JP2000503182A - ファイバネットワークにおける光学式復旧端局交換接続のための方法およびシステム - Google Patents
ファイバネットワークにおける光学式復旧端局交換接続のための方法およびシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
ファイバ通信ネットワークを光学端局スイッチングを通じて復旧させるための方法及びシステムである。マルチポート光学クロススイッチは、ネットワークに異常が生じた場合、光波ターミナル装置の端局サイドにてトラフィックのスイッチングを行う。光学端局スイッチングは、多様な全光学的コアネットワークアーキテクチャ内で実行される。このアーキテクチャには、分離ディスジョイントパス、リンクベースメッシュ、及びパスベースメッシュ構成が含まれる。ネットワークの回復力は、高速ファイバラインやトランクに対するロスを生じることなく向上される。
Description
【発明の詳細な説明】
ファイバネットワークにおける光学式復旧端局交換接続のための方法およびシ
ステム
技術分野
本発明は、主に遠隔通信に関する。特に、本発明は、全光学式コアネットワー
ク復旧技術に関する。
背景技術
通信ネットワークは、多くの場所への情報伝達に用いられる。伝達される情報
は、電話、ビデオ、コンピュータデータ等を種々のフォーマットで表しており、
通常、時間分割電気信号の形態でネットワークに与えられる。このような情報を
伝達するために、通常の通信ネットワークは、種々の物理的サイトと、これら物
理的サイトを接続する、「リンク」と呼ばれる情報路とを備える。各リンクによ
って、サイトからサイトへと情報が送られる。各サイトやノードには、情報信号
の結合、分離、転送、調整、ルーティング等を行うための機器が設けられている
場合もある。
たとえ一つのリンクであっても、そのトラフィックは、莫大な量の流通情報量
に相当し、例えば電話呼び出しの1万回分にも相当する量となる。リンクが突然
切れてしまうと、ネットワークのオーナーに多大な損失を与えるおそれがあり、
また、ネットワークの加入者にも大きな損失が生じる。従って、故障を防ぎ、か
つできるだけ速やかに通常のトラフィックフローを回復するための技術が種々提
案されている。
通信トラフィックの伝送において、光学ファイバへの依存度が高くなっている
。ノード(即ちシティー)間をつなぐファイバ中継線により、シティー、州、国
、大陸を結ぶネットワークが形成されている。ファイバケーブルは、地上、地中
、海底等に設けられ、これらはダメージにさらされる環境にある。例えば、光線
、バックホー即ち掘削機、火事、脱線、トロール網、鮫の攻撃等による、光学フ
ァ
イバの断線もしくは損傷例がこれまでに報告されている。例えば、21世紀への
ネットワークマネージメント第11章[Grover,Wayne PhD.,"Distributed Rest
oration of the Transport Network" Network Management into the 21st Centu
ry, Chapter 11,IEEE press(19_), p337]を参照されたい。
光学ファイバケーブルは、従来の電気的ケーブルに比較して、大量のデジタル
データを伝送できる。ファイバ一本でも、スタンダードSONETOC−24プ
ロトコルによれば、1.2Gb/sで動作してデータのパケットがなされ、16
,000ボイスサーキットに相当する伝送がなされる。将来的に、ファイバ一本
当たり130,000以上の発信者を割り当てることが計画されている。OC−
192波長分割多重化スキームにおいては、一本のファイバで100万以上のボ
イスコールに相当するデータ量を伝送するのに、8波長の割り当てが可能である
。さらに、一本のケーブルに何ダースものファイバをいれることが可能である。
ケーブルの切断、または、一本の光学ファイバやノードの故障の影響は、非常に
大きい。ファイバネットワークのサバイバビリティ即ち復旧性は、効率的なファ
イバ通信の実行において、非常に重要なものとなってきている。
一つのポイントでの故障を防ぐために、洗練されたネットワークでは、リンク
ノードにおいて、プロテクトファイバ又はバックアップファイバと呼ばれる、冗
長ファイバを設けている。作動中のファイバに故障が検出されたときに、そのフ
ァイバから光学データトラフィックのフローを、上述したプロテクトファイバへ
とスイッチングするために、光学ラインスイッチもまた、提案されている。例え
ば、分散プロテクトファイバネットワークアーキテクチャ[Wu et al.,"strate
gies and Technoiogies for Planning a Cost-Effective Survivable Fiber Net
work Architecture Using Optical Switches,"CH2655-9 I.E.E.E., pp .749-55,
(1989)]を参照されたい。この文献は、参照として本明細書に包含される。
しかし、光学スイッチは、相当なロスを伴う。実際のロスの程度は、スイッチ
技術により変動する。集積リチウム−ニオブ酸スイッチ、例えばNEC製の4X
4スイッチでは、約6デシベルのロスが生じる。更に、このようなロスは、シス
テムによっても大きくなり、通常、ポートカウントに従って増加する。NEC製
のA 128 X 128スイッチでは、50デシベルもの損失が生じる。この
ようなロスは、ファイバリンクを長距離にわたってのばす際に、その距離を短く
する原因となる。
そこで、全光学式復旧システム及びその方法が求められている。このシステム
や方法は、ファイバの異常やその他のシステムエラーが生じた際に、ラインロス
を伴うことなく、光学スイッチを通じてのデータの再ルーティングを行う。
発明の概要
本発明は、光学式端局の交換接続(スイッチング)を通じてのファイバ通信ネ
ットワークの復旧方法及びシステムを提供するものである。光学式トリビュータ
リー(端局)は、光波またはラインターミナル装置(Lightwave or Line Termin
al Equipment:LTE)への入力として用いられる。このLTEは、端局から受
信した、ビットレートが低い複数の信号を、ビットレートの高い信号へと多重化
して、ファイバリンクへと伝送する。
本発明によれば、プロテクトファイバは、ラインターミナル装置の端局側に導
入される。更に、LTE装置の端局側において、作動ファイバとプロテクトファ
イバとの間でのスイッチングのために、マルチポート光学式クロス接続端局スイ
ッチが設けられている。端局側の光学式スイッチは、ライン側に比較して、ポー
ト数が多く、従って、ロスも大きい。しかし、この光学式のロスは、容易にコン
トロールできる。端局側ファイバは、通常は短く、かつセントラルオフィスノー
ド内に内蔵されている。端局側での光学式スイッチによる信号ロスは、ライン側
信号には大きな影響は与えない。何故なら、LTEは、高速な光学式信号を再生
成するからでである。
本発明は、光学式端局スイッチングを、種々の全光学式コアネットワークアー
キテクチャによって行うことで、ネットワークの復旧を行っている。特に、分離
されたディスジョイントパス、リンク−ベースメッシュ、及びパス−ベースメッ
シュの構成が記載されている。各構成における復旧は、空間及び/又は波長スイ
ッチングを通じて達成される。
本発明の更なる特徴及び利点は、本発明の種々の実施形態の構造及び動作とと
もに、添付した図面を参照して詳述される。
図面の簡単な説明
添付した図面は、明細書の一部をなすものであり、明細書内の記述とともに本
発明を示す。更に、これらの図面は、本発明の原理を説明するものであり、当業
者による本発明の理解を助けるものである。
図1は、本発明に係る光学式端局復旧スイッチングを備えた分離パスネットワ
ーク構成のブロック図である。
図2は、本発明に係る光学式端局復旧スイッチングを備えたリンクベースメッ
シュ空間ネットワーク構成のブロック図である。
図3は、本発明に係る光学式端局復旧スイッチングを備えたリンクベースメッ
シュ波長ネットワーク構成のブロック図である。
図4は、本発明に係る光学式端局復旧スイッチングを備えたパスベースメッシ
ュ空間ネットワーク構成のブロック図である。
図5は、本発明に係る光学式端局復旧スイッチングを備えたパスベースメッシ
ュ波長ネットワーク構成のブロック図である。
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。図面において、同一部及び機能
的に同等な部位には、同じ参照番号を付している。加えて、参照番号の最も左側
の番号は、その番号が最初に現れた図面の番号を示すものとなっている。
発明の詳細な説明
内容
I. 概観
II. 例示環境
III. 分離バス
IV. リンクベースメッシュ復旧
A.リンクメッシュ空間
B.リンクメッシュ波長
V. パスベースメッシュ復旧
A.パスメッシュ空間
B.パスメッシュ波長
VI. 結論
I. 概観
本発明は、光学式端局スイッチングを通じてのファイバ通信ネットワークの復
旧を行う方法及びシステムを提供するものである。ネットワークに異常が生じた
場合、マルチポート光学式クロス接続スイッチが、LTE装置の端局側において
、作動ファイバとプロテクトファイバとの間でのスイッチングを行う。このよう
にして、ネットワークの回復性は、高速ファイバラインやトランクに対してのロ
スを伴うことなく向上される。光学式端局スイッチングは、本発明によれば、種
々の全光学式コアネットワークアーキテクチャにおいて行われる。このアーキテ
クチャには、分離パス、リンクベースメッシュ、及びパスベースメッシュ構成が
含まれる。各構成における復旧は、更に、空間及び/又は波長スイッチングによ
りなされる。
II.例示環境
本発明は、ファイバ通信ネットワークの例示的環境により説明される。これら
の環境は、説明の都合上用いられるものである。本発明は、この例示的環境に限
定されるものではない。実際、以下の記述を査読すれば、当業者であれば、他の
環境にも本発明を用いることが可能であることは明白であろう。
III.分離バス
図1に、本発明に係る光学式端局復旧スイッチングを備えた分離パスネットワ
ーク構成のブロック図を示す。
二つのネットワークノードA,Bは、高容量ファイバ通信リンク100により
接続されており、このリンクは、一つ以上の作動ファイバ135とプロテクトフ
ァイバ155とを有する。例えば、各ファイバ135、155は、高速長距離ト
ランクラインのためのシングルモードファイバを有してもよい。プロテクトファ
イバ155は、作動ファイバ135へのトラフィックフローを妨げるようなネッ
トワークの異常時におけるバックアップとして設けられている。セキュリティの
レベルに応じて、各プロテクトファイバ、作動ファイバは、同じケーブル内に分
離した物理的パスに沿ってレイアウトすることができる。容量の増大及び冗長性
を与えるために、作動/プロテクトファイバを追加することもできる。
光波又はラインターミナル装置(LTE:130,140,150,160)
は、ファイバ135、155の端部の高速ライン側に接続されている。パスター
ミナル装置(101−108,PTE:Path Terminal Equipment)は、低速で
多重化されていない光学式キャリヤ端局信号を、LTE130−160の端局側
で供給及び受信する。
本発明によれば、光学式クロス接続スイッチ(OCCS:0ptical cross-conn
ect switches)110、120が、LTE130−160の端局側において、光
学式保護スイッチングのために設けられている。ノードAにおいて、光学式端局
ファイバ112は、PTE101−104とOCCS110との間でデータを結
合させる。光学式端局ファイバ114は、OCCS110とLTE130との間
でデータを結合させる。光学式端局ファイバ116は、OCCS110とLTE
150との間でデータを結合させる。ノードBにおいて、光学式端局ファイバ1
22は、PTE105−108とOCCS120との間でデータを結合させる。
光学式端局ファイバ124は、OCCS120とLTE140との間でデータを
結合させる。光学式端局ファイバ126は、OCCS120とLTE160との
間でデータを結合させる。
ネットワークに異常が生じたとき、例えば作動ファイバ135が切断されたり
、LTE130、140が故障したときは、各OCCS110、120は、OC
CSスイッチコントローラ(図示せず)の制御の下に、光学式端局ファイバ11
4、124からの光学信号を、ファイバ116、126へとスイッチングするこ
とができる。一般に、この保護スイッチングの発動においては、どのネットワー
ク異常検出技術を用いてもよい。例えば、異常は、PTEにおける電気信号のロ
スや低品質化により検出することも可能である。また、このような異常検出は、
ネットワークの光学ドメイン即ち光学領域内で行ってもよく、種々の技術、例え
ば光学パワーロス、OTDR測定、パイロットトーンロス、及び専用ポート及び
/又
は波長を用いた技術等により行うことが可能である。
加えて、OCCSコントローラは、OCCSのスイッチ状態を監視してスイッ
チコマンドを発信するためのシステムプロセッサを有してもよい。特定のソフト
ウェア及び/又はハードウェアが、ポート数やスイッチ構成に基づいてのOCC
Sのアドレッシング、監視、制御に用いられる。これらは、当業者には明白なも
のである。更に、OCCSコントローラは、各ノードに配置することもできる。
復旧及びネットワークマネージメントを行うために、各OCCSコントローラは
、更に、分離したデジタル通信ネットワーク(DCN:Digital Communication
Network)及び/または動作サポートシステム(OSS:0peration Support Sys
tem)に結合される。このDCNは、非常に信頼性の高いデータネットワークで
あり、システム動作、異常等に関するノード間の状態を伝えるメッセージの通信
のために設けられている。動作サポートシステムは、集中化されたネットワーク
マネージャであり、グローバルネットワーク動作を監督する。例えば、共に譲渡
された米国特許出願であり、代理人ドケット番号1575.0310000であ
る「ファイバ通信ネットワークの光学ドメイン内の光学異常検出方法及びシステ
ム」["A method and System for Detetcting 0ptica1 Faults Within the 0ptic
a1Domain of a Fiber Communication Network",Shoa-Kai Liu等]を参照された
い。また、この文献は、参照として本明細書に包含される。
OCCS110、120は、どのタイプのマルチポート光学式クロス接続スイ
ッチでもよい。NXNOCCSの原則として、ポート数がいくつであっても、例
えばN=4,8,16,40,72,128,256であっても、スイッチング
が可能である。使用する技術に応じて、どのタイプの光学式スイッチを用いても
よい。例えば、集積化方向性結合器タイプスイッチを参照されたい。このスイッ
チは、「電気光学ハンドブツク」[Waynant,R.,etc編、"Electro-optics Handbo
ok,McGraw-Hill社、米国(1994年)、第26章、特に26、34ページ参照
]に記載されており、本明細書に参考として包含される。例えば、OCCS10
6は、16X16のLiNbO3スイッチ(N=16)により構成することも可能で
ある。16個のポートは、その後、OCCSのフェース106A、106Bにお
いて使用可能となり、光学式端局信号のスイッチングが可能となる。他の適切
な光学スイッチとしては、ポリマー導波管またはシリカガラス内の光熱効果に基
づいたスイッチ、半導体増幅、ピエゾ運動、及び集積インジウムリン化物等が挙
られる。
加えて、シングル、マルチポートOCCSが、簡単のために示されるが、マル
チプルディスクリートスイッチやカプラを用いて光学スイッチングを行うことも
可能である。例えば、別個の1X2又は2X2の光学式スイッチのセットを、個
々の端局信号の作動端局ファイバとプロテクト端局ファイバ114、124との
間でのスイッチングに用いることもできる。Yカプラ即ちY結合器や方向性結合
器を用いることもできる。
好適な構成においては、OCCS110及び端局ファイバ112、114及び
116が、共通のセントラルオフィスもしくはその近傍に配備される。OCCS
120及び端局ファイバ122、124、126もまた同様に、他のセントラル
オフィスサイトもしくはその近傍に配備される。このようにして、ネットワーク
の光学端局側に導入されるロスは、すべて容易に制御及び補正される。端局ファ
イバを短くすることもできる。光波増幅器(LA:Light wave Amp1ifier)や再
生装置(LRE)をファイバに追加して信号の品質を向上してもよい。いずれに
せよ、OCCS110または120をいれても、ライン側における光学信号伝送
に悪影響を与えることはない。
本発明は、LTEやPTEの特定のタイプに限定されるものではない。当業者
には上述の記載から明白であるが、多くのタイプのライン又は光波ターミナル装
置及びパスターミナル装置を、種々のアーキテクチャによって用いることができ
る。例えば、SONET(又はSynchronous Digital Hierarchy:SDH)通信
ネットワークにおいては、PTE103、104は、それぞれ出力光学キャリヤ
(OC:Optical Carrier)信号を作動端局ファイバ又はプロテクト端局ファイ
バ112に出力することが可能である。LTE130又は150は、その後に、
個々のOC信号を多重化して、単一の高速OC信号とする。例えば、図1におい
て、データレートが622.080Mb/sである二つのOC−12信号は、LTE1
30又は150内で、データレートが1.244Gb/sと二倍であるOC−2
4信号へと多重化される。例えば、「遠隔通信テクノロジーハンドブック」["T
elecommunications Technology Handbook",Digital Transmissions Systems and
Fiber Optic Technology and Transmission Systems in Minoli,D.,1995]の第
3章〜第7章に記載されており、この文献は、参照として本明細書に包含される
。
好適には、ファイバリンク100は、OC−192信号(9.952Gb/s
)を伝送する。これは、四つの光学端局OC−48信号(2.488Gb/s)
を多重化することで生成される。この4つのOC−48信号を得るために、端局
側では、更なる多重化及びスイッチングが生じる。四つのOC−12信号を多重
化して各CC−48信号を得ることができる。究極的には、PTE及び/又はL
TEにおいて、192の電気信号が変換されて光学キャリヤ信号となり、多重化
される。例えば、192のDS3信号は、16のOC−12信号、4つのOC−
48信号、一つのOC−192信号へと多重化される。
図1には、更に、ネットワークのライン側、端局側の双方における全冗長ファ
イバシステムが示される。実際には、プロテクトファイバが少なくても、多数の
作動ファイバに対して十分なバックアップ容量が得られる。従って、プロテクト
ファイバ155の数に比較して、更に多数の作動ファイバ135を用いることが
可能である。端局ファイバ112〜116、及び122〜126もまた、プロテ
クトファイバの数は作動ファイバの数よりも少なくなっている。
通常、端局ファイバの数、個々のスイッチ及び/又はOCCSスイッチポート
カウントは、種々のネットワークアーキテクチャと適合するように増加される。
図1では、簡単のために双方向ファイバを示したが、ユニディレクショナルファ
イバを用いてもよい。
IV.リンクベースメッシュ復旧
ネットワークメッシュアーキテクチャにおいては、隣接するノード間の異常な
リンクを避けるようにその周囲にトラフィックを再ルーティングさせることで復
旧がなされる。本発明の一実施形態においては、光学端局スイッチングは、リン
クベースでなされ、ファイバ故障、ケーブル切断、ノード異常及び他のシステム
異常を避けるようになっている。ネットワークを保護するために、空間及び/又
は波長分割を用いることもできる。空間分割アーキテクチャにおいては、トラフ
ィックは、物理的に分散したリンクにつながる、異なる光学端局ファイバ間でス
イッチングされる。波長分割を用いることで、光学端局トラフィックのスイッチ
ングにおいて、更なる自由度が得られる。
A.リンクメッシュ空間
図2は、本発明に係る光学式端局復旧スイッチングを備えたリンクベースメッ
シュ空間ネットワーク構成のブロック図である。ノードA〜Dを接続する、5つ
の高速ファイバリンク201〜205が示される。LTE(221,223,2
31,233,235,241,243,245,251及び253)からの高
速出力は、ファイバリンク201〜205の各端部にそれぞれ接続される。
本発明によれば、光学クロス接続スイッチ(OCCS)220〜250は、各
ノード(A〜D)に設けられ、LTEの端局側において光学プロテクションスイ
ッチングを行う。ノードAにおいては、光学キャリヤ信号が入力され、光学端局
ファイバ212にノードAから出力される。例えば、広帯域デジタルクロス接続
(BB−DXC:Broadband Digital Cross-Connect)210は、端局ファイバ2
2を通じて光学的にOCCS220に結合される。OCCS220は、光学端局
作動及び/又はプロテクトファイバ222、224の異なるセット間でスイッチ
を行う。これらのファイバ222、224は、それぞれ異なるLTE221、2
24及びファイバリンク201、223に接続される。
ノードB〜Dは、ノードAと同様である。しかし、ノードB,Cは、他より自
由度が高い。ノードBにおいては、光学キャリヤ信号は、光学端局ファイバ23
8から広帯域デジタルクロス接続(BB−DXC)290へと入出力される。O
CCS230は、光学端局作動及び/又はプロテクトファイバ232、234、
236の異なるセット間でスイッチングを行う。これらのファイバ232、23
4、236は、それぞれ異なるLTE231、233、235及びファイバリン
ク201、203、205へとつながる。
ノードCにおいては、OCCS240は、光学端局作動及び/又はプロテクト
ファイバ242、244、246の異なるセット間でスイッチを行う。これらの
ファイバ242、244、246は、それぞれ異なるLTE241、243、2
45及びファイバリンク202、203、204へとつながる。光学キャリヤ信
号は、更に、ノードCから他のセットの光学端局ファイバによって広帯域デジタ
ルクロス接続(図示せず)へと入出力を行う。
ノードDにおいては、OCCS250は、光学端局作動及び/又はプロテクト
ファイバ252、254の異なるセット間でスイッチを行う。これらのファイバ
252、254は、それぞれ異なるLTE251、253及びファイバリンク2
04、205へとつながる。光学キャリヤ信号は、更に、ノードDから他のセッ
トの光学端局ファイバによって広帯域デジタルクロス接続(図示せず)へと入出
力を行う。 図中のXで示されるように、リンク201で異常が生じた場合(即
ち、ファイバ異常、ケーブル断線、ノードLTE異常等)、OCCS220〜2
40は、それぞれのOCCSコントローラ(図示せず)の制御の下に、リンク2
02、203に沿って光学バックアップ復旧パスを形成するようにスイッチング
を行う。このようにして、各リンクに冗長ファイバを用いることなく、ネットワ
ークリンクの完全性が保証される。復旧を行うためには、ネットワークリンクの
容量に余裕を持たせることが必要となるが、これにかかるコストは、ノード間に
長距離のプロテクトファイバを追加もしくは用意しておくことに比較すると安価
である。
B.リンクメッシュ波長
図3は、本発明に係る光学式端局復旧スイッチングを備えたリンクベースメッ
シュ波長ネットワーク構成のブロック図である。4つのノードA〜Bを接続する
、5つの高速ファイバリンク301〜305が示される。LTE(321,32
3,331,333,335,341,343,345,351,353)から
の高速出力は、それぞれ、ファイバリンク301〜305の端部に接続されてい
る。
本発明によれば、光学クロス接続スイッチ(OCCS)320〜350は、各
ノード(A〜D)に設けられ、光学プロテクションスイッチングを、LTEの端
局側において行う。ノードAにおいては、光学キャリヤWDM信号(λ1...λ
n)は、ノードAに光学端局ファイバ312により入出力される。例えば、WD
Mカプラ310は、端局ファイバ312を通じてOCCS320に光学的に結合
することも可能である。
WDMカプラ310は、異なる波長において、入力又は出力される信号311
に対して、多重化即ちマルチプレキシング及び/又はデマルチプレキシングを行
う。WDMファイバネットワークに用いられるWDMカプラ及びルータは、よく
知られている。例えば、「稠密波長分割多重化ネットワーク:原理及び応用」
["Dense Wave1ength Division Mu1tip1exing Networks:Princip1esandApp1icati
ons",Brackett,C.,I.E.E.E.Jounal on Se1ected Areas in C0mIIlUniCati0ns
,vol.8,no.6,pp.948-64,1990]を参照されたい。
OCCS320は、光学端局ファイバ322、324の異なるセット間でスイ
ッチングを行う。これらのファイバ322、324は、それぞれ異なるLTE3
21、323及びファイバリンク301、302へとつながる。各光学端局ファ
イバは、それぞれ光学キャリヤ信号を特定の波長(λ1〜λn)にて伝送する。
図3において、下つき文字のw,pは、光学キャリヤ信号が作動リンクとプロテ
クトリンクとにそれぞれ流れていることを示している。
ノードB〜EDは、ノードAと同様である。しかし、ノードB,Cは、他より
自由度が高い。ノードBにおいては、光学キャリヤ信号は、光学端局ファイバ3
38から広帯域デジタルクロス接続(BB−DXC)390へと入出力される。
OCCS330は、光学端局ファイバ332、334、336の異なるセット間
でスイッチングを行う。これらのファイバ332、334、336は、異なるL
TE331、333、335及びファイバリンク301、303、305へとそ
れぞれつながる。
ノードCにおいては、OCCS340は、光学端局ファイバ342、344、
346の異なるセット間でスイッチングを行う。これらのファイバ342、34
4、346は、それぞれ異なるLTE341、343、345及びファイバリン
ク302、303、304へとつながる。光学キャリヤ信号は、更に、ノードC
から他のセットの光学端局ファイバ348によって広帯域デジタルクロス接続3
80へと入出力を行う。
ノードDにおいては、OCCS350は、光学端局352、354の異なるセ
ット間でスイッチングを行う。これらのファイバ352、354は、それぞれ異
なるLTE351、353及びファイバリンク304、305へとつながる。光
学キャリヤ信号は、更に、ノードDから他のセットの光学端局ファイバ358に
よって広帯域デジタルクロス接続370へと入出力を行う。更に、WDMカプラ
及びルータを、光学端局ファイバを通じてのルーティング信号に用いられる波長
及び/又は空間分割に応じて、各ノードA〜Dに配置することも可能である。
リンク301で異常が生じた場合(即ち、ファイバ異常、ケーブル断線、ノー
ドLTE異常等)、OCCS320〜340は、それぞれのOCCSコントロー
ラ(図示せず)の制御の下に、リンク302、303に沿って光学バックアップ
復旧パスを形成するようにスイッチングを行う。このようにして、各リンクに冗
長ファイバを用いることなく、ネットワークリンクの完全性が保証される。復旧
を行うためには、ネットワークリンクの容量に余裕を持たせることが必要となる
が、これにかかるコストは、ノード間に長距離のプロテクトファイバを追加もし
くは用意しておくことに比べて安価である。
複数の波長を用いることで、復旧における自由度が更に高くなる。例えば、リ
ンクにおいて一つの波長のみが異常となった場合、他の使用可能なリンクを通じ
てのトラフィックを、OCCS320〜350の制御によって、他の波長にスイ
ッチングすることも可能である。
OCCS320〜350は、また、波長を再利用するためにも用いられる。一
つの波長における第一のネットワークデータが、既に第二のネットワークのデー
タをその波長において送信しているというリンクに遭遇してしまった場合でも、
第一のネットワークデータを第二の波長にスイッチングすることで、コンフリク
トを防ぐことができる。
分離パスまたはリンクベーススペース又は波長メッシュアーキテクチャにおけ
る復旧は、通常の技術を用いて行うことができる。例えば、分散復旧アルゴリズ
ム(DRA:Distributed restoration algorithms)を用いることで、リアルタ
イムでの異常判定及びフレキシブルネットワーク復旧を行うことが可能となる。
例えば、送信側のノードは、ブレークインディケーション即ち中断指示をブロー
ドキャストすることができ、この中断指示は、空き状態になっていて復旧に使用
できることを示す選択ノードを受信することで、検出及び確認がなされる。その
後、通信を復旧するためのリンク、例えば202、203が確立される。例えば
、
上述の、本願に参照として包含されるGroverによる技術を参照されたい。
もしくは、予め定められた復旧リンクテーブルを、各ノードに格納しておき、
バックアップリンク202、203へのトラフィックの速やかなスイッチングを
可能としてもよい。各ノードA〜Dもまた、自由度の変更及び追加が可能である
が、ネットワークの冗長性を高くすると、復旧動作における複雑さも増す。
V.パスベースメッシュ復旧
ネットワークメッシュアーキテクチャにおいては、隣接するノード間の異常な
リンクを避けるようにその周囲にトラフィックを再ルーティングさせることで復
旧がなされる。本発明の一実施形態においては、光学端局スイッチングは、パス
ベースでなされ、ファイバ故障、ケーブル切断、ノード異常及び他のシステム異
常を避けるようになっている。予め定められたパスをネットワークのエンドポイ
ント間に形成する。各パスは、ノード間の一つ以上の個別のリンクより構成する
ことが可能である。所定の作動パスにおける異常は、同じエンドポイント間の予
め定められたバックアップパスにトラフィックをスイッチングすることで回避さ
れる。
リンクベースメッシュの例で述べたように、ネットワークを保護するために、
空間及び/又は波長分割を用いることもできる。空間分割アーキテクチャにおい
ては、トラフィックは、物理的に分散したリンクにつながる、異なる光学端局フ
ァイバ間でスイッチングされる。波長分割を用いることで、光学端局トラフィッ
クのスイッチングにおいて、更なる自由度が得られる。
A.パスメッシュ空間
図4は、本発明に係る光学式端局復旧スイッチングを備えたパスメッシュ空間
ネットワーク構成のブロック図である。4つのノードA〜Dを接続する、5つの
高速ファイバリンク401〜405が示される。LTE(421,423,43
1,433,245,441,443,445,451,453)からの高速出
力は、それぞれ、ファイバリンク301〜305の端部に接続されている。
本発明によれば、光学クロス接続スイッチ(OCCS)420〜450は、各
ノード(A〜D)に設けられ、光学プロテクションスイッチングを、LTEの端
局側において行う。ノードAにおいては、光学キャリヤ信号は、ノードAに光学
端局ファイバ412により入出力される。例えば、広帯域デジタルクロス接続
(BB−DXC:Broadband Digita1 Cross-Connect)410は、端局ファイバ
412を通じてOCCS420に光学的に結合することも可能である。
OCCS420は、光学端局作動ファイバ及び/又はプロテクトファイバ42
2、424の異なるセット間でスイッチングを行う。これらのファイバ422、
424は、それぞれ異なるLTE421、423及びファイバリンク401、4
02へとつながる。
ノードB〜Dは、ノードAと同様である。しかし、ノードB,Cは、他より自
由度が高い。ノードBにおいては、光学キャリヤ信号は、光学端局ファイバ43
8から広帯域デジタルクロス接続(BB−DXC)490へと入出力される。O
CCS430は、光学端局作動及び/又はプロテクトファイバ432、434、
436の異なるセット間でスイッチングを行う。これらのファイバ432、43
4、436は、異なるLTE431、433、435及びファイバリンク401
、403、405へとそれぞれつながる。
ノードCにおいては、OCCS440は、光学端局ファイバ442、444、
446の異なるセット間でスイッチングを行う。これらのファイバ442、44
4、446は、それぞれ異なるLTE441、443、445及びファイバリン
ク402、403、404へとつながる。光学キャリヤ信号は、更に、ノードC
から他のセットの光学端局ファイバから広帯域デジタルクロス接続(図示せず)
へと入出力を行う。
ノードDにおいては、OCCS450は、光学端局452、454の異なるセ
ット間でスイッチングを行う。これらのファイバ452、454は、それぞれ異
なるLTE451、453及びファイバリンク404、405へとつながる。光
学キャリヤ信号は、更に、ノードDから他のセットの光学端局ファイバ458に
よって広帯域デジタルクロス接続470へと入出力を行う。
リンク401で異常が生じた場合(即ち、ファイバ異常、ケーブル断線、ノー
ドLTE異常等)、OCCS420〜450は、それぞれのOCCSコントロー
ラ(図示せず)の制御の下に、リンク402及び/又は404に沿って光学バッ
クアップ復旧パスを形成するようにスイッチングを行う。このようにして、各リ
ンクに冗長ファイバを用いることなく、ネットワークリンクの完全性が保証され
る。復旧を行うためには、ネットワークリンクの容量に余裕を持たせることが必
要となるが、これにかかるコストは、ノード間に長距離のプロテクトファイバを
追加もしくは用意しておくことに比べて安価である。
エンドポイントのノード間で複数のパスを用いることで、復旧における自由度
が更に高くなる。例えば、ノードA,C間の作動パスは、リンク401、405
により構成することも可能である。リンク402、404は、その場合、第一の
バックアップパスを構成することが可能である。他の中間ノード及びリンクを、
より大きなヒエラルキーネットワーク即ち階層的ネットワークを通じてのパスに
用いることも可能である。
B.パスメッシュ波長
図5は、本発明に係る光学式端局復旧スイッチングを備えたパスメッシュ空間
ネットワーク構成のブロック図である。4つのノードA〜Dを接続する、5つの
高速ファイバリンク501〜505が示される。LTE(521,523,53
1,533,535,541,543,545,551,553)からの高速出
力(例えばOC−192信号)は、それぞれ、ファイバリンク501〜505の
端部に接続されている。
本発明によれば、光学クロス接続スイッチ(OCCS)520〜550は、各
ノード(A〜D)に設けられ、光学プロテクションスイッチングを、LTEの端
局側において行う。ノードAにおいては、光学キャリヤ信号は、光学端局ファイ
バ512により入出力される。例えば、WDMカプラ510は、端局ファイバ3
12を通じてOCCS320に光学的に結合することも可能である。WVMカプ
ラ350は、異なる波長において、入力又は出力される信号511に対して、多
重化即ちマルチプレキシング及び/又はデマルチプレキシングを行う。
OCCS520は、光学端局ファイバ522、524の異なるセット間でスイ
ッチングを行う。これらのファイバ522、524は、それぞれ異なるLTE5
21、523及びファイバリンク501、502へとつながる。各光学端局ファ
イバは、それぞれ光学キャリヤ信号を特定の波長(λ1〜λn)にて伝送する。
ノードB〜Dは、ノードAと同様である。しかし、ノードB,Cは、他より自
由度が高い。ノードBにおいては、光学キャリヤ信号は、光学端局ファイバ53
8から広帯域デジタルクロス接続(BB−DXC)590へと入出力される。O
CCS530は、光学端局ファイバ532、534、536の異なるセット間で
スイッチングを行う。これらのファイバ532、534、536は、異なるLT
E531、533、535及びファイバリンク501、503、505へとそれ
ぞれつながる。
ノードCにおいては、OCCS540は、光学端局ファイバ542、544、
546の異なるセット間でスイッチングを行う。これらのファイバ542、54
4、546は、それぞれ異なるLTE541、543、545及びファイバリン
ク502、503、504へとつながる。光学キャリヤ信号は、更に、ノードC
から他のセットの光学端局ファイバ548によって広帯域デジタルクロス接続5
80へと入出力を行う。
ノードDにおいては、OCCS550は、光学端局552、554の異なるセ
ット間でスイッチングを行う。これらのファイバ552、554は、それぞれ異
なるLTE551、553及びファイバリンク504、505へとつながる。光
学キャリヤ信号は、更に、ノードDから他のセットの光学端局ファイバ558に
よって広帯域デジタルクロス接続570へと入出力を行う。更に、WDMカプラ
及びルータを、光学端局ファイバを通じてのルーティング信号に用いられる波長
及び/又は空間分割に応じて、各ノードA〜Dに配置することも可能である。
リンク501で異常が生じた場合(即ち、ファイバ異常、ケーブル断線、ノー
ドLTE異常等)、OCCS520〜540は、それぞれのOCCSコントロー
ラ(図示せず)の制御の下に、リンク502、503に沿って光学バックアップ
復旧パスを形成するようにスイッチングを行う。このようにして、各リンクに冗
長ファイバを用いることなく、ネットワークリンクの完全性が保証される。復旧
を行うためには、ネットワークリンクの容量に余裕を持たせることが必要となる
が、これにかかるコストは、ノード間に長距離のプロテクトファイバを追加もし
くは用意しておくことに比べて安価である。
複数の波長を用いることで、復旧における自由度が更に高くなる。例えば、リ
ンクにおいて一つの波長のみが異常となった場合、他の使用可能なリンクを通じ
てのトラフィックを、OCCS520〜550の制御によって、他の波長にスイ
ッチングすることも可能である。
OCCS520〜550は、また、波長を再利用するためにも用いられる。一
つの波長における第一のネットワークデータが、既に第二のネットワークのデー
タをその波長において送信しているというリンクに遭遇してしまった場合でも、
第一のネットワークデータを第二の波長にスイッチングすることで、コンフリク
トを防ぐことができる。
パスベース空間及び/又は波長アーキテクチャにおける復旧は、前述したよう
に、通常のリアルタイム技術(例えばDRA)や所定のパス判定技術を用いて行
うことができる。
上述の説明から当業者には明白であるが、種々の作動及び/又はプロテクトフ
ァイバ、光学クロス接続スイッチ、WDMカプラ及びルータ、LTE、PTEを
用いることができる。図2〜図5において上述した各リンクベース及びパスベー
スメッシュ配置のそれぞれについて、端局ファイバ、個々のスイッチ及び/又は
スイッチポートカウント等の数は、ネットワークアーキテクチャが大規模な場合
は、それに合わせて増加することができる。双方向ファイバやユニディレクショ
ナルファイバを用いることもできる。
図1に関して説明したように、図2〜5の各OCCSは、どのタイプのマルチ
ポート光学式クロス接続スイッチでもよい。NXNOCCSの原則として、ポー
ト数がいくつであっても、例えばN=4,8,16,40,72,128,25
6であっても、スイッチングが可能である。使用する技術に応じて、どのタイプ
の光学式スイッチを用いてもよい。適切な光学スイッチとしては、ポリマー導波
管またはシリカガラス内の光熱効果に基づいたスイッチ、半導体増幅、ピエゾ運
動、及び集積インジウムリン化物(integrated indium phosphide)等が挙げら
れる。
加えて、上述のリンクベース及びパスベースの例において、シングル、マルチ
ポートOCCSの概略を簡単のために示したが、マルチプルディスクリートスイ
ッチやカプラを用いて光学スイッチングを行うことも可能である。例えば、別個
の1X2又は2X2の光学式スイッチのセットを、個々の端局信号の作動端局フ
ァイバとプロテクト端局ファイバ114、124との間でのスイッチングに用い
ることもできる。Yカプラ即ちY結合器や方向性結合器を用いることもできる。
分離パス構成と同様に、本発明におけるリンクベース及びパスベースの実施形
態は、LTEやPTEの特定のタイプに限定されるものではない。当業者には上
述の記載から明白であるが、多くのタイプのライン又は光波ターミナル装置及び
パスターミナル装置を、種々のアーキテクチャによって用いることができる。例
えば、SONET(又はSynchronous Digital Hierarchy:SDH)通信ネットワ
ークにおいては、PTE(簡単のため、図2−5には示されていない)は、それ
ぞれ出力光学キャリヤ(OC)信号を作動端局ファイバ又はプロテクト端局ファ
イバに出力することが可能である。LTEは、その後に、個々のOC信号を多重
化して、単一の高速OC信号、例えばOC−192とする。
VI. 結論
以上、本発明を種々の形態により説明したが、これらはあくまでも例示のため
のものであり、本発明を限定するものではない。当業者であれば、これらの形態
及び細部に、添付した請求項に記載された本発明の趣旨及び範囲を逸脱する事な
く、種々の変更が可能である。従って、本発明の趣旨及び範囲は、上述の例示的
な形態により限定されるものではなく、以下のクレーム及びその等価物によって
のみ限定されるものである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
H04B 9/00 H
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 少なくとも一つの作動ファイバと、少なくとも一つのプロテクトファイ バと、によってそれぞれ光学的に接続された第一のノードと第二のノードとを備 えたファイバ通信ネットワークであって、前記少なくと一つの作動ファイバと前 記少なくとも一つのプロテクトファイバとのそれぞれの第一の端部は、前記第一 のノードに接続されており、前記少なくとも一つの作動ファイバと前記少なくと も一つのプロテクトファイバとのそれぞれの第二の端部は、前記第二のノードに 接続されており、 第一及び第二の光波ターミナル装置を有し、これらは、ライン側で、前記少な くとも一つの作動ファイバと少なくとも一つのプロテクトファイバとの各第一の 端部に、前記第一のノードにてそれぞれ接続されており、 第三及び第四の光波ターミナル装置を有し、これらは、ライン側で、前記少な くとも一つの作動ファイバと少なくとも一つのプロテクトファイバとの各第二の 端部に、前記第二のノードにてそれぞれ接続されており、 第一の光学クロス接続端局スイッチを有し、このスイッチは、前記第一及び第 二の光波ターミナル装置に端局側で光学的に接続されて、前記第一及び第二の光 波ターミナル装置にそれぞれ接続された各光学端局パスの間でスイッチングを行 い、 第二の光学クロス接続端局スイッチを有し、このスイッチは、前記第三及び第 四の光波ターミナル装置に端局側で光学的に接続されて、前記第三及び第四の光 波ターミナル装置にそれぞれ接続された各光学端局パスの間でスイッチングを行 い、 前記第一及び第二の光学クロス接続端局スイッチは、それぞれ、光学的信号を 光学端局パスを通じて伝送してのスイッチングが可能であり、このスイッチによ って、前記少なくとも一つの作動ファイバが使用不可能なときには、前記第二及 び第四の光波ターミナル装置が前記光学的信号を多重化して前記少なくとも一つ のプロテクトファイバに伝送するようにスイッチングを行うことが可能となって いることを特徴とするネットワーク。 2. 前記少なくとも一つのプロテクトファイバは、前記少なくとも一つの作動 ファイバから離れた分離パスに設けられていることを特徴とする請求の範囲第1 項記載のネットワーク。 3. 前記第一の光学クロス接続端局スイッチは、少なくとも第一のポートセッ ト〜第三のポートセットを有し、 前記第一のポートセットは、前記第一の光学クロス接続端局スイッチに光学キ ャリヤ信号を入力するように、パスターミナル装置に光学的に結合されており、 前記第二のポートセットは、前記第一の光波ターミナル装置に接続された第一 の光学端局ファイバセットに光学的に結合されており、 前記第三のポートセットは、前記第二の光波ターミナル装置に接続された第二 の光学端局ファイバセットに光学的に結合されていることを特徴とする請求の範 囲第1項記載のネットワーク。 4. 前記第二の光学クロス接続端局スイッチは、少なくとも第4のポートセッ ト〜第6のポートセットを有し 前記第四のポートセットは、前記第二の光学クロス接続端局スイッチから光学 キャリヤ信号を出力するように、パスターミナル装置に光学的に結合されており 、 前記第五のポートセットは、前記第三の光波ターミナル装置に接続された第三 の光学端局ファイバセットに光学的に結合されており、 前記第六のポートセットは、前記第四の光波ターミナル装置に接続された第四 の光学端局ファイバセットに光学的に結合されていることを特徴とする請求の範 囲第3項記載のネットワーク。 5. 前記第一及び第二の光学端局ファイバセットは、それぞれ、少なくとも一 つの作動ファイバ及びプロテクトファイバを有することを特徴とする請求の範囲 第3項記載のネットワーク。 6. 前記第一及び第二の光学クロス接続スイッチは、それぞれ、マルチポート 式の、集積された光学スイッチを有することを特徴とする請求の範囲第1項記載 のネットワーク。 7. 前記第一及び第二の光学クロス接続スイッチは、それぞれ、複数の別個の 光学スイッチを有することを特徴とする請求の範囲第1項記載のネットワーク。 8. 前記第一及び第二のノードは、メッシュネットワーク内で更なるノードに 接続されていることを特徴とする請求の範囲第1項記載のネットワーク。 9. ファイバリンクによって接続された複数のノードを有する通信ネットワー クであって、 第一及び第二のファイバリンクに接続された第一のノードを有し、この第一の ノードは、第一及び第二の光学端局パスを備え、 第一及び第二の光波ターミナル装置(LTE)を有し、これらの装置は、前記 第一及び第二のファイバリンクと前記第一及び第二の光学端局パスとの間にそれ ぞれ接続されており、 前記第一光学端局パスと前記第二の光学端局パスとの間でのスイッチングのた めの第一の光学クロス接続端局スイッチを有し、前記第一のファイバリンクが使 用不可能なときは、このスイッチによって、前記第一のノードへの光学信号入力 が、前記第二の光学端局パスを通じて前記第二の光波ターミナル装置に伝送され て、前記第二のファイバリンクへと伝送されるようにスイッチングされることを 特徴とするネットワーク。 10. 第二のノードを更に有し、前記第一のノードと第二のノードとは、前記 第一のリンクと前記第二のリンクとによって接続されており、前記第一のファイ バリンクは作動ラインを有し、前記第二のファイバリンクはプロテクトリンクを 有することを特徴とする請求の範囲第9項記載のネットワーク。 11. 前記作動リンクは、直接、前記第一のノードと第二のノードとを接続し 、 前記プロテクトリンクは、前記第一のノードを、直接、前記第一のノードと 第二のノードとの間にある中間ノードの少なくとも一つに、接続することを特徴 とする請求の範囲第10項記載のネットワーク。 12. 前記第一の光学端局と第二の光学端局とは、第一の光学端局ファイバセ ットと第二の光学端局ファイバセットとをそれぞれ有し、これらのセットは、少 なとも一つの作動ファイバとプロテクトファイバとをそれぞれ有することを特徴 とする請求の範囲第9項記載のネットワーク。 13. 前記第一の光学クロス接続端局スイッチは、マルチポート式の、集積さ れた光学スイッチを有することを特徴とする請求の範囲第9項記載のネットワー ク。 14. 前記第一の光学クロス接続端局スイッチは、それぞれ、複数の別個の光 学スイッチを有することを特徴とする請求の範囲第9項記載のネットワーク。 15. 光学キャリヤ信号を、複数の波長にて前記第一の光学クロス接続端局ス イッチに光学的に結合するための、波長分割多重化カプラを有することを特徴と する請求の範囲第9項記載のネットワーク。 16. 前記第一の光学クロス接続端局スイッチは、異なる波長を異なるファイ バを通じて前記第一及び第二の光学端局パスによりルーティングさせるための波 長ルータを有することを特徴とする請求の範囲第9項記載のネットワーク。 17. 第二のノードを更に有し、前記第一のノードと第二のノードとは、第一 及び第二のパスを通じて接続されており、 前記第一及び第二のパスの少なくとも一部には、前記第一及び第二のファイバ リンクが含まれることを特徴とする請求の範囲第9項記載のネットワーク。 18. 光学ネットワークの復旧方法であって、 第一のノードにて光学キャリヤ端局信号を入力し、 前記光学キャリヤ端局信号を、ネットワークの状態に応じて、第一及び第二の 光学端局ファイバセットを通じて光学的にスイッチングし、 前記スイッチングされた光学キャリヤ端局信号を多重化して光学キャリヤライ ン信号を生成し、 前記光学キャリヤライン信号を、前記第一のノードから、ネットワーク内の第 二のノードへと出力することを特徴とする方法。 19. 前記ネットワークの状態には、ファイバ異常、ケーブル切断、ノード異 常の状態のうちの少なくとも一つが含まれ、これらの状態により、前記第一のノ ードへの第一の作動ファイバリンクが使用不能とされることを特徴とする請求の 範囲第18項記載の方法。 20. 前記第一のノードへの前記光学キャリヤ端局信号入力を波長分割多重化 するステップを更に有することを特徴とする請求の範囲第18項記載の方法。
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