(57)【要約】      （修正有）【課題】光ネットワークにおける到達可能性マトリクスに基づく光路計算用の方法およびシステムを提供する。【解決手段】ソースノードと宛先ノードとの間の光ネットワークにおける到達可能なエンドツーエンド経路を確立するために、再生中継器の数と再生中継器の其々のネットワーク位置とを決定するためのマトリクス乗算に依存してもよい。到達可能性マトリクスは、光ネットワークにおけるノード間の直接的に到達可能な光路を識別する。【選択図】図１
2014207671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ネットワークにおける光路計算用の方法であって、
前記光ネットワークにおける複数のノードとノード対間の複数の直接的な方向経路を表す到達可能性マトリクスを作成するステップであって、前記光ネットワークにおける第一のノードは前記到達可能性マトリクスにおける第一行および第一列に対応し、前記光ネットワークにおける第二のノードは、前記到達可能性マトリクスにおける第二行および第二列に対応し、前記到達可能性マトリクスは、ネットワーク経路によって直接到達可能ではないノード対を表す行−列対用の第一の値を含み、前記ノード対が直接到達可能であるとき第二の値を含み、前記到達可能性マトリクスは、前記同一のノードを表す行−列対用の前記第二の値を有する複数の識別値を含む、ステップと、
前記到達可能性マトリクスの前記第一行および前記第二列における値が前記第一の値であるとき、第一の積を得るために、マトリクス乗算を利用して、前記第二列によって前記第一行を乗算するステップと、
前記第一の積が前記第二の値であるとき、一つの再生中継器が前記第一のノードから前記第二のノードへと到達可能性を提供することを決定するステップと、
を含み、
前記第一の値および前記第二の値がブール値を表す、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記到達可能性マトリクスは、前記複数の識別値に対して対称的である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一の積が前記第一の値であるとき、
終結マトリクスを作成するために、前記到達可能性マトリクスで自乗を実施するステップと
前記第一の積のマトリクス位置に対応する終結値が前記第二の値になるまで、前記到達可能性マトリクスによって前記其々の終結マトリクスを連続して繰り返し乗算するステップと、
実施されるマトリクス乗算演算の回数を記録するステップと、
マトリクス乗算演算の前記回数に基づいて、前記第一のノードから前記第二のノードへ到達可能な再生中継器の数を決定するステップと、
をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記其々の終結マトリクスが変化しなくなるまで、前記到達可能性マトリクスによって前記終結マトリクスを連続して繰り返し乗算するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
再生中継器の前記数から重複する再生中継器を除去するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記再生中継器の数を決定する前記ステップに基づいて、前記第一のノードから前記第二のノードへの到達可能なエンドツーエンド光路を識別する光路情報を作成するステップと、
前記其々の終結マトリクスの各々における前記複数の第二の値に基づいて、複数の再生中継機用の其々のネットワーク位置を決定するステップと、
をさらに含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記光路情報を作成するステップは、
ループされた経路に対する光路情報を除去するステップを含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第一のノードから前記第二のノードへの到達可能な複数のエンドツーエンド光路を識別する光路情報を作成するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記到達可能性マトリクスにおける前記複数の第二の値基づいて、前記第一のノードと前記第二のノードの間の前記一つの再生中継器のネットワーク位置を識別するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記到達可能性マトリクスは、データレート、変調形式、エラーレートおよびレイテンシーのうちの少なくとも一つから選択された複数の光伝送パラメータ用の複数の識別値を有する複数のノードに対して作成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
光ネットワークにおける光路計算用のシステムであって、
非一時的コンピュータ可読メモリ媒体にアクセスするように構成されたプロセッサを含み、
前記メモリ媒体は、プロセッサで実行可能な複数の命令を格納し、前記複数の命令は、プロセッサによって実行されたとき、前記プロセッサに、
前記光ネットワークにおける複数のノードと、ノード対間の直接的な複数の方向経路とを表す到達可能性マトリクスを作成させ、前記光ネットワークにおける第一のノードは、前記到達可能性マトリクスにおける第一行および第一列に対応し、前記光ネットワークにおける第二のノードは、前記到達可能性マトリクスにおける第二行および第二列に対応し、前記到達可能性マトリクスは、ネットワーク経路によって直接到達可能ではないノード対を表す行−列対に対して第一の値を含み、前記ノード対が直接到達可能であるとき第二の値を含み、前記到達可能性マトリクスは、前記同一のノードを表す複数の行−列対用の前記第二の値を有する複数の識別値を含み、
前記到達可能性マトリクスの前記第一行および前記第二列における値が前記第一の値であるとき、第一の積を得るために、マトリクス乗算を利用して、前記第二列によって前記第一行を乗算させ、
前記第一の積が前記第二の値であるとき、一つの再生中継器が前記第一のノードから前記第二のノードへの到達可能性を提供することを決定させ、
前記第一の値および前記第二の値がブール値を表す、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１２】
前記到達可能性マトリクスは、前記複数の識別値に対して対称的である、
ことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第一の積が前記第一の値であるとき、
終結マトリクスを作成するために、前記到達可能性マトリクスで自乗を実施し、
前記第一の積のマトリクス位置に対応する終結値が前記第二の値になるまで、前記到達可能性マトリクスによって前記其々の終結マトリクスを連続して繰り返し乗算し、
実施されるマトリクス乗算演算の回数を記録し、
マトリクス乗算演算の前記回数に基づいて、前記第一のノードから前記第二のノードへの到達可能な再生中継器の数を決定する、
ための複数の命令をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
再生中継器の前記数から重複する再生中継器を除去するための複数の命令をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記再生中継器の数を決定するための前記複数の命令に基づいて、前記第一のノードから前記第二のノードへの到達可能なエンドツーエンド光路を識別する光路情報を作成し、
前記其々の終結マトリクスの各々における前記複数の第二の値に基づいて、複数の再生中継機用の其々のネットワーク位置を決定する、
ための複数の命令をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記光路情報を作成するための前記複数の命令は、前記第一のノードから前記第二のノードへの到達可能な複数のエンドツーエンド光路を識別する光路情報を作成するための複数の命令をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記光路情報を作成するための前記複数の命令は、
ループされた経路に対する光路情報を除去するための複数の命令を含む、
ことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記其々の終結マトリクスが変化しなくなるまで、前記到達可能性マトリクスによって前記終結マトリクスを連続して繰り返し乗算するための複数の命令をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
前記到達可能性マトリクスにおける前記複数の第二の値に基づいて、前記第一のノードと前記第二のノードの間の前記一つの再生中継器のネットワーク位置を識別するための複数の命令をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記到達可能性マトリクスは、データレート、変調形式、エラーレートおよびレイテンシーのうちの少なくとも一つから選択された複数の光伝送パラメータ用の複数の識別値を有する複数のノードに対して作成される、
ことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、“ＲＥＡＣＨＡＢＩＬＩＴＹ  ＭＡＴＲＩＸ−ＢＡＳＥＤ  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＰＡＴＨ  ＣＯＭＰＵＴＡＴＩＯＮ”と題された、２０１３年４月１０日に出願された米国仮出願整理番号６１／８１０，５２０の３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）の下での優先権を享受する権利を主張する。
【０００２】
本開示は、概して光通信ネットワークに関し、より詳細には、到達可能性マトリクスに基づく光路計算に関する。
【背景技術】
【０００３】
遠距離通信システム、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、遠隔地点間で大量の情報を迅速に伝送するために光ネットワークを利用する。光ネットワークにおいては、情報は、光ファイバを通る光信号の形式で伝送される。光ネットワークは、増幅器、分散補償器、マルチプレクサ／デマルチプレクサフィルタ、波長選択スイッチ、カプラなどの、ネットワーク内で種々の動作を実施するように構成された種々のネットワーク素子をも含むことがある。
【０００４】
種々のネットワーク素子を通る光信号経路の計算機能は、光ネットワークの設計、モデリング、管理および制御するためのコア機能である。光路計算は、光ネットワークのオペレータがネットワークポリシーをカスタマイズし、制御しアップデートすることを可能にする。光路計算の一つの特徴は、ソースノードから宛先ノードへの端部から端部へ到達可能な光路の決定を含む。ソースノードおよび宛先ノードが‘直接到達可能である’と判定されると、一つ以上の経路は、全て光路であるソースノードから宛先ノードの間の光ネットワークに存在する。
【０００５】
ソースノードから宛先ノードへの直接的到達可能性がないと、光信号は、より多くのネットワークリソースを含み、対費用効果のより低い任意の信号経路に沿って光・電気・光（Ｏ−Ｅ−Ｏ）再生中継器を利用して電気的に再生される。再生中継器が使用されると、端部から端部へ到達可能な経路は、ソースノードから宛先ノードの間に、ある数の再生中継器を含むことがある。したがって、光路計算における挑戦的目的の一つは、例えば所望のレベルの信号レイテンシーおよび／もしくはコストなどの他の経路の制約条件を満足しつつ、最小限もしくは特定数の中継再生機を含む端部から端部へ到達可能な経路を発見することである可能性がある。
【発明の概要】
【０００６】
一態様においては、光ネットワークにおける光路計算用の開示された方法は、光ネットワークにおけるノードおよびノード対間の直接的方向の経路を表す到達可能性マトリクスを作成するステップを含む。光ネットワークにおける第一のノードは、到達可能性マトリクスにおける第一行および第一列に対応することがある。光ネットワークにおける第二のノードは、到達可能性マトリクスにおける第二行および第二列に対応することがある。到達可能性マトリクスは、ネットワーク経路によって直接到達可能ではないノード対を表す行−列対に対する第一の値を含み、ノード対が直接到達可能であるときに第二の値を含むことがある。到達可能性マトリクスは、同一ノードを表す行−列対に対する第二の値を有する識別値を含みうる。到達可能性マトリクスの第一行および第二列における値が第一の値であるとき、本方法は、第一の積を得るために、マトリクス乗算を利用して、第二列によって第一行を乗算するステップを含んでもよい。第一の積が第二の値であるとき、本方法は、一つの再生中継器が第一のノードから第二のノードへの到達可能性を提供することを決定するステップを含んでもよい。第一の値および第二の値はブール値を表してもよい。
【０００７】
特定の実施形態においては、第一の積が第一の値であるとき、本方法は、終結マトリクスを作成するために、到達可能性マトリクスの自乗（ｓｅｌｆ−ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ）を実施するステップと、第一の積のマトリクス位置に対応する終結値が第二の値になるまで、到達可能性マトリクスによって其々の終結マトリクスを連続して繰り返し乗算するステップとを含む。ある実施形態においては、本方法は、其々の終結マトリクスが変化しなくなるまで、到達可能性マトリクスによって其々の終結マトリクスを連続して繰り返し乗算するステップを含んでもよい。本方法は、実施されるマトリクス乗算演算の回数を記録するステップと、マトリクス乗算演算の回数に基づいて、第一のノードから第二のノードへと到達可能にするまでの再生中継器の数を決定するステップとをさらに含んでもよい。
【０００８】
光ネットワークにおける光路計算用のさらに開示された態様は、プロセッサと、制御平面システムと同様にプロセッサで実行可能な命令を格納する非一時的コンピュータ可読メモリ媒体と、を含むシステムを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明およびその特徴と利点をより完全に理解するために、添付の図面と併せて以下の記述に対して参照がなされる。
【図１】光ネットワークの一実施形態の選択された構成要素のブロック図である。
【図２】光ネットワーク用の制御システムの一実施形態の選択された構成要素のブロック図である。
【図３】到達可能性マトリクスおよび到達可能性グラフの一実施形態の選択された構成要素の図である。
【図４Ａ】到達可能性マトリクスおよび到達可能性グラフの一実施形態の選択された構成要素の図である。
【図４Ｂ】終結マトリクスおよび到達可能性グラフの一実施形態の選択された構成要素の図である。
【図５Ａ】到達可能性マトリクスおよび到達可能性グラフの一実施形態の選択された構成要素の図である。
【図５Ｂ】終結マトリクスおよび到達可能性グラフの一実施形態の選択された構成要素の図である。
【図５Ｃ】終結マトリクスおよび到達可能性グラフの一実施形態の選択された構成要素の図である。
【図６Ａ】到達可能性マトリクスおよび到達可能性グラフの一実施形態の選択された構成要素の図である。
【図６Ｂ】終結マトリクスおよび到達可能性グラフの一実施形態の選択された構成要素の図である。
【図７】到達可能性マトリクスに基づいた光路計算用の方法の選択された構成要素のフローチャートである。
【図８】到達可能性マトリクスに基づいた光路計算用の方法の選択された構成要素のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の記述においては、開示された本発明の主題の議論を容易にするために、例示の目的のために詳細が説明される。しかしながら、開示された実施形態は例示的なものであって、全ての可能性のある実施形態を網羅するものではないことが当業者には明らかなことに留意されたい。
【００１１】
本開示を通して、参照番号のハイフンの付加された形式は、ある構成要素の具体例を称し、参照番号のハイフンの付加されていない形式は、集合的要素もしくは総称的要素を称する。したがって、例えば、ウィジェット“１２−１”はウィジェットクラスの一例を称し、ウィジェット“１２”として集合的に称されてもよいし、そのうちの任意の一つは、ウィジェット“１２”として総称的に称されてもよい。
【００１２】
ここで図面にうつると、図１は、光ネットワーク１０１の例示的な一実施形態を示す。示されるように、光ネットワーク１０１は、ユーザデータを搬送し、ネットワーク設備を含む構成要素を含む伝送平面図を示す可能性がある。したがって、光ネットワーク１０１は、光ネットワーク１０１のコンポーネントによって通信される一つ以上の光信号を伝送するように構成された一つ以上の光ファイバ１０６を含んでもよい。ファイバ１０６によってともに結合された光ネットワーク１０１のネットワーク素子は、一つ以上の送信機１０２、一つ以上のマルチプレクサ（ＭＵＸ）１０４、一つ以上の増幅器１０８、一つ以上の光アド／ドロップマルチプレクサ（ＯＡＤＭ）１１０、一つ以上の受信機１１２を含んでもよい。
【００１３】
光ネットワーク１０１は、端子ノードを備えるポイントツーポイント光ネットワーク、リング光ネットワーク、メッシュ光ネットワーク、もしくは任意の他の適切な光ネットワークまたは光ネットワークの組み合わせを含んでもよい。光ファイバ１０６は、長距離を非常に低い損失で信号を通信することが可能な薄いストランドのガラスを含んでもよい。光ファイバ１０６は、任意の適切なタイプのファイバを含んでもよい。
【００１４】
光ネットワーク１０１は、ファイバ１０６を介して光信号を伝送するように構成されたデバイスを含んでもよい。情報は、波長上の情報をエンコードするために、一つ以上の波長の光の変調によって、ネットワーク１０１を通って送受信されてもよい。光ネットワークにおいては、ある波長の光はチャネルと称されてもよい。各チャネルは、光ネットワーク１０１を通してある量の情報を搬送するように構成されてもよい。
【００１５】
光ネットワーク１０１の情報搬送能力を増加させるために、複数チャネルで伝送された複数の信号は、単一の光信号へと組み合わせられてもよい。単一の光信号の複数チャネルにおける情報の通信プロセスは、波長分割多重方式（ＷＤＭ）として光学において称される。高密度波長分割多重方式（ＤＷＤＭ）は、より大きい数（より高密度の）（通常は４０以上）の波長のファイバへの多重化を称する。ＷＤＭ、ＤＷＤＭもしくは他のマルチ波長伝送技術は、光ファイバ毎の総計帯域幅を増加させるために光ネットワークにおいて使用される。ＷＤＭもしくはＤＷＤＭなしでは、光ネットワークにおける帯域幅は、単に一波長のビットレートへと制限される可能性がある。より多くの帯域幅で、光ネットワークは、より大量の情報を伝送することが可能である。光ネットワーク１０１は、ＷＤＭ、ＤＷＤＭもしくは幾つかの他の適切なマルチチャネル多重化技術を利用して異なるチャネルを伝送し、マルチチャネル信号を増幅するように構成されてもよい。
【００１６】
光ネットワーク１０１は、特定の波長もしくはチャネルにおいて光ネットワーク１０１を通して光信号を伝送するように構成された一つ以上の光送信機（Ｔｘ）１０２を含んでもよい。送信機１０２は、電気信号を光信号に変換して光信号を伝送するように構成された任意のシステム、装置もしくはデバイスを含んでもよい。例えば、送信機１０２は、電気信号を受信して、電気信号に含まれる情報を特定の波長でレーザによって生成される光のビームへと変調し、ネットワークを介して信号を搬送するビームを伝送するように構成されたレーザおよび変調器を各々含んでもよい。
【００１７】
マルチプレクサ１０４は、送信機１０２へと結合され、送信機１０２によって送信された個々の波長の信号を、単一のＷＤＭもしくはＤＷＤＭ信号へと組み合わせるように構成された任意のシステム、装置もしくはデバイスであってもよい。
【００１８】
増幅器１０８は、光ネットワーク１０１内のマルチチャネル信号を増幅してもよい。増幅器１０８は、ファイバ１０６のある長さの前および／もしくは後に配置されてもよい。増幅器１０８は、信号を増幅するように構成された任意のシステム、装置もしくはデバイスを含んでもよい。例えば、増幅器１０８は、光信号を増幅する光中継器を含んでもよい。この増幅は、光―電気変換もしくは電気―光変換で実施されてもよい。幾つかの実施形態においては、増幅器１０８は、希土類元素でドープされた光ファイバを含んでもよい。信号がファイバを通るとき、外部エネルギーは、光ファイバのドープされた部分の原子を励起するように適用され、光信号強度を増加させる。一実施例として、増幅器１０８は、エルビウムをドープされたファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を含んでもよい。種々の実施形態においては、半導体光増幅器（ＳＯＡ）などの他の適切な増幅器が使用されてもよい。
【００１９】
ＯＡＤＭ１１０は、ファイバ１０６を介して光ネットワーク１０１へと結合されてもよい。ＯＡＤＭ１１０は、アド／ドロップモジュールを含み、ファイバ１０６から光信号を追加するおよび／もしくはドロップするように構成された任意のシステム、装置もしくはデバイスを含んでもよい。ＯＡＤＭ１１０を通った後、信号は、ファイバ１０６に沿って宛先へと直接向かうか、宛先に到達する前に一つ以上のさらなるＯＡＤＭ１１０を通ってもよい。光ネットワーク１０１のある実施形態においては、ＯＡＤＭ１１０は、例えば、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を利用して、光ドメインに追加されるか、ドロップされるＷＤＭ信号搬送データチャネルの個々の波長もしくは複数の波長を追加するか、ドロップすることが可能な再構成可能なＯＡＤＭ（ＲＯＡＤＭ）を表すことがある。
【００２０】
光ネットワーク１０１は、光ネットワーク１０１の一つ以上の宛先で一つ以上のデマルチプレクサ１０５をも含んでもよい。デマルチプレクサ１０５は、単一のＷＤＭ信号をその個々のチャネルへとスプリットすることによってデマルチプレクサとして動作しうる任意のシステム、装置もしくはデバイスを含んでもよい。例えば、光ネットワーク１０１が４０チャネルのＤＷＤＭ信号を伝送することがある。デマルチプレクサ１０５は、４０の異なるチャネルに従って、単一の４０チャネルＤＷＤＭ信号を４０個の個別の信号へと分割してもよい。
【００２１】
光ネットワーク１０１は、デマルチプレクサ１０５に結合された受信機１１２をも含んでもよい。各受信機１１２は、特定の波長もしくはチャネルで伝送された信号を受信して、それらが含む情報用の信号を処理するように構成されてもよい。したがって、光ネットワーク１０１は、ネットワークの各チャネル用に少なくとも一つの受信機１１２を含んでもよい。
【００２２】
光ネットワーク１０１などの光ネットワークは、光ファイバを介して光信号における情報を伝送するために変調方式をさらに使用してもよい。当該変調方式は、位相偏移変調（ＰＳＫ）、周波数偏移変調（ＦＳＫ）、振幅偏移変調（ＡＳＫ）および直交振幅変調（ＱＡＭ）を含んでもよい。ＰＳＫにおいては、光信号によって搬送される情報は、キャリア波もしくは単にキャリアとして知られる参照信号の位相を変調することによって伝送されてもよい。当該情報は、差動位相偏移変調（ＤＰＳＫ）を利用して、信号自体の位相を変調することによって伝送されてもよい。ＱＡＭにおいては光信号によって搬送される情報は、キャリア波の振幅と位相の双方を変調することによって伝送されてもよい。ＰＳＫは、ＱＡＭのサブセットと考えられ、キャリア波の振幅は一定に維持される。
【００２３】
光ネットワーク１０１などの光通信ネットワークにおいては、管理平面、制御平面および伝送平面（ときには物理層とも呼ばれる）に言及することが典型的である。（図示されていない）中央管理ホストは、管理平面に存在し、制御平面のコンポーネントを構成し、管理してもよい。管理平面は、全ての伝送平面および制御平面エンティティ（例えば、ネットワーク素子）にわたる根本的制御を含む。一実施例として、管理平面は、一つ以上の処理リソース、データ記憶コンポーネントなどを含む中央処理センター（例えば中央管理ホスト）で構成されてもよい。管理平面は、制御平面の素子と電気的に連通し、かつ、伝送平面の一つ以上のネットワーク素子とも電気的に連通してもよい。管理平面は、システム全体に対する管理機能を実施し、ネットワーク素子と制御平面と伝送平面との間の協調を提供してもよい。実施例として、管理平面は、素子の相互関係から一つ以上のネットワーク素子を処理する素子管理システム（ＥＭＳ）、ネットワークのパースペクティブから多くのデバイスを処理するネットワーク管理システム（ＮＭＳ）、および／もしくはネットワークワイド動作を処理するオペレーショナルサポートシステム（ＯＳＳ）を含んでもよい。
【００２４】
本開示の範囲を逸脱することなく、改変、追加もしくは省略が、光ネットワーク１０１に対してなされてもよい。例えば、光ネットワーク１０１は、示されたものよりもより多いか、より少ない構成要素を含んでもよい。さらに、光ネットワーク１０１は、分散補償モジュールなどの、明確に示されていないさらなる構成要素を含んでもよい。また、上述されたように、光ネットワーク１０１は、ポイントツーポイントネットワークとして図示されているが、リングもしくはメッシュネットワークなどの光信号を伝送するための任意の適切なネットワークを含んでもよい。
【００２５】
ここで、図２に関して、例えば、光ネットワーク１０１（図１参照）などの光ネットワークにおいて制御平面機能を実施するための制御システム２００の一実施形態の選択された構成要素のブロック図が示される。制御平面は、ネットワークインテリジェンスおよび制御用の機能を含み、以下により詳細に記述されるような、発見、ルーティング、経路計算およびシグナリング用のアプリケーションもしくはモジュールを含むネットワークサービスを確立するための性能をサポートするアプリケーションを含んでもよい。制御システム２００によって実行される制御平面アプリケーションは、光ネットワーク内で自動的にサービスを確立するためにともに機能してもよい。発見モジュール２１２は、隣接物に接続するローカルリンクを発見してもよい。ルーティングモジュール２１０は、事前設定データベース２０４間で光ネットワークノードにローカルリンク情報をブロードキャストしてもよい。光ネットワークからサービスに対する要求が受信されたとき、経路計算エンジン２０２は、データベース２０４を利用して、ネットワーク経路を計算するために呼び出されてもよい。このネットワーク経路は、その後、要求されたサービスを確立するためにシグナリングモジュール２０６へと提供されてもよい。
【００２６】
図２に示されるように、制御システム２００は、プロセッサ２０８およびメモリ媒体２２０を含み、メモリ媒体２２０は、プロセッサ２０８によって実行可能でありうる実行可能な命令（即ち、実行可能なコード）を格納し、プロセッサ２０８は、メモリ媒体２２０に対するアクセスを有する。プロセッサ２０８は、本明細書で記述された機能および動作を制御システム２００に実施させる命令を実行してもよい。本開示の目的のために、メモリ媒体２２０は、少なくともある期間にデータおよび／もしくは命令を格納する非一時的コンピュータ可読媒体を含んでもよい。メモリ媒体２２０は、持続性および揮発性媒体、固定およびリムーバブル媒体、磁気および半導体媒体を含んでもよい。メモリ媒体２２０は、直接アクセス記憶デバイス（例えば、ハードディスクドライブもしくはフロッピーディスク）、連続的アクセス記憶デバイス（例えば、テープディスクドライブ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）および／もしくはフラッシュメモリなどの記憶媒体、非一時的記憶媒体ならびに／または前述の種々の組み合わせを含むが、そのいずれにも限定はされない。メモリ媒体２２０は、命令、データもしくはその双方を格納するように動作可能である。メモリ媒体２２０は、示されるように、実行可能なコンピュータプログラム、即ち、経路計算エンジン２０２、シグナリングモジュール２０６、発見モジュール２１２およびルーティングモジュール２１０を表すことがある命令の組もしくは命令シーケンスを含む。本明細書で記述されるように、経路計算エンジン２０２は、シグナリングモジュール２０６、発見モジュール２１２、ルーティングモジュール２１０と協働して、本開示に従う、種々のアルゴリズムを実現するための命令および／もしくはコードを表してもよい。
【００２７】
ある実施形態においては、制御システム２００は、人（即ち、ユーザ）とのインターフェイスとして機能し、光信号伝送経路についてのデータを受信するように構成されてもよい。例えば、制御システム２００は、ユーザから光信号伝送経路についてのデータを受信することおよび／もしくはユーザにその結果を出力することを容易にするために、一つ以上の入力デバイスおよび／もしくは出力デバイスを含んでもよいし、ならびに／または、一つ以上の入力デバイスおよび／もしくは出力デバイスに結合されてもよい。（図示されていない）一つ以上の入力デバイスおよび／もしくは出力デバイスは、キーボード、マウス、タッチパッド、マイクロフォン、ディスプレイ、タッチスクリーンディスプレイ、オーディオスピーカなどを含みうるが、そのいずれにも限定はされない。その代わりにもしくはそれに加えて、制御システム２００は、（図２には示されていない）別のコンピューティングデバイスおよび／もしくはネットワーク素子などのデバイスから光信号伝送経路についてのデータを受信するように構成されてもよい。
【００２８】
図２に示されるように、幾つかの実施形態においては、発見モジュール２１２は、光ネットワークにおける光信号伝送経路に関するデータを受信するように構成され、隣接物および隣接物間のリンクの発見を担当していてもよい。換言すると、発見モジュール２１２は、発見プロトコルに従って発見メッセージを送信し、光信号伝送経路についてのデータを受信してもよい。幾つかの実施形態においては、発見モジュール２１２は、とりわけ、ファイバタイプ、ファイバ長、コンポーネント数および／もしくはコンポーネントのタイプ、データレート、データの変調方式、出力信号の入力電力、信号搬送波長（即ち、チャネル）の数、チャネルスペース、トラフィック需要および／もしくはネットワークトポロジなどの特性を決定してもよいが、そのいずれにも限定はされない。
【００２９】
図２に示されるように、ルーティングモジュール２１０は、光ネットワーク１０１などの光ネットワーク内の種々のノードに対するリンク接続性情報を伝搬することを担当してもよい。具体的な実施形態においては、ルーティングモジュール２１０は、リンク帯域幅利用可能性を含みうるトラフィックエンジニアリングをサポートするためのリソース情報をデータベース２０４に事前設定してもよい。したがって、データベース２０４は、光ネットワークのネットワークトポロジを決定するために有用な情報で、ルーティングモジュール２１０によって事前設定されてもよい。
【００３０】
経路計算エンジン２０２は、光信号伝送経路の伝送特性を決定するために、データベース２０４に対してルーティングモジュール２１０によって提供された情報を利用するように構成されてもよい。光信号伝送経路の伝送特性は、波長分散（ＣＤ）、非線形（ＮＬ）効果、偏波モード分散（ＰＭＤ）および偏波依存損失（ＰＤＬ）などの偏波効果、自然放射増幅光（ＡＳＥ）および／もしくは光信号伝送経路内の光信号に影響を与えることがある他の因子などの伝送性能低下因子に関する知見を提供してもよい。光信号伝送経路の伝送特性を決定するために、経路計算エンジン２０２は、伝送性能低下因子間の相互作用を考慮してもよい。種々の実施形態においては、経路計算エンジン２０２は、特定の伝送性能低下因子に対する値を生成してもよい。経路計算エンジン２０２は、さらに、データベース２０４に光信号伝送経路を記述するデータを格納してもよい。
【００３１】
図２においては、シグナリングモジュール２０６は、光ネットワーク１０１などの光ネットワークにおけるエンドツーエンドネットワークサービスを設定し、改変し、分解することに関連する機能を提供してもよい。例えば、光ネットワークにおける入口ノードがサービス要求を受信すると、制御システム１００は、帯域幅、コストなどの異なる基準に従って最適化されうる経路計算エンジン２０２からのネットワーク経路を要求するために、シグナリングモジュール２０６を使用してもよい。所望のネットワーク経路が識別されると、シグナリングモジュール２０６は、その後、要求されたネットワークサービスを確立するために、ネットワーク経路に沿ってそれぞれのノードと通信してもよい。異なる実施形態においては、シグナリングモジュール２０６は、ネットワーク経路に沿ってノードから、ノードへとその後の通信を伝送するためにシグナリングプロトコルを使用してもよい。
【００３２】
制御システム２００の動作においては、光路計算の特性は、エンドツーエンド到達可能経路の計算を含んでもよい。前述されたように、直接到達可能な経路は、光ネットワークにおけるソースノードと宛先ノードとの間の経路を表し、ソースノードと宛先ノードとの間の光信号は、完全に光コンポーネントを通して送受信されてもよい。このような直接到達可能な経路は例えば、ソースノードと宛先ノードとの間の間接的に到達可能な経路（宛先に到達する前に本明細書では単に‘再生中継器’と称される、Ｏ−Ｅ−Ｏ再生中継器を利用する光信号の電気的な再生を含む）と対照的である可能性がある。間接的に到達可能な経路は、複数の再生中継器を含んでもよい。したがって、到達可能なエンドツーエンド経路は、第一の再生中継器ノード、少なくとも一つの第二の再生中継器ノード、最終的には宛先ノードに対して、ソースノードからの経路を含んでもよい。経路計算エンジン２０２は、レイテンシーおよび／もしくはコストなどの他の経路の制約条件を満足しつつ、最小限および／もしくは特定数の再生中継器を組み込む到達可能なエンドツーエンド経路を見つけるように構成されてもよい。
【００３３】
経路計算エンジン２０２は、さらに、到達可能なエンドツーエンド経路計算を決定するためにグラフ変形を実施するように構成されてもよい。グラフ変形は、光ネットワークの物理コンポーネントから本来決定される物理トポロジーに対する仮想リンクを追加するステップを含んでもよい。仮想リンクは、二つのノードが介在する再生中継器なしで光学的に到達可能であるように、二つのノードを接続するリンクを表してもよい。光学的に到達可能なノード対を接続する全ての仮想リンクがグラフトポロジーに追加された後、元のトポロジーは、到達可能性グラフに変形され、最少のホップルーティングが最小数の再生中継器を必要とする到達可能なエンドツーエンド（ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄ）経路を得るために実施されてもよい。当該機能を実施するために、所望の数およびタイプの到達可能経路を得るために、計算的に重い経路アルゴリズムが経路計算エンジン２０２によって使用されてもよい。しかしながら、当該グラフ変形に基づく到達可能なエンドツーエンド経路計算を実施するための経路計算エンジン２０２の構成は、扱うのに複雑かつ厄介なグラフ理論およびルーティングアルゴリズムの広範な利用を含んでもよい。
【００３４】
本開示の発明者は、経路計算エンジン２０２がグラフ変形に依存するよりもマトリクス演算に基づく到達可能性マトリクスベースの光路計算を実施するように構成されてもよいことを発見した。以下により詳細に記述されるように、経路計算エンジン２０２は、対応する到達可能性グラフを表すために到達可能性マトリクスを利用するマトリクス演算に基づいた光路計算を実施し、それによって、グラフ変形およびルーティングアルゴリズムを回避するように構成されてもよい。到達可能性マトリクスに基づく光路計算を使用することによって、経路計算エンジン２０２は、光工学における複雑性を少なくして構成されてもよい。さらに、経路計算エンジン２０２は、光ネットワーク１０１の種々の部分に対する光路計算機能を集中させてもよい。さらには、経路計算エンジン２０２は、光ネットワーク１０１におけるソフトウェア確定ネットワーク（ＳＤＮ）を可能にするための制御システム２００に対して、要約された光ネットワーク図を提供してもよい。制御システム２００および経路計算エンジン２０２は、図２に単一の素子として示されているが、本明細書で記述されるような、経路計算エンジン２０２によって実施される到達可能性マトリクスを利用するマトリクス演算に基づく光路計算は、異なるサイズおよび／もしくはノード複雑性の光ネットワークにおける経路計算をサポートするために、（図示されていない）複数デバイスにわたってスケールの変更が可能な方法および／もしくはパラレルな方法でモジュール化され、実現され、展開されてもよい。
【００３５】
図３、図４Ａおよび図４Ｂに関連して、マトリクス演算に基づく光路計算に対する到達可能性マトリクスと対応する到達可能性グラフの一実施形態の選択された構成要素のブロック図が示される。図３は、到達可能性グラフ３０１に対応する到達可能性マトリクス３００を示し、図４Ａおよび図４Ｂは、終結マトリクス４０２を得るための到達可能性マトリクス４００における論理マトリクス乗算演算を示し、どこで再生中継器が使用されうるかを示す。
【００３６】
到達可能性マトリクス（ＲＭ）は、ソースおよび宛先ノード対間の直接の（即ち、全ての光学的）到達可能性の関係を表すために利用され、光ネットワーク１０１のノードを表してもよい。種々の実施形態においては、到達可能性マトリクスは、到達可能性の関係を表すためにブール値を使用してもよい。例えば、ソースノードＡおよび宛先ノードＢがお互いに対して直接到達可能であるとき、対応する到達可能性マトリクスの要素値は、“１”であるか、そうでない場合、到達可能性マトリクスの要素値は、“０”であってもよい。値が“１”の各マトリクス要素は、ノード対間に、存在するときには、複数の予め計算された直接的到達可能経路を集合的に表すことがある。到達可能性マトリクスにおける各要素に対して、０か１のいずれか（もしくは他のブール表現）を利用する慣習は、デジタルもしくは論理マトリクス表現とも称されることがある。異なる実施形態においては、例として、トゥルー、Ｔ、ハイ、フォース、Ｆおよびロウなどの他のシンボルがブール値を表すために使用されてもよい。さらには、種々の実施形態においては、ブール値としての偽に対する０値と、ブール値としての真に対する１よりも大きい数値などの、ブール値として解釈されうる他の表現が使用されてもよい。
【００３７】
図３においては、到達可能性マトリクス３００は、到達可能性グラフ３０１に対応する値で事前設定される。到達可能性マトリクス３００においては、行３１０は、ソースノードを表し、列３１２は、宛先ノードを表してもよい。到達可能性グラフ３０１に示されるように、３つのノードＡ、Ｂ、Ｃに対して、一つの直接的到達可能経路Ａ→Ｃが存在する。したがって、対応する１の値が経路Ａ→Ｃに対して行Ａおよび列Ｃに記録される。さらには、各ノードは、定義によって自己到達可能であるため、到達可能性マトリクス３００は、Ａ→Ａ、Ｂ→Ｂ、Ｃ→Ｃに対する１の識別値を含む。マトリクス３００が識別値に対して（図示されていない）対称的であるとき、マトリクス３００は、双方向到達可能な経路の両方の方向を記述してもよい。したがって、光路計算の目的のために、到達可能性マトリクス３００は、到達可能性グラフ３０１と同一の経路情報を提供してもよい。図３には、３つのノードのネットワークが図示されているが、到達可能性マトリクス３００は、異なる複雑性を有する種々のネットワークに対して記述された方法で利用され、結果として、種々の大きさの到達可能性マトリクスをもたらすことを理解されたい。
【００３８】
ノード対が直接到達可能でないときには、経路計算エンジン２０２は、再生中継器、再生中継器ノード候補、ノード対に対して可能性のある到達可能なエンドツーエンド経路の数を決定論的に識別するために、マトリクスの自乗を利用するように構成されてもよい。例えば、到達可能性マトリクスの二度の自乗の後、ソースノードＡから宛先ノードＢへのリンクに対応するマトリクス要素値は、０から１に変化し、ソースノードＡから宛先ノードＢへと到達するための間接的光路に対して、少なくとも二つの再生中継器が必要とされることが仮定される可能性がある。途中の終結マトリクス自乗の結果をバックトラックすることによって、個々のマトリクス乗算のステップおよび特定の値変化に含まれる特定の終結マトリクス要素が決定されてもよい。終結マトリクスにおける連続する乗算ステップ中の値変化の位置は、どのノードが任意の再生中継器ノード用に選択されうるかを示す可能性がある。経路計算エンジン２０２は、（例えば、ソースノードＡから第一の再生中継器ノードへ、第一の再生中継器ノードから第二の再生中継器ノードへ、第二の再生中継器ノードから宛先ノードＢへ）対応する終結マトリクス要素から部分的な到達可能経路を決定するように構成されてもよい。経路計算エンジン２０２は、再生中継器ノード間の部分的に到達可能な経路を決定し、その後、到達可能なエンドツーエンド経路の可能性のある組を形成するために部分的に到達可能な経路を連結するために当該情報を利用してもよい。
【００３９】
マトリクス乗算の一例が以下に示される。マトリクスＭ１およびＭ２が以下の表のように与えられるとする。
【表１】
2014207671.tif 000003
【表２】
2014207671.tif 000004
Ｍ１×Ｍ２の乗算は、表に与えられるマトリクスＭ３の結果をもたらす。
【表３】
2014207671.tif 000005
デジタルもしくは論理マトリクス乗算が実施されるとき、ブール演算子ＡＮＤは、乗算の代用とされ、ブール演算子ＯＲは、加算の代用とされてもよいことに留意されたい。上述の実施例は、記述を明瞭にするために、２×２のマトリクスで示されるが、マトリクス乗算は、任意のサイズのマトリクスで実施されてもよいことを理解されたい。特定の終結要素に対する式は、例えば、単一の行を単一の列によって乗算するために、当該要素のみに対する乗算の結果を生成するために利用されてもよいことに留意されたい。
【００４０】
図４Ａに関連して、其々が到達可能性グラフ４０１と４０３に対応する図４Ｂにおいて終結マトリクス４０２を得るために、論理マトリクス自乗演算が到達可能性マトリクス４００を利用して示される。マトリクス４００およびマトリクス４０２は、ブール変数で事前設定され、到達可能性がない場合０の値を、直接的到達可能性に対して１の値を利用する。他の実施形態においては、異なるシンボルがマトリクス４００および／もしくはマトリクス４０２におけるブール値を表すために使用されてもよいことに留意されたい。図４Ａにおいては、到達可能性マトリクス４００は、到達可能性グラフ４０１に対応するブール値で事前設定される。特に、到達可能性マトリクス４００は、対応する到達可能性グラフ４０１に示されるように二つの方向の経路Ａ→ＢとＢ→Ｃを示す。そして、光路計算要求は、一方向の経路Ａ→Ｃに対して受信されてもよい。経路Ａ→Ｃに対する光路計算要求に基づいて、到達可能性マトリクス４００の行Ａは、到達可能性マトリクス４００の列Ｃによって乗算され、それは、マトリクスの自乗演算を表し、終結マトリクス４０２における要素（Ａ，Ｃ）に対して１の値を生じる。到達可能性マトリクス４００に実施された第一の自乗の後０から１へ要素（Ａ，Ｃ）の値が変化したことは、一つの再生中継器がＡからＣに到達するために必要とされることを示す可能性がある。
【００４１】
さらには、到達可能性マトリクス４００から明らかな制約条件Ａ→Ｂ→Ｃを仮定すると、一つの再生中継器がノードＢに位置することが推測されてもよい。したがって、到達可能性グラフ４０１に対するエンドツーエンド経路Ａ→Ｃに対して、Ｂにおいて一つの再生中継器がある結果は、グラフ理論もしくは専用のルーティングアルゴリズムの利用なしで、到達可能性マトリクス４００に基づいた光路計算を利用して得られる可能性がある。
【００４２】
続いて、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃに関連して、マトリクス演算に基づく光路計算用の到達可能性マトリクスおよび対応する到達可能性グラフの一実施形態の選択された構成要素のブロック図が示される。マトリクス５００、５０２、５０４は、ブール変数で事前設定され、到達可能性がない場合０の値を、直接的到達可能性に対して１の値を利用する。他の実施形態においては、異なるシンボルが、マトリクス５００および／もしくはマトリクス５０２および／もしくはマトリクス５０４においてブール値を表すために利用されてもよいことに留意されたい。図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃは、終結マトリクス５０２と５０４を連続的に得るために、到達可能性マトリクス５００での論理マトリクス乗算演算を示し、二つの再生中継器がどこで利用されうるかを示す。
【００４３】
図５Ａにおいては、論理マトリクス自乗演算は、図５Ｂにおける終結マトリクス５０２を得るために到達可能性マトリクス５００を利用して示され、其々が、到達可能性グラフ５０１と５０３とに対応する。図５Ａにおいては、到達可能性マトリクス５００は、到達可能性グラフ５０１に対応するブール値で事前設定される。特に、到達可能性マトリクス５００は、対応する到達可能性グラフ５０１に示されるように、Ａ→Ｂ、Ｂ→Ｃ、Ｃ→Ｄ、Ｄ→Ｂの４方向の経路を示す。そして、光路計算要求は方向経路Ａ→Ｄに対して受信されてもよい。経路Ａ→Ｄに対する光路計算要求に基づいて、到達可能性マトリクス５００の行Ａは到達可能性マトリクス５００の列Ｃによって乗算されて、マトリクス自乗演算を表し、それは、結果として終結マトリクス５０２における要素（Ａ，Ｃ）に対して１の値をもたらす。到達可能性マトリクス５００に実施された第一の自乗の後の０から１への要素（Ａ，Ｃ）における値の変化は、一つの再生中継器がＡからＣに到達するまでに必要とされることを示してもよい。そして、図５Ｃにおいては、終結マトリクス５０２は、終結マトリクス５０４をもたらすために、到達可能性マトリクス５００によって乗算され、それは要素（Ａ，Ｄ）に対して値１をもたらす連続的なマトリクスの自乗を表す。到達可能性マトリクス５００に実施された第二の自乗の後の０から１への要素（Ａ，Ｄ）における値の変化は、二つの再生中継器がＡからＤに到達するまでに必要とされることを示す可能性がある。
【００４４】
さらには、到達可能性マトリクス５００から明らかな制約条件Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄを仮定すると、二つの再生中継器がノードＢおよびＣに位置することが推測されてもよい。したがって、到達可能性グラフ５０１に対するエンドツーエンド経路Ａ→Ｄに対して、ＢおよびＣにおいて二つの再生中継器がある結果は、グラフ理論もしくは専用のルーティングアルゴリズムの利用なしで、到達可能性マトリクス５００に基づいた光路計算を利用して得られる可能性がある。
【００４５】
ここで、図６Ａおよび図６Ｂに関連して、マトリクス演算に基づいた光路計算に対する到達可能性マトリクスおよび対応する到達可能性グラフの一実施形態の選択された構成要素のブロック図が示される。マトリクス６００およびマトリクス６０２は、ブール変数で事前設定され、到達可能性がない場合に０の値、直接的到達可能性に対して１の値を使用する。他の実施形態においては、マトリクス６００および／もしくはマトリクス６０２におけるブール値を表すために異なるシンボルが利用されてもよいことに留意されたい。図６Ａおよび図６Ｂは、終結マトリクス６０２を連続的に得るための、到達可能性マトリクス６００に対する論理マトリクス乗算演算を示し、一つの再生中継器が二つの可能性のある位置において使用されてもよいことを示す。
【００４６】
図６Ａにおいては、図６Ｂにおいて終結マトリクス６０２を得るために到達可能性マトリクス６００を利用する論理マトリクス自乗演算が示され、其々が到達可能性グラフ６０１と６０３とに対応する。図６Ａにおいては、到達可能性マトリクス６００は、到達可能性グラフ６０１に対応するブール値で事前設定される。特に、到達可能性マトリクス６００は、対応する到達可能性グラフ６０１に示されるように、４方向の経路Ａ→Ｂ、Ｂ→Ｄ、Ａ→ＣおよびＣ→Ｄを示す。そして、光路計算要求は、方向経路Ａ→Ｄに対して受信されてもよい。経路Ａ→Ｄに対する光経計算要求に基づいて、到達可能性マトリクス６００の行Ａは、到達可能性マトリクス６００の列Ｄによって乗算され、自乗マトリクス演算を表し、終結マトリクス６０２における要素（Ａ，Ｄ）に対して１の値を生じる。到達可能性マトリクス６００に実施された第一の自乗演算の後、０から１へと要素（Ａ，Ｄ）が変化したことは、ＡからＤに到達するまでには一つの再生中継器が必要とされることを示す可能性がある。
【００４７】
しかしながら、到達可能性マトリクス６００から明らかなＡ→Ｂ→ＤおよびＡ→Ｃ→Ｄという制約条件を仮定すると、ノードＢもしくはノードＣのいずれかに一つの再生中継器が配置されてもよいことが推定される可能性がある。したがって、到達可能性グラフ６０１に対してのエンドツーエンド経路Ａ→Ｄに対するノードＢもしくはノードＣのいずれかにおける一つの再生中継器の結果は、グラフ理論もしくは専用のルーティングアルゴリズムを利用することなく、到達可能性マトリクス６００に基づいた光路計算を利用して得られてもよい。複数の可能性のある経路が明らかになるとき、特定の経路が連続する演算で選択されてもよい。例えば、余分なおよび／もしくは重複した再生中継器のインスタンスが排除されてもよい。ある実施形態においては、コスト、距離などの他の基準が、複数の可能性のある光路のうちの一つを選択するために使用されてもよい。
【００４８】
図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図６Ａ、図６Ｂに関連して上述されたような、到達可能な光路を計算するための論理マトリクス乗算の利用は、到達可能性グラフの遷移閉包を得る解法を表すことがある。頂点集合Ｖおよび端部集合Ｅを有するグラフＧ＝（Ｖ，Ｅ）の遷移閉包は、全ての頂点対ｉ，ｊ∈Ｖに対して、ｉからｊへのＧにおける経路が存在するか否かを決定してもよい。例えば、経路計算エンジン２０２（図２参照）によって実施されるような本明細書で記述された方法および演算は、遷移閉包を光路計算へと適用し拡張することがある。特に、経路計算エンジン２０２は、到達可能なノード対（再生中継器があるか、ないかのいずれか）を得るために、到達可能性マトリクスの自乗を利用して遷移閉包を計算してもよい。経路計算エンジン２０２は、さらにエンドツーエンドの実際の光路を得るために、遷移閉包計算のプロセスをさらにバックトラックしてもよい。
【００４９】
ある実施形態においては、経路計算エンジン２０２は、任意のネットワークトポロジおよび対応する信号到達可能性に基づいて、データベース２０４（図２参照）に含まれるような到達可能な経路データベースを事前設定してもよい。当該経路データベースは、オフライン光リンク設計および検証ツールによって予め計算されてもよい。さらには、経路計算エンジン２０２は、ネットワーク１０１（図１参照）における異なるタイプの回線速度、変調形式、エラー訂正、ガードバンド、レイテンシーなどを含むがそのいずれにも限定はされない異なる伝送タイプ用の到達可能性マトリクスを作成してもよい。さらには、経路計算エンジン２０２は、到達可能性および／もしくは終結マトリクス要素から対応する到達可能性経路へのマッピングを作成してもよい。
【００５０】
前述されたように、経路計算エンジン２０２は、与えられた光路計算要求に対してソースノードと宛先ノードとの間の再生中継器ノードおよびエンドツーエンド光路を決定してもよい。光路計算要求および所望の伝送タイプを有する到達可能性マトリクスに基づいて、経路計算エンジン２０２は、本明細書で記述されるような、マトリクスの自乗を適用することによって、再生中継器ノードを決定してもよい。さらには、ソースノード、再生中継器ノード、宛先ノードを含みうる再生中継された経路のリストは、一連の再生中継器ノードを通ってソースノードと宛先ノードとを接続することによって作成され、再生中継器ノードの異なる組み合わせを考慮することによって作成されてもよい。
【００５１】
経路計算エンジン２０２は、最小数の再生中継器ノード以上を有する経路を要求するときに生じうる重複した再生中継器ノードを含みうる重複した再生中継器ノードを除去するために結果として生じる再生中継された経路をさらに処理してもよい。結果として生じる再生中継された経路は、その後、詳細なホップ毎のノード情報を含むエンドツーエンド光路を形成するために処理されてもよい。このプロセスの間、ループを含む経路、排除されたノードを含む経路などの無効な経路が排除されてもよい。最後に、経路計算エンジン２０２は、再生中継器の数、コスト、および／もしくはレイテンシーなどによって順序づけられた光路計算要求によって特定された望ましい順序に従う結果として生じたエンドツーエンド光路を出力するように構成されてもよい。
【００５２】
続いて、図７に関連して、マトリクス演算に基づいた光路計算用の方法７００の一実施形態の選択された構成要素のブロック図がフローチャート形式で示される。方法７００は、例えば、ネットワーク１０１に関連付けられた経路計算エンジン２０２（図２参照）などの制御平面および／もしくは光路計算エンジンを利用することによって、ネットワーク１０１（図１参照）を利用して実施されてもよい。方法７００においては、０値および１値はブール値を表すために使用される。異なる実施形態においては、異なるシンボルが方法７００におけるブール値を表すために使用されてもよい。方法７００で記述されたある動作は、異なる実施形態においては、任意であってもよいし、並べ替えられてもよいことに留意されたい。図７においては、方法７００は、光ネットワークにおける第一のノードから第二のノードへの光路用の光路計算に対する要求を受信するステップ（動作７０２）によって開始してもよい。その後、到達可能性マトリクスが作成され、ここで、第一のノードは第一行および第一列に対応し、第二のノードは第二行および第二列に対応する。到達可能性マトリクスは、光ネットワークにおけるノードを表し、ノード対間の方向経路を方向づけてもよい。到達可能性マトリクスは、ネットワーク経路によって直接到達可能ではないノード対を表す行−列対に対して０の値を含み、ノード対が直接到達可能であるとき、１の値を含んでもよい。到達可能性マトリクスは、同一ノードを表す行−列対に対して１の識別値を含んでもよい。続いて、方法７００においては、第一行および第二列における値が０に等しいか否かの決定がなされてもよい（動作７０６）。動作７０６の結果が「いいえ」であるとき、方法７００は、第一のノードと第二のノードの間の直接的な方向の光路が存在すると決定してもよい（動作７０８）。動作７０６の結果が「はい」であるとき、第一行および第二列はマトリクス乗算を利用して乗算され（動作７１０）第一の積を得る。その後、方法７００においては、第一の積が１に等しいか否かの決定がなされてもよい（動作７１２）。動作７１２の結果が「いいえ」であるとき、方法７００は、方法８００（図８参照）へと進行してもよい。動作７１２の結果が「はい」であるとき、方法７００は、一つの再生中継器が第一のノードから第二のノードへの到達可能性を提供することを決定してもよい（動作７１４）。到達可能性マトリクスにおける１の値に基づいて、一つの再生中継器のネットワーク位置が識別されてもよい（動作７１６）。光路情報が作成され（動作７１８）、第一のノードから第二のノードへの少なくとも一つの到達可能なエンドツーエンド光路を特定する。ある実施形態においては、動作７１８は、複数の到達可能なエンドツーエンド光路を作成するステップを含んでもよい。選択基準は、複数の到達可能なエンドツーエンド光路へと適用されてもよい。選択基準は、とりわけ、到達可能なエンドツーエンド光路に関連付けられた費用関数、到達可能なエンドツーエンド光路に関連付けられた光伝送距離、到達可能なエンドツーエンド光路に含まれる再生中継器の数のうちの少なくとも一つを含んでもよい。
【００５３】
ここで図８に関連して、マトリクス演算に基づいた光路計算用の方法８００の一実施形態の選択された構成要素のブロック図がフローチャート形式で示される。方法８００は、例えば、ネットワーク１０１に関連付けられた経路計算エンジン２０２（図２参照）などの制御平面および／もしくは光路計算エンジンを利用することによって、ネットワーク１０１（図１参照）を利用して実施されてもよい。方法８００においては、０値および１値はブール値を表すために使用される。異なる実施形態においては、異なるシンボルが方法８００におけるブール値を表すために使用されてもよい。方法８００で記述されたある動作は、異なる実施形態においては、任意であってもよいし、並べ替えられてもよいことに留意されたい。
【００５４】
方法８００は、終結マトリクスを作成するために到達可能性マトリクスにおいて自乗を実施するステップ（動作８０２）によって開始してもよい。その後、方法８００においては、第一の積のマトリクス位置に対応する終結値が１に等しいか否かの決定がなされてもよい（動作８０４）。終結値は、終結マトリクスにおける値である。（図８には示されていない）ある実施形態においては、動作８０４は、特定の終結マトリクスが、以前の終結マトリクスに等しいか否かの決定に置換されてもよい。動作８０４の結果が「いいえ」であるとき、其々の終結マトリクスは、到達可能性マトリクスによって乗算されてもよい（動作８０６）。動作８０６における乗算はマトリクス乗算である。動作８０６の後、方法８００は、ループ状に動作８０４へと戻ってもよい。動作８０４の結果が「はい」であるとき、実施されたマトリクス乗算演算の回数が記録されてもよい（動作８０８）。第一のノードから第二のノードへ到達可能とするための再生中継器の数は、マトリクス乗算演算の回数に基づいて決定されてもよい（動作８１０）。其々の終結マトリクスにおける１の値に基づいて其々の再生中継器のネットワーク位置が決定されてもよい（動作８１２）。動作８１２は、因子行列が０の値を含むマトリクス位置において１を含む終結マトリクスを識別するステップを含んでもよい。換言すると、動作８１２は、０から１への変化がマトリクス乗算によって生じる終結マトリクスにおけるマトリクス位置を記録してもよい。複数の０から１への変化が、終結マトリクスに生じる可能性があり、それは、複数の再生中継器および／もしくは再生中継器用の複数の可能性のあるネットワーク位置に対応することがあることに留意されたい。光路情報が作成され（動作８１４）、第一のノードから第二のノードへの到達可能な少なくとも一つのエンドツーエンド光路を識別する。ある実施形態においては、動作８１４は、複数の到達可能なエンドツーエンド光路を作成するステップを含んでもよい。選択基準は、複数の到達可能なエンドツーエンド光路に適用されてもよい。選択基準は、とりわけ、到達可能なエンドツーエンド光路に関連付けられた費用関数、到達可能なエンドツーエンド光路に関連付けられた光伝送距離、到達可能なエンドツーエンド光路に含まれる再生中継器の数のうちの少なくとも一つを含んでもよい。
【００５５】
本明細書で記述されるように、到達可能性マトリクスに基づく光路計算は、有用性を改善するためにモジュール化されてもよい。ある動作は、とりわけ、全ての到達可能な光路の予め行われた計算、および／もしくは到達可能性の管理および／もしくは終結マトリクスなどの光路計算要求に依存する動作とは独立して実施されてもよい。ある実施形態においては、終結マトリクスもしくはその一部の作成に関連付けられた計算は、パラレルに実行する、もしくはパラレルプロセッサリソースで実行する複数のスレッドなどのパラレル化されたコンピュータリソースを利用して実施されてもよい。例えば、光路計算要求が複数のデータレートおよび／もしくは変調形式を識別するとき、マルチスレッドは、到達可能性マトリクスに基づいた光路計算用に使用されてもよい。
【００５６】
したがって、幾つかの実施形態においては、到達可能性マトリクスに基づいた光路計算は、光信号の混合されたフォーマットをサポートしてもよい。例えば、ソースノードから宛先ノードへの１秒当たり１００ギガバイト（１００Ｇ）用の、混合されたフォーマット伝送を提供するための光路計算は、第一および第二の全ての光路で満足されてもよい。ソースノードから第一の再生中継器への第一の全ての光路は、１００Ｇ  ＤＰ−ＱＰＳＫの変調形式の光信号を使用し、第一の再生中継器から宛先ノードへの第二の全ての光路は、１００Ｇ  １６−ＱＡＭ変調形式を使用してもよい。また、１００Ｇ  ＤＰ−ＱＰＳＫおよび１００Ｇ  １６−ＱＡＭ用のマトリクスの間の単一のＯＲ演算を使用すると、この経路計算用の１００ＧＤＰ−ＱＰＳＫ／１００Ｇ  １６−ＱＡＭをサポートする新規のマトリクスが得られることがある。
【００５７】
特定の実施形態においては、到達可能性マトリクスに基づく光路計算は、ある再生中継器特性を識別する光路計算要求をサポートしてもよい。例えば、光路に対する光路計算要求は、最小数の再生中継機よりも二つ多い再生中継器を特定してもよい。光路計算要求に対するさらなる基準は、最小値におけるレイテンシーを維持することであってもよい。幾つかの実施形態においては、光路計算要求は、ある望ましい再生中継器サイトを指定してもよい。
【００５８】
本明細書で開示されたように、到達可能性マトリクスに基づく光路計算用の方法およびシステムは、ソースノードと宛先ノードとの間の光ネットワークに到達可能なエンドツーエンド経路を確立するために、再生中継器の数および其々の再生中継器のネットワーク位置を決定するために、マトリクス乗算に依存してもよい。到達可能性マトリクスは、光ネットワークにおけるノード間の直接的に到達可能な光路を識別してもよい。
【００５９】
上記に開示された本発明の主題は、限定的なものではなく例示的なものとして考慮されるべきであって、添付の請求項は、本開示の本来の趣旨および範囲内に含まれる全ての改変、拡張および他の実施形態を包含することを意図される。したがって、法によって許容される最大限度まで、本開示の範囲は、以下の請求項およびその均等物の最も広範囲に許される解釈によって決定されるべきであり、前述の詳細な説明によって制限されたり限定されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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