 출력 파장 변환기는 광 커플러의 가용 출력 포트에 연결된다. 부가적인 파장 변환기로부터의 출력은 광 결합기에 연결된다.
본 발명에 따른 상기 구조의 다른 장점은 다수 출력 파장 채널과 섬유 링크로 단일 입력 파장 채널의 멀티캐스팅이다. 하나의 유용한 응용은 중심 위치에서 최초 신호를 발생시키는 것과, 그리고 전송망을 통해 한 광 교차-접속 노드에서 상이한 지형적 위치에 위치되어 있는 다른 교차-접속 노드로 신호를 동시 전송하는 것을 포함한다.
본 발명의 이들 목적과 장점들은 도면과 함께 아래에서 상세히 설명된다.
다음에 설명에서, 제한적이 아닌 예시적인 목적으로, 본 발명의 철저한 이해를 돕기 위하여 특정회로, 회로부품, 인터페이스, 기술 등과 같은 특정한 세부항목들이 주어진다. 그러나, 본 기술의 당업자라면, 본 발명은 세부항목을 벗어남이 없이 다른 실시예들에 실시될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 다른 예에서, 본 발명의 설명에서 불필요한 설명을 피하기 위하여 잘 공지된 방법, 장치 및 회로들의 상세한 설명이 생략된다.
도 1을 참조하면, 망 토폴로지(topologies)와 전송프로토콜의 미래 발전에 따라 쉽게 개조할 수 있는 전송망은 "투과적" 광 층(10)을 포함한다. 투과적이라는것은, 광 층이 망 경로 층의 현존하는 전기적 층에 사용된 데이터 속도와 프로토콜에 영향을 미치지 않고, 그리고 그렇지 않으면 전기적층에 사용된 데이터 속도와 프로토콜에 보이지 않는다는 것을 의미한다. 광 층(10)은 광 링크(11)(광 링크는 두꺼운 실선으로 도시됨)와 광 교차-접속 노드(12)(때때로 광 교차-접속(OXC)으로 언급됨)을 인터페이스하는 유연성 있는 다수의 망 노드를 통해 전송망의 경로 층에 부가된다 일반적으로, OXC(12)는 상당한 고속으로 광 파장 통신 채널의 동적인 라우팅과 스위칭/할당을 허용한다(각 파장은 단일의 트래픽 채널을 수반한다). 전형적으로 트래픽 신호들이 본래 디지털 형태라 하더라도, 아날로그 신호를 포함할 수 있다. 그러나, 설명의 목적을 위해, 본 설명에서 트래픽은 고속 디지털 비트 스트림으로 구성된다고 가정한다.
낮은/느린 비트율 전송 계층에서 디멀티플렉싱 및 라우팅은 데이터를 재배열하는 전자-광 송수신기(도시되지 않음)를 사용하여 광 층에서 전자/디지털 교차-접속(DXC)들(14)로 신호를 스위칭 시킴으로써 이루어진다. 예컨대, DXC는 한 트래픽 채널에 반송되는 신호 채널들의 시분할 디멀티플렉싱을 수행하고, 그리고 상당히 느린 속도로 라우팅, 스위칭 및 다른 디지털 프로세싱 기능들을 수행한다. 전자 광 대역망(20)에 대한 사용자 인터페이스와, 애드/드롭 멀티플렉서(ADM)(16)를 통한 사설 자동 브랜치 교환기(PABX)(18)와의 인터페이스와, 광대역-ISDN(B-ISDN), 가정에 대한 액세스와 그리고 근거리 통신망(LAN)(22)과 같은 보다 작은 망에 대한 인터페이스를 포함하는 다수의 잠재적인 망 응용들이 OXC에 의해 광 망(11)에 인터페이스되는 것으로 도시되어 있다.
현존하는 광대역 통신시스템의 용량을 증가시키기 위하여 공간과 파장 영역에서의 포토닉 스위칭을 사용할 수 있지만, 포토닉은 전기적층에 의해 최상으로 수행될 수 있는 데이터 프로세싱과 데이터 저장기능에 그리 적합하지 않다. 이 결합노드 구조로, (1)광 및 (2) 전자 기술들의 "최고" 특성들을 활용한다: (1) 매우 높은 속도에서 일반적인 트래픽 채널들의 비교적 단순한 광학적 라우팅과 스위칭 및 (2) 보다 느린 속도에서 개별적인 신호 채널들의 보다 복잡한 전자적 라우팅, 스위칭 및 프로세싱. 이러한 상보 방식으로 포토닉과 전자 기술을 사용함으로, 망의 전체 트래픽 처리능력(throughput)은 상당히 향상된다. 게다가, 광 교차-접속은 고속뿐만 아니라 또한 높은 효률성으로 대량의 트래픽 블럭들을 투과적으로 라우트할 수 있는데, 이는 경로 노드를 통해 전송망으로 직접적인 트래픽 전송에 광-전자 변환이 필요치 않기 때문이다.
파장 분할 멀티플렉싱(WDM)은 단일 광섬유에 다수의, 독립된 광 채널들을 확립하는데 사용된다 동선과 무선파 채널 대역폭을 최적화하기 위해 사용된 시분할 멀티플렉싱(TDM)과는 다르게, 광섬유 대역폭이 파장 영역에서 직접 가장 쉽게 액세스된다. 개념적으로, 파장 분할 멀티플렉싱은 독립된 채널 소오스(입력 링크)들을 단일의 통신 섬유에 커플 또는 멀티플렉스하고 또한 단일 섬유로부터 신호들을 분리 또는 디멀티플렉스 한다. 근본적으로, 파장 분할 멀티플렉싱은 전기(동) 또는 전자기(무선) 전송 시스템에 사용되는 주파수 분할 멀티플렉싱과 같다. 물론, 관계식 V=Fx는 파장 대 주파수에 관련된다.
WDM망에 사용할 수 있는 두 개의 구조는 파장 라우팅 망(wavelength routingnetwork)과 동시 전송-및-선택망(broadcast-and-select network)들인데, 이들은 도 2와 3에 도시되어 있다. 도 2에 도시된 파장 라우팅 망은 가변 파장 레이저와 같은 하나 또는 그 이상의 파장 선택장치로 구성된다. 망을 통해 신호가 형성하는 경로는 신호의 파장과 그리고 신호가 망에 들어가는 입력 포트에 의해 결정된다. 적절한 동조 전류에 의해 제어되는 N개의 가변 파장 레이저 소오스(S1-SN)들은 WDM망을 통해 N개의 파장 독립 수신기(도시되지 않음)와 상호 연결된다. 선택된 파장으로 동조함으로써, 주어진 레이저로부터의 신호는 선택된 출력으로 갈 수 있다. 도 3에 도시된, 동시 전송 및 선택망은 모든 고유 파장 레이저 입력들을 별 모양의 커플러에서 결합하여 이들을 모든 출력들로 "동시 전송"한다. 본 구조는 고정 또는 가변파장 입력레이저와 고정 또는 가변 파장 출력 수신기를 토대로 한다.
본 발명은 파장 분할 멀티플렉싱을 사용하고 또한 광학적 공간 스위치를 사용하는 일이 없이 가변 파장 필터, 파장 변환기 및 광 커플러를 사용하여 멀티플렉스된 파장 채널들의 광학적 라우팅과 스위칭을 실현한다. 본 발명의 광 교차-접속구조를 사용하여, 입력 파장 채널들이 링크-바이-링크(link-by-link)로 다른 어떤 파장 채널에 할당될 수 있다. 이 가상 파장 경로 기술은 유리한데, 이는 망에서 필요한 전체 파장의 수를 최소화시키기 때문이다. 파장 경로 설계에서, 각 광 경로는 경로에 대해 한 파장을 할당함으로써 두 노드간에 확립된다. 따라서, 전체 망 도처에 걸쳐 있는 어떠한 링크의 각 파장 경로에 대해 상이한 파장이 할당되어야만 한다. 가상 파장 경로 설계에서, 파장들은 링크-바이-링크로 할당되며, 따라서 광 경로의 과장은 노드-바이-노드(node-by-node)로 변환된다. 따라서, 보다 적은 수의 전체 망 파장들이 가상 파장 경로 설계에 필요하다.
광학적인 파장 변환을 이루기 위하여 상이한 방법/장치들을 사용할 수 있다. 대부분의 광학적 파장 변환 장치들은 반도체 소자에서 비선형 효과를 이용한다. 본 발명에 채용될 수 있는 광 파장 변환 방법의 예는 전체-광 및 광-전자 파장 변환기를 포함한다. 특정예는: 반도체 광 증폭기(SOA)에서의 이득 포화, 마하-젠더(Mach-Zenhdr) 간섭계의 분기 상의 반도체 광 증폭기에서의 굴절률 변조 및 반도체 광 증폭기에서의 네 개의 파 혼합(FWM)을 포함한다. 이들 특정 파장 변환 방법들은 커다란 이조(detuning) 대역폭과 가변 파장 레이저를 통한 이조의 광학적 제어를 제시한다. 물론, 만일 광-전자 변환기가 채용된다면, 비트율과 전송 포맷에 대한 투과성이 상실된다. 본 발명의 설명을 간략하게 할 목적으로, 다음 설명만이 반도체 진행파 광 증폭기형(semiconductor traveling wave optical amplifier type) 파장 변환기에서 네개의 파장의 혼합을 사용하는 예를 기초로 한다. 이 외에도, 이러한 유형의 파장 변환기는, 신호 변조 포맷에 무관한 주파수 변환을 허용하고, 매우 높은 비트율 신호(즉 40Gbit/s 이상)를 처리하고, 그리고 광섬유에 존재하는 파장들의 세트 또는 파장 분할 멀티플렉스된 전체 "콤(comb)"을 파장 변환시킬 수 있기 때문에 유리하다. 게다가 FWM은 아날로그 신호, 예컨대 CATV 신호를 변환시키는데 사용될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따라 순수 파장 스위칭을 실행하기 위한 광 교차-접속 구조를 도 4와 함께 설명한다. 이 광 교차-접속 구조에서, 파장 채널 라우팅과스위칭은 가변 파장 필터와 파장 변환기를 사용하여 주파수 영역에서 전적으로 수행된다. 설명의 편의를 위해서, 세 개의 광섬유 입력 링크가 광 교차-접속(50)에 연결되고, 각 광섬유 링크는 다수의 파장 분할 멀티플렉스된 채널을 반송한다. 물론, 세 개 이상의 링크들을 수용할 수 있다. 이 실시예에서, 광 교차-접속에서 채널 경합(contention)을 피하기 위하여, 상이한 광섬유 링크에서 멀티플렉스된 반송파 파장 "콤"들은 광학적 스펙트럼 중에서 인접한, 비중첩 부분을 점유하여야만 한다. 동일 구성의 세 광섬유 링크들이 광 교차-접속(50)을 떠나는 것으로 도시되어 있다. 각 광섬유 링크 상의 광 신호들은 에르븀(Er)-도핑된 광섬유 증폭기(EDFA)와 같은 적절한 광 증폭기(58a, 58b....58n)를 사용하여 증폭할 수 있다. 마찬가지로, 출력 EDFA 증폭기(68a, 68b....68n)들이 광 교차-접속에 의해 발생된 출력 신호를 증폭하기 위하여 제공될 수 있다. 비록, 이들 증폭기들이 광 교차-접속 구조에 필수적이 아니라 하더라도, 광 교차-접속에서 광섬유의 경로와 부품들의 결합손실 때문에, 이들은 신호 레벨을 증가시키기 위하여 필요하다.
디지털 교차-접속(DXC)(52)에 연결된 전자-광 송신기(54)에 의해 국부적으로 발생된 광 파장 채널뿐만 아니라 입력 섬유 링크(1, 2 및 3)로부터의 파장 채널들은 결합 신호를 각 커플러의 출력 포트들 각각으로 동시 전송하는 성형 커플러(star coupler)와 같은 광 커플러(60)에 의해 결합된다. 성형 커플러 출력들은 3그룹의 N 개 출력(N은 파장 채널들의 수)으로 그룹화되고, 각 출력 광섬유에 대해 한 그룹이 주어진다 이는, 노드로 입력하는 파장 채널의 전체 세트는 광 커플러의 각 출력 포트에서 사용 가능하게 된다는 것을 의미한다. 따라서, 어떠한 파장채널도 임의의 입력 섬유에서 임의 출력 광섬유 링크의 임의 파장 채널로 보내질 수 있다. 광 커플러(60)의 출력들은 각 동조가능한 필터(62)에 연결된다. 예를 들어 비제한적으로, 간단히 설명하기 위하여 여섯 개의 동조가능한 광 필터(62a-62f)가 도시되는데, 각각의 입력 및 출력 광섬유 링크는 두 개의 파장 채널을 포함한다. 따라서, 전체 여섯 개(3링크 × 2채널)의 파장들이 출력 링크 중 어떤 하나에 선택적으로 보내질 수 있다. 물론, 두 개 이상의 파장 채널들이 단일의 광섬유 상에 멀티플렉스될 수 있다. 광 커플러(60)의 각 출력포트는 여섯 개의 파장 채널들 중 하나에 동조되는 동조가능한 광 필터(62a-62f)중 하나에 연결된다. 따라서, 특정 파장에 동조시킴으로써 동조가능한 필터(62)는 광 커플러(60)에서 그의 출력 광섬유 링크로 특정 파장을 가지는 파장 채널들 선택하거나 또는 라우팅할 수 있다. 즉, 파장 채널 라우팅을 할 수 있다.
동조가능한 각 필터의 출력은 파장 채널 스위칭을 수행하는 대응하는 파장 변환기(64a-64f)에 연결된다. 달리 말하면, 만일 필요하다면, 파장 변환기는 입력 파장을 다른 출력 파장으로 시프트시킨다. 따라서, 한 파장 채널에 포함된 정보가 다른 과장 채널로 "스위치"된다. 물론, 파장 변환기는, 채널이 이미 원하는 파장에 있다면 파장을 스위치시킬 필요가 없다. 각 파장 변환기(64a-64f)로부터의 출력 신호들은 대응하는 결합기(66a-66f)에서 결합되어 다수 파장 채널들을 단일의 광섬유 링크에 멀티플렉스시킨다 즉 파장 분할 멀티플렉싱된다. 이 비제한적인 예에서, 링크 당 두개의 파장 채널들이 있기 때문에, 각 결합기는 단일의 출력 링크 상에 두개의 주파수 변환기 출력들을 멀티플렉스한다.
파장 채널들이 공간 영역보다는 주파수 영역에서 스위치되기 때문에 아무런 광학적 공간 스위치가 필요하지 않다 스위칭 장치로서 파장 변환기의 사용은 망의 유연성을 증가시키고, 망의 관리를 단순화시키고, 그리고 광학적 교차-접속의 비용을 절감시킨다.
페브리-페롯 및 음향-광 필터와 분포형 블랙 반사기 상의 능동 필터와 같은 소정의 적절한 동조가능한 필터들이 장치(62a-62f)에 사용될 수 있다. 이들 장치들은 다른 광-전자 장치들과의 모노리식 집적화뿐만 아니라 광 이득, 협소한 필터 선폭 및 다기능성의 잠재력이라는 장점을 가진다.
반도체 진행파 증폭기(SOA)에서 네개의 파장 혼합(FWM)을 기초로 하나의 파장 변환기예를 도 5와 6을 참조하여 설명한다. 네개의 파장 혼합은 상이한 파장의 두 파들이 반도체 증폭기에 주입될 때 발생하는 비선형 효과를 가진다. 도 5를 참조하여 보면, SOA에서 FWM을 기초로 한 주파수 변환기는 SOA 입력에서, 변환될 입력신호(s)(주파수 f1에 그 중심이 있음)와 그리고 동일한 선형 편파를 가지는 (주파수 f2에서의) 광 펌프(p)를 주입시킴으로써 이루어진다. SOA에서 재료적인 광 비선형성들이 펌프 신호와 입력 신호간의 이조인 f3- f1으로 주파수에서 시프트된 제3출력필드(o)를 생성한다(o는 주파수 f3에 중심이 있는 입력 신호s의 공액이다). 주파수(o)에서의 필드는s와 동일한 스펙트럼(그러나 역 주파수 스펙트럼)을 가져, 신호 변조가 보존되고, 그리고s의 반송파 파장이 변환 간격 =o - s로 변환된다.
상이한 물리적 현상들은 활성 영역 내측의 펌프 신호 "맥놀이(beating)"(즉 맥놀이 주파수로 언급됨)에 의해 유기된 또는 대역 내부 반송파 역학 관계로 인한 비선형 이득 및 굴절률 포화에 의해 유기된 반송파 밀도 맥동을 포함하는, 반도체 광 증폭기에서 네개의 파장 혼합을 야기시킬 수 있다. 입력 신호가 레이싱(lasing)또는 펌프 주파수(f2)에 대해 약간 이조되는 주파수(f1)에서 레이저에 주입되면, 반 송파 밀도의 맥놀이 주파수에서 변조가 발생하며, 따라서 이득 및 굴절률의 맥놀이 주파수에서 변조가 발생한다. 필드의 주파수(굴절률을 통한) 및 세기(이득을 통한)변조는 스펙트럼에 두 개의 측 대역을 발생시킨다. 이들 중 하나는 주입된 필드와 동일한 주파수이고, 그리고 다른 하나는 2f2- f1의 주파수에 있다. 주입된 필드가 f1과 f2간의 차이에 대해 낮은 주파수에서 변조되면, 새로운 주파수의 출력 또한 변조된다. 만일 이득 비선형성이 주파수와 무관하다면, 변조는 입력 신호(f1)의 공액(f3)이다.
주파수 변환 방법의 예가 도 6에 도시되어 있다. 신호(s)와 펌프(p)를 포함하는 입력 광파들은 반도체 광 증폭기(71)에 커플된다. 펌프 신호는 적절한 제어 전류에 의해 조정되는 동조가능한 펌프 레이저(74)에 의해 발생된다. 따라서, 제어 전류를 변경시키고 또한 이에 따라 펌프를 변경시킴으로써, 파장 변환량은 쉽게 변경된다. 입력 신호와 펌프는 주파수 차를 가지며 결합될 때, 도 5를 참조하여 상기에서 설명한 바와 같이, 상기 주파수 차에서 반송파 밀도의 변조를 유기한다. 변조는 이득 포화의 균일성 때문에 전체 이득 스펙트럼에 영향을 미친다. 입력 신호는 광학적 스펙트럼내 어떠한 파장으로 변환될 수 있다. 광 필터(72)는 단지 파장 변환된 출력 신호만을 남기기 위해 SOA 출력으로부터 펌프와 최초 신호를 억제시키도록 동조된다.
FWM SOA 파장 변환기는 단일의 파장 채널 또는 파장 채널들의 전체 콤/세트를 총계로 파장 변환시키는데 사용된다. FWM 변환 프로세스는 신호 또는 신호의 스펙트럼과는 무관하다. 따라서, 세기 변조된 신호, 세기 변조된 신호들의 WDM 콤 및 아날로그 신호들은 이 FWM 변환 프로세스를 사용하여 파장 변환될 수 있다.
도 7a와 7b는 다수의 광 교차-접속을 제어하기 위한 관리 시스템 구조를 보여준다. 관리 구조는 독립된 "관리망"을 통해 연결된 운영 시스템(100), 중개(仲介) 장치(102) 및 장치 프로세서(104)를 포함하는 세개의 프로세서 층을 포함한다. 운영 시스템(100)은 운영자가 망, 셋업 보호 경로 및 감독 상태를 재구성할 수 있도록 한다. 전체 망구성 또는 개별적인 노드의 구성을 도식적으로 디스플레이하기 위하여 운영 시스템(100)에 인간-기계(系) 인터페이스가 제공된다. 구성 관리는 적절한 파장 채널을 할당하고 또한 자유 경로와 채널들을 계산하여 자동적으로 선택하는 라우팅 알고리즘을 사용하여 접속을 자동적으로 셋업함으로써 망 내 최종 단말기간에 자동적으로 채널들을 확립한다. 하나의 중개 장치가 각 교차-접속 노드에 위치되어 운영 시스템에 대한 명령들을 장치 프로세서로 분산시킨다. 중개 장치의 주임무는 통신링크를 유지하는 것이지만, 그러나 노드를 가로지른 신호 레벨 등화의 제어와 같은 부가적인 기능들이 중개 장치에 할당될 수 있다.
한 중개 장치(102)가 각 교차-접속 노드에 위치되어 운영 시스템(100)에서 장치 프로세서(104)로 명령들을 분산시킨다. 중개 장치(102)의 주임무는 이 통신 링크를 유지하는 것이지만, 그러나 중개 장치는 노드를 가로지른 제어 신호 등화와 같은 다른 기능들을 수행할 수 있다. 각 중개 장치와 장치 프로세서 간의 통신은 RS-485 버스를 통해 이루어진다. 각 광 교차-접속의 장치 프로세서(104)는 모든 필수적인 파라메터들을 제어하고 모니터 한다. 예컨대, 광 증폭기의 경우에 있어서, 입력과 출력의 전력, 펌프 전력 전류 및 파타메터들을 모니터할 수 있다. 도 7에 도시된 광 증폭기를 고려하면, 입력전력, 출력전력, 펌프 전력전류 및 온도들을 표시 되는대로 모니터할 수 있다. 장치 프로세서(104)는 아날로그와 디지털신호 둘 다를 프로세스하고 또한 RS-232 버스를 사용하여 다른 장치 프로세서에 연결된다.
모듈 광 교차-접속구조의 다른 실시예가 도 8을 참조하여 설명되는데, 도 4 와 유사한 요소들은 도 8에서 동일한 참조 번호로 표시된다. 도 4에 도시된 광 교차-접속 구조의 한 단점은, 만일 입력 광섬유 링크가 동일 파장을 반송한다면, 파장 분쟁이 성형 커플러(60)에서 발생한다는 것이다. 따라서, 파장 재사용이 망에서 방지되는데, 이는 모든 파장 채널들이 노드에서 그러한 분쟁을 피하기 위하여 서로 달라야만 하기 때문이다. 도 8은 망에서 파장/주파수 재사용을 설명하는데, 모든 입력 링크(1, 2 및 3)들은 (파장에 대응하는) 비슷한 주파수(f0 및 f1)를 포함한다. 다시 한 번 설명의 목적을 위해, 단지 세개의 섬유링크와 링크 당 두개의 파장 채널들이 도시된다.
반도체 광 증폭기에서 네개의 파장 혼합은 도 8에 도시된 OXC구조에서 두 가지 기능을 수행한다: 하나는 포토닉 스위칭이고 다른 하나는 파장 분쟁 회피이다. 도 8의 구조에서 수행된 포토닉 스위칭 기능 도 4의 OXC 구조의 설명과 함께 상기에서 이미 설명되었다. 후자의 기능과 관련해서는, 파장 변환기의 사용이, 동일한 파장의 두 채널들이 동일한 노드 출력으로 보내질 때 노드에서 발생할 수 있는 파장 분쟁을 피한다. 채널들 중 한 채널의 파장을 다른 파장으로 시프트시킴으로써, 그러한 분쟁이 회피되어 이에 따라 보다 신뢰성이 있고 또한 유연한 광 망이 이루어진다. 다수의 파장 채널들이 한 링크에서 멀티플렉스 되는 상황에서, FWM SOA 파장 변환기는 광 커플러에서 채널 혼합 전에 각 섬유 링크에서 전체 WDM 콤을 시트프하는데 사용된다.
본 발명의 이 실시예에 따라서, 입력 파장 변환기(70a, 70b 및 70c)는 각 광 파장 채널의 입력 주파수를 다른 주파수 세트로 시프트시킨다. 도 4에 대해 사용된 예와 같이, 도 8의 예는 각각이 단지 두개의 파장 채널만을 반송하는 단지 세개의 섬유 링크만을 가정한다. 그러나 도 4와는 달리, 도 8에서 각 입력 링크의 두 파장 채널들은 동일한 f0 및 f1이다. 물론, 훨씬 더 많은 링크와 파장 채널들을 사용할 수 있다. 따라서, 각 섬유 링크 상의 입력 주파수(f0 및 f1)의 콤이 그의 파장 변환기(70)에 의해 다른 콤 또는 주파수 세트로 시프트될 수 있다. 예에서, 광 링크(1)상의 입력 파장 주파수(f0 및 f1)는 (만일 필요하다면 그렇게 될 수 있다 하더라도) 파장 변환기(70a)에 의해 변환되지 않는다. 광 링크(2)상의 파장 채널(f0 및 f1)은 파장 변환기(70b)에서 주파수(f3 및 f4)로 각각 변환된다. 광 링크(3) 상의 파장 채널(f0 및 f1)은 파장 변환기(70c)에서 주파수(f3 및 f4)와는 다른, 상응하는 주파수(f5 및 f6)로 변환된다. 따라서, 광 커플러(60)에서 커플된 개별적인 파장 채널들은 충돌/경쟁하지 않는다. 그러한 단순한 WDM 콤의 파장변환을 이루기 위하여, FWM SOA 파장 변환기들이 광 커플러(60)에 대한 입력에서 사용될 수 있다.
도 4와 관련해 상기에서 이미 설명한 동조 필터(62a-62f)와 파장 변환기(64a-64f) 쌍은 파장 영역에서 출력 광섬유로 상이한 채널들의 라우팅과 파장 스위칭을 각각 수행한다. 만일 필요하다면, 파장 변환기(64a-64f)는 f5 및 f6 채널뿐만 아니라 f3 및 f4 채널들을 대응하는 파장 변환기(70)에 의해 수신되었던 f0 및 f1 주파수(파장)로 역 변환시킬 수 있다. 이러한 특성은, 노드 파장 스위칭 기능이 노드 외부에 대해 투과적으로 남도록 한다. 비슷하게, 파장 변환기 쌍으로부터의 출력들은 각 결합기에서 결합되어 각 링크 상에서 WDM 채널을 재구성한다.
도 4와 8에서 설명한 광 교차-접속 구조는 비-블록킹(non-blocking)이고, 파장 채널 분쟁을 방지하고 또한 링크와 파장 모듈러이다. 따라서, 부가적인 입력과 출력 광섬유 링크들이 도 4의 구조에 있어서의, 대응하는 부가적인 동조가능한 필터(62)와 파장 변환기(64) 쌍을 가지는 각 새로운 광섬유로 단순하게 삽입될 수 있다. 도 8의 구조에 있어서, 다른 파장 변환기(70)가 부가된다. 그러한 링크와 대응하는 링크 부품 추가는 이미 현존하는 광 교차-접속 노드 부품 또는 노드의 기본구조에 영향을 미치지 않거나 또는 변경시키지 않으므로, 따라서 광 교차-접속은 링크 모듈러이다.
비슷하게, 새로운 파장 채널들이 각 입력 광섬유 상의 현존하는 파장 채널의 콤에 개별적으로 또한 모듈적으로 부가될 수 있다. 부가된 파장 채널은 단순히 동조가능한 필터/파장 변환기 쌍의 부가를 필요로 한다. 부가된 필터/변환기 쌍의 전체 숫자는 이미 현존하는 장치에 어떠한 변경도 없이 부가된 파장의 전제 수와 동일하다. 따라서, 광 교차-접속은 파장 모듈러이다.
광 커플러(60)가 지나치게 크고 그리고 부가적인 입력 및 출력 포트를 가지는 경우에, 이미 현존하는 OXC에 어떠한 변경도 없이 새로운 링크와 파장들이 부가될 수 있다. 새로운 링크 및/또는 파장들을 부가하기 위해 보다 높은 용량의 광 커플러가 필요한 경우는, 이 보다 높은 용량의 광 커플러가 현존하는 커플러를 대체한다. 단지 하드웨어 변경 사항들 만이 입력과 출력 커플러 포트에서 분리되고 또한 재연결된다. 광 커플러는 OXC에서 대단히 저렴한 부품이고 또한 광 공간 스위치보다는 훨씬 더 경제적으로 대체될 수 있다. 따라서, 광 교차-접속은 트래픽 혼란없이 또한 시장 수요에 따라 최소 증가비용으로 업그레이드 될 수 있다.
본 발명의 OXC 구조를 사용하면, 광 교차-접속 노드들은 망 병목이 아니다. 이외에도, 초기 트래픽 요구량이 낮은 광 대역-ISDN(B-ISDN)과 같은 차세대 망에서, 통신망들은 트래픽 요구량이 증가함에 따라 더 성장하고 또한 증가하는 투자를 지원하는 한편 광 경로층으로 유연하게 또한 경제적으로 업그레이드될 수 있다. 본 발명의 광 교차-접속 구조는 높은 링크와 파장 모듈성을 제공한다. 부가적인 링크의 수와 부합하는 수의 부품 또는 모듈들을 부가함으로써 OXC에 부가적인 링크들이 단순하게 부가될 수 있다. 비슷하게, 다수의 파장들을 부가할 때, 부품의 수는 부가적인 파장의 수와 직접 일치한다. 업그레이딩 비용은 새로운 망 및 관련된 부품 및 새로운 광 커플러의 가격에만 한정된다. 노드 구조를 다시 설계할 필요가 없거나 또는 값비싼 공간 스위치를 구매할 필요가 없다. 이미 설명한 바와 같이, 이들 구조의 다른 장점은, 망에서 각 채널에 대해 한 파장을 할당하는 것보다는 파장 스위칭에 의존하는 가상 경로 파장기술을 사용하기 때문에 망에서 사용되는 전체 파장의 수를 최소화시킨다는 것이다.
구조들은 주어진 파장 채널을 하나 이상의 출력 섬유로 라우팅하는 것을, 즉 멀티캐스팅하는 것을 직접 지원한다. 게다가, 멀티캐스트된 신호는 최초 파장과 다른 멀티캐스트된 신호들과는 상관없이 어떠한 파장에서도 진행할 수 있다. 이는, 생산 센터에서 상이한 지형적 위치에 있는 여러 액세스 노드로 신호의 전송, 예컨대 텔레비젼 신호를 방송하는 것을 필요로 하는 응용에서는 특히 매혹적이다. FWM SOA 파장 변환기는 디지털신호 뿐만 아니라 아날로그 신호도 변환시키기 때문에, 본 발명은 전송망을 통한 텔레비젼 신호의 멀티캐스팅에 특별한 응용성이 있다.
본 발명은 가장 실제적이고 또한 바람직한 실시예로 여겨지는 것과 관련해 설명되었지만, 본 발명은 기술된 실시예에 제한되지 않고 첨부된 청구항의 사상과 범위내에 포함되는 다양한 수정과 동등한 구성을 포함한다는 것을 알아야 한다.

Claims (27)

  1. 파장 통신채널을 고속으로 라우팅하고 스위칭하기 위한 광 교차-접속 노드에 있어서,
    각각이 다수의 파장 채널들을 포함하는, 다수의 광섬유 입력 링크 및 출력 링크;
    단일의 광 성형 커플러로서, 각 입력 링크에 대한 입력포트와, 모든 입력 링크로부터 수신한 모든 파장 채널들을 결합하여 결합된 신호를 제공하는 다수의 출력포트를 가져서 모든 입력 파장 채널들이 상기 광 성형 커플러의 각 출력포트에서 이용될 수 있도록 하는 단일의 광 성형 커플러;
    모든 입력 링크에서 수신된 모든 입력 파장 채널들 중 하나를 선택하기 위해 상기 광 성형 커플러 출력포트들 중 하나에 각각 연결되는 동조가능한 광 필터들;
    상기 선택된 파장 채널을 다른 파장 채널로 변환시키기 위해, 각 동조가능한 광 필터에 대응하고 또한 이 필터에 연결되는 광 파장 변환기들; 및
    파장 변환기에 의해 발생된, 선택된 파장 채널들을 대응하는 광섬유 출력 링크상에서 결합시키기 위한 광 결합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파장 채널들은 공간 스위치 없이 노드에서 스위치되는 것을 특징으로하는 광 교차-접속 노드.
  3. 제1항에 있어서,
    각각 새롭게 부가된 섬유 링크 및/또는 파장 채널에 대해 하나의 새로운 동조가능한 필터와 파장 변환기를 부가함으로써 부가적인 섬유 링크 및/또는 부가적인 파장 채널들이 개별적으로 상기 광 교차-접속 노드에 부가될 수 있는 것을 특징을 하는 광 교차-접속 노드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 파장 변환기들은 네개의 파 혼합 반도체 광 증폭기인 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광 교차-접속은 상기 광 커플러를 통해 전자 교차-접속으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  6. 제1항에 있어서,
    다수의 동조가능한 필터에 의해 하나의 파장 채널이 다수의 출력 섬유 링크로 라우트 되는 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  7. 제6항에 있어서,
    다수의 출력 섬유 링크로 라우된 하나의 파장 채널이 아날로그 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  8. 파장 통신채널을 고속으로 라우팅하고 스위칭하기 위한 광 교차-접속 노드에 있어서,
    각각이 다수의 파장 채널들의 콤(comb)을 포함하는 다수의 광섬유 입력 링크 및 출력 링크;
    다수의 파장 채널들중 하나의 콤(comb)을 다수의 파장 채널중 또 다른 콤으로 변환시킬 수 있는 입력 링크들 중 하나에 각각 연결되는 입력 파장 변환기들;
    광 성형 커플러로서, 각 입력 링크에 대한 입력 포트와, 모든 입력 파장 변환기로부터 수신된 모든 파장 채널들을 결합하여 결합된 신호를 제공하기 위한 다수의 출력 포트를 갖어서 모든 입력 파장 채널들이 상기 광 성형 커플러의 각 출력 포트에서 이용될 수 있도록 하는, 광 성형 커플러;
    상기 광 커플러로부터 상기 파장 채널들 중 하나를 선택하기 위해 상기 광 성형 커플러 출력 포트들 중 하나에 각각 연결되는 동조가능한 광 필터들;
    상기 선택된 파장 채널을 다른 파장 채널로 변환시키기 위해 대응하는 동조 가능한 광 필터에 각각 연결되는 출력 광 파장 변환기들; 및
    상기 파장 변환기들 중 몇몇에 의해 발생된 파장 채널들을 상기 광섬유 출력 링크 중 대응하는 것들에서 결합시키는 광 결합기를 포함하는 것을 특징으로 하는광 교차-접속 노드.
  9. 제8항에 있어서,
    새롭게 부가된 각각의 섬유 링크에 대해 하나의 새로운 입력 파장 변환기와, 하나의 새로운 동조가능한 필터 및 하나의 새로운 출력 파장 변환기를 부가시킴으로써 부가적인 섬유 링크가 상기 광 교차-접속 노드에 개별적으로 부가될 수 있는 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  10. 제8항에 있어서,
    새롭게 부가된 각 파장 채널에 대해 하나의 새로운 동조가능한 필터와 하나의 새로운 출력파장 변환기를 부가함으로써, 부가적인 파장 채널들이 광 교차-접속 노드의 기존의 섬유 링크에 개별적으로 부가될 수 있는 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 입력 파장 변환기는 광 커플러에서 파장분쟁을 피하기 위하여 각 입력 섬유 링크 상의 파장 채널들의 콤(comb)들을 파장 채널들의 다른 콤들로 선택적으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  12. 제10항에 있어서,
    출력 파장 변환기들은 동조가능한 필터들에 의해 선택된 파장들을 입력 섬유 링크에서 사용된 파장으로 복구시키는 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 파장 채널들은 공간 스위치 없이 노드에서 스위치되는 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 파장 변환기들은 네개의 파 혼합 반도체 광 증폭기인 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 광 교차-접속은 광 커플러를 통해 전자 교차-접속에 연결되는 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  16. 제8항에 있어서,
    새로운 섬유 링크와 새로운 파장 채널들 양자는 노드에 이미 존재하는 부품에 최소로 영향을 미치면서 모듈로서 부가될 수 있는 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  17. 제8항에 있어서,
    하나의 파장 채널이 다수의 동조가능한 필터들에 의해서 다수의 출력 섬유 링크로 라우트 되는 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  18. 제17항에 있어서,
    다수의 출력 섬유 링크로 라우트되는 상기 하나의 파장 채널은 아날로그 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 교차-접속 노드.
  19. 각각이 다수의 파장 채널들을 포함하는 다수의 광섬유 입력 링크와 출력 링크; 각 입력 링크에 대한 입력포트와 다수의 출력포트를 가지는 광 커플러; 상기 광 커플러로부터 파장 채널을 선택하기 위해 광 커플러 출력 포트들 중 하나에 각각 연결되는 동조가능한 광 필터들; 상기 선택된 파장 채널을 다른 파장 채널로 변환시키기 위해 각각이 대응하며 동조가능한 광 필터에 연결되는 광 파장 변환기; 및 파장 변환기에 의해 발생된, 선택된 파장 채널들을 대응하는 광섬유 출력 링크의 입력 파장 변환기에서 결합시키는 광 결합기를 포함하는 현존하는 광 교차-접속노드에 광섬유 링크를 부가하기 위한 방법에 있어서,
    부가되는 링크의 수를 결정하는 단계; 및
    부가되는 각 링크에 대해, 광 커플러의 가용 입력 포트에 링크를 커플링하고, 광 커플러의 가용 출력 포트에 부가적인 동조가능한 필터와 대응하는 파장 변환기를 커플링하고, 그리고 상기 부가적인 파장 변환기로부터의 출력을 광 결합기에 연결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 링크 부가 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 광 커플러가 부가적인 광섬유 링크 및/또는 부가적인 파장 채널을 처리하기 위한 부가적인 용량을 포함하는지를 결정하는 단계, 및
    만일 용량이 충분치 못하다면, 새롭고 더 큰 용량의 광 커플러로 상기 광 커플러를 교체하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 링크 부가 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    광 커플러의 가용 출력포트에 부가적인 동조가능한 필터와 대응하는 파장 변환기를 부가하고 또한 상기 부가적인 파장 변환기로부터의 출력을 광 결합기에 연결시킴으로서 현존하는 광 교차-접속 노드의 광섬유에 새로운 파장 채널을 부가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 링크 부가 방법.
  22. 각각이 다수의 파장 채널들을 포함하는 다수의 광섬유 입력 링크와 출력 링크; 다수 파장 채널들 중에서 하나의 콤(comb)을 다수 파장 채널들 중에서 또 다른 콤으로 변환시킬 수 있는 입력 링크들 중 하나에 각각 연결되는 입력 파장 변환기들; 각 입력 링크에 대한 입력포트와 다수의 출력포트를 가지는 광 커플러; 상기 광 커플러로부터 파장 채널을 선택하기 위해 광 커플러 출력 포트들 중 하나에 각각 연결되는 동조가능한 광 필터들; 상기 선택된 파장 채널을 다른 파장 채널로 변환시키기 위해 대응하며 각 동조가능한 광 필터에 각각 연결되는 출력 광 파장 변환기; 및 상기 파장 변환기에 의해 발생된, 선택된 파장 채널들을 대응하는 광섬유 출력 링크의 입력 파장 변환기에서 결합시키는 광 결합기를 포함하는 현존하는 광 교차-접속 노드에 광섬유 링크를 부가하기 위한 방법에 있어서,
    부가되는 링크의 수를 결정하는 단계; 및
    부가되는 각 링크에 대해, 부가적인 입력 파장 변환기를 통해 광 커플러의 가용 입력 포트에 상기 링크를 커플링하고, 상기 광 커플러의 가용 출력포트에 부가적인 동조가능한 필터와 대응하는 출력 파장 변환기를 커플링하고, 상기 부가적인 파장 변환기로부터의 출력을 광 결합기에 연결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 링크 부가방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 광 커플러가 부가적인 섬유 링크 및/또는 부가적인 파장 채널을 처리하기 위한 부가적인 용량을 포함하는지를 결정하는 단계, 및
    만일 용량이 충분하지 않다면, 새롭고 더 큰 용량의 광 커플러로 상기 광 커플러를 대체시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 링크 부가 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    광 커플러의 가용 출력 포트에 부가적인 동조가능한 필터와 대응하는 파장변환기를 부가하고, 부가적인 파장 변환기로부터의 출력을 광 결합기에 연결시킴으로써 현존하는 광 교차-접속 노드의 광섬유에 새로운 파장 채널을 부가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 링크 부가 방법.
  25. 각각이 다수의 파장 채널들을 포함하는 다수의 광섬유 입력 링크 및 출력 링크; 각 입력 링크에 대한 입력 포트와 다수의 출력 포트를 가지는 광 커플러; 광 커플러로부터 파장 채널을 선택하기 위해 광 커플러 출력 포트 중 하나에 각각 연결되는 동조가능한 광 필터들; 상기 선택된 파장 채널을 다른 파장 채널로 변환시키기 위해 동조가능한 광 필터에 각각 대응하며 연결되는 광 파장 변환기; 및 상기 파장 변환기에 의해 발생된, 선택된 파장 채널들을 대응하는 광섬유 출력 링크의 입력 파장 변환기에서 결합시키는 광 결합기를 각각 포함하는 다수의 광 교차-접속 노드를 포함하는 전송망에서,
    입력 파장 채널을 다수의 출력 섬유로 라우팅시키는 단계와,
    상기 입력 파장 채널을 전송망을 통해 하나의 광 교차-접속 노드로 부터 다른 지형적 위치에 위치된 다른 교차-접속 노드로 동시 전송하는 단계를 포함하며,
    각각의 광 교차-접속 노드는 각각 입력 링크중 하나에 접속되는 입력 파장 변환기를 더 포함하여 상기 입력 파장 채널들이 다수의 출력 섬유상에서 다른 파장 채널로 변환될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 입력 파장 변환기들 각각은 다수 파장 채널들 중에서 하나의 콤(comb)을 다수 파장 채널들 중에서 또 다른 콤으로 변환시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제25항에 있어서,
    입력 파장 채널상의 신호들은 아날로그 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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