(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ネットワークのノード内で、光ネットワークの少なくとも１つのリンク（４、２２）に沿って波長分割多重化されたチャネルのタイムスロット内で送信された光パケットが被る波長分散を補償するための方法において、タイムスロットの継続時間（ΔＴ）が、パケットの継続時間（ｔｐ）とパケット間ギャップの継続時間（Δｔ）との合計に対応する、方法であって、以下のステップ、すなわち、
−  波長分割多重化されたチャネルを複数の帯域（Ｂ）に多重分離するステップであって、帯域（Ｂ）が、所定の数の近接する波長チャネル（λ）を含む、多重分離するステップと、
−  前記複数の帯域（Ｂ）を、所定の遅延を有するそれぞれの複数の遅延線（１３）を介して、コヒーレント受信機（２５）を含むそれぞれの複数のパケット分岐／挿入構造（１１）に送信するステップとを含み、
１つの同一のタイムスロット内でコヒーレント受信機（２５）が１つの帯域内の前記所定の数のチャネルをすべて処理することができるように、前記１つの帯域内の異なるチャネルでそれぞれ送信される同一のタイムスロット内の２つの光パケットの間で、ネットワークを通じた送信に沿った波長分散の影響により生じた第１の時間シフトがパケット間ギャップの継続時間（Δｔ）よりも短くなるように、前記１つの帯域に含まれる前記チャネルの所定の数が決定され、
チャネルの帯域に関連する遅延線（１３）の所定の遅延が、前記関連する帯域のチャネルと基準チャネル（λ６５）との間の第２の時間シフトに対応し、前記第２の時間シフトが、前記光ネットワークノードと前記光ネットワークノードに隣接する前のノードとの間のリンク（４）に沿った波長分散の影響により発生する、方法。
【請求項２】
波長分割多重化されたチャネルの１つのチャネルが、制御チャネル（λｃｔ）に対応し、制御チャネル（λｃｔ）以外の波長分割多重化されたチャネルで送信された光パケットが被る波長分散についての情報を含む制御光データ送信し、前記制御チャネル（λｃｔ）が、専用受信機（７）によって別に復調され、処理され、専用送信機（１９）によって別に送信される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
制御チャネルで送信された情報が、前記光ネットワークノードと前記光ネットワークノードに隣接する前記前のノードとの間の前記リンク（４）に沿って制御チャネル（λｃｔ）以外のその他の波長分割多重化されたチャネルで送信された光パケットが被る波長分散の値によって更新されるように、前記情報が、ノードで受信されるときに専用受信機（７）によって復号される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
コヒーレント受信機（２５）が、電子式分散補償モジュールを含み、制御チャネル（λｃｔ）によって送信された破棄される光パケットが被る波長分散についての情報が、専用受信機（７）によって取り出され、破棄される光パケットを受信するコヒーレント受信機（２５）に送信され、前記コヒーレント受信機（２５）の電子式分散補償モジュールが、チャネル内波長分散を少なくとも部分的に補償するように前記情報にしたがって構成される、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
コヒーレント受信機（２５）が、電子式分散補償モジュールの出力で残っている信号の劣化を補償するための定包絡線基準アルゴリズムに関連する適応等化器を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
パケット分岐／挿入構造（１１）が、片側で、コヒーレント受信機（２５）に帯域を送信し、反対側で、帯域のチャネルを多重分離するように構成された多重分離装置（２７）の入力に帯域を送信するための光カプラ（２３）をさらに含み、前記多重分離装置（２７）の出力が、破棄される光パケットに対応するタイムスロットを解放するように構成されたそれぞれの複数の光ゲート（２９）の入力にリンクされ、光ゲート（２９）の出力が、帯域のチャネルを再多重化するように構成された多重化装置（３１）の入力に接続され、多重化装置（３１）の出力が、光カプラ（３３）にリンクされ、送信機（３５）が、帯域のチャネルの利用可能なタイムスロット内に送信機（３５）から受信されたパケットを追加するように構成される前記光カプラ（３３）にさらにリンクされ、光カプラ（３３）の出力が、パケット分岐／挿入構造（１１）の出力にリンクされ、パケット分岐／挿入構造（１１）の前記出力が、複数の分岐／挿入構造（１１）から受信された再多重化される帯域を再多重化するように構成された帯域多重化装置（１５）の入力にリンクされる、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
波長分割多重光ネットワークのノードに置かれ、パケットの継続時間（ｔｐ）および光ネットワークのリンク（４、２２）に沿ったパケット間ギャップ（Δｔ）に対応する継続時間（ΔＴ）を有するタイムスロット（ＴＳ）内で送信され、光ネットワークの遠隔のノードから受信される光パケットを処理するように構成されたパケット光分岐／挿入多重化装置（１）であって、
−  コヒーレント受信機（２５）を含む複数のパケット分岐／挿入構造（１１）と、
−  受信された多重化されたチャネルを複数の帯域（Ｂ）へと多重分離するように構成された帯域多重分離装置（９）であって、帯域が、所定の数の近接するチャネル（λ）を含み、１つの同一のタイムスロット内でコヒーレント受信機（２５）が１つの帯域内の前記所定の数のチャネルをすべて処理することができるように、前記１つの帯域内の第１のチャネルおよび第２のチャネルでそれぞれ送信される同一のタイムスロット内の２つのパケットの間で、ネットワークを通じた送信に沿った波長分散の影響により生じた第１の時間シフトがパケット間ギャップ（Δｔ）よりも短くなるように、前記１つの帯域に含まれる前記チャネルの所定の数が決定される、帯域多重分離装置（９）と、
−  所定の遅延を有する複数の遅延線（１３）であって、複数の帯域（Ｂ）が、前記複数の遅延線（１３）を介して複数のパケット分岐／挿入構造（１１）にそれぞれ送信され、帯域に関連する遅延線（１３）の所定の遅延が、関連する帯域のチャネルと基準チャネル（λ６５）との間の第２の時間シフトに応じて決定され、前記第２の時間シフトが、前記光ネットワークノードと前記光ネットワークノードに隣接する前のノードとの間のリンク（４）に沿った波長分散の影響により発生する、複数の遅延線（１３）とを含む、パケット光分岐／挿入多重化装置（１）。
【請求項８】
−  制御チャネル（λｃｔ）で制御光データを送信するように構成された専用送信機（１９）と、
−  制御チャネル（λｃｔ）で送信された制御光データを処理するように構成された専用受信機（７）とをさらに含む、請求項７に記載のパケット光分岐／挿入多重化装置（１）。
【請求項９】
専用受信機（７）が、制御チャネル（λｃｔ）以外のチャネル（λ１．．．ｊ）で送信された光パケットが被る波長分散についての情報を取り出し、前記情報を更新し、破棄されるパケットに関して、前記破棄される光パケットを処理するパケット分岐／挿入構造（１１）のコヒーレント受信機（２５）に前記情報を送信するように構成され、前記コヒーレント受信機（２５）が、専用受信機（７）から、破棄される光パケットが被る波長分散についての情報を受信し、前記情報にしたがって前記破棄される光パケットを処理するように構成される電子式分散補償モジュールを含む、請求項８に記載のパケット光分岐／挿入多重化装置（１）。
【請求項１０】
パケット分岐／挿入構造（１１）が、
−  多重分離装置（２７）と、
−  複数の光ゲート（２９）と、
−  多重化装置（３１）と、
−  送信機（３５）と、
−  片側で、コヒーレント受信機（２５）に帯域を送信し、反対側で、帯域のチャネルを多重分離するように構成された多重分離装置（２７）の入力に帯域を送信するための第１の光カプラ（２３）であって、前記多重分離装置（２７）の出力が、破棄される光パケットに対応するタイムスロットを解放するように構成された複数の光ゲート（２９）にそれぞれリンクされ、複数の光ゲート（２９）の出力が、帯域のチャネルを再多重化するように構成された多重化装置（３１）に接続される、第１の光カプラ（２３）と、
−  多重化装置（３１）から送信された帯域を受信し、送信機（３５）から送信された光パケットを帯域の空きタイムスロットに挿入するための第２の光カプラ（３３）とをさらに含み、
パケット光分岐／挿入多重化装置（１）が、複数の分岐／挿入構造（１１）から受信された帯域を再多重化するように構成された帯域多重化装置（１５）をさらに含む、請求項９に記載のパケット光分岐／挿入多重化装置（１）。
【請求項１１】
帯域多重分離装置（９）が、波長選択スイッチとして実装される、請求項７から１０のいずれか一項に記載のパケット光分岐／挿入多重化装置（１）。
【請求項１２】
光リンク（４、２２）によってリンクされた複数のノードを含む波長分割多重光ネットワークの光ノードであって、
−  ノードに隣接するリンク（４、２２）のトポグラフィについての情報を格納するように構成されたデータリポジトリと、
−  請求項７から１１のいずれか一項に記載のパケット光分岐／挿入多重化装置（１）であって、専用受信機（７）が、データリポジトリに格納されたノードに隣接するリンクのトポグラフィについての情報に基づいて、制御チャネル（λｃｔ）以外のチャネル（λ１．．．ｊ）で送信された光パケットが被る波長分散についての情報を更新するように構成される、パケット光分岐／挿入多重化装置（１）とを含む、光ノード。
【請求項１３】
−  再構成可能光分岐／挿入多重化装置（５０）と、
−  パケット光分岐／挿入多重化装置（１）に宛てられた波長チャネルの第１のサブセットを再構成可能光分岐／挿入多重化装置（５０）に宛てられた波長チャネルの第２のサブセットから分け、前記第１のサブセットおよび前記第２のサブセットをパケット光分岐／挿入多重化装置（１）および再構成可能光分岐／挿入多重化装置（５０）にそれぞれ送信するように構成された多重分離装置（５７）とをさらに含む、請求項１２に記載の光ノード（４９）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット粒度（ｐａｃｋｅｔ  ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）能力および同期検波（ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）を備えた波長分割多重光ネットワークの分野に関し、より詳細には、そのようなネットワークにおける波長分散の補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重光ネットワークとは、異なる波長を有し、ネットワークの光リンクを通じて送信されるために多重化される複数のチャネルを通じてデータ信号が送信される、光リンクによって接続された複数のノードを含むネットワークを指す。
【０００３】
パケット粒度またはパケット交換粒度（ｐａｃｋｅｔ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）とは、その他のパケットを透過的に送信しながら、中間ノードにおいて信号の１つまたは複数の光パケットを追加または破棄（ｄｒｏｐ）する可能性を指す。そのようなネットワークにおいて、パケットは、通常、異なるチャネルのパケットが同期されるようにタイムスロット内で送信される。
【０００４】
通信ネットワークの柔軟性を高めるために、パケット粒度能力を備えた機器が、光通信ネットワークにますます実装されている。そのような機器は、パケット光分岐−挿入多重化装置（ＰＯＡＤＭＳ：ｐａｃｋｅｔ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｄｄ−ｄｒｏｐ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）と呼ばれる。しかし、ＰＯＡＤＭは、ネットワークのリンクを通じた光パケットの送信によって引き起こされる波長分散を補償することを必要とする。
【０００５】
チャネル間波長分散と呼ばれる波長分散の一形態は、異なる波長のチャネルで送信されたパケットが異なる伝播速度にさらされ、その結果、同時に発せられたパケットの間で時間シフト（ｔｉｍｅ  ｓｈｉｆｔ）または時間オフセット（ｔｉｍｅ  ｏｆｆｓｅｔ）が生じるという事実を指す。そのとき、受信機においてパケットの処理を可能にするためにそれらのパケットを再同期することが必要になる。
【０００６】
さらに、チャネル内波長分散と呼ばれる波長分散の別の形態は、ビット復号を難しくし、場合によっては誤らせる、ネットワークのリンクを通じた信号の送信中にパケットのビット符号化を表す信号が被る歪みを指す。
【０００７】
波長分散の両方の形態を補償する１つの方法は、ネットワークのリンクに沿って配置されたインライン（ｉｎ−ｌｉｎｅ）補償器を使用することである。しかし、インライン構成要素はさらなる損失を招き、その損失は追加の増幅器によって補償される必要がある。加えて、そのような増幅器は、追加のコストを生じ、さらなる雑音を生み、その結果、信号の所与の品質で透過的に到達可能な距離が短縮される可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、最新技術の上述の欠点を克服し、インライン構成要素を使用することなしに波長分割多重における波長分散を補償するための解決策を提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、本発明は、光ネットワークのノード内で、光ネットワークの少なくとも１つのリンクに沿って波長分割多重化されたチャネルのタイムスロット内で送信された光パケットが被る波長分散を補償するための方法において、タイムスロットの継続時間が、パケットの継続時間とパケット間ギャップの継続時間との合計に対応する、方法であって、以下のステップ、すなわち：
−  波長分割多重化されたチャネルを複数の帯域に多重分離するステップであって、帯域が、所定の数の近隣の波長チャネルを含む、多重分離するステップと、
−  前記複数の帯域を、所定の遅延を有するそれぞれの複数の遅延線を介して、コヒーレント受信機（ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ）を含むそれぞれの複数のパケット分岐／挿入構造に送信するステップとを含み、
１つの帯域の前記所定の数のチャネルが、同じ帯域の異なるチャネルでそれぞれ送信される同じタイムスロットの２つの光パケットの間の、ネットワークを通じた送信に沿った波長分散の影響による第１の時間シフトがパケット間ギャップの継続時間よりも短いままであるように、およびコヒーレント受信機が１つの帯域の前記所定の数のチャネルを処理することができるように決定され、
チャネルの帯域に関連する遅延線の所定の遅延が、前記関連する帯域のチャネルと基準チャネルとの間の第２の時間シフトに対応し、前記第２の時間シフトが、最後に越えられるリンクに沿った波長分散の影響が原因で起こる、方法に関する。
【００１０】
また、本発明の実施形態は、波長分割多重光ネットワークのノードに置かれ、パケットの継続時間および光ネットワークのリンクに沿ったパケット間ギャップの継続時間に対応する継続時間を有するタイムスロット内で送信され、光ネットワークの遠隔のノードから受信される光パケットを処理するように構成されたパケット光分岐／挿入多重化装置であって：
−  コヒーレント受信機を含む複数のパケット分岐／挿入構造と、
−  受信された多重化されたチャネルを複数の帯域へと多重分離するように構成された帯域多重分離装置であって、帯域が、所定の数の近隣のチャネルを含み、前記所定の数のチャネルが、帯域の第１のチャネルおよび第２のチャネルでそれぞれ送信される２つのパケットの間の、ネットワークを通じた送信に沿った波長分散の影響による第１の時間シフトがパケット間ギャップよりも短いままであるように、ならびにコヒーレント受信機が前記所定の数のチャネルを処理することができるように決定される、帯域多重分離装置と、
−  所定の遅延を有する複数の遅延線であって、複数の帯域が、前記複数の遅延線を介して複数のパケット分岐／挿入構造にそれぞれ送信され、帯域に関連する遅延線の所定の遅延が、関連する帯域のチャネルと基準チャネルとの間の第２の時間シフトに応じて決定され、前記第２の時間シフトが、最後に越えられるリンクに沿った波長分散の影響が原因で起こる、複数の遅延線とを含む、パケット光分岐／挿入多重化装置に関する。
【００１１】
また、本発明の実施形態は、光リンクによってリンクされた複数のノードを含む波長分割多重光ネットワークの光ノードであって：
−  ノードに隣接するリンクのトポグラフィ（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ）についての情報を格納するように構成されたデータリポジトリと、
−  パケット光分岐／挿入多重化装置であって、専用受信機が、データリポジトリに格納されたノードに隣接するリンクのトポグラフィについての情報に基づいて、制御チャネル以外のチャネルで送信された光パケットが被る波長分散についての情報を更新するように構成される、パケット光分岐／挿入多重化装置とを含む、光ノードに関する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＷＤＭ信号の異なる帯域の異なるチャネルにおけるパケットのタイムスロットでのパケットの配列の図である。
【図２】本発明の一実施形態によるパケット光分岐−挿入多重化装置の図である。
【図３】本発明の別の実施形態によるパケット光分岐−挿入多重化装置の図である。
【図４】本発明の一実施形態によるパケット光分岐−挿入構造（ｐａｃｋｅｔ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｄｄ−ｄｒｏｐ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）の図である。
【図５】本発明の一実施形態によるコヒーレント受信機の図である。
【図６】４つの有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを備えた多入力多出力適応等化器の図である。
【図７】複数の波長チャネルを含むスペクトル格子（ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｇｒｉｄ）の図である。
【図８】波長チャネルのタイムスロットでのパケットの配置の図である。
【図９】ネットワーク部分の図である。
【図１０】入口ノード（ｉｎｇｒｅｓｓ  ｎｏｄｅ）におけるパケットのタイムスロットでのパケットの図である。
【図１１】中間ノードの入力におけるパケットのタイムスロットでのパケットの図である。
【図１２】中間ノードの出力におけるパケットのタイムスロットでのパケットの図である。
【図１３】出口ノード（ｅｇｒｅｓｓ  ｎｏｄｅ）の入力におけるパケットのタイムスロットでのパケットの図である。
【図１４】第１の実施形態によるＲＯＡＤＭとＰＯＡＤＭとの組み合わせを含むノードの図である。
【図１５】第２の実施形態によるＲＯＡＤＭとＰＯＡＤＭとの組み合わせを含むノードの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
これらの図面において、同じ参照符号を有する要素は、同様の機能を有する要素に対応する。参照符号が参照番号と添え字とからなるとき、参照番号は、同様の機能を有する要素の部類を表し、一方、添え字は、その部類の特定の要素を示す。例えば、要素１３１および１３２は、両方とも遅延線を指すが、要素１３１は、要素１３２とは異なる遅延を有する可能性がある。
【００１４】
本明細書において使用されるとき、用語「ＷＳＳ」は、波長選択スイッチの頭字語を指す。
【００１５】
本明細書において使用されるとき、用語「ＲＯＡＤＭ」は、再構成可能光分岐−挿入多重化装置（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）の頭字語を指す。
【００１６】
本明細書において使用されるとき、用語「ＰＯＡＤＭ」は、パケット光分岐−挿入多重化装置の頭字語を指す。
【００１７】
本明細書において使用されるとき、用語「ＳＯＡ」は、半導体光増幅器の頭字語を指す。
【００１８】
本明細書において使用されるとき、用語、パケットストリームの「パケット間ギャップ」は、共通の波長チャネルで送信される２つの連続するパケットを分けるガードインターバルを指す。
【００１９】
本明細書において使用されるとき、用語「帯域」は、通常、複数の波長チャネルを集約する波長間隔を指す。
【００２０】
本明細書において使用されるとき、用語、チャネルで送信されるパケットストリームの「タイムスロット」は、パケットが挿入される時間間隔を指す。タイムスロットの継続時間は、パケットの継続時間とパケット間ギャップの継続時間との合計に対応する。
【００２１】
本明細書において使用されるとき、用語「ＦＩＲフィルタ」は、インパルス応答（または任意の有限長の入力に対する応答）が有限の継続時間を有するフィルタである有限インパルス応答フィルタの頭字語を指す。
【００２２】
本明細書において使用されるとき、用語、信号の「入口ノードおよび出口ノード」は、それぞれ、信号が（電気的領域から光学的領域に返還された後に）発せられる送信元ノード、ならびに信号が受信される（および光学的領域から電気的領域に変換される）送信先ノードを指す。
【００２３】
本明細書において使用されるとき、経路または送信を修飾する用語「透過的」は、いかなる光−電気−光（ＯＥＯ）変換も実行しない光信号の送信（または経路）を指す。
【００２４】
本明細書において使用されるとき、用語「光パケット」は、符号化方式にしたがって符号化され、所定の変調形式にしたがって変調された所定の量のデータ（または所定の数のビット）のブロックに対応する光信号を指す。
【００２５】
本明細書において使用されるとき、用語「破棄されるパケット」は、現在のノードが出口ノードであり、したがって、前記パケットが受信機によって検出され、パケットのデータが受信機によって復号されるパケットを指す。反対に、破棄されないパケットは、別のノードに透過的に送信される。
【００２６】
本明細書において使用されるとき、表現「Ｇｂ／ｓ」は、単位、ギガビット毎秒を指す。
【００２７】
本発明の実施形態は、チャネル間およびチャネル内波長分散がネットワークのノードで別々に補償され、チャネル間波長分散が遅延線によって補償される一方、チャネル内波長分散がデジタル信号処理技術によって補償される、ネットワークのリンクを通じた波長分割多重化された（ＷＤＭ）チャネルのタイムスロットで送信されるパケットが被る波長分散を補償するための方法に関する。さらに、本発明の一態様は、チャネル間波長分散の補償を実装するために必要とされる設備投資を削減するために、帯域ごとに受信されるＷＤＭチャネルを処理することである。
【００２８】
方法は、いくつかのチャネルによって異なる時間に送信されたパケットが追加のフィルタリング要素を必要とせずに単一のコヒーレント受信機によって検出され得る同期検波に基づく。
【００２９】
ｉ個のチャネルのｋ個の帯域Ｂに分散された１組のｊ個の波長チャネルλが示される図１に記載されているように、タイムスロットによる送信によって、共通のタイムスロット（およびしたがって異なるチャネル）に属する光パケットが、（異なる送信機によって）同時に発せられ、一方、（同じまたは異なるチャネルの）異なるタイムスロットに属する光パケットは、異なる時間に発せられる。各チャネルは、パケットＰが挿入される継続時間ΔＴの連続するタイムスロットＴＳへと時間的に分割される。追加のチャネルλｃｔは、制御チャネルλｃｔ以外のチャネルλ１．．．ｊで送信されるパケットＰのヘッダを送信する制御チャネルを指す。制御チャネルλｃｔは、回線交換チャネルであり、したがって、パケットではなく、長さＴＳのフレームＴで編成されたデータの連続的な流れを含む。
【００３０】
しかしながら、ネットワークのリンクに沿った送信中にチャネル間波長分散の影響によりチャネル間に生じる時間シフトまたは時間オフセットが、異なるチャネルを通じて異なるタイムスロットで送信されたパケットの時間的な重なりを引き起こす可能性がある。
【００３１】
しかし、生じる時間シフトはチャネルの波長の違いに比例するので、近い波長を有する近接したチャネル、本明細書においては共通の帯域Ｂのチャネルに関して、生じる時間オフセットは非常に小さいままである。
【００３２】
さらに、チャネル内で送信されるパケットストリームは、一連のタイムスロットを含み、各タイムスロットは、データパケットと、２つの連続するパケットを分けるために使用されるパケット間ギャップまたはガードインターバルとを含む。したがって、パケットがパケット間ギャップよりも短い継続時間だけ時間シフトされる場合、この時間シフトされたパケットはまだタイムスロット内にあり、ゆえに受信機によって正常に処理され得る。パケット間ギャップは、パケットの同期の許容範囲と見なされ得る。結果として、近い波長を有するチャネル間のチャネル間波長分散によってもたらされる時間シフトがパケット間ギャップよりも小さいままである場合、受信機は、引き続き、時間シフトされたパケットを正しく処理することができる。
【００３３】
その上、コヒーレント受信機が過大な損失を招くことなく処理することができるチャネルの数も制限され、例えば、最新のコヒーレント受信機では１０チャネルである。
【００３４】
結果として、送信に沿った近接した１０チャネル内に生じる時間シフトがパケット間ギャップ未満である場合、これらのチャネルで送信されたパケットは、各チャネルのチャネル間波長分散を個々に補償することを必要とせずに受信機によって検出され得る。
【００３５】
図２は、本発明の一実施形態によるパケット分岐／挿入多重化装置（ＰＯＡＤＭ）１を示す。ＰＯＡＤＭ１は、ネットワークのノードで実装されることを目的とし、一般に、光ファイバとして実装される光リンク４にリンクされる入力３を含み、光リンク４に沿って、波長分割多重化された（ＷＤＭ）チャネルを含む信号が送信される。ＰＯＡＤＭ１の入力３は、片側で専用受信機７にＷＤＭチャネルを送信し、反対側で帯域多重分離装置９の入力にＷＤＭチャネルを送信する光カプラ５にリンクされる。このカプラは、損失がより少ないという利点があるチャネル多重分離装置によって置き換えられ得る。
【００３６】
専用受信機７は、すべての送信されるＷＤＭチャネルを含むスペクトルの境界にあるチャネルであることが好ましい制御チャネルを検出することを目的とする。制御チャネルは、制御チャネル以外の波長で送信されるパケットに関する情報、すなわち、それらのパケットのヘッダと、特に、制御チャネル以外のチャネルのパケットが被る波長分散の値とを送信する。制御チャネルは、その他のチャネルと比較してスループットを減らされたチャネルであってよく、例えば、その他のチャネルが１０Ｇｂ／ｓのスループットを有する可能性がある一方で、制御チャネルに関しては２．５Ｇｂ／ｓであってよい。
【００３７】
専用受信機７は、この専用受信機７のコストを削減するために非コヒーレント受信機であることが好ましい。そのような場合、制御チャネルに対応しないチャネルをフィルタリングして取り除くために、専用受信機７の入力にフィルタが実装される。カプラ５がチャネル多重分離装置によって置き換えられる場合、フィルタは必要ない。さらに、制御チャネルは、各ノードで復調され、復号される。結果として、制御チャネルの累積された波長分散が制限され、最後のリンクで被る波長分散に対応する。したがって、スループットが削減される場合、オンオフ変調（ＯＯＫ）フォーマットなどの減衰に対して堅牢な変調フォーマットが使用される可能性がある。そのような場合、検出は、波長分散の補償なしに実現され得る。しかし、より高いスループットが要求される場合、またはリンクの長さがコアネットワークで通常使用される長さよりも長い場合、ファイバブラッググレーティング（ｆｉｂｒｅ  Ｂｒａｇｇ  ｇｒａｔｉｎｇ）または最尤系列推定などの最新の補償技術が実装される可能性がある。
【００３８】
その上、専用受信機が制御チャネルλｃｔで送信されたデータを検出し、処理するための時間がパケットの継続時間と比較して無視することができない可能性があるので、これらの検出および処理は、波長分散についての情報が制御チャネルで送信されるその他のチャネルで送信されたパケットの処理よりも前に実行される必要がある。この問題を解決するために２つの解決策が適用される可能性があり、所与のタイムスロットで送信された破棄されるパケットが被る波長分散についての情報が制御チャネルの前のタイムスロットで送信されるか、または、例えば、図２に示されたＰＯＡＤＭ１の光カプラ５と帯域多重分離装置９との間に遅延線が追加され、この遅延線の遅延が、専用受信機が制御チャネルのパケットを処理するために必要な時間に対応するかのどちらかである。
【００３９】
帯域多重分離装置９は、所定の遅延を有するそれぞれの複数の遅延線１３ｘ（ｘ＝１，．．，Ｎ）を介して複数のパケット分岐／挿入構造１１にそれぞれリンクされる複数の出力を含む。基本的な着想は、パケット間ギャップの継続時間Δｔ未満のチャネル間波長分散が原因で互いの間の相対的な時間オフセットを生じたチャネルを１つの帯域に集約することである。ＷＤＭチャネルは、帯域ごとに多重分離され、各帯域は、所定の数のチャネルを含み、１つの帯域は、例えば、所定の長さの１つの光ファイバとして実装される１つの遅延線１３ｘ（ｘ＝１，．．，Ｎ）を介して１つのパケット分岐／挿入構造１１に送信される。１つの帯域に関連する遅延線１３ｘ（ｘ＝１，．．，Ｎ）の所定の遅延、すなわち長さは、最後に越えられるリンク、すなわち、前のノードからのリンクでその帯域のチャネルが被るチャネル間波長分散に基づいて決定される。遅延線１３ｘ（ｘ＝１，．．，Ｎ）の遅延は、帯域の１つのチャネルと基準チャネル、例えば制御チャネルとの間のチャネル間波長分散によってもたらされる時間オフセットに対応する。
【００４０】
パケット分岐／挿入構造１１の出力は、複数の帯域を単一のＷＤＭ信号に再多重化する帯域多重化装置１５の入力にそれぞれリンクされる。帯域多重化装置１５の出力は、光カプラ１７の第１の入力にリンクされる。光カプラ１７の第２の入力は、制御チャネルのパケットを符号化し、変調するように構成された専用送信機１９にリンクされる。光カプラ１７の出力は、光リンク２２へのＰＯＡＤＭ１の出力２１にリンクされる。
【００４１】
図３に示される別の実施形態によれば、ＰＯＡＤＭ１の入力３は、帯域多重分離装置９に直接リンクされ、専用受信機７は、帯域多重分離装置９の１つの出力が専用受信機７にリンクされるように帯域多重分離装置９の後ろに置かれる。そのとき、帯域多重分離装置９は、専用受信機７にリンクされた出力に制御チャネルを送信し、複数の遅延線を介してそれぞれの複数のパケット分岐／挿入構造１１に複数の帯域を送信するように構成される。そのような構成においては、制御チャネルだけが帯域多重分離装置９によって送信されるので、専用受信機７の入力に光カプラ５もフィルタも必要とされない。同じようにして、専用送信機１９は、複数の帯域と再多重化されるために帯域多重化装置１５の入力にリンクされ、帯域多重化装置１５の出力は、光カプラ１７がもはや必要ないようにＰＯＡＤＭ１の出力２１に直接リンクされる。
【００４２】
図４は、本発明の一実施形態によるパケット分岐／挿入構造１１の図を示す。パケット分岐／挿入構造１１は、パケット分岐／挿入構造１１の入力に対応し、したがって遅延線１３ｘ（ｘ＝１，．．，Ｎ）にリンクされる入力を有する光カプラ２３を含む。光カプラ２３は、１つがコヒーレント受信機２５にリンクされ、もう１つが多重分離装置２７にリンクされた２つの出力を有する。以下の説明で詳細に示されるチャネル内波長分散を補償するために、コヒーレント受信機を使用することが重要である。したがって、遅延線１３ｘ（ｘ＝１，．．，Ｎ）から受信された帯域は、コヒーレント受信機２５と多重分離装置２７との両方に送信される。多重分離装置２７は、その多重分離装置２７の入力で受信された帯域を複数の個々のチャネルへと多重分離するように構成される。多重分離装置２７の出力は、それぞれ、複数の光ゲート２９を介して多重化装置３１の入力にリンクされる。光ゲート２９は、タイムスロットを「解放」し、このタイムスロットに新しいパケットを追加することを可能にし、破棄されないパケットを通過させるために、ノードで破棄されるパケットに対応するこれらのタイムスロットのデータを遮断するように構成され得る。破棄されるパケットは、コヒーレント受信機２５によって検出される。光ゲート２９は、半導体光増幅器（ＳＯＡ）ゲートとして実装されることが好ましい。さらに言えば、マッハ−ツェンダー変調器（ＭＺＭ）、リング共振器、音響光学スイッチ（ａｃｏｕｓｔｏ−ｏｐｔｉｃ  ｓｗｉｔｃｈ）、シリコン上液晶（ＬＣｏＳ：ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ）、または微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）などのその他の技術も使用され得るが、現在の先端技術では、これらの構成要素は、これらの構成要素を利用すること現在妨げている、パケットの継続時間に比して低速で機能することまたは低い遮断効率など、本出願に対する欠点を有する。
【００４３】
多重化装置３１は、帯域の個々のチャネルを再多重化するように構成される。多重化装置３１の出力は、送信機３５にリンクされた第２の入力を有する光カプラ３３の入力にリンクされる。送信機３５は、帯域の空きタイムスロットに挿入されることを目的とするパケットを送信するように構成される。送信機３５で使用される連続波（ＣＷ）レーザは、高速チューナブルＣＷレーザ（ｆａｓｔ  ｔｕｎａｂｌｅ  ＣＷ  ｌａｓｅｒ）として実装される可能性がある。代替的に、帯域のチャネルに対応する波長で発光し、各タイムスロットのために、送信される必要がある波長に対応するレーザを選択する高速セレクタに結合されたレーザのアレイが、実装される可能性がある。光カプラ３３は、送信機３５から来るパケットが多重化装置３１から受信された帯域の空きタイムスロットに挿入されるように、多重化装置３１から受信された光信号と、送信機３５から受信された光信号とを混合する。光カプラ３３の出力は、パケット分岐／挿入構造１１の出力に対応し、帯域多重化装置１５にリンクされる。
【００４４】
帯域多重分離装置９および帯域多重化装置１５は、薄膜フィルタまたはシリカ技術に基づいて低コストの固定帯域多重分離装置として実装されることが好ましい。多重分離装置２７および多重化装置３１は、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：ａｒｒａｙ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  ｇｒａｔｉｎｇ）として実装されることが好ましい。このＡＷＧは、ＩＩＩ−Ｖ族半導体またはシリコンフォトニクスなどの異なる技術によって実現される可能性がある。これらの２つの技術は、多重化装置と、多重分離装置と、光ゲートとの完全な統合を可能にし得る。代替的に、これらの機器は、電気機械システム（ＭＥＭＳ）またはシリコン上液晶（ＬｃｏＳ）に基づいて波長選択スイッチ（ＷＳＳ）として実装される可能性もある。
【００４５】
したがって、遅延線１３に沿って送信された帯域は、コヒーレント受信機２５によって受信され、破棄されることを目的とするパケットは、このコヒーレント受信機２５によって検出される。パケット分岐／挿入構造１１が１つのコヒーレント受信機２５だけを含む場合、１つのタイムスロット内では１つのチャネルの１つのパケットだけが検出される可能性があり、したがって、２つのパケットが共通の出口ノードを有する場合、これらの２つのパケットは２つの異なる帯域内でか、または２つの異なるタイムスロットでかのどちらかで送信される必要があることに留意されたい。そのような問題は、明らかに、パケット分岐／挿入構造１１ごとに複数の受信機を実装することによって克服され得る。
【００４６】
図５は、図４に示されたパケット分岐／挿入構造１１に配置されたコヒーレント受信機２５の実施形態の機能要素を示す。
【００４７】
コヒーレント受信機２５は、光カプラ２３に接続され、所定の数の多重化されたチャネルを含む帯域を受信する入力３７を含む。入力３７は、コヒーレントミキサ３９の第１の入力にリンクされる。コヒーレントミキサ３９の第２の入力は、各タイムスロットに関して、破棄される必要があるパケットを含む帯域のチャネルに対応する波長に同調される高速チューナブルレーザとして実装される局所発振器４１にリンクされる。送信機３５と同様に、局所発振器４１は、帯域のチャネルに対応する１組の波長を発し、高速セレクタに結合されたレーザのアレイによって実装され得る（アレイのレーザの数は帯域のチャネルの数に等しい）。
【００４８】
コヒーレントミキサ３９は、例えば、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、５０／５０光スプリッタ、および２つの９０°光ハイブリッド（９０°ｏｐｔｉｃａｌ  ｈｙｂｒｉｄ）を含む。偏光ビームスプリッタは、入力で受信された信号を直交偏波を有する２つの信号に分割するように構成される。５０／５０光スプリッタは、局所発振器４１から受信された信号を、それぞれが半分の電力を有する２つの信号に分割するように構成される。ＰＢＳの１つの出力および５０／５０スプリッタの１つの出力は、９０°ハイブリッドカプラに送信される。その他のＰＢＳの出力および５０／５０スプリッタのその他の出力は、第２の９０°光ハイブリッドに送信される。したがって、両方の偏波の同相成分および直交成分が、コヒーレントミキサ３９の出力で取り出される。そして、これらの４つの成分が、４つのアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ４５にそれぞれリンクされる、概してバランストフォトダイオード（ｂａｌａｎｃｅｄ  ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）として実装される４つの光検出器４３によって検出される。得られた４つのデジタル信号は、次いで、デジタル信号処理手段４７に与えるために使用される。
【００４９】
デジタル処理手段４７は、電子式分散補償（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）モジュールおよび適応等化器を含む。
【００５０】
電子式分散補償モジュールは、チャネル内波長分散による受信された信号の劣化（すなわち、歪み）を補償するように構成されるデジタルフィルタを含む。これらの歪みは、ネットワークのリンクに沿ったパケットの透過的な伝播の間にパケットによって蓄積された合計のチャネル内波長分散に依存する。したがって、これらの歪みは、たどられた経路に依存して各パケットに対して異なる可能性がある。
【００５１】
チャネル内波長分散は、本明細書においてはＨＤＩＳＰと表記され、
【００５２】
【数１】
0005938516.tif 000002
によって定義される全域通過伝達関数として周波数領域で記述される可能性があり、ｃは真空中の光の速度であり、λは信号の波長であり、ｗは角周波数であり、Ｄは、Ｌが光ファイバの長さ、βが光ファイバの種類に依存する定数であるものとしてＤ＝Ｌβによって定義される波長分散値であり、ｊは、絶対値が１で、角度π／２の複素数である。
【００５３】
したがって、チャネル内波長分散の影響を補償するために、電子式分散補償モジュールのデジタルフィルタは、ＨＤＩＳＰの逆（すなわち、ＨＤＩＳＰ−１）である伝達関数を有するように構成される。そのようなフィルタは、再帰型フィルタまたは非再帰型フィルタを使用して時間または周波数領域で実装され得る。さらに、デジタルフィルタを構成するために、波長分散値Ｄが知られている必要がある。しかし、そのような値は、パケットの継続時間と比較して測定の継続時間が長すぎるためにパケット粒度の応用で測定され得ない。この問題を克服するために、波長分散の値が制御チャネル内で送信される。さらに言えば、専用受信機７が、制御チャネルで送信された情報と、特に、破棄されるパケットが被る波長分散の値とを取り出し、その上、この取り出された値を、これらの破棄されるパケットを検出するコヒーレント受信機２５に送信するように構成される。結果として、専用受信機によって与えられる波長分散値は、コヒーレント受信機２５の電子式分散補償モジュールによって、そのモジュールのデジタルフィルタを構成し、伝達関数のＤの値を計算するために使用される。
【００５４】
制御チャネル内で、パケットの出口ノードでパケットが被る波長分散の推定値を得るために、この波長分散に関する情報は、最初に０に設定され、信号の経路に沿った各ノードで更新される。
【００５５】
さらに言えば、ネットワークのトポグラフィ（リンクに沿った光ファイバの長さおよび種類）が決定され、ネットワークの構築時にデータリポジトリに格納されると想定される。このデータリポジトリは、制御プレーンのメカニズムを介してネットワークのノードにローカルのトポロジーを分散するネットワーク管理システムなどのネットワークの集中型のエンティティの一部である可能性がある。そのような編成は、近接するリンクのトポグラフィの、各ノードへの格納を可能にする。結果として、最後に（または次に）越えられるリンクに沿って信号が被る波長分散の推定値が、ノードのデータリポジトリに格納されたトポグラフィ情報に基づいて各ノードで決定され得る。
【００５６】
したがって、経路の各リンクの後に（または前に）、制御チャネルに符号化される、制御チャネル以外のチャネルのパケットが被る波長分散の値が、最後に（または次に）越えられるリンクに関連する値を加えることによって更新される。したがって、経路に沿った波長分散の累積された値が、出口ノードで得られる。さらに言えば、制御チャネルが各ノードで検出されるとき、制御チャネルで送信された値が（最後のリンクに対応する値を加えることによって）更新される可能性があり、そのような更新は、（引き続きネットワークを介して透過的に送信され得る）その他のチャネルで送信されるデータパケットのためにいかなる追加の変換または損失ももたらさない。
【００５７】
ＨＤＩＳＰの逆数である伝達関数をデジタルフィルタが生成するために、デジタルフィルタのタップの重みが決定される必要がある。
【００５８】
奇数Ｎ個のタップを有する時間領域で実装される非再帰型フィルタの場合、タップの重みは、
【００５９】
【数２】
0005938516.tif 000003
によって与えられる。ｋ＝１．．．Ｎに対して、Ｔはシンボルの継続時間であり、
【００６０】
【数３】
0005938516.tif 000004
であり、
【００６１】
【数４】
0005938516.tif 000005
は負の無限大に近づくように丸められたＮ／２の整数部である。したがって、タップの重みは、制御チャネルで与えられる送信された波長分散値に基づいて計算され得る。この計算が長すぎる場合、１組のあり得る波長分散値および関連するタップの重みが、ノードのルックアップテーブルなどのデータリポジトリに格納される可能性がある。結果として、ＦＩＲフィルタのタップの重みを決定するために波長分散の測定が必要とされず、限られた計算だけが必要とされるかまたは計算がまったく必要とされないので、本明細書に記載の電子式分散補償モジュールは、チャネル内波長分散の高速な補償を可能にする。
【００６２】
その上、偏波モード分散またはトランシーバが誘発するシンボル間干渉などのその他の物理的な悪化は、信号の劣化をもたらし、補償される必要がある。
【００６３】
これは、電子式補償モジュールの出力に置かれる適応等化器によって実現される。適応等化器は、Ｈｘｘ、Ｈｘｙ、Ｈｙｙ、およびＨｙｙと表記される４つのＦＩＲフィルタのアレイを用いた図６に示されるようなバタフライ構造（ｂｕｔｔｅｒｆｌｙ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）で配列された複素適応有限インパルス応答（ＦＩＲ）デジタルフィルタの多入力多出力（ＭＩＭＯ）時間領域アレイによって実装され得る。この例において、適応等化器は、２つの偏波に対応し、２つの直交成分（実部および虚部）を含む、ＸｉｎおよびＹｉｎと表記される２つの入力を有する。適応等化器の出力ＸｏｕｔおよびＹｏｕｔは、
【００６４】
【数５】
0005938516.tif 000006
によって与えられ、ここで、Ｎは、ＦＩＲフィルタのタップ数であり、Ｈｘｘ、Ｈｘｙ、Ｈｙｘ、およびＨｙｙは、タップの重みを含む長さＮのベクトルであり、ＸｉｎおよびＹｉｎは、フィルタが適用されるＮ個のサンプルのスライディングブロック（ｓｌｉｄｉｎｇ  ｂｌｏｃｋ）であり、ｋは、サンプリング時間の添え字であり、ｌは、フィルタのタップの添え字である。
【００６５】
適応等化器のＦＩＲフィルタのタップは、定包絡線基準アルゴリズム（ＣＭＡ：ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｍｏｄｕｌｕｓ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などの等化アルゴリズムによって更新される。ＣＭＡは、受信される信号のシンボル間干渉を削減するように等化器のフィルタ係数を調整するブラインド適応アルゴリズム（復号すべきビットが未知である）である。アルゴリズムは、送信される信号が絶対値一定の信号である、すなわち、信号の振幅が一定であると仮定する（これは、例えば、４相位相偏移変調（ＱＰＳＫ）変調フォーマットに当てはまる）。そのとき、タップの重みは、
【００６６】
【数６】
0005938516.tif 000007
【数７】
0005938516.tif 000008
によって更新され、Ｘｉｎは、Ｘｉｎの複素共役であり、μは、収束パラメータ（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  ｐａｒａｍｅｔｅｒ）であり、δε１およびδε２は、生成された複素デジタル信号値の絶対値の誤差の導関数の推定値であり、
δε１＝α２−Ｘｏｕｔ２，δε２＝α２−Ｙｏｕｔ２
によって与えられ、ここで、αは、目標の信号の振幅である。
【００６７】
代替的な等化アルゴリズムが、最小二乗平均（ＬＭＳ）アルゴリズム、判定指向（ＤＤ：ｄｅｃｉｓｉｏｎ  ｄｉｒｅｃｔｅｄ）アルゴリズム、またはゼロフォーシング（ＺＦ）アルゴリズムなどのＣＭＡの代わりに適用される可能性もある。
【００６８】
その上、適応等化器が、やはり、波長分散が原因である潜在的な残留している劣化を補償することができ、適応等化器が処理することができる波長分散が原因である劣化の量が、タップの数に依存する（タップの数が多いほど、補償され得る波長分散が原因の劣化の量が多い）ことに留意されたい。さらに言えば、制御チャネルで送信される波長分散の量は、パケットが被る波長分散の実際の量の推定値であるに過ぎず、波長分散が原因であるわずかな量の劣化が、電子式分散補償モジュールの出力にまだ残っている可能性があり、適応等化器は、波長分散が原因であるこれらの残っている劣化を補償するように構成され得る。加えて、チャネル内波長分散が原因であるこれらの残っている劣化は少ないので、適応等化器の収束時間は、（電子式分散補償モジュールの入力に当てはまる）多量のチャネル内波長分散が原因である大きな劣化の場合の収束時間と比較して大幅に削減され、したがって、適応等化器は、少ない時間で、チャネル内波長分散が原因である残っている劣化の細かな補償を適用する。
【００６９】
図５に示されたデジタル処理手段４７は、専用ハードウェアと、信号処理専用の適切なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行することができるハードウェアとを使用することによって既に提供されている。プロセッサによって提供されるとき、デジタル処理手段４７は、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、または一部が共有される可能性がある複数の個別のプロセッサによって提供され得る。その上、用語「プロセッサ」の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアだけを指すと解釈されるべきでなく、限定することなしに、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェアと、ネットワークプロセッサと、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）と、ソフトウェアを記憶するための読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、不揮発性ストレージとを暗黙的に含み得る。通常のおよび／またはカスタムのその他のハードウェアも、含まれる可能性がある。
【００７０】
上述のＰＯＡＤＭ１の機能をより深く理解するために、図７に概略的に示されるように、λ１からλ６５と表記され、波長軸λに沿ってチャネル間隔Δλでスペクトル格子に分散された６５個のチャネルによるＷＤＭ信号に基づく例が、以降で説明される。チャネルλ６５は、制御チャネルλｃｔである。図８は、光ファイバｘの軸に沿ったチャネル、この場合はλ１のＴＳ１．．ＴＳ６と表記される対応するタイムスロット内のＰ１．．．Ｐ６と表記されるパケットの配列を示す。タイムスロットの継続時間ΔＴは、パケットの継続時間ｔｐおよびパケット間ギャップの継続時間またはガードバンドの継続時間Δｔに対応する。
【００７１】
ネットワークの構成時に実行される第１のステップは、帯域で集約され得るチャネルの最大数の決定である。上述のように、２つのパラメータが、この決定のために考慮に入れられる必要がある。
【００７２】
第１に、過大な不利益をもたらすことなく実装されたコヒーレント受信機によって処理され得るチャネルの最大数が、必要とされる。この数は、コヒーレント受信機の技術に依存し、典型的には、最新のコヒーレント受信機では１０に等しく、これは、１０個以下のチャネルが帯域で集約され得ることを意味する。
【００７３】
そのとき、ネットワークの任意の透過な経路に沿って帯域の２つのチャネル間で波長分散によって生じる時間オフセットは、パケット間ギャップΔｔよりも短いままである必要がある。
【００７４】
したがって、ネットワーク内でパケットが伝播することがおそらくあり得る最長の透過な経路の長さが、判定される。この最大の長さおよびリンクの特徴（単位長さ当たりの引き起こされる波長分散）を知ると、所与の波長間隔から離間された２つのチャネルの間でこの最大の長さに沿って波長分散によって生じる時間オフセットが、決定され、パケット間ギャップΔｔと比較され得る。この例においては、Δｔよりも短いオフセットを生じる最大の波長間隔が、例えば、７つのチャネル間隔Δλに対応する。そのような場合、帯域のチャネルの最大数は、８個に制限される必要がある。したがって、ネットワークのＰＯＡＤＭ１は、最大８個のチャネルを有する帯域を処理するように構成される。６５個のチャネルを用いるこの場合、チャネルは、それぞれが８つのチャネルを有する８つの帯域と制御チャネルλｃｔとに集約される可能性がある。結果として、８つのパケット分岐／挿入構造１１が、６４個のデータチャネルを処理するために、ネットワークの各ノードのＰＯＡＤＭ１で必要とされる。
【００７５】
図９は、それぞれ、ノードＮ１−Ｎ２、Ｎ２−Ｎ３、およびＮ３−Ｎ４の間の３つのリンクＬ１−２、Ｌ２−３、およびＬ３−４によってリンクされた、Ｎｌ（ｌ＝１，２．．．４）と表記される４つのノードによるネットワーク経路の例を示す。光ノードＮｌ（ｌ＝１．．．４）は、図１から３に示されたように実装されたＰＯＡＤＭ１を含む。６５個の多重化されたチャネルが、ノードＮ２およびＮ３を通じてノードＮ１からノードＮ４に送信される。所与の時間に、２つのパケットが、ノードＮ１からノードＮ３に同時に送信される必要がある。
【００７６】
これらの２つのパケットは、２つの異なる帯域に対応するチャネルλ１およびλ９に配置される。さらに言えば、上述のように、異なる帯域のパケットのみが、同時に破棄され得る。
【００７７】
図１０は、１組の６５個のチャネルに関する入口ノードＮ１におけるパケットのタイムスロットにおけるパケットの配列を示す。明瞭にするために、λ１、λ２、λ８、λ９、λ１０、およびλ６５と表記される６つのチャネルのみが示される。チャネルλ１、λ２、およびλ８は、帯域Ｂ１に属し、チャネルλ９およびλ１０は、帯域Ｂ２に属し、チャネルλ６５は、制御チャネルλｃｔである。示された時間間隔は、ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３、およびＴＳ４と表記される４つのタイムスロットに対応する。ノードＮ３に送信される必要がある対象の２つのパケットは、黒く色づけされ、Ｐ１’およびＰ９’と表記される。これらの２つのパケットは、それぞれ、チャネルλ１およびλ９においてタイムスロットＴＳ２内で送信される。その他のパケットは、ノードＮ４に向けられている。
【００７８】
これらのチャネルは、多重化され、ノードＮ１によってリンクＬ１−２を通じてノードＮ２に送信される。
【００７９】
図１１は、パケットがノードＮ２の入力で受信されるときのパケットの配列を示す。制御チャネルλ６５が基準と見なされ、したがって、図１１のタイムスロットは制御チャネルλ６５のフレームＴにしたがって設定される。チャネル間波長分散のために、その他のチャネルが、制御チャネルに対して時間シフトされる。制御チャネルλ６５に対して最大の波長の差を有するチャネルλ１のパケットは、制御チャネルλ６５のフレームＴの始まりに対して最大の時間オフセットを有する。しかし、帯域内の２つのチャネル間の時間シフトまたは時間オフセット、例えば、チャネルλ１とチャネルλ８との間の時間シフトｔｓは、パケット間ギャップΔｔよりも短いままである（実際には、パケットＰ１’は、次のタイムスロットＴＳ３に属するパケットＰ８’’よりもまだ前にある）。
【００８０】
そのとき、制御チャネルλ６５によって送信されたデータは、専用受信機によって検出される。さらに言えば、各ノードで制御チャネルλ６５が復調され、制御チャネルλ６５で送信されたデータが検出される。波長分散についての情報が、その他のチャネル（チャネルλ１からλ６４）に沿って送信されたパケットのそれぞれに関して、リンクＮ１−Ｎ２に沿って被る波長分散によって更新される。いかなるパケットもノードＮ２で破棄されないので、これらの更新された情報は、ノードＮ２のＰＯＡＤＭ１によって透過的に送信されたその他のチャネル（チャネルλ１からλ６４）と再多重化されるために専用送信機によって符号化され、変調され、発せられる。しかし、遅延線１３のおかげで、帯域Ｂ１、Ｂ２．．．Ｂ８が制御チャネルに対して再同期され、例えば、図１２に示されるように、各帯域の最後のチャネルが制御チャネルと再同期され、その結果、共通の帯域のチャネルの間でわずかなオフセットだけが引き続き残る。
【００８１】
次いで、多重化されたチャネルが、ノードＮ２からノードＮ３に送信される。
【００８２】
図１３は、パケットがノードＮ３の入力で受信されるときのパケットの配列を示す。チャネルλ１とチャネルλ８との間の時間シフトｔｓは、ノードＮ２とノードＮ３との間で被るチャネル間波長分散が原因で、ノードＮ２における受信時よりも長いが、パケット間ギャップΔｔよりも短いままである。タイムスロットＴＳ１のフレームＴで送信され、パケットＰ１’およびＰ９’の波長分散についての情報を含む制御チャネルλ６５のデータ（前のタイムスロットにおける制御データの送信は、専用受信機７がデータパケットＰ１’およびＰ９’の検出の前にパケットＰ１’およびＰ９’に対応する制御チャネルのデータを検出し、処理するための時間を持つことを可能にする）。制御チャネルで送信された、パケットＰ１’およびＰ９’が被る波長分散についての情報は、専用受信機７によって取り出される。取り出された値は、ノードＮ２とノードＮ３との間で被る波長分散の値によって更新される。次いで、パケットＰ１’およびＰ９’に対応する更新された値が、帯域Ｂ１および帯域Ｂ２を処理するコヒーレント受信機にそれぞれ送信される。タイムスロットＴＳ２が帯域Ｂ１を処理するコヒーレント受信機２５によって受信されるとき、局所発振器４１は、λ１に対応する波長に同調させられ、（この場合はノードＮ１とノードＮ３との間の）ネットワークを通じたパケットＰ１’の伝播に沿ってパケットＰ１’が被る波長分散に関して専用受信機７によって送信された値は、チャネル内波長分散を補償し、パケットＰ１’に符号化されたデータを取り出すためにコヒーレント受信機２５の電子式分散補償モジュールを構成するために使用される。同じようにして、パケットＰ９’に符号化されたデータは、帯域Ｂ２を処理するコヒーレント受信機２５によってやはり取り出される。さらに、タイムスロットＴＳ２中にチャネルλ１およびλ９において送信されるデータは、帯域Ｂ１およびＢ２を処理するパケット分岐／挿入構造の光ゲート２９によって遮断され、その結果、Ｎ４に送信される必要がある新しいデータパケットが、送信機３５によってチャネルλ１およびλ９においてタイムスロットＴＳ２内に追加され得る。その上、ノードＮ３で破棄されないパケット、例えば、パケットＰ２’は、ノードＮ４にノードＮ３を通じて透過的に送信される。これらの破棄されないパケットが被る波長分散に関する情報は、リンクＮ２−Ｎ３に対応する値によって更新され、更新された値は、Ｎ４に送信されるために制御チャネル内に再符号化される。さらに、チャネルλ１およびλ９においてタイムスロットＴＳ２で送信されるパケットが被る波長分散についての情報は、これらのタイムスロットでノードＮ３から新しいパケットが発せられるとき、０にリセットされる。したがって、各ノードにおいて、チャネル間波長分散が帯域ごとに補償され、送信先でチャネル内波長分散を処理するために、被る波長分散についての情報が制御チャネルで更新され、よって、波長分散の両方の影響を処理することを可能にする。
【００８３】
その上、上述の構成は、インライン補償ファイバなどのインライン構成要素を必要とせずに波長分散の補償を可能にすることに留意されたい。結果として、そのような構成は、波長粒度（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）能力を提供する機器とパケット粒度能力を提供する機器との組み合わせを含むネットワークの場合に特に適合される。さらに言えば、ＰＯＡＤＭＳ１などのパケット粒度を備えた構造が、再構成可能光分岐／挿入多重化装置（ＲＯＡＤＭＳ）などの波長パケット粒度構造（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｐａｃｋｅｔ  ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）に関してより高いそれらの構造の柔軟性が原因でますます実装されている。しかし、ＲＯＡＤＭが既に実装されているとき、およびパケット粒度がネットワーク容量を最適化するために低トラフィックまたはバースト的トラフィックの場合を対象とするとき、ＲＯＡＤＭとＰＯＡＤＭとの両方の組み合わせが、ネットワークの柔軟性を高めながら設備投資を制限するための丁度良い妥協点であるようである。
【００８４】
図１４は、ＲＯＡＤＭ５０を２つのＰＯＡＤＭＳ１と組み合わせる光ノード４９の例を示す。実際には、ただ１つまたは３つ以上のＰＯＡＤＭＳが、ＲＯＡＤＭ５０とともに集約される可能性もある。
【００８５】
示されたノード４９は、それぞれ光リンク４ａおよび４ｂから信号を受信する２つの入力５１ａおよび５１ｂと、２つの光リンク２２ａおよび２２ｂに信号を送信する２つの出力５３ａおよび５３ｂとを含む。入力５１ａおよび５１ｂは、受信された信号を増幅するためにエルビウムドープ光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）などの増幅器５５ａおよび５５ｂにそれぞれリンクされる。さらに言えば、リンク４ａおよび４ｂを通じた送信が損失を引き起こすので、１組のチャネルを含む受信された信号は、受信機において良好な検出を可能にするために増幅されることを必要とする可能性がある。増幅器５５ａおよび５５ｂの出力は、複数の多重化されたチャネルを含む受信された信号をチャネルのサブセットをそれぞれ含む２つの信号に分割するように構成される多重分離装置５７ａおよび５７ｂにそれぞれリンクされ、第１のサブセットは、ＲＯＡＤＭ５０によって処理されることを目的とするチャネルに対応し、第２のサブセットは、ＰＯＡＤＭ１によって処理されることを目的とするチャネルに対応する。したがって、多重分離装置５７ａおよび５７ｂは、１つの入力をおよび２つの出力を含み、１−２ＷＳＳとして実装される可能性がある。各多重分離装置５７ａおよび５７ｂに関して、そのとき、第１のサブセットが、チャネルが破棄されない場合に多重化装置５８ａおよび５８ｂにチャネルを直接送信するか、またはチャネルが破棄される場合に破棄構造５９にチャネルを送信するかのどちらかのために、光カプラ６０ａまたは６０ｂにそれぞれ送信される。例えば、入力５１ａで受信されたＷＤＭ信号は、７３個のチャネルを含む可能性があり、（λ６６からλ７３までの）８個のチャネルの第１のサブセットは破棄構造５９に宛てられ、（λ１からλ６５までの）６５個のチャネルの第２のサブセットはＰＯＡＤＭ１に宛てられる。しかし、（λ６６からλ７３までの）ＲＯＡＤＭ５０によって処理される８個のチャネルのうち、チャネルがノード４９で破棄されない場合、それらのチャネルは、光リンク２２ａまたは２２ｂを通じて別のノードに透過的に送信されるために、多重化装置５８ａまたは５８ｂに直接送信される。そのとき、第２のサブセットのチャネルは、第１のＰＯＡＤＭ１に送信され、上述のように処理される。破棄される必要がある第１のサブセットのチャネルは、それらのチャネルが検出されるために多重分離装置６１、例えばＷＳＳによって多重分離され、受信機６３に個々に送信される破棄構造５９に送信される。同じようにして、入力５１ｂで受信された第１のサブセットのチャネルは、多重化装置５８ａもしくは５８ｂに直接送信されるか、または破棄構造５９に送信されるかのどちらかである一方、入力５１ｂで受信された第２のサブセットのチャネルは、第２のＰＯＡＤＭ１に送信される。ＲＯＡＤＭ５０は、特に、チャネルλ６６からλ７３の波長にそれぞれ対応する信号を発するように構成された送信機６９を含む追加構造６７も含む。送信機６９は、多重化装置７１にリンクされ、それから、透過的に送信されるチャネルおよびＰＯＡＤＭＳ１によって処理されたチャネルと再多重化されるために多重化装置５８ａおよび５８ｂにリンクされる。リンク２２ａおよび２２ｂに沿っ��ＷＤＭ信号が被る損失を補償するために、リンク２２ａおよび２２ｂへの送信の前に、ＥＤＦＡなどの増幅器７３ａおよび７３ｂが多重化装置５８ａおよび５８ｂの出力に実装される可能性もある。
【００８６】
１つの入力５１、１つの出力５３、および１つのＰＯＡＤＭ１のみの場合の図１５に示された別の実施形態によれば、多重分離装置５７（図１４の５７ａおよび５７ｂ）ならびに光カプラ６０（図１４の６０ａおよび６０ｂ）が、ＰＯＡＤＭ１、破棄構造５９、および多重化装置５８にそれぞれリンクされる複数の出力を含む単一の多重分離装置７５によって置き換えられる可能性がある。そのとき、多重分離装置７５は、受信された信号を、ＰＯＡＤＭ１、破棄構造５９、および多重化装置５８にそれぞれ向けられたチャネルのサブセットを含む複数の信号に分割するように構成される。多重分離装置７５は、ＷＳＳとして実装される可能性がある。
【００８７】
したがって、帯域で近隣のチャネルを集約すること、制御チャネルにおけるパケットの送信に沿ってパケットが被る波長分散の推定された値の送信と組み合わされた、デジタル信号処理手段を使用するチャネル内波長分散補償に関連する、帯域ごとに遅延線を使用するチャネル内波長分散補償が、ノード内で、パケット粒度の制約と両立し得る時間で波長分散の両方の形態を補償することを可能にする。さらに、そのような補償は、いかなるインライン構成要素も必要とせず、したがって、そのような補償の実装は、限られた設備投資を必要とするだけであり、パケット粒度能力を備えた既存の波長切り替え機器を強化するように特に構成され、削減されたコストでより高い柔軟性をもたらす。
【図１】
0005938516.tif 000009
【図２】
0005938516.tif 000010
【図３】
0005938516.tif 000011
【図４】
0005938516.tif 000012
【図５】
0005938516.tif 000013
【図６】
0005938516.tif 000014
【図７】
0005938516.tif 000015
【図８】
0005938516.tif 000016
【図９】
0005938516.tif 000017
【図１０】
0005938516.tif 000018
【図１１】
0005938516.tif 000019
【図１２】
0005938516.tif 000020
【図１３】
0005938516.tif 000021
【図１４】
0005938516.tif 000022
【図１５】
0005938516.tif 000023