JP4899589B2 - 光ネットワーク、光ネットワークのプロテクション方法及びノード - Google Patents

光ネットワーク、光ネットワークのプロテクション方法及びノード Download PDF

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Description

本発明は、全体として光ネットワークに関し、より詳細には、光通信ネットワークにおける光学的光進路(ライトトレイル)を保護するシステムおよび方法に関する。
遠隔通信システム、ケーブルテレビシステム、およびデータ通信ネットワークは、光ネットワークを用いて、大量の情報を、遠隔地点間で迅速に伝達する。光ネットワークにおいては、情報は、光ファイバを通じて、光信号の形で伝達される。光ファイバは、極めて少ない信号強度の損失で長距離にわたって光信号を伝送することのできる細いガラスの撚り線から成る。
近年は、電気通信システムの使用の爆発的な増加が見られている。電気通信サービスに対する需要が大きくなり続けるにつれて、光ネットワークにとって、そのようなネットワーク上で通信される情報量の増加は、急速に大きな負担となっている。
しかしながら、新たなネットワークの追加または既存のネットワークの拡張は、非常にコストがかかるので、この問題の現実的な解決策ではない。よって、ネットワークリソースの効率的な使用が、光ネットワークの開発および運営において重要な目標となっている。
光ネットワークは、波長分割多重(WDM)または高密度波長分割多重(DWDM)をしばしば使用して、送信容量を高めている。WDMおよびDWDMネットワークにおいて、数多くの光チャンネルが、各ファイバにおいて、互いに異なる波長で搬送される。
ネットワーク容量は、各ファイバにおける波長、言い換えればチャンネルの数、およびチャンネルの帯域幅、言い換えれば大きさに基づく。
ネットワークノードにおいてWDM挿入/分岐装置を使用することにより、合成信号全体が十分に多重分離されて、その構成要素チャンネルとすることができ、切り換えられる(挿入/分岐されるか、または通過される)。
そのようなネットワークにおいて、あるネットワークノードから他のネットワークノードへのトラフィックは、トラフィックがネットワーク上を通信される際の特定の波長にしばしば割り当てられる。
互いに異なるトラフィックストリームを互いに異なる波長に割り当てることによって、互いに異なるトラフィックストリーム間の干渉が防止される。
しかしながら、ある場合には、これではネットワークにおける効率が悪くなる。
例えば、特定の波長に割り当てられたトラフィックが波長に関連した帯域幅(容量)の大部分を典型的には使用しない場合には、効率が悪くなる。
即ち、特定のノード間でトラフィックを伝送するため、特定の波長を割り振るも、当該ノード間でバーストモードの伝送を行った場合、データ伝送を行っていない時間は割り付けた波長の光が有効に活用されていないことになる。
さらに、遠隔通信サービスに対する需要が増大を続けるのに伴い、光ネットワークへの依存度も増加している。光パスの障害は、保護技術によって対処することができる。例えば、プロテクション光パスを生成してトラフィックを搬送することができる。従って、プロテクション光パスを提供することは、光ネットワークの保護における重要な目標となっている。
国際公開第03/104849号パンフレット
本発明の目的は、光ネットワークの中に構成された光ネットワークグループを構成する光伝送路に障害が発生し場合にプロテクションパスを提供することを目的とする。
本発明は、上述した目的を達成するために以下の構成を採用する。
第1の手段として、第1のファイバで構成した第1の光ネットワークと第2のファイバで構成した第2の光ネットワークからなる光ネットワークにおいて、
該第1の光ネットワークと該第2の光ネットワーク上に複数のノードを設け、
該ノードは該第1の光ネットワークの光伝送路に沿って起端となる主査ノードと、終端となる終端ノードと、主査ノードと終端ノードの間にあるノードで第1のネットワークグループを構成することで該ノード間の通信を行い、
該第1の光ネットワークグループを構成する光伝送路の障害時は該第2の光ネットワークの光伝送路により該第1のネットワークグループの障害がある光り伝送路のプロテクション光伝送路を構築する。
第2の手段として、第1のファイバで構成した第1の光ネットワークと第2のファイバで構成した第2の光ネットワークからなる光ネットワークに該第1の光ネットワークと該第2の光りネットワークに光トラフィックを送信可能なノードにおいて、
該第1の光ネットワーク内の他のノードと第1の光ネットワークグループを構成するための信号を送信する手段と、
該第1の光ネットワークグループを構成する光伝送路の障害時は該第2の光ネットワークの光伝送路により該第1のネットワークグループの障害がある光伝送路のプロテクション光伝送路を構築する手段を有する。
第3の手段として第2の手段において、障害時に該第1のファイバからの光りを該第2のファイバに折り返すためのスイッチを有する。
第4の手段として第2の手段において、障害時に該第1のファイバからの光りを該第2のファイバに折り返すためのスイッチを有し、
該スイッチは光りのレベルを制御する手段と光りのパスを切り替える手段を有することを特徴とするノード。
第5の手段として、第1のファイバで構成した第1の光ネットワークと第2のファイバで構成した第2の光ネットワークからなる光ネットワークのプロテクション方法において、
該第1の光ネットワークと該第2の光ネットワーク上に複数のノードを設け、
該ノードは該第1の光ネットワークの光伝送路に沿って起端となる主査ノードと、終端となる終端ノードと、主査ノードと終端ノードの間にあるノードで第1のネットワークグループを構成することで該ノード間の通信を行い、
該第1の光ネットワークグループを構成する光伝送路の障害時は該第2の光ネットワークの光伝送路により該第1のネットワークグループの障害がある光伝送路のプロテクション光伝送路を構築する。
本発明によれば、光ネットワーク内の光伝送路に沿って複数のノードからなるネットワークのグループを構成し、グループ内のノードが固定的に割付けられた波長で、それぞれ、光トラフィックを送信することができ、特定ノード間で行われる通信がバーストモードの通信の時に、光ネットワーク内で使用される光の波長を効率的に利用することができる。
これらの光ネットワークにおいて、光ネットワークグループを構成する光伝送路のパスに障害が発生した場合にプロテクションパスを張ることができる。
光通信ネットワークにおいて光学的な光進路(ライトトレイル)を実施するためのシステムおよび方法を提供する。
光進路(ライトトレイル)とは、特定波長で複数のノードが一つの波長を共有して伝送を行うシェアードウェーブレングスを行うためのネットワークグループとなり、そのネットワークグループの起端と成るノードと終端となるノード間の光伝送路内の共有波長の光路を意味する。
一実施形態において、数多くのノード間の多重化された波長において光トラフィックを搬送する光ネットワークが提供される。光ネットワークの中に、波長のうちの1つに関連し、光進路の起端となる主査ノードと光進路の終端となる終端ノードとの間に確立された少なくとも1つの光進路の中に1つまたはそれ以上の介在ノードを含むネットワークのグループを構成する。
また、光ネットワークは、光進路とは異なる波長に関連する帯域外制御チャンネルを含む。各ノードは制御チャンネルを使用して、制御メッセージを通信し、光進路を確立すると共に、主査ノードおよび介在ノードによる光進路の使用を割り当てる。具体的には、各ノードは終端のノードからの光進路の利用の割り当て(使用権)に従い光進路を利用するか、各ノードからの使用要求により光進路を利用する。
主査ノード、1つまたはそれ以上の介在ノード、および終端ノードは、それぞれ、数多くの多重化された波長において光トラフィックを光ネットワークから受信し、多重化された光トラフィックの第1のコピーを光ネットワークから分岐し、多重化された光トラフィックの第2のコピーを光ネットワーク上で転送するように動作可能である。
また、これらのノードは、分岐された第1のコピーの選択された波長において光トラフィックを転送して、ノードに関連した1つまたはそれ以上のクライアント装置への通信に供する。
さらに、ノードは、ノードの1つまたはそれ以上のクライアント装置から受信されたトラフィックを1つまたはそれ以上の波長におけるクライアント光トラフィックに変換し、クライアント光トラフィックを第2のコピーまたは第2のコピーの修正版に受動的に挿入して結合された信号を形成し、結合された信号をネットワークへ転送する。
本発明のある実施形態の技術的利点には、光ネットワーク上で送信リソースを使用するための効率的な手法が含まれる。より特定的には、本発明の特定の実施形態において、光ネットワークのノードは、1つまたはそれ以上の他のノードを含む光学的な「光進路(ライトトレイル)」を確立して、光トラフィックの送信に供することができる。
そのような光進路は、光進路に含まれるノードのグループによって共有されて、トラフィックを光進路に含まれる他のノードへ送信することができる。そのような光進路の使用により、光ネットワークにおいて情報をより効率的に通信することができるだろう。
なぜならば、数多くのノードが、光進路が確立している波長によって提供された帯域幅を共有できるからである。
光通信ネットワークにおける光学的光進路(ライトトレイル)を保護するためのシステムおよび方法を提供する。一実施形態によれば、ネットワークを保護する工程は、第1のファイバおよび第2のファイバによって接続された光ネットワークの一連のノードを経由して光進路(ライトトレイル)を構築する工程を含む。トラフィックは、1コネクションが一連のノードのソースノードから一連のノードのうちの1個またはそれ以上の宛先ノードへトラフィックを通信するように動作可能な、光進路(ライトトレイル)の複数のコネクションを通じて通信される。光進路(ライトトレイル)の障害が検出される。光進路(ライトトレイル)に対応するプロテクション光進路(ライトトレイル)が構築される。複数のコネクションのトラフィックが、このプロテクション光進路(ライトトレイル)を経由して通信される。
本発明の特定の実施形態の技術的利点は、光ネットワークにおける障害に対処するのに有効な技術を含んでいる可能性がある。より具体的には、本発明の特定の実施形態では、光進路(ライトトレイル)は、トラフィックを搬送中の多数のコネクションをサポートすることができる。光進路(ライトトレイル)が故障した場合、プロテクション光進路(ライトトレイル)を生成することができる。プロテクション光進路(ライトトレイル)は、多数のコネクションのトラフィックを搬送することができる。プロテクション光進路(ライトトレイル)は多数のコネクションのトラフィックを搬送することができるので、このようなプロテクション光進路(ライトトレイル)の利用によって、光ネットワークがより効果的に保護される結果がもたらされる可能性がある。
本発明の種々の実施形態が列挙した技術的利点のうちのいくつかまたは全部を含んでいても、それらを一切含んでいなくてもよいことが分かるであろう。さらに、本発明の他の技術的利点は、本明細書に含まれる図面、説明、および特許請求の範囲から、当業者には容易に明らかとなり得る。
図1から図3に、プロテクション光進路(ライトトレイル)を構築することのできる光ネットワーク10を示す。光ネットワーク10は、光リング20に接続された複数のノード14を含む。運用時、ノード14は、複数の波長のうちの1つの上で、光リング20上のトラフィックを送受信する。ノード14は、現用光進路(ライトトレイル)30のような光進路(ライトトレイル)の上の光トラフィックを、コネクション32のような複数のコネクションを通じて、光進路(ライトトレイル)の他のノード14へ伝送することができる。ノード14間のスパンの故障の場合、プロテクション光進路(ライトトレイル)34のようなプロテクション光進路(ライトトレイル)を構築し、複数のコネクションを介して伝送されたトラフィックを再ルーティングすることができる。
図1に、光ネットワーク10を示す。図示の実施形態によれば、ネットワーク10は、その内部でいくつかの光チャネルが共通の伝送媒体の上を異なる波長で搬送される光ネットワークを備える。例えば、ネットワーク10は、波長分割多重(WDM)ネットワーク、高密度波長分割多重(DWDM)ネットワーク、他の適した多チャネルネットワーク、または前述のネットワークの任意の適した組み合わせとすることができる。ネットワーク10は、短距離大都市圏ネットワーク、長距離都市間ネットワーク、他の適したネットワーク、または前述のネットワークの任意の適した組み合わせの全部もしくは一部を表すことができる。ネットワーク10は、必要に応じて、単一の一方向ファイバ、単一の双方向ファイバ、または複数の一方向もしくは双方向のファイバを含むことができる。図1にはリングネットワーク10の特定の実施形態および構成を示しているが、ネットワーク10は、任意の適切な方法で構成された任意の適切な数のノード14を含むことができる。例えば、網形、線形、または他の適した種類の光ネットワークを、本発明に従って用いることができる。
図示の実施形態によれば、ネットワーク10は、光リング20を含む。光リング20は、1、2、...、6のラベルを付けた、複数であるn個のノード14a〜14fを光学的に接続する一対の一方向ファイバ、第1のファイバ16および第2のファイバ18を備える。第1のファイバ16は、トラフィックを時計回り方向に伝送し、第2のファイバ18は、トラフィックを反時計回り方向に伝送する。ファイバは、光ファイバなどの、信号を伝送するように動作可能な任意の適したファイバを指すことができる。時計回り方向に経由させてトラフィックを伝送することができる一連のk個のノード14、k≦nは、(1、2、...、k)CWで表すことができ、反時計回り方向に経由させてトラフィックを伝送することができる一連のk個のノード14は、(1、n、n−1、...、k)CCWで表すことができる。
光トラフィックは、ノード14間を伝搬する。本明細書において使用するネットワークの「トラフィック」は、ネットワーク内で伝送、格納、またはソートされる情報を指す。そのようなトラフィックは、リアルタイムもしくは非リアルタイムの音声データ、ビデオデータ、テキストデータ、マルチメディアデータ、他の適したデータ、または前述のデータの任意の適した組み合わせを符号化するために変調された少なくとも1つの特性を有する光信号を含むことができる。変調は、位相シフトキーイング(PSK)、強度変調(IM)、または他の適した手法に基づくことができる。さらに、トラフィックによって搬送される情報は、任意の適した方法で構成することができる。以下の説明は光フレーム形式で光リング20上のトラフィックを通信するネットワーク10の一実施形態に焦点を当てているが、ネットワーク10は、フレーム形式、パケット形式、または他の適切な方法で構成されたトラフィックを通信するように構成することができる。
ノード14は、現用光進路(ライトトレイル)30を構築し、現用光進路(ライトトレイル)30上の一部または全部の光トラフィックを送信もしくは受信するように構成することができる。光進路(ライトトレイル)は、ファイバのうち光ネットワークのいずれか2個またはそれ以上のノードを接続している部分の光パスを指すことができる。光進路(ライトトレイル)の第1のノードは、「主査ノード」と呼ぶことができ、最後のノードは、「終端ノード」と呼ぶことができる。光進路(ライトトレイル)のノードは、必要に応じて、光進路(ライトトレイル)を共有し、該光進路(ライトトレイル)と関連する波長上で、光進路(ライトトレイル)の他のノードへ情報を伝送する。従って、光進路(ライトトレイル)は、光波長回線、または光パスの拡張とみなすことができる。光進路(ライトトレイル)は、1つのノードから別のノードへ通信されるトラフィックに対する波長の割り当てに関連する効率の悪さに対処するものである。さらに、光進路(ライトトレイル)通信は、光マルチキャスティングおよび動的プロビジョニングを可能にする。
光進路(ライトトレイル)は、光進路(ライトトレイル)を構築する一連のノードで示すことができる。例えば、k個のノード14を有する光進路(ライトトレイル)は、(1、2、…、k)CWで表すことができる。図示の実施形態では、時計周り方式に1から5のラベルを付けた一連のノード14が現用光進路(ライトトレイル)30を構築しており、従って、現用光進路(ライトトレイル)30は、(1、2、…、5)CWで表すことができる。
光進路(ライトトレイル)30は、複数のコネクション32を有することができる。コネクションは、1個のソースノード14および1個またはそれ以上の宛先ノード14を含み、かつ中間ノード14を含まないかもしくは1個、またはそれ以上の中間ノード14を含む経路を指すことができる。ソースノード14は、もし存在する場合、中間ノード14を経由し、コネクション32を通じて、1個またはそれ以上の宛先ノード14へトラフィックを伝送する。一般に、1個のソースノード14が、トラフィックを一度に伝送する。もし存在する場合、中間ノード14は、コネクション32をリスンすることはできるが、一般に、1個またはそれ以上の宛先ノード14のみが、コネクション32のトラフィックを取り出すことができる。光マルチキャスティングは、多数のノードを宛先ノードとして指定することによって提供することができる。
k個のノード14を有する光進路(ライトトレイル)は、N(1、...、k)CWが連なり(1、...、k)CW内のノード数を示す
で表される、1回につき2通りが得られるk個の組み合わせによって得られるソース−宛先のペア数を有することがでる。従って、k個のノード14を有する光進路(ライトトレイル)は、ソース−宛先のペア間に、
のコネクションをサポートすることができる。例えば、5個のノード14を有する現用光進路(ライトトレイル)30は、ソース−宛先のペア間に、最大10のコネクション32を有することができる。
ノード14は、ノード14が光進路(ライトトレイル)を実現することを可能にする特定の性質を有することができる。一例を挙げれば、これらの性質には、ノードの素子が受信したトラフィックに分岐と転送の両方が実行され、該トラフィックが光進路(ライトトレイル)に沿って進み続けることを可能にする分岐・続行機能が含まれる。別の例を挙げれば、ノードは、パワー、電気、または可動部品を使用する光スイッチを用いることなく受動的にトラフィックを挿入することができる。さらに別の例を挙げれば、データにつながっている帯域内制御チャネルだけではなく、帯域外の制御チャネルを用いることができる。
ノード14は、光進路(ライトトレイル)30を使用して、複数のクライアントポートを介してノード14に接続された複数のクライアント装置(図示せず)間の通信を促進する。クライアント装置には、パーソナルコンピュータ(PC)、電話、ファクス送受信機、ハードドライブ、ウェブサーバ、他の適切な通信装置、または前述したものの任意の適した組み合わせを含めることができる。ノード14は、ノード14に接続されたクライアント装置から受信した電気信号に基づいて、1つまたはそれ以上の波長で光トラフィックを生成することができ、かつ該トラフィックを、光リング20上で伝播中の光トラフィックに挿入することができる。トラフィックは、パワー、電気、または可動部品を使用する光スイッチを用いることなく、受動的に挿入することができる。
ノード14は、光リング20からトラフィックを受信し、該ノード14のクライアント装置向けのトラフィックを分岐することもできる。ノード14は、該ノード14の一部であるかまたはそれに接続された任意の適切な構成要素にトラフィックのコピーを伝送することによって該トラフィックを分岐することができ、それと同時に、該トラフィックがノード14を下り続けることをも可能にする。ノード14は、該ノード14がトラフィックを受信するように構成された特定の波長で受信したトラフィックを分岐して電気的に変換し、他の波長で受信したトラフィックについては分岐も廃棄も行わない。
ノード14は、制御メッセージを交換して、光進路(ライトトレイル)を開始、管理、および終了することができる。制御メッセージは、光ネットワーク10の構成要素間で制御信号を交換することのできる光監視チャネル(OSC)または他の帯域外制御チャネルを用いて通信することができる。特定の実施形態では、OSCは、信号制御専用とすることのできる1つまたはそれ以上の波長を表す。代替的に、OSCは、信号制御専用とすることのできる光リング20の別個のファイバを表すこともできる。特定の実施形態によれば、特定の光進路(ライトトレイル)と関連する制御信号は、OSC上を、該光進路(ライトトレイル)のトラフィックの方向に、該光進路(ライトトレイル)のトラフィックの方向とは反対の方向に、もしくは両方向に伝送することができる。
光ネットワーク10によって使用される1つまたはそれ以上の波長上に多数の光進路(ライトトレイル)30を構築することができ、かつ多数の非重複光進路(ライトトレイル)30が、特定の時刻に共通の波長上に存在することができる。光進路(ライトトレイル)と関連する2つの段階のアービトレーションがある。第1の段階では、特定の要求を満たすように光進路(ライトトレイル)を構築、終了するか、またはそのような大きさとする(すなわち、長くするか短くする)ことができる。第2の段階では、光進路(ライトトレイル)の使用が、該光進路(ライトトレイル)のノードに割り当てられる。ノードには、任意の適した割り当て技法に従って、帯域幅を割り当てることができる。例えば、帯域幅は、所定の規則、経験則、帯域幅割り当てアルゴリズム、総当たり手法、競売手法、ノード優先順位、または力学的手法に従って割り当てることができる。
本発明の一実施形態によれば、現用光進路(ライトトレイル)30のファイバがトラフィックを伝送することができない場合、現用光進路(ライトトレイル)30のコネクションの一部または全部に対して、プロテクション光進路(ライトトレイル)を提供することができる。例えば、ファイバ切断がある場合、ファイバは、トラフィックを伝送することができない可能性がある。本実施形態によれば、プロテクション光進路(ライトトレイル)を構築し、コネクション用の代替ルートを提供することができる。プロテクション光進路(ライトトレイル)は、故障した光進路(ライトトレイル)の残部を用いることができ、これにより、故障した光進路(ライトトレイル)からプロテクション光進路(ライトトレイル)へ移動する際の光スイッチングを最小限度に抑えることができる。
本発明の範囲を逸脱することなく、光ネットワーク10に修正、追加、削除を行うことができる。光ネットワーク10の構成要素は、特定の必要性に応じて、統合または分離することができる。さらに、光ネットワーク10の運用は、より多い、より少ない、または他の構成要素によって行うこともできる。さらに、光ネットワーク10の運用は、ソフトウェア、ハードウェア、他の論理、または前述のものの任意の適した組み合わせを備える任意の適した論理を用いて行うことができる。
図2に、光ネットワーク10のスパンの障害を示す。スパンは、ノード間の1本またはそれ以上のファイバの一部分を指すことができる。スパンiは、ノードiとノードi+1との間のスパンを表すことができる。スパンは、該スパンがトラフィックを伝送するように動作可能でない場合、障害を有している可能性がある。一実施形態によれば、スパンは、少なくとも1本のファイバがトラフィックを伝送するように動作可能でない場合、障害を有している可能性がある。例えば、スパンは、該スパンの1本またはそれ以上のファイバにファイバ切断がある場合、障害を有している可能性がある。スパンiは、障害のある故障したスパンを表すことができる。図示の実施形態によれば、ノード2とノード3との間のスパン2は、故障したスパンである。
図3に、このスパンの障害に応じたプロテクション光進路(ライトトレイル)34の生成を示す。障害が検出されると、現用光進路(ライトトレイル)30のコネクション32によって搬送されたトラフィックを伝送するために、プロテクション光進路(ライトトレイル)34が構築される。プロテクション光進路(ライトトレイル)34は、ラップアラウンド光進路(ライトトレイル)のみならず、当初の現用光進路(ライトトレイル)30の残部をも含む。
図示の実施形態によれば、プロテクション光進路(ライトトレイル)34は、セグメント36を含む。セグメント36は、残存セグメント36aおよび36cならびにラップアラウンドセグメント36bを含むことができる。残存セグメントは、依然としてトラフィックを伝送するように動作可能な、故障したスパンの当初の光進路(ライトトレイル)の残部を指すことができる。上流残存セグメントは、故障したスパンの上流にある残存セグメントを指すことができ、下流残存セグメントは、故障したスパンから下流にある残存セグメントを指すことができる。ラップアラウンドセグメントは、プロテクション光進路(ライトトレイル)用に生成された、故障したスパンに対するループバックパスを指すことができる。図示の実施形態によれば、残存セグメント36aは、セグメント(1、...、iCWを含み、残存セグメント36cは、セグメント(i+1、...、k)CWを含む。P(1、...、k)cwで表すことができるラップアラウンドセグメント36bは、新たなセグメント(i、...、i+1)CCWを含む。
プロテクション光進路(ライトトレイル)34は、光進路(ライトトレイル)30の
のコネクション32からトラフィックを伝送することができる。残存セグメント36a内にソースノード14を有しかつ残存セグメント36c内に宛先ノード14を有するコネクション32は、ラップアラウンドセグメント36bを経由してルーティングすることができる。残存セグメント36a内にソースノード14を有しかつ残存セグメント36a内に宛先ノード14を有するコネクション32は、残存セグメント36aを経由してルーティングすることができる。同様に、残存セグメント36c内にソースノード14を有しかつ残存セグメント36c内に宛先ノード14を有するコネクション32は、残存セグメント36cを経由してルーティングすることができる。
本発明の範囲を逸脱することなく、プロテクション光進路(ライトトレイル)34を構築する方法に修正、追加、または削除を行うことができる。本方法は、より多い、より少ない、または他のステップを含むことができる。さらに、各ステップは、本発明の範囲を逸脱することなく、任意の適した順序で実行することができる。
図4は、図3のプロテクション光進路(ライトトレイル)34に沿ってトラフィックをルーティングするために用いることのできるプロテクションスイッチ38の一実施形態を示すブロック図である。図示の実施形態によれば、プロテクションスイッチ38xはノード14xに配置され、ここで、x=a、b、...、fであり、それぞれ、ラベル付きノード1、2、...、6とする。上流から障害までのノード14は、故障したスパンの上流にあるノード14を指すことができ、障害から下流のノード14は、故障したスパンの下流にあるノード14を指すことができる。図示の実施形態によれば、それぞれ2、1のラベルを付けたノード14b、14aが上流から障害までのノード14であり、それぞれ5、4、3のラベルを付けたノード14e、14d、14cが障害から下流のノード14である。
プロテクションスイッチ38は、いくつかの適した状態のいずれかにあることができる。例えば、プロテクションスイッチ38は、現用ポート接続(WPC)状態、プロテクションポート接続(PPC)状態、デュアルポート接続(DPC)状態、他の適した状態、または前述の状態の任意の組み合わせにあることができる。伝送側で現用ポート接続状態では、実質的に全ての伝送トラフィックが現用光進路(ライトトレイル)に提供される。受信側では、実質的に全ての受信トラフィックが現用光進路(ライトトレイル)から受信される。伝送側でプロテクションポート接続状態では、実質的に全ての伝送トラフィックがプロテクション光進路(ライトトレイル)に提供される。伝送側では、実質的に全ての受信トラフィックがプロテクション光進路(ライトトレイル)から受信される。
デュアルポート接続状態では、受信トラフィックまたは発信トラフィックは、現用光進路(ライトトレイル)とプロテクション光進路(ライトトレイル)とに同時に結合されるか、もしくはそれらから分割される。伝送側では、トラフィックが分割され、2つのコピーが生成される。一方のコピーは現用光進路(ライトトレイル)に提供され、他方のコピーはプロテクション光進路(ライトトレイル)に提供される。伝送側デュアルポート接続状態は、DPC−add(挿入)モードと呼ぶことができる。受信側では、現用光進路(ライトトレイル)またはプロテクション光進路(ライトトレイル)から受信したトラフィックが結合され、そのノードに提供される。受信側デュアルポート接続状態は、DPC−drop(分岐)モードと呼ぶことができる。
スパンiにおけるスパン障害に応答し、故障したスパンi上流の上流から障害までのノード1、...、iは、伝送側でDPC−add(挿入)モードへのそれらのプロテクションスイッチ38を構成する。プロテクションスイッチ38は、ラップアラウンドセグメント36bおよび残存セグメント36aにトラフィックのコピーを提供する。従って、上流から障害までのノードは、ラップアラウンドセグメント36bを経由して、障害から下流のノードに通信することができる。
故障したスパンi下流の障害から下流のノードi+1、...、kは、受信側でDPC−drop(分岐)モードへのそれらのプロテクションスイッチ38を構成する。プロテクションスイッチ38は、現用光進路(ライトトレイル)またはプロテクション光進路(ライトトレイル)から受信したトラフィックを結合する。従って、障害から下流のノードは、ラップアラウンドセグメント36bおよび下流残存セグメント36cを介して受信された上流残存セグメント36aのノードからのトラフィックを取り出すことができる。
図5Aおよび図5Bは、DPC−add(挿入)モードおよびDPC−drop(分岐)モードでのプロテクションスイッチ38の例を示す図である。図示の実施形態によれば、プロテクションスイッチ38は、時計回り方向のファイバ16、反時計回り方向のファイバ18、およびノード14に接続されている。プロテクションスイッチ38は、任意の適した光スイッチを備えることができる。例えば、プロテクションスイッチ38は、3ポートのマッハツェンダ干渉計(MCI)をベースとするスイッチを備えることができる。このスイッチは、2つの入出力ポートに接続された1つの入出力ポートを有することができる。すなわち、このスイッチは、1×2スイッチとすることができる。3ポート間のスイッチングは、様々な出力比で行うことができる。
図5Aに、DPC−add(挿入)モードでのプロテクションスイッチ38の例を示す。このモードでは、プロテクションスイッチ38は、時計回り方向のファイバ16および反時計回り方向のファイバ18にトラフィックのコピーを提供する。図5Bに、DPC−drop(分岐)モードでのプロテクションスイッチ38の例を示す。このモードでは、プロテクションスイッチ38は、時計回り方向のファイバ16または反時計回り方向のファイバ18から受信したトラフィックを結合する。
図6は、プロテクション光進路(ライトトレイル)を構築するために光ネットワーク内で用いることができるノードの特定の実施形態を示すブロック図である。一例を挙げれば、このノードは、図1のリングネットワーク10の例のノード14として用いてもよく、プロテクション光進路(ライトトレイル)を構築するための任意の他の種類のネットワーク内のノードとして用いてもよい。
図示の実施形態によれば、ノード48は、伝送素子50aおよび50b、分配/結合素子80aならびに80b、管理素子110、分岐素子130、挿入素子140、バーストポンダ150、およびスイッチング素子160を含む。伝送素子50は、ファイバ16およびファイバ18にトラフィックを挿入しかつそれらからトラフィックを分岐する。より具体的には、伝送素子50は、ノード48に接続された他のノードおよび装置間を光信号で搬送されたトラフィックの特定の部分を通信するために、ファイバ16およびファイバ18上を伝播中の光信号の1つまたはそれ以上のコピーを生成することができる。
伝送素子50は、ファイバ16およびファイバ18にトラフィックを挿入するのに適した構成要素を含むことができる。トラフィックは、ノード48によって生成するか、もしくは伝送素子50によってノード48のクライアント装置から受信することができる。一例を挙げれば、伝送素子50は、挿入素子140から受信したトラフィックを関連するファイバ上を伝播中のトラフィックに挿入するカプラ60bを含むことができる。伝送素子50は、ファイバ16およびファイバ18からトラフィックを分岐するのに適した構成要素も含むことができる。一例を挙げれば、伝送素子50は、トラフィックを2つのコピーに分割し、トラフィック一方のコピーを分岐素子130に、他方のコピーを関連するファイバに転送するカプラ60aを含むことができる。2つのカプラ60aおよび60bが各伝送素子50用に示されているが、特定の実施形態は、トラフィックの挿入と分岐の両方を行う単一のカプラを含むことができる。そのような単一のカプラは、例えば、波長遮断装置54を含まない特定の実施形態に用いることができる。
図示の実施形態によれば、伝送素子50は、ファイバ16およびファイバ18上を伝播中の特定の波長のトラフィックを終了させるように構成された波長遮断装置(WBU)54を含むことができる。その結果、その意図された1つの宛先または複数の宛先によってすでに受信されているトラフィックを、後続のノード48で終了させることができる。WBU54は、特定の波長を動的に遮断しかつ他の波長を通過させる機能を提供するように任意の適切な方法で構成された1つまたはそれ以上の適した構成要素を備えることができる。一例を挙げれば、WBU54は、WBU54で受信された任意の特定の波長または波長のセットを出力するように動作可能な波長選択スイッチ(WSS)を表すことができる。
別の例を挙げれば、WBU54は、一連のスイッチで接続された光多重分離装置および光多重装置を含む構造を表すことができる。そのような実施形態では、多重分離装置は、信号をその構成チャネルに多重分離することができる。次いで、各スイッチによって受信された制御信号に基づいて各チャネルを選択的に終了するかまたは多重装置へ転送するように、スイッチを動的に構成することができる。チャネルは、多重装置によって受信され、WDM光信号に多重化され、その後下流の素子に転送される。
別の例を挙げれば、WBU54は、適切な波長上のトラフィックのみをファイバ16上またはファイバ18上に転送することができるように同調された同調可能フィルタの集合を表すことができる。そのような実施形態では、WBU54のカプラは、WBU54に入力された光信号を受信して該光信号を複数のコピーに分割し、それと同時に、これらのコピーの各々を、特定の同調可能フィルタに伝送することができる。次いで、各同調可能フィルタが、特定の波長でまたは特定の波長帯域内で伝播中のトラフィックを選択的に通過させ、かつ他の波長で伝播中のトラフィックを遮断することができる。次いで、各同調可能フィルタは、関連する1つまたは複数の波長で伝播中の通過したトラフィックを、WBU54の出力カプラに転送する。次いで、出力カプラが、種々の同調可能フィルタの出力を結合して出力WDM光信号を生成し、該出力光信号を、WBU54から下流の構成要素に転送する。
伝送素子50は、ファイバ16およびファイバ18、他のノード、ネットワーク10内に構築されたあらゆる光進路(ライトトレイル)、または光ネットワーク10の任意の他の適した素子もしくは機能の状態ならびに動作に関する情報をノード48が送受信することができるようにする適切な構成要素を含むことができる。詳細には、各ノード48は、ノード48が光監視チャネル(OSC)上のメッセージを受信しかつ伝送することを可能にする素子を含むことができる。図示の実施形態では、各伝送素子50が、そのそれぞれのファイバ16またはファイバ18からの流合光信号を処理するOSC入口フィルタ66aを含んでいる。OSCフィルタ66aは、光信号からOSC信号を濾波し、該OSC信号を、それぞれのOSC受信機112へ転送する。OSCフィルタ66aは、残った光信号を伝送素子50の他の構成要素へ転送することをも行う。
各伝送素子50は、関連するOSC送信機116からのOSC信号を関連するファイバ16上またはファイバ18上を伝播中の光信号に挿入し、結合された信号をファイバ16上もしくはファイバ18上の下流に位置する素子に転送する、OSC出口フィルタ66bをも含む。挿入されたOSC信号は、局所的に生成されたデータであってもよく、ノード48によって受信されかつ管理素子110を通過したOSCデータであってもよい。伝送素子50は、信号を増幅しかつ該信号を関連するカプラ60aへ転送する増幅器64を含むことができる。増幅器64は、状況に応じて省いてもよい。
分配/結合素子80は各々、分岐信号分配器82および挿入信号結合器84を備えることができる。分配器82は、受信光信号を各々が特定の分岐リード線86上を伝播することになる複数のコピーに分割することのできる任意の適切な構成要素または構成要素の集合を表すことができる。特定の実施形態では、分配器82は、1本の光ファイバ入口リード線および分岐リード線86として機能する複数本の光ファイバ出口リード線に接続されたカプラを備えることができる。例えば、1つの分配器82が4本の分岐リード線86に接続されている場合、分配器82は、各々個別に2×4の光カプラを備えることができ、その場合、一方の入口リード線が終端し、他方の入口リード線がファイバセグメントを介してカプラ60に接続され、4本の出口リード線が分岐リード線86として用いられる。分岐リード線86は、ノード48の特定のローカルポートに関連する分岐素子130に接続することができる。図示の実施形態には1本の分岐リード線86に接続された分配器82を示しているが、分配器82は、任意の適切な数の分岐リード線86に接続することができる。
結合器84は、複数の光信号を結合して単一の出力信号とすることのできる任意の適切な構成要素または構成要素の集合を表すことができる。特定の実施形態では、結合器84は、挿入リード線88として機能する多数の光ファイバ入口リード線、および1本の光ファイバ出口リード線を有するカプラを備えることができる。例えば、結合器84が4本の入口リード線に接続されている場合、結合器84は、2×4の光カプラを備えることができ、その場合、一方の出口リード線が終端し、他方の出口リード線がファイバセグメントを介してカプラに接続され、4本の入口リード線が挿入リード線88を備える。挿入リード線88は、ノード48の特定のポートと関連する挿入素子140に接続することができる。図示の実施形態には1本の挿入リード線88に接続された結合器84を示しているが、結合器84は、任意の適切な数の挿入リード線88に接続することができる。
分岐素子130は、各々が分配器82によって生成された光信号の各コピーから異なる波長内のトラフィックを分離することのできるフィルタ100を通して、バーストポンダ150のポートを、分配/結合素子80の出力に選択的に接続する。その結果、分岐素子130は、ファイバ16およびファイバ18からの特定の波長のトラフィックを、バーストポンダ150の特定のポートに出力することができる。挿入素子140も、バーストポンダ150の特定のポートを、結合/分配素子80に接続する。
分岐素子130および挿入素子140は、それぞれ、分岐スイッチ132および挿入スイッチ142、または他の適した構成要素を含み、バーストポンダ150の関連するポートを、ファイバ16またはファイバ18に選択的に接続することができる。特定の実施形態では、分岐スイッチ132は、分岐素子130がファイバ16またはファイバ18からの分岐信号を分岐素子130内に含まれたフィルタ100に選択的に接続することを可能にすることができる。フィルタ100は、選択されたファイバ上を特定の波長で伝播中のトラフィックがバーストポンダ150に出力されるように、特定の波長に同調させることができる。
代替的に、挿入スイッチ142を、分割された信号の各分岐用のカプラおよびシャッタに置き換えてもよい。カプラは、関連する送信機104からの信号を分割することができ、シャッタは、該信号をファイバ16に挿入するか、ファイバ18に挿入するか、またはファイバ16とファイバ18の両方に挿入するかを制御することができる。その結果、分岐素子130および挿入素子140を用いて、ノード48用のプロテクションスイッチングをサポートすることができる。代替的に、分岐素子130および挿入素子140の特定の実施形態では、分岐スイッチ132ならびに挿入スイッチ142をそれぞれ割愛し、バーストポンダ150の異なるポートを、ファイバ16およびファイバ18の各々に接続することができる。さらに、特定の実施形態では、ノード48は、多数の分岐素子130、挿入素子140、または両方を含むことができ、この場合、各素子が、光ネットワーク10によってサポートされた特定の波長と関連付けられる。
バーストポンダ150は、分岐素子130から受信した集中的または時間交互的な光トラフィックを、シームレスで連続的な電気トラフィックに変換し、ノード48のクライアント装置に配信する。バーストポンダ150はまた、クライアント装置から受信した電気トラフィックを光トラフィックに変換し、ノード48が光進路(ライトトレイル)を使用する際に、バーストでファイバ16またはファイバ18上に伝送する。すなわち、バーストポンダ150は、ノード48のクライアント装置に対して波長がシームレスで連続的に使用可能であるという印象をノード48が生成しながら、ノード48が光進路(ライトトレイル)を時分割方式で使用することを可能とする。
バーストポンダ150は、任意の適切な数の受信機102および送信機104を含むことができる。受信機102は、光信号を受信し、これらの光信号に基づいて電気信号を生成するように動作可能である。受信機102の出力は、1つまたはそれ以上のバッファ(図示せず)に格納し、適時にスイッチング素子160に送信することができる。
送信機104は、電気信号を受信し、これらの電気信号に基づいてバースト状の光信号を生成するように動作可能である。バーストポンダ150の特定のポートは、そのポートと関連する特定の送信機104に電気トラフィックを渡すことができる。送信機104は、この電気トラフィックからバースト状の光トラフィックを生成し、該送信機104と関連する特定の挿入素子140へ該光トラフィックを伝送することができる。送信機104は、特定の波長で光トラフィックを生成するように同調させることができるか、もしくは固定波長で伝送することができる。さらに、バーストポンダ150は、ノードが光進路(ライトトレイル)の使用を許可される際のような適時に送信機104に入力されることになるスイッチング素子160からの電気トラフィックを格納する1つまたはそれ以上のバッファを含むことができる。ノード48は別のノード48が共用光進路(ライトトレイル)を使用しているためにトラフィックを受信したときに該トラフィックを伝送することができないかもしれないので、バッファリングは、有益となる可能性がある。
スイッチング素子160は、バーストポンダ150によって出力された電気トラフィックをノード48の適切なクライアント装置に伝送しかつノード48のクライアント装置から受信した電気トラフィックをバーストポンダ150の適切なポートに伝送するように動作可能な、任意の適切な1つの構成要素または複数の構成要素を表すことができる。電気トラフィックは、パケット形式、フレーム形式、データグラム形式の情報、任意の他の適切な形式に構成された他の情報、または前述の情報の任意の組み合わせを含むことができる。特定の実施形態では、スイッチング素子160は、レイヤ2(L2)スイッチを備える。そのような実施形態では、L2スイッチは、そのパケットに含まれるヘッダに基づいて各パケットを交換し、該パケットを、バーストポンダ150の適切なポートに接続されたL2スイッチのポートに配送することができる。図4ではスイッチング素子160がノード48の一部として示されているが、スイッチング素子160は、ノード48から物理的に分離していてもよい。
管理素子110は、OSC受信機112、OSCインターフェース114、OSC送信機116、および素子管理システム(EMS)を備えることができる。各OSC受信機112、OSCインターフェース114、およびOSC送信機116のセットが、ノード48のファイバ16またはファイバ18のうちの1つに対するOSC装置を形成する。OSC装置はEMS124向けのOSC信号を送受信する。EMS214は、ネットワーク管理システム(NMS)126に通信可能に接続することができる。
管理システムは、EMS124、NMS126、または両方を指すことができる。管理システムは、媒体に符号化した論理を備え、ネットワークまたはノード、もしくはネットワークとノードの両方のモニタリング、故障検出、プロテクションスイッチングならびに光ネットワーク10のループバックテスト機能またはローカルテスト機能を実行することができる。論理は、ソフトウェア、ハードウェアに符号化した命令、または両方の組み合わせを指すことができる。ソフトウェアは、メモリのようなディスクまたは他のコンピュータ可読媒体に符号化することができる。命令は、特定用途向け集積回路(ASIC)、書替え可能ゲートアレイ(FPGA)、または他のプロセッサもしくはハードウェアに符号化することができる。
特定の実施形態では、管理システムは、生成、伝送、受信、処理、または前述の機能の任意の適した組み合わせを実行し、光進路(ライトトレイル)の構築、運用、および終了と関連するメッセージを制御することができる。管理システムの機能はネットワークの他の構成要素によって実行することも、別の方法で分散もしくは集中化することもできることが理解されよう。例えば、NMS126の運用は、ノード48のEMS124に割り当てることができ、その結果、NMS126は、別個の離散素子として省くことができる。同様に、OSC装置はNMS126と直接通信することができ、従って、EMS124は省いてもよい。
EMS124は、ノード48内の素子をモニタまたは制御、もしくはモニタと制御の両方を行う。例えば、EMS124は、送信機104、受信機102、およびWBU54の動作を制御し、光進路(ライトトレイル)の構築および使用を容易にすることができる。素子を制御するために、EMS124は、光ネットワーク10の他のノード48または他の構成要素によって伝送された制御メッセージを処理し、該制御メッセージに応答して、ノード48の動作を調整することができる。図示の実施形態では、EMS124は、OSC受信機112およびOSCフィルタ66aを介し、電気フォーマットで、ファイバ16およびファイバ18の各々からOSC信号を受信する。OSC信号は、1つまたはそれ以上の多種類の制御メッセージを含むことができる。EMS124は、信号を処理する機能、信号を転送する機能、信号を折り返す機能、または前述の機能の任意の適した組み合わせを実行することができる。EMS124は、適切であれば、局所的に生成された制御メッセージまたは他の適した情報をOSCに挿入しながらOSC送信機116およびOSCフィルタ66bを介してファイバ16もしくはファイバ18上の次のノードにOSC信号を再送信するように動作可能とすることができる。
ノード48の特定の実施形態では、EMS124は、WBU54の動作を制御し、主査ノード48aから受信したセットアップメッセージに応答して、特定のファイバ16上またはファイバ18上の特定の波長上に、光進路(ライトトレイル)を構築することができる。詳細には、ノード48が要求された光進路(ライトトレイル)の中間ノードにあたる場合、EMS124は、関連するファイバ上を特定の波長で伝播中の光信号がWBU54を通過することができるようにWBU54を構成することができる。ノード48が光進路(ライトトレイル)の始点または終点のノード48にあたる場合、EMS124は、関連するファイバ上を特定の波長で伝播中の光信号を遮断するようにWBU54を構成することができる。
さらに、EMS124は、制御メッセージを生成し、光ネットワーク10の他のノード48または他の構成要素に伝送することもできる。例えば、EMS124は、セットアップメッセージ、通告メッセージ、要求メッセージ、任意の他の適した種類の制御メッセージ、または前述のメッセージの任意の組み合わせと関連する電気信号を生成し、該電気信号を、OSC送信機116に通信することができる。OSC送信機116は、適切な制御メッセージを表す光信号を、関連する伝送素子50に伝送することができる。次いで、必要に応じて、この制御メッセージを、ファイバ16上またはファイバ18上の光トラフィックに挿入することができる。
NMS126は、光ネットワーク10のノード48のEMS124の一部または全部を表すことができる。NMS126は、光ネットワーク10のノード48から情報を収集し、またノード48によって伝送された制御メッセージを処理して光進路(ライトトレイル)使用の特定の局面を管理するように動作可能である。例えば、特定の実施形態では、NMS126は、多数のノード48が光進路(ライトトレイル)の使用を要求する際に、特定のノード48を選択して光進路(ライトトレイル)上に伝送するように動作可能とすることができる。
NMS126およびEMSに関する説明では、特定の方法で機能がNMS126とEMS124との間で分割された特定の実施形態を記載している。代替的実施形態では、記載した機能を、任意の適切な方法で、NMS126とEMS124との間で分散させることができる。さらに、図6に示すNMS126およびEMS124は、少なくとも部分的に、ノード48内に配置された構成要素を表しているが、NMS126、EMS124、もしくは両方の一部または全部を、異なるノードもしくはノード48の外部に配置することができる。
図6には示していないが、ノード48は、EMS124、NMS126、光ネットワーク10の他の構成要素、または前述の構成要素の任意の組み合わせ、光ネットワーク10上の保護トラフィック用に用いられる波長割り当て計画を明記した情報、光ネットワーク10の運用時に用いられる任意の他の適した情報、あるいは前述の情報の任意の組み合わせと関連するコードを格納するように動作可能なメモリを含むことができる。メモリは、ノード48内に配置されるかまたはノード48から物理的に分離した1つまたはそれ以上の記憶素子を表すことができる。さらに、メモリは、他のノード48を含む光ネットワーク10の他の構成要素と共用することができる。メモリは、コンピュータディスク、ハードディスクメモリ、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、または任意の他の適した記憶媒体を表すことができる。
運用時、伝送素子50は、ファイバ16およびファイバ18からトラフィックを受信する。ファイバ16およびファイバ18から受信されたトラフィックは、OSC信号を含む光信号を含むことができる。伝送素子50のOSC入口フィルタ66aは、光信号からOSC信号を濾波し、該OSC信号を、そのそれぞれのOSC受信機112に転送する。EMS124は、OSC信号の制御メッセージを処理し、該制御メッセージに応答して、ノード48の動作を調整する。OSC入口フィルタ66aは、残った伝送光信号を、関連する増幅器64に転送する。増幅器64は、信号を増幅し、該信号を関連するカプラ60aに転送する。カプラ60aは、増幅器64からの信号を、WBU54に転送されるスルー信号と、分配/結合素子80に転送されるドロップ信号との2つのコピーに分割する。WBU54は、スルー信号のチャネルを選択的に終了または転送する。
分配/結合素子80は、ドロップ信号を1つまたはそれ以上のコピーに分割し、ドロップ信号のコピーを1つもしくはそれ以上の分岐素子130に転送する。バーストポンダ150は、分岐素子130の出力を受信する。バーストポンダ150の受信機102は、関連する分岐素子130から受信した信号を、連続的な電気トラフィックに変換する。次いで、各受信機102によって生成された電気トラフィックが、スイッチング素子160に出力される。スイッチング素子160は、任意の適切な方法でトラフィックをスイッチングし、ノード48の適切なクライアント装置へのトラフィックの伝送を促進する。
スイッチング素子160はまた、スイッチング素子160に接続されたクライアント装置からシームレスで連続的な電気トラフィックを受信してこの電気トラフィックをスイッチングし、該電気トラフィックを、バーストポンダ150の適切なポートに通信する。バーストポンダ150の送信機104は、電気信号に基づいて光信号を生成し、該光信号を、関連する挿入素子140に送信する。挿入素子140の挿入スイッチ142は、挿入素子140を、ファイバ16またはファイバ18と関連する分配/結合素子80の結合器84に選択的に接続する。分配/結合素子80は、光信号を、関連するファイバのカプラ60bに転送する。
カプラ60bは、関連するWBU54の出力を、関連する結合器84から受信したトラフィックと結合し、結合した信号を、増幅器64を経由して、OSC出口フィルタ66bに転送することができる。OSC出口フィルタ66bは、関連するOSC送信機116からのOSC信号を、結合された光信号に挿入し、新たな結合信号を、出口トランスポート信号として、光ネットワーク10の関連するファイバ16またはファイバ18に転送する。
本実施例の構成ではプロテクションスイッチ38は光増幅器303、303’と光減衰器302、302’と光スイッチ301、301’から構成されている。当該プロテクションスイッチ38は以下の接続関係になっている。
第1の光ファイバ16からの光はカプラ60aで分岐され、分配/結合素子80に入力される。当該光りは分配/結合素子80内の分配器82で複数の信号に分岐される。分配器82で分岐された光りはプロテクションスイッチ38に入力される。プロテクションスイッチ38に入力された光りは光増幅器303で増幅され、その増幅された光は光減衰器302により可変減衰される。この光増幅器301と光減衰器302の役目は、障害時にプロテクションパスを構成した際に、プロテクションパスは現用のパスの長さと異なる場合があるので光が目的とするノードに到達できるように所定の光パワーに制御するためのものである。必要に応じて光増幅器単体、または光減衰器単体のみを挿入する構成を選択することも可能である。光減衰器302からの出力は光スイッチ301に入力される。光スイッチ301は1入力2出力のスイッチで、出力の一方は終端され、他方は分配/結合素子80に入力される。光スイッチ301は通常状態において終端側に光りを出力し、プロテクションパスを構成する場合は分配/結合素子80側に光りを出力する。光スイッチ301からの光りは分配/結合素子80内の結合器84とカプラ60bを経由して第2の光ファイバ18に出力される。
第2の光ファイバ18からの光はカプラ60aで分岐され、分配/結合素子80に入力される。当該光りは分配/結合素子80内の分配器82で複数の信号に分岐される。分配器82で分岐された光りはプロテクションスイッチ38に入力される。プロテクションスイッチ38に入力された光りは光増幅器303’で増幅され、その増幅された光は光減衰器302’により可変減衰される。この光増幅器301’と光減衰器302’の役目は、障害時にプロテクションパスを構成した際に、プロテクションパスは現用のパスの長さと異なる場合があるので光が目的とするノードに到達できるように所定の光パワーに制御するためのものである。必要に応じて光増幅器単体、または光減衰器単体のみを挿入する構成を選択することも可能である。光減衰器302’からの出力は光スイッチ301’に入力される。光スイッチ301’は1入力2出力のスイッチで、出力の一方は終端され、他方は分配/結合素子80に入力される。光スイッチ301’は通常状態において終端側に光りを出力し、プロテクションパスを構成する場合は分配/結合素子80側に光りを出力する。光スイッチ301’からの光りは分配/結合素子80内の結合器84とカプラ60bを経由して第2の光ファイバ16に出力される。
本発明をいくつかの実施形態に関して説明してきたが、当業者には、種々の変更および修正を連想させることができる。本発明は添付の特許請求の範囲内に入る変更および修正を包含することが意図されている。
(付記1)
1.ネットワークを保護する方法であって、
第1のファイバおよび第2のファイバによって接続された光ネットワークの一連のノードを経由して光進路(ライトトレイル)を構築する工程と、
前記光進路(ライトトレイル)の複数のコネクションを通じてトラフィックを通信する工程であって、1コネクションは前記一連のノードの1個のソースノードからのトラフィックを該一連のノードの1個またはそれ以上の宛先ノードに通信するように動作可能である工程と、
前記光進路(ライトトレイル)に障害があることを検出する工程と、
前記光進路(ライトトレイル)に対応するプロテクション光進路(ライトトレイル)を構築する工程と、
前記複数のコネクションの前記トラフィックを前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を通じて通信する工程とを含む方法。
(付記2)
前記光進路(ライトトレイル)に対応する前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を構築する工程はさらに、
前記障害を含む故障したスパンを特定し、前記第1のファイバには、該障害から上流に上流残存セグメントが含まれ該障害から下流に下流残存セグメントが含まれているとする工程と、
前記第2のファイバの一部分から、前記故障したスパンのループバックパスを含むラップアラウンドセグメントを生成する工程と、
前記上流残存セグメント、前記ラップアラウンドセグメント、および前記下流残存セグメントから前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を構築する工程とを含む、請求項1に記載の方法。
(付記3)
前記一連のノードは、第1の数のノードを含み、
前記複数のコネクションは、1回につき2通りが得られる前記第1の数の組み合わせに等しい第2の数のコネクションを含む、請求項1に記載の方法。
(付記4)
プロテクション光進路(ライトトレイル)を形成する工程は、前記故障したスパンの上流の1個またはそれ以上のノードの1つもしくはそれ以上のプロテクションスイッチを構成する工程をさらに含み、該構成されたスイッチは、
前記トラフィックを分割して該トラフィックの複数のコピーを生成し、
第1のコピーを前記上流残存セグメントに提供し、
第2のコピーを前記ラップアラウンドセグメントに提供するように動作可能である、請求項1に記載の方法。
(付記5)
プロテクション光進路(ライトトレイル)を形成する工程は、前記故障したスパンから下流の1個またはそれ以上のノードの1つもしくはそれ以上のスイッチを構成する工程をさらに含み、該構成されたスイッチは、
前記下流残存セグメントからトラフィックを受信し、
前記ラップアラウンドセグメントからトラフィックを受信し、
前記受信したトラフィックを結合するように動作可能である、請求項1に記載の方法。
(付記6)
前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を通じて前記トラフィックを通信する工程はさらに、
前記上流残存セグメント内のあるソースノードを有しかつ前記下流残存セグメント内のある宛先ノードを有するコネクションを前記ラップアラウンドセグメントを経由してルーティングする工程を含む、請求項1に記載の方法。
(付記7)
前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を通じて前記トラフィックを通信する工程はさらに、
前記上流残存セグメント内のあるソースノードおよび前記上流残存セグメント内のある宛先ノードを有するコネクションを前記上流残存セグメントを経由してルーティングする工程を含む、請求項1に記載の方法。
(付記8)
前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を通じて前記トラフィックを通信する工程はさらに、
下流残存セグメント内のあるソースノードおよび前記下流残存セグメント内のある宛先ノードを有するコネクションを前記下流残存セグメントを経由してルーティングする工程を含む、請求項1に記載の方法。
(付記9)
ネットワークを保護する論理であって、該論理は媒体に具体化されており、かつ、
第1のファイバおよび第2のファイバによって接続された光ネットワークの一連のノードを経由して光進路(ライトトレイル)を構築し、
前記光進路(ライトトレイル)の複数のコネクションを通じてトラフィックを通信し、なお
1コネクションは前記一連のノードのソースノードから該一連のノードの1個またはそれ以上の宛先ノードへトラフィックを通信するように動作可能であり
前記光進路(ライトトレイル)に障害があることを検出し、
前記光進路(ライトトレイル)に対応するプロテクション光進路(ライトトレイル)を構築し、
前記複数のコネクションの前記トラフィックを前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を通じて通信するように動作可能な論理。
(付記10)
前記障害を含む故障したスパンを前記第1のファイバには前記障害から上流に上流残存セグメントが含まれ、該障害から下流に下流残存セグメントが含まれていると特定し、
前記第2のファイバの一部分から、前記故障したスパンのループバックパスを含むラップアラウンドセグメントを生成し、
前記上流残存セグメント、前記ラップアラウンドセグメント、および前記下流残存セグメントから前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を構築すること
によって前記光進路(ライトトレイル)に対応する前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を構築するようにさらに動作可能な、請求項9に記載の論理。
(付記11)
前記一連のノードは、第1の数のノードを含み、
前記複数のコネクションは、1回につき2通りが得られる前記第1の数の組み合わせに等しい第2の数のコネクションを含む、請求項9に記載の論理。
(付記12)
前記論理は、前記故障したスパンの上流の1個またはそれ以上のノードの1つもしくはそれ以上のプロテクションスイッチを構成することによってプロテクション光進路(ライトトレイル)を形成するように動作可能であり、該構成されたスイッチは、
前記トラフィックを分割して該トラフィックの複数のコピーを生成し、
第1のコピーを前記上流残存セグメントに提供し、
第2のコピーを前記ラップアラウンドセグメントに提供するように動作可能である、請求項9に記載の論理。
(付記13)
前記論理は、前記故障したスパンから下流の1個またはそれ以上のノードの1つもしくはそれ以上のスイッチを構成することによってプロテクション光進路(ライトトレイル)を形成するように動作可能であり、該構成された前記スイッチは、
前記下流残存セグメントからトラフィックを受信し、
前記ラップアラウンドセグメントからトラフィックを受信し、
前記受信したトラフィックを結合するように動作可能である、請求項9に記載の論理。
(付記14)
前記上流残存セグメント内のあるソースノードを有しかつ前記下流残存セグメント内のある宛先ノードを有するコネクションを前記ラップアラウンドセグメントを経由してルーティングすること
によって前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を通じて前記トラフィックを通信するように動作可能な、請求項9に記載の論理。
(付記15)
前記上流残存セグメント内のあるソースノードおよび前記上流残存セグメント内のある宛先ノードを有するコネクションを該上流残存セグメントを経由してルーティングすること
によって前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を通じて前記トラフィックを通信するように動作可能な、請求項9に記載の論理。
(付記16)
下流残存セグメント内のあるソースノードおよび前記下流残存セグメント内のある宛先ノードを有するコネクションを前記下流残存セグメントを経由してルーティングすること
によって前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を通じて前記トラフィックを通信するように動作可能な、請求項9に記載の論理。
(付記17)
複数の多重化波長内の光トラフィックを搬送するように動作可能な光ネットワークであって、該光ネットワークは、
一連のノードを含む複数のノードを含み、それらを経由して光進路(ライトトレイル)が構築され、該一連のノードは、第1のファイバおよび第2のファイバによって接続され、該複数のノードは、
前記光進路(ライトトレイル)の複数のコネクションを通じてトラフィックを通信するように動作可能であり、1コネクションは、前記一連のノードの1個のソースノードからのトラフィックを該一連のノードの1個またはそれ以上の宛先ノードに通信するように動作可能であり、
前記複数のノードの少なくとも1個のノードは、
前記光進路(ライトトレイル)に障害があることを検出し、
前記光進路(ライトトレイル)に対応するプロテクション光進路(ライトトレイル)を構築する
ように動作可能であり、前記複数のノードはさらに、
前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を通じて前記複数のコネクションの前記トラフィックを通信するように動作可能である光ネットワーク。
(付記18)
前記少なくとも1個のノードが、
前記障害を含む故障したスパンを前記第1のファイバには前記障害から上流に上流残存セグメントが含まれ、該障害から下流に下流残存セグメントが含まれていると特定し、
前記第2のファイバの一部分から、前記故障したスパンのループバックパスを含むラップアラウンドセグメントを生成し、
前記上流残存セグメント、前記ラップアラウンドセグメント、および前記下流残存セグメントから前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を構築すること
によって前記光進路(ライトトレイル)に対応する前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を構築するようにさらに動作可能な、請求項17に記載のシステム。
(付記19)
前記一連のノードは、第1の数のノードを含み、
前記複数のコネクションは、1回につき2通りが得られる前記第1の数の組み合わせに等しい第2の数のコネクションを含む、請求項17に記載のシステム。
(付記20)
前記少なくとも1個のノードは、前記故障したスパンの上流の1個またはそれ以上のノードの1つもしくはそれ以上のプロテクションスイッチを構成することによってプロテクション光進路(ライトトレイル)を形成するように動作可能であり、該構成されたスイッチは、
前記トラフィックを分割して該トラフィックの複数のコピーを生成し、
第1のコピーを前記上流残存セグメントに提供し、
第2のコピーを前記ラップアラウンドセグメントに提供する
ように動作可能である、請求項17に記載のシステム。
(付記21)
前記少なくとも1個のノードは、前記故障したスパンから下流の1個またはそれ以上のノードの1つもしくはそれ以上のスイッチを構成することによってプロテクション光進路(ライトトレイル)を形成するように動作可能であり、該構成されたスイッチは、
前記下流残存セグメントからトラフィックを受信し、
前記ラップアラウンドセグメントからトラフィックを受信し、
前記受信したトラフィックを結合するように動作可能である、請求項17に記載のシステム。
(付記22)
前記複数のノードは、
前記上流残存セグメントのあるソースノードを有しかつ前記下流残存セグメント内に1個の宛先ノードを有するコネクションを前記ラップアラウンドセグメントを経由してルーティングすること
によって前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を通じて前記トラフィックを通信するように動作可能である、請求項17に記載のシステム。
(付記23)
前記複数のノードは、
前記上流残存セグメント内のあるソースノードおよび前記上流残存セグメント内のある宛先ノードを有するコネクションを該上流残存セグメントを経由してルーティングすること
によって前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を通じて前記トラフィックを通信するように動作可能である、請求項17に記載のシステム。
(付記24)
前記複数のノードは、
下流残存セグメント内のあるソースノードおよび前記下流残存セグメント内のある宛先ノードを有するコネクションを該下流残存セグメントを経由してルーティングすることによって前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を通じて前記トラフィックを通信するように動作可能である、請求項17に記載のシステム。
(付記25)
ネットワークを保護するシステムであって、
第1のファイバおよび第2のファイバによって接続された光ネットワークの一連のノードを経由して光進路(ライトトレイル)を構築する手段と、
前記光進路(ライトトレイル)の複数のコネクションを通じてトラフィックを通信する手段であって、1コネクションは前記一連のノードの1個のソースノードからのトラフィックを該一連のノードの1個またはそれ以上の宛先ノードへ通信するように動作可能である手段と、
前記光進路(ライトトレイル)に障害があることを検出する手段と、
前記光進路(ライトトレイル)に対応するプロテクション光進路(ライトトレイル)を構築する手段と、
前記複数のコネクションの前記トラフィックを前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を通じて通信する手段とを含むシステム。
(付記26)
ネットワークを保護する方法であって、
第1のファイバおよび第2のファイバによって接続された光ネットワークの一連のノードを経由して構築された光進路(ライトトレイル)を通じてトラフィックを通信する工程であって、該トラフィックが該第1のファイバを通じて上流から下流へ流れ、該一連のノードが第1の数のノードを含み、該光進路(ライトトレイル)が第2の数のコネクションをサポートするように動作可能であり、1コネクションが該一連のノードの
ソースノードから該一連のノードの1個またはそれ以上の宛先ノードへトラフィックを通信するように動作可能であり、該第2の数が1回につき2通りが得られる該第1の数の組み合わせに等しいものとする工程と、
前記光進路(ライトトレイル)に障害があることを検出する工程と、
前記障害を含む故障したスパンを前記第1のファイバには前記障害から上流に上流残存セグメントが含まれ、該障害から下流に下流残存セグメントが含まれていると構築する工程と、
前記第2のファイバの一部分から、前記故障したスパンのループバックパスを含むラップアラウンドセグメントを生成する工程と、
前記上流残存セグメント、前記ラップアラウンドセグメント、および前記下流残存セグメントからプロテクション光進路(ライトトレイル)を形成する工程であって、該プロテクション光進路(ライトトレイル)を形成する工程がさらに、
前記故障したスパンの上流の1個またはそれ以上のノードの1つもしくはそれ以上のプロテクションスイッチを構成する工程であって、該構成されたスイッチが、
前記トラフィックを分割して該トラフィックの複数のコピーを生成し、
第1のコピーを前記上流残存セグメントに提供し、
第2のコピーを前記ラップアラウンドセグメントに提供するように動作可能である工程と、
前記故障したスパンから下流の1個またはそれ以上のノードの1つもしくはそれ以上のスイッチを構成する工程であって、該構成されたスイッチが、
前記下流残存セグメントからトラフィックを受信し、
前記ラップアラウンドセグメントからトラフィックを受信し、
前記受信したトラフィックを結合するように動作可能である工程とを更に含む工程と、
前記コネクションの前記トラフィックを前記プロテクション光進路(ライトトレイル)を通じて通信する工程であって、
前記上流残存セグメント内に第1のソースノードを有しかつ前記下流残存セグメント内に第1の宛先ノードを有する第1のコネクションを前記ラップアラウンドセグメントを経由してルーティングし、
前記上流残存セグメント内の第2のソースノードおよび前記上流残存セグメント内の第2の宛先ノードを有する第2のコネクションを該上流残存セグメントを経由してルーティングし、
下流残存セグメント内の第3のソースノードおよび前記下流残存セグメント内の第3の宛先ノードを有する第3のコネクションを該下流残存セグメントを経由してルーティングすることによって通信する工程とを含む方法。
(付記27)
第1のファイバで構成した第1の光ネットワークと第2のファイバで構成した第2の光ネットワークからなる光ネットワークにおいて、
該第1の光ネットワークと該第2の光ネットワーク上に複数のノードを設け、
該ノードは該第1の光ネットワークの光伝送路に沿って起端となる主査ノードと、終端となる終端ノードと、主査ノードと終端ノードの間にあるノードで第1のネットワークグループを構成することで該ノード間の通信を行い、
該第1の光ネットワークグループを構成する光伝送路の障害時は該第2の光ネットワークの光伝送路により該第1のネットワークグループの障害がある光り伝送路のプロテクション光伝送路を構築する
ことを特徴とする光ネットワーク。
(付記28)
第1のファイバで構成した第1の光ネットワークと第2のファイバで構成した第2の光ネットワークからなる光ネットワークに該第1の光ネットワークと該第2の光りネットワークに光トラフィックを送信可能なノードにおいて、
該第1の光ネットワーク内の他のノードと第1の光ネットワークグループを構成するための信号を送信する手段と、
該第1の光ネットワークグループを構成する光伝送路の障害時は該第2の光ネットワークの光伝送路により該第1のネットワークグループの障害がある光伝送路のプロテクション光伝送路を構築する手段を
有することを特徴とするノード。
(付記29)
付記28において、障害時に該第1のファイバからの光りを該第2のファイバに折り返すためのスイッチを有することを特徴とするノード。
(付記30)
付記28において、障害時に該第1のファイバからの光りを該第2のファイバに折り返すためのスイッチを有し、
該スイッチは光りのレベルを制御する手段と光りのパスを切り替える手段を有することを特徴とするノード。
(付記31)
第1のファイバで構成した第1の光ネットワークと第2のファイバで構成した第2の光ネットワークからなる光ネットワークのプロテクション方法において、
該第1の光ネットワークと該第2の光ネットワーク上に複数のノードを設け、
該ノードは該第1の光ネットワークの光伝送路に沿って起端となる主査ノードと、終端となる終端ノードと、主査ノードと終端ノードの間にあるノードで第1のネットワークグループを構成することで該ノード間の通信を行い、
該第1の光ネットワークグループを構成する光伝送路の障害時は該第2の光ネットワークの光伝送路により該第1のネットワークグループの障害がある光伝送路のプロテクション光伝送路を構築する
ことを特徴とする光ネットワークのプロテクション方法。
プロテクション光進路(ライトトレイル)を構築することのできる光ネットワークを示す図 プロテクション光進路(ライトトレイル)を構築することのできる光ネットワークを示す図 プロテクション光進路(ライトトレイル)を構築することのできる光ネットワークを示す図 図3のプロテクション光進路(ライトトレイル)に沿ってトラフィックをルーティングするために用いることのできるプロテクションスイッチの一実施形態を示すブロック図 DPC−add(挿入)モードならびにDPC−drop(分岐)モードにおけるプロテクションスイッチの一例を示す図 プロテクション光進路(ライトトレイル)を構築するために光ネットワークにおいて用いることのできるノードの特定の実施形態を示すブロック図
符号の説明
10 光ネットワーク
16 第1のファイバ
18 第2のファイバ
14 ノード
20 光リング
30 現用光進路(ライトトレイル)
38 プロテクションスイッチ
80 分配/結合素子
84 結合器
82 分配器
38 プロテクションスイッチ
301、301’ 光スイッチ
302、302’ 光減衰器
303、303’ 光増幅器
60 カプラ

Claims (5)

  1. 第1の方路を有する第1の光ネットワークと該第1の方路と反対方向の第2の方路を有する第2の光ネットワークからなる波長分割多重を用いた光ネットワークにおいて、
    該第1の光ネットワークと該第2の光ネットワーク上に複数の共通のノードを設け、
    該ノードは該第1の光ネットワークの第1の方路に沿って起端となる主査ノードと、終端となる終端ノードと、主査ノードと終端ノードの間にある中間ノードで第1のネットワークグループを構成し、
    該終端ノードは、該第1のネットワークグループの第1の方路の使用を割り当てる光制御信号を該第1のネットワークグループの中の該中間ノードと該主査ノードに送信することで、該主査ノード、中間ノード、終端ノード間の通信を同一波長で行い、
    該第1のネットワークグループを構成する第1の方路の障害時は該第2の光ネットワークの第2の方路沿って、該主査ノードと、該終端ノードと、該主査ノードと終端ノードの間にある中間ノードで第2のネットワークグループを構成し、
    該終端ノードは、該第2のネットワークグループの第2の方路の使用を割り当てる光制御信号を該第2のネットワークグループの中の該中間ノードと該主査ノードに送信することで、該主査ノード、中間ノード、終端ノード間の通信を同一波長で行う
    ことを特徴とする光ネットワーク。
  2. 第1の方路を有する第1の光ネットワークと該第1の方路と反対方向の第2の方路を有する第2の光ネットワークからなる光ネットワークに該第1の光ネットワークと該第2の光ネットワークに光トラフィックを波長分割多重で送信可能なノードにおいて、
    該第1の光ネットワークの第1の方路に沿って第1の光ネットワーク内の他のノードと第1のネットワークグループを構成し、該他のノードに第1のネットワークグループの第1の方路の使用を割り当てる光制御信号を送信する手段と、
    該第1のネットワークグループを構成する第1の方路の障害時は該第2の光ネットワークの第2の方路沿って、該他のノードとの間に第2のネットワークグループ構成し、該他のノードに第2のネットワークグループの第2の方路の使用を割り当てる光制御信号を送信する手段を有し、
    前記他の複数のノードと同一波長で通信することを特徴とするノード。
  3. 請求項2において、障害時に該第1の光ネットワークからの光トラフィックを該第2の光ネットワークに折り返すためのスイッチを有することを特徴とするノード。
  4. 請求項2において、障害時に該第1の光ネットワークからの光トラフィックを該第2の光ネットワークに折り返すためのスイッチを有し、
    該スイッチは光りのレベルを制御する手段と光りのパスを切り替える手段を有することを特徴とするノード。
  5. 第1の方路を有する第1の光ネットワークと該第1の方路と反対方向の第2の方路を有する第2の光ネットワークからなる波長分割多重を用いた光ネットワークのプロテクション方法において、
    該第1の光ネットワークと該第2の光ネットワーク上に複数の共通のノードを設け、
    該ノードは該第1の光ネットワークの第1の方路沿って起端となる主査ノードと、終端となる終端ノードと、主査ノードと終端ノードの間にある中間ノードで第1のネットワークグループを構成し、
    該終端ノードは、該第1のネットワークグループの第1の方路の使用を割り当てる光制御信号を該第1のネットワークグループの中の該中間ノードと該主査ノードに送信することで、該主査ノード、中間ノード、終端ノード間の通信を同一波長で行い、
    該第1のネットワークグループを構成する第1の方路の障害時は該第2の光ネットワークの第2の方路沿って、該主査ノードと、該終端ノードと、該主査ノードと終端ノードの間にある中間ノードで第2のネットワークグループを構成し、
    該終端ノードは、該第2のネットワークグループの第2の方路の使用を割り当てる光制御信号を該第2のネットワークグループの中の該中間ノードと該主査ノードに送信することで、該主査ノード、中間ノード、終端ノード間の通信を同一波長で行う
    ことを特徴とする波長分割多重を用いた光ネットワークのプロテクション方法。
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