(57)【要約】光リングはノード間でトラフィック信号を伝送するよう動作する。ラマンポンプソースは光リングに結合される。ラマンポンプソースは、光ファイバリングの少なくとも一部にポンプパワーを提供するよう動作する。各ノードは、光ファイバリングにトラフィックを少なくとも受動的に落とすよう動作する光スプリッタを有する。各ノードは、そのノードでポンプパワーをトラフィック信号から分離するよう動作するポンプフィルタを更に有する。
2005533437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノード間でトラフィック信号を伝送するよう動作する光リング；
前記光リングに接続され、前記光リングの少なくとも一部にポンプパワーを与えるよう動作するラマンポンプソース；
を備え、前記複数のノードは前記光リングで接続され、各ノードは、前記光リングから少なくとも受動的にトラフィックを落とすよう動作する光スプリッタから構成され、該ノードにてラマンポンプパワーを前記トラフィック信号から分離するよう動作するポンプフィルタから更に構成される；
ことを特徴とする光ネットワーク。
【請求項２】
各ノードが、光ファイバリングにトラフィックを少なくとも受動的に付加するよう動作する光スプリッタから更に構成される
ことを特徴とする請求項１記載の光ネットワーク。
【請求項３】
ポンプソースが、トラフィック伝送信号に対して逆に伝搬する方向にポンプパワーを送る
ことを特徴とする請求項１記載の光ネットワーク。
【請求項４】
前記ポンプソースが、第１のポンプソースから構成され、前記第１のポンプソースのラマン増幅用に、前記トラフィック伝送信号のポンプパワーと同じ向きに伝搬する方向にポンプパワーを送る第２のポンプソースから更に構成される
ことを特徴とする請求項３記載の光ネットワーク。
【請求項５】
前記ポンプソースが、第１のポンプソースから構成され、前記トラフィック伝送信号のラマン増幅用に、前記トラフィック伝送信号のポンプパワーと同じ向きに伝搬する方向にポンプパワーを送る第２のポンプソースから更に構成される
ことを特徴とする請求項３記載の光ネットワーク。
【請求項６】
前記第２のポンプソースが、前記第１のポンプソースが故障した際に、ポンプパワーを送るように選択的に動作する
ことを特徴とする請求項５記載の光ネットワーク。
【請求項７】
前記第１のポンプソース及び前記第２のポンプソースが、前記トラフィック伝送信号の波長より約１００ナノメートル短い波長を出力する
ことを特徴とする請求項５記載の光ネットワーク。
【請求項８】
前記第１のポンプソースが、前記トラフィック伝送信号の波長より約１００ナノメートル短い波長を出力し、前記第２のポンプソースが、前記第１のポンプソースの波長より約１００ナノメートル短い波長を出力する
ことを特徴とする請求項４記載の光ネットワーク。
【請求項９】
前記光ファイバリングが、約４０キロメートルの外周を有し、実質的にリング全体が、約０．５ワットの単独のラマンレーザにより増幅される
ことを特徴とする請求項１記載の光ネットワーク。
【請求項１０】
光ネットワーク用のノードであって：
前記光ネットワーク上で搬送されるトラフィック信号からラマンポンプパワーを分離するポンプフィルタ；
前記ノードの付加／除去要素近辺で、分離されたラマンポンプパワーを迂回させるバイパス要素；及び
前記ノードの前記付加／除去要素を迂回した後に、前記ラマンポンプパワーを前記トラフィック信号と再合成する合成器；
を備えることを特徴とする光ネットワーク用のノード。
【請求項１１】
前記バイパス要素が、ポンプパワーを選択的に終端するスイッチから構成される
ことを特徴とする請求項１０記載の光ネットワーク。
【請求項１２】
前記付加／除去要素が、受動的な付加／除去要素である
ことを特徴とする請求項１０記載の光ネットワーク。
【請求項１３】
光リングの少なくとも一部にラマンポンプパワーを提供するステップ；
前記ラマンポンプパワーを用いて前記光リングで伝送されるトラフィック信号をラマン増幅するステップ；
前記光リングによって接続された複数のノードの各々において、前記光ファイバリングからトラフィックを少なくとも受動的に除去するステップ；及び
ノードにて前記トラフィック信号からラマンポンプパワーを分離するステップ；
を有することを特徴とする光ネットワークを増幅する方法。
【請求項１４】
前記複数のノードの各々において、光スプリッタにより光ファイバにトラフィックを少なくとも受動的に付加するステップを更に有する
ことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
ポンプパワーを提供するステップが、前記トラフィック信号と逆に伝搬する方向にてなされる
ことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記トラフィック信号と同じ向きに伝搬する方向にポンプパワーを提供するステップを更に有する
ことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
第１のポンプソースが故障した際に、前記トラフィック信号と同じ向きに伝搬する方向にポンプパワーを選択的に提供するステップを更に有する
ことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記光ファイバリングが、約４０キロメートルの外周を有し、実質的にリング全体が、約０．５ワットの単独のラマンレーザにより増幅される
ことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１９】
前記ポンプパワーが、前記トラフィック伝送信号の波長より約１００ナノメートル短い波長を出力する
ことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項２０】
光ファイバリングで伝送されるトラフィック信号のラマン増幅用に、光ファイバリングの少なくとも一部にポンプパワーを提供するステップ；及び
前記光ファイバリングによって接続された複数のノードの各々において、
ポンプパワーを前記トラフィック信号から分離し；
ノードの付加／除去要素の近辺で、分離されたポンプパワーを迂回させ；及び
前記付加／除去要素を迂回した後に、前記ポンプパワーを前記トラフィック信号に再合成するステップ；
を有することを特徴とする光ネットワークを増幅する方法。
【請求項２１】
分離したポンプパワーをノードにて選択的に終端するステップを更に有する
ことを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記光ファイバリングが、約４０キロメートルの外周を有し、実質的にリング全体が、約０．５ワットの単独のラマンレーザにより増幅される
ことを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記ポンプパワーが、前記トラフィック伝送信号の波長より約１００ナノメートル短い波長を有する
ことを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２４】
光ファイバリングで伝送されるトラフィックのラマン増幅用に光ファイバリングの少なくとも一部にポンプパワーを提供する手段；
前記光リングによって接続された複数のノードの各々において、前記光ファイバリングからトラフィックを少なくとも受動的に除去する手段；及び
ノードにて前記トラフィック信号からポンプパワーを分離する手段；
を有することを特徴とする光ネットワーク。
【請求項２５】
前記複数のノードの各々において、光スプリッタにより光ファイバにトラフィックを少なくとも受動的に付加する手段を更に有する
ことを特徴とする請求項２４記載の光ネットワーク。
【請求項２６】
ポンプパワーの提供が、前記トラフィック信号と逆に伝搬する方向にてなされる
ことを特徴とする請求項２４記載の光ネットワーク。
【請求項２７】
前記トラフィック信号と同じ向きに伝搬する方向にポンプパワーを提供する手段を更に有する
ことを特徴とする請求項２６記載の光ネットワーク。
【請求項２８】
第１のポンプソースが故障した際に、前記トラフィック信号と同じ向きに伝搬する方向にポンプパワーを選択的に提供する手段を更に有する
ことを特徴とする請求項２６記載の光ネットワーク。
【請求項２９】
前記光ファイバリングが、約４０キロメートルの外周を有し、実質的にリング全体が、約０．５ワットの単独のラマンレーザにより増幅される
ことを特徴とする請求項２４記載の光ネットワーク。
【請求項３０】
前記ポンプパワーが、前記トラフィック伝送信号の波長より約１００ナノメートル短い波長を出力する
ことを特徴とする請求項２４記載の光ネットワーク。
【請求項３１】
光ファイバリングで伝送されるトラフィックのラマン増幅用に光ファイバリングの少なくとも一部にポンプパワーを提供する手段；
前記光ファイバリングによって接続された複数のノードの各々における：
ポンプパワーを前記トラフィック信号から分離する手段；
ノードの付加／除去要素の近辺で、分離されたポンプパワーを迂回させる手段；及び
前記付加／除去要素を迂回した後に、前記ポンプパワーを前記トラフィック信号に再合成する手段；
を有することを特徴とする光ネットワーク。
【請求項３２】
分離したポンプパワーをノードにて選択的に終端する手段を更に有する
ことを特徴とする請求項３１記載の光ネットワーク。
【請求項３３】
前記光ファイバリングが、約４０キロメートルの外周を有し、実質的にリング全体が、約０．５ワットの単独のラマンレーザにより増幅される
ことを特徴とする請求項３１記載の光ネットワーク。
【請求項３４】
前記ポンプパワーが、前記トラフィック伝送信号の波長より約１００ナノメートル短い波長を有する
ことを特徴とする請求項３１記載の光ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に光伝送システムに関し、光ネットワーク用の分散ラマン増幅器及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレコミュニケーションシステム、ケーブルテレビジョンシステム及びデータ通信ネットワークは、遠隔した地点間で大量の情報を速やかに搬送するために光ネットワークを利用する。光ネットワークでは、情報は、光信号の形式で光ファイバを介して搬送される。光ファイバは、非常に低損失で長距離にわたって信号を伝送することの可能な細いガラス線より成る。
【０００３】
光ネットワークは伝送容量を増やすために波長分割多重化（ＷＤＭ）又は高密度波長分割多重化（ＤＷＤＭ）を利用することが間々ある。ＷＤＭ及びＤＷＤＭネットワークでは、多くの光チャネルが異なる波長で各ファイバにて搬送される。ネットワーク容量は、各ファイバ又はチャネルにおける波長又はチャネルの数、又はチャネルのサイズ等に基づく。ＷＤＭ、ＷＤＥＭ及び他の光ネットワークでは、マイクロエレクトロメカニカルスイッチ（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｗｉｔｃｈｅｓ），アレイウエーブガイドグレーティング（ＡＷＧ：ａｒｒａｙ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  ｇｒａｔｉｎｇ），インターリーバ及び／又はファイバグレーティング（ＦＧ：ｆｉｂｅｒ  ｇｒａｔｉｎｇ）が、ネットワークノードでトラフィックを付加する及び除くために使用され、ネットワークノードでトラフィックを多重化及び分離するために使用されるのが一般的である。ＷＤＭ及び他の光ネットワークでは、一般に、エルビウムドープファイバ増幅器が、各ノードで光信号入力及び出力を増幅するために配備される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願課題は、従来のシステム及び方法に関連する問題点や欠点を排除する又は軽減する、光ネットワーク用の分散ラマン増幅器及び関連する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
特定の態様では、ポンプソースが光ファイバリングに結合され、その光ファイバリングはノード間でトラフィック信号を伝送するよう動作可能である。ポンプソースは、トラフィック信号のラマン増幅用に、ポンプパワーを光ファイバリングの少なくとも一部に提供するよう動作する。各ノードは、少なくとも一部のトラフィックを光ファイバリングに落とすよう動作する光スプリッタより成る。各ノードは、そのノードにて、トラフィック信号からのポンプパワーを分けるよう動作するポンプフィルタから更に構成される。
【０００６】
本発明の一実施例によれば、ノードは、そのノードの付加／除去の要素からポンプパワーを迂回させるバイパス要素、及びノードの付加／除去要素のバイパス後にポンプパワーをトラフィック信号に再結合する合成器（コンバイナ）から更に構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による技術的利益は、光ファイバリング用の分散されたラマン増幅器及びその方法を提供することを含む。一態様では、１つのラマン増幅ポンプが、光リングネットワーク全体に対するラマン増幅を行ってもよい。ポンプバイパス要素、リフレクタを通じて及び／又は別のリングへ及び別のリングから過剰なポンプパワーを伝送することで、ポンプパワーは再利用され（リサイクルされ）及び／又は保存されてもよい。
【０００８】
本発明による他の技術的利益は、速やかな過度特性及び広帯域増幅性を備えた光リングネットワークを提供することを含む。特定の態様では、ゲイン幅（利得幅）は１００ナノメートルより大きくてもよい。過度応答は、サージの低い又は全くない低雑音性で、ピコ秒のオーダーであってもよい。
【０００９】
他の技術的利益は、より広い帯域、より大きなリング又はより多数のノードをカバーするために、様々な波長のポンプソースを加えることで、ペイアズグロー（ｐａｙ−ａｓ−ｇｒｏｗ）（進展に応じた支払料金性）又はサービス中のアップグレード可能性を備えた光リングネットワークを提供する。特定の態様では、ポンプ帯域間で１０−２０ナノメートルしかない粒度の広範な帯域を増幅するために、ポンプが付加されてもよい。特定の態様では、Ｃバンド及びＬバンドの波長の全範囲を増幅するために、複数のポンプが使用されてもよい。
【００１０】
本発明による更なる技術的利益は、単独のラマンポンプレーザダイオードユニット又は限定数個のそのようなユニットを用いて、複数の光リングを増幅することを含む。特定の態様では、メトロコアハブにて接続された４つのメトロアクセスリングを増幅するために、２ワットレーザが使用されてもよい。
【００１１】
本発明による更なる技術的利益は、フレキシブルなチャネルスペーシング機能及び低ノイズ損失性を備えたラマン増幅光リングネットワークを提供することを含む。トラフィックを付加及び／又は除去するために、受動的なカプラが使用されてもよい。ノード損失は、約４−５ｄＢに制限されてもよい。
【００１２】
本発明による様々な態様は、列挙された技術的の全部又は一部を含んでもよいし、全く含まなくてもよい。更に、本発明による他の技術的利益は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲及び図面により当業者に明瞭に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明及びその利益を更に理解するため、添付図面に関連して以下の説明が参照され、同様な番号は同様な要素を表す。
【００１４】
図１は、本発明の一実施例による光ネットワーク１０を示すブロック図である。本実施例では、光ネットワーク１０は、フレキシブルな単独のオープンリングネットワークである。
【００１５】
図１を参照するに、ネットワーク１０は、単一の光ファイバ１２、ハブノード１６及び複数の付加／除去ノード１４から構成される。多数の光チャネルが、様々な波長でネットワーク１０内で共通の経路を通じて搬送される。ネットワーク１０は、波長分割多重化（ＷＤＭ）方式、高密度波長分割多重化（ＤＷＤＭ）方式その他適切なマルチチャネルネットワークでもよい。ネットワーク１０は、短距離大都市ネットワーク、長距離都市間ネットワーク若しくは他の適切なネットワーク又はそれらのネットワークの組み合わせに使用されてもよい。光信号は、音声の、映像の、文字の、リアルタイム、非リアルタイムの及び／又は他の適切なデータをエンコードするために変調された少なくとも１つの属性を有する。変調は、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）、強度変調（ＩＭ）及び他の適切な方法に基づいてもよい。
【００１６】
ハブノード１６及び付加／除去ノード１４の各々は、リング１２へ及びそこからトラフィックを付加及び除去するように動作する。ここで使用されるように、「各々」なる語は、指定された項目の少なくとも１つの部分集合中の１つ１つ総てを意味する。トラフィックを付加する及び除去する場合に、ノード１４及び１６は、リング１２で伝送するためにクライアントからのデータを多重化し、リング１２からのデータチャネルを分離する。
【００１７】
少なくとも一部がリング上で伝送される伝送信号に、トラフィックチャネルを挿入する或いはそのチャネルの信号を合成することで、トラフィックはリング１２に付加される。トラフィックは、そのトラフィックをローカルクライアントへの伝送に利用可能にすることによって、除去されてもよい。そして、トラフィックは除去されてもよいし、リング上で更に巡回させてもよい。特定の実施例では、トラフィックはリング１１２に受動的に付加又はそこから受動的に除去される。この文脈での「受動的」（ｐａｓｓｉｖｅ）なる語は、パワー、電気及び／又は可動部なしにチャネルを付加又は除去することを意味する。従って、能動的な素子は、処理を実行するために、パワー、電気又は可動部を使用する。特定の実施例では、トラフィックは、リング１２内で多重化／分離（マルチプレクシング／デマルチプレクシング）なしに及び／又はリング内の信号の一部を分離せずに、受動的付加カプラ／スプリッタ２０及び受動的除去カプラ／スプリッタ２２によりリング１２に受動的に付加される。本実施例では、チャネル間隔（チャネルスペーシング）はリング１２内で柔軟に設定可能（フレキシブル）であり、リング１２での付加／除去要素はチャネルスペーシングを考慮して構築されることを要しない。従って、チャネルスペーシングは、単独又は複数のクライアントに結合されるノード１４，１６の付加／除去の受信機及び送信機により及び／又はそこで設定されてもよい。
【００１８】
リング１２により搬送されるトラフィック信号は、ハブノード１６内の１以上のポンプ２８によりラマン増幅されてもよい。ノード１４内では、ＷＤＭフィルタ１８によりポンプパワーを選別し、バイパス要素２４により付加／除去要素を迂回することで、ポンプパワーが保存されてもよい。ポンプパワーは、光終端器２６によりハブノード１６で終端されてもよい。付加／除去要素は、光リングにトラフィック搬送信号を付加する装置、又は光リングからトラフィック搬送信号を除去する装置から構成される。図示の例では、付加／除去要素は、フレキシブルなチャネル間隔設定を可能にする受動的カプラより成る。他の実施例では、付加／除去要素は、薄膜フィルタ又はファイバブラッグ回折格子のようなフィルタから構成され、そのフィルタは単独の波長又は波長の帯域を除去してもよい。
【００１９】
ラマン増幅では、増幅される信号よりも約１００ｎｍ波長の短いレーザ光が、信号と同じ光ファイバに沿って送信される。増幅レーザ光は、信号と同一方向に（同方向伝搬）又は信号と逆向きに（逆方向伝搬）伝搬してもよい。その増幅レーザ光がファイバ中の原子により散乱する場合に、光子を吸収した信号及びその強度は増幅される。図示の例では、ポンプパワーは、トラフィック搬送信号の向きに対して（時計回りで）反対の回転方向に伝送される（反時計回り）。他の実施例では、ポンプパワーはトラフィック信号と同一方向に送信されてもよく、或いは同一方向に及び反対回りの双方向に送信されてもよい。
【００２０】
特定の実施例では、ネットワーク１０は約４０キロメートルの周囲を有するメトロアクセスネットワーク構成し、ポンプ２８は単独の０，５ワットポンプソースより成る。より長い周囲を有し或いはより多くの付加／除去ノードを有するリングは、１つ又は複数のより高いパワーのポンプソースを要するかもしれない。更に、様々な波長の複数のポンプソースを用いることで、広帯域に関するラマン増幅機能が提供される。特定の実施例では、約１４３０ナノメートルのラマンポンプ及び約１４７０ナノメートルのラマンポンプは、約１５３０乃至１５６５ナノメートルのＣバンド範囲を共にカバーする。ラマン増幅は、１００ナノメートルを超えるゲイン利得を与えるかもしれない。付加的なポンプソースにより、それが可能ならば、例えば、ネットワークでＣバンド及びＬバンドの波長をラマン増幅できる。
【００２１】
図２は、本発明の他の実施例による光ネットワーク２００を示す。本実施例では、光ネットワーク２００はフレキシブルなオープンリングネットワークである。
【００２２】
図２を参照するに、ネットワーク２００は光リングである。光リングは、適切であるならば、単独の単方向ファイバ、単独の双方向ファイバ、又は単独若しくは双方向のファイバの複数個を含んでもよい。図示の例では、ネットワーク２００は、単方向のファイバ１対を含み、各ファイバは反対方向にトラフィックを伝送し、具体的には、第１のファイバ又はリング２０２及び第２のファイバ又はリング２０４であり、各々はリング接続ノード２０６，２０８，２１０，２１２を備える。図１のネットワークと同様に、多数の光チャネルが、様々な波長でネットワーク２００内の共通の経路で搬送される。ネットワーク２００は、波長分割多重化（ＷＤＭ）方式、高密度波長分割多重化（ＤＷＤＭ）方式又は他の適切なマルチチャネルネットワークでもよい。ネットワーク２００は、短距離大都市ネットワーク、長距離都市間ネットワーク若しくは他の適切なネットワーク又はそれらのネットワークの組み合わせに使用されてもよい。
【００２３】
ネットワーク２００では、光情報信号は、耐障害性を与えるために、リング２０２，２０４上で異なる向きに伝送される。光信号は、音声の、映像の、文字の、リアルタイムの、非リアルタイムの及び／又は他の適切なデータをエンコードするために変調された少なくとも１つの属性を有する。変調は、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）、強度変調（ＩＭ）及び他の適切な方法に基づいてもよい。
【００２４】
図示の例では、第１のリング２０２は、トラフィックが時計回りに伝送される時計回りリングである。第２のリング２０４は、トラフィックが反時計回りに伝送される反時計回りリングである。ノード２０１の各々は、リング２０２，２０４に及びそこからトラフィックを付加及び除去するよう動作する。特に、各ノード２０１は、ローカルクライアントからトラフィックを受信し、リング２０２，２０４にそのトラフィックを付加する。また、各ノード２０１は、リング２０２，２０４からトラフィックを受信し、ローカルクライアント宛のトラフィックを除く。トラフィックを付加及び除去する際に、ノード２０１は、リング２０２，２０４で伝送するためにクライアントからのデータを多重化し、リング２０２，２０４からのデータのチャネルをクライアント用に分離する。
【００２５】
少なくとも一部がリングで伝送される伝送信号に、トラフィックチャネルを挿入することで又はチャネルの信号を合成することで、トラフィックはリング２０２，２０４に付加される。トラフィックをローカルクライアントに伝送するのに利用可能にすることで、トラフィックは除去されてもよい。そして、トラフィックは除去され、リング上で更に巡回し続けてもよい。特定の実施例では、トラフィックはリング２０２，２０４に及びそこから受動的に付加及び除去される。特定の実施例では、伝送リング内で多重化／分離なしに及び／又はリング内で信号の一部を分離せずに、合成／分離することによって、トラフィックが、受動的にリング２０２，２０６に付加及び／又はそこから除去されてもよい。
【００２６】
特定の実施例では、トラフィックは、受動的にリング２０２，２０４に及び／又はそこから除去される。この実施例では、チャネルスペーシングはリング２０２，２０４ではフレキシブルであり、リング２０２，２０４上のノード要素はチャネルスペーシングを考慮して構築されることを要しない。従って、チャネルスペーシングは、クライアントに接続されたノード２０１の付加／除去の受信機及び送信機によって及び／又はそこで設定されてもよい。ノード２０１の伝送要素は、トラフィックのチャネルスペーシングによらず、リング２０２，２０４上で受信したトラフィックを通信する。
【００２７】
リング２０２，２０４の各々は、リング２０２，２０４が「開放的な（ｏｐｅｎ）」リングであるように、終端する地点を有する。リング２０２，２０４の開放は、物理的に開放すること、開いた、クロスした又は他の閉じていないスイッチ、動作していない伝送装置又は他の障害物としてもよく、その障害物等は、その終端地点でリング２０２，２０４からのチャネルを完全に又は実効的に終端して除去し、再循環させることに起因する各チャネルの自身との干渉が回避され又は最小化され、そのチャネルが通常の動作制限の範疇で受信されデコードされるようにする。
【００２８】
一実施例では、リング２０２，２０４はノード２０１内で開放的（オープン）であり、終端する。特定の実施例では、リング２０２，２０４は、リング２０２，２０４に沿って対応する地点における隣接するノード２０１で終端してもよい。リング２０２，２０４内の終端地点は、例えば、それらが隣接するノードの付加及び／又は除去装置の間にある場合又は同一ノード内で同様に設けられる場合に対応してもよい。オープンリング構成に関する更なる詳細は、図４を参照しながら以下に説明される。
【００２９】
以下に更に詳細に説明されるように、ネットワーク２００のリングで搬送されるトラフィック信号は、１以上の分散したラマン増幅器により増幅されてもよい。ラマン増幅は、広帯域な増幅性、速やかな過度応答特性、及びチャネルの付加及び除去にサージが少ない又は全くない性質を有する。ノード２０１は複数の増幅モジュールより成り、ポンプパワーがノード内の付加／除去装置又は終端（開放）地点を迂回し、ポンプパワーの功利的な利用を可能にするようにする。
【００３０】
特定の実施例では、ネットワーク２００は、約４０キロメートルのリング周囲と図示されているような付加／除去ノードを有するメトロアクセスネットワークを構成し、各リングは１つの０．５ワットポンプソースにより増幅されてもよい。より長い周囲又はより多数の付加／除去ノードを有するリングは、より高いパワーのポンプソース又はより多数のポンプソースを要するかもしれない。
【００３１】
図３は、本発明の一実施例による図２のノードの詳細を示す。図３を参照するに、の０℃２０１は、反時計回りの伝送要素２２０、時計回りの伝送要素２２２、分配要素２２４、合成要素２２６及び管理要素２２８から構成される。一実施例では、要素２２０，２２２，２２４，２２６，２２８は要素内の部品に加えて、光ファイバリングと相互接続されてもよい。他の実施例では、このノード及び他のノードの要素は、プレーナウエーブガイド回路及び／又は自由空間光学素子と共に全部又は一部が構成されてもよい。ノード２０１の要素は、ノード２０１のカード棚内の１以上の個別的カードとして実現されてもよい。コネクタ２３０は、不具合のある素子を実効的且つコスト効果的に置換することを可能にする。付加的な異なる及び／又は他のコネクタがノード２０１の一部として設けられてもよいことが理解されるであろう。
【００３２】
伝送要素２２０，２２２の各々は、受動的なカプラ又は他の適切な光スプリッタ／カプラ３３０、リングスイッチ、ＯＳＣフィルタ２１６、ポンプフィルタ３２０及び増幅モジュール３１８から構成される。光スプリッタ／カプラ３３０は、スプリッタ／カプラ３３０又は他の適切な受動素子から構成されてもよい。ポンプフィルタ３２０は、ポンプパワー帯域をトラフィック帯域から分離するよう動作する、ＷＤＭカプラ、他の適切なフィルタ又は素子から構成されてもよい。増幅モジュール３１８は、分散されたラマン増幅を行うためのラマンポンプ、バイパス要素、スイッチ及び／又は他の適切な装置から構成されてもよい。増幅モジュールに関する更なる詳細は、図４Ａ−４Ｇに関連して以下に説明される。
【００３３】
リングスイッチ２１４は、接続されたリング２０２又は２０４を選択的に開放するよう動作する２×２又は他のスイッチでもよい。２×２の例では、スイッチ２１４は、「クロス（ｃｒｏｓｓ）」又は開放位置と、「スルー（ｔｈｒｏｕｇｈ）」又は閉位置とを含む。クロス位置は、ループバックの、ローカルな及び他の信号の検査を可能にする。開放位置は、ノード２０１内で開放しているリングが、保護用の切り換え（プロテクションスイッチングを行うように選択的に再構成されることを可能にする。
【００３４】
図３の特定の実施例では、反時計回りの伝送要素２２０は、反時計回りの除去カプラ２３２及び反時計回りの付加カプラ２３４を有する受動的な光スプリッタセットを含む。反時計回りの伝送要素２２０は、ポンプフィルタ３２２，３２４及びＯＳＣフィルタ２９４，２９８を、伝送要素の進入及び進出エッジに更に含む。反時計回りのリングスイッチ２４４は、伝送要素及び／又は除去カプラの進入側にある。
【００３５】
時計亜回りの伝送要素２２２は、時計回りの付加カプラ２３６及び時計回りの除去カプラ２３８を含む受動的な光スプリッタセットを含む。時計回りの伝送要素２２２は、ポンプフィルタ３２６，３２８及びＯＳＣフィルタ２９６，３００を進入及び進出エッジに更に含む。時計回りのリングスイッチ２４６は、伝送要素及び／又は除去カプラの進入側に設けられる。
【００３６】
図示の例では、ＯＳＣフィルタは、伝送要素の進入及び進出の端部に設けられる。他の実施例では、ポンプフィルタ３２６，３２８が、伝送要素の進入及び進出端部に設けられる代わりに、ＯＳＣフィルタがポンプフィルタ３２２，３２６の進出側に及びポンプフィルタ３２４，３２８の進入側に設けられてもよい。このように、ポンプフィルタはＯＳＣフィルタを迂回し、ＯＳＣフィルタでのポンプパワー損失が回避されてもよい。
【００３７】
分配要素２２４は受動的ドロップカプラ３１０より成り、反時計回りの除去セグメント３０４及び時計回りの除去セグメント３０８により、伝送要素から除去された信号を受信する。カプラ３１０からの複数の進出リードは複数のドロップリード３１４より成る。ドロップリード３１４は１以上のチューナブルフィルタ２６６に接続され、そのフィルタは１以上のブロードバンド光受信機２６８に接続される。
【００３８】
他の実施例では、分配要素２２４は、ドロップリード３０４，３０８に接続された波長デマルチプレクサより成る。そのような例では、デマルチプレクサの進出リードは、受信機２６８に直接的に接続され、チューナブルフィルタ２６６は省略されてもよい。
【００３９】
合成要素２２６は受動的カプラ３１６より成り、そのカプラは付加リード３１２を通じて１以上の付加的な光送信機２７０に接続される。スプリッタ３２４は、２つの光ファイバ進出リードを更に備え、それらは時計回りの付加セグメント３０６及び反時計回りの付加セグメント３０２に信号を供給する。
【００４０】
他の実施例では、カプラ３１６は合成要素２２４から省略されてもよく、送信機２７０は波長マルチプレクサの進入リードに接続されてもよい。そのような例での波長マルチプレクサの進出リードは、付加リード３０２，３０６に結合される。
【００４１】
管理要素２２８は、ＯＳＣ送信機２７２，２８１、ＯＳＣインターフェース２７４，２８０、ＯＳＣ受信機２７６，２７８、及び要素管理システム（ＥＭＳ）２９０から構成される。各ＯＳＣ送信機、ＯＳＣインターフェース及びＯＳＣ受信機のセットは、ノード２０２内のリング２０２又は２０４の１つに対するＯＳＣユニットを形成する。ＯＳＣユニットはＥＭＳ２９０に関するＯＳＣ信号を受信及び送信する。ＥＭＳ２９０は、ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）２９２に通信可能に接続される。ＮＭＳは、ノード２０１内に、別のノード内に、又は総てのノードの外部に位置してもよい。
【００４２】
所望のノード又はネットワークに関するＥＭＳ２９０、ＮＭＳ２９２及び／又は他の要素の全部又は一部は、ネットワーク及び／又はノードの監視、不具合の検出、プロテクションスイッチング、及びネットワーク２００に関するループバック又はローカルな検査機能を実行するように媒体内にエンコードされた論理（ロジック）より成る。論理内容は、ディスクその他のコンピュータ読み取り可能な媒体にエンコードされたソフトウエアより成る、及び／又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）その他のプロセッサ又はハードウエアにエンコードされた命令より成る。ＥＭＳ２９０及び／又はＮＭＳ２９２の機能は、ネットワーク２００の他の要素によって実行されてもよいし、及び／又は分散させてもよいし又は集中させてもよいことが理解されるであろう。例えば、ＮＭＳ２９２の動作を、ノード２０１のＥＭＳに分散させ、ＮＭＳを省略してもよい。同様に、ＯＳＣユニットを、ＮＭＳ２９２と直接的に通信させ、ＥＭＳ２９０を省略してもよい。
【００４３】
ノード２０１は、ＯＳＣファイバセグメント２８２，２８４，２８６，２８８及び光スペクトルアナライザ（ＯＳＡ）コネクタ２５０，２５４，２５６，２５８から更に構成される。ＯＳＡコネクタ２５６，２５８は、反射を避けるために角度を付したコネクタとしてもよい。テスト信号は、コネクタ２４８，２５２からネットワークへしばしば供給されてもよい。上述したように、複数の受動的な物理的な接触式コネクタ２３０は、適切ならば、ノード２０１の様々な要素を通信可能に接続するように包含されてもよい。
【００４４】
動作時にあっては、伝送要素２２０，２２２は、リング２０２，２０４にローカルトラフィックを受動的に付加し、リング２０２，２０４から少なくとも１つのローカルトラフィックを受動的に除去するよう動作する。伝送要素２２０，２２２は、リング２０２，２０４へ及びそこからトラフィックを受動的に付加及び除去するよう動作し、且つポンプパワーを迂回させる或いはラマン増幅用にポンプパワーを更にポンピングする。より具体的には、反時計回りの方向で、ＯＳＣフィルタ２９４は反時計回りのリング２０４からの進入光信号を処理する。ＯＳＣフィルタ２９４は、光信号からのＯＳＣ信号を選別し、そのＯＳＣ信号をファイバセグメント２８２及びＯＳＣ受信機２７６を介してＯＳＣインターフェース２７４へ転送する。リングスイッチ２４４の外部にＯＳＣフィルタ２９４設けることで、ノード２０１は、リングスイッチ２４４の位置によらず、ＯＳＣ信号を復元することができる。また、ＯＳＣフィルタ２９４は、残りの伝送光信号をポンプフィルタ３２２に転送する又は通過させる。ポンプフィルタ３２２は、モジュール３１８からリング２０４へ、及び／又はモジュール３１８の構成（コンフィギュレーション）に依存して、反時計回りのラマンポンプパワーを加える合成器（コンバイナ）として機能し、その信号からのポンプパワーを選別し、そのポンプパワーをモジュール３１８に転送する分離器（セパレータ）とても機能する。リング２４４の外部にＯＳＣフィルタ２９４を設けることで、ノード２０１は、リングスイッチ２４４の位置によらず、ＯＳＣ信号を復元することができる。
【００４５】
リングスイッチ２４４は、そのリングスイッチ２４４がスルー（閉じた）設定内容に設定されている場合に光信号をカプラ２３２に送信し、リングスイッチ２４４がクロス（開放）設定内容に設定される場合に光信号をＯＳＡコネクタ２５０に送信するように選択的に動作する。ＯＡＳコネクタに関する更なる詳細は以下に説明される。
【００４６】
リングスイッチ２４４がクロス位置に設定されていたならば、光信号はカプラ２３２，２３４に伝送されず、リング２０４はノード２０１でオープンになり、リング２０４からのトラフィックの除去はノード２０１にてなされない。しかしながら、の０℃２０１におけるトラフィックの付加は行われ、付加されたトラフィックはリング２０４内の次のノードに伝搬する。リングスイッチ２４４がスルー位置に設定されてたならば、光市の具はカプラ２３２，２３４に転送され、リング２０４へ及びそこからトラフィックを付加及び除去することがノード２０１で行われる。
【００４７】
カプラ２３２は、スイッチ２４４からの信号を、概して等しい２つの信号に受動的に分離する。通過信号はカプラ２３４に転送されるが、除去信号はセグメント３０４を経て分配要素２２４に転送される。信号は、内容及びパワーの観点から実質的に同じでもよいし、内容的には同じであるがパワーが異なるようにしてもよい。カプラ２３４は、カプラ２３２からの通過信号と、ファイバセグメント３０２を介する合成要素２２６からのローカル付加トラフィックより成る付加信号とを受動的に合成する。合成信号はポンプフィルタ３２４に伝送され、そのフィルタは、ポンプパワーをリング２０４に付加する合成器として機能し、モジュール３１８の構成に依存して、信号からポンプパワーを選別し、ポンプパワーをモジュール３１８に転送する分離器として機能してもよい。
【００４８】
ＯＳＣフィルタ２９８は、ＯＳＣ送信機２７２及びファイバセグメント２８４を介するＯＳＣインターフェース２７４からのＯＳＣ信号を、合成された光信号に付加し、その合成された信号を、リング２０４に対する進出伝送信号として転送する。付加されたＯＳＣ信号は、ローカルに生成されたデータでもよいし、ＥＭＳ２９０を通じて伝送された受信ＯＳＣデータでもよい。
【００４９】
時計回り方向では、ＯＳＣフィルタ３００は、時計回りリング２０２からの進入光信号を受信する。ＯＳＣフィルタ３００は、光信号からのＯＳＣ信号を選別し、そのＯＳＣ信号をファイバセグメント２８６及びＯＳＣ受信機２７８を経てＯＳＣインターフェース２８０に転送する。また、ＯＳＣフィルタ３００は、残りの伝送光信号をポンプフィルタ３２６に転送する。ポンプフィルタ３２６は、モジュール３１８からの時計回りのポンプパワーをリング２０２に付加する合成器として機能し、及び／又はモジュール３１８のコンフィギュレーションに依存して、その信号からのポンプパワーを選別し、ポンプパワーをモジュール３１８へ転送する分離器として機能してもよい。
【００５０】
リングスイッチ２４６は、リングスイッチ２４６がスルー設定内容に設定されていたならば光信号をカプラ２３８に伝送し、或いはリングスイッチ２４６がクロス設定内容に設定されていたならば光信号をＯＳＡコネクタ２５４に送信するように選択的に動作する。
【００５１】
リングスイッチ２４６がクロス位置に設定されていたならば、光信号はカプラ２３８，２３６には伝送されず、リング２０４はノード２０１で開放され、リング２０２からのトラフィックの除去はそのノード２０１では行われない。しかしながら、トラフィックをリング２０２に付加することは、そのノード２０１で行われる。リングスイッチ２４６がスルー位置に設定されていたならば、光信号は、カプラ２３８，２３６に転送され、リング２０２への及びそこからのトラフィックの付加及び除去がノード２０１で行われる。カプラ２３８は、スイッチ２４６からの信号を概して等しい複数の信号に受動的に分割する。通信号はカプラ２３６に転送されるが、除去信号はセグメント３０８を経て分配要素２２４に転送される。信号は、内容及びパワーが実質的に等しくてもよいし、内容は等しいがパワーが異なるようにしてもよい。カプラ２３６は、カプラ２３８からの通過信号と、ファイバセグメント３０６を介する合成要素２２６からのローカル付加トラフィックより成る付加信号とを受動的に合成する。合成信号はポンプフィルタ３２８に伝送され、そのフィルタは、ポンプパワーをリング２０２に付加する合成器として機能し、及び／又は信号からのポンプパワーを選別し、ポンプパワーをモジュール３１８に転送する分離器として機能してもよい。
【００５２】
ＯＳＣフィルタ２９６は、ＯＳＣ送信機２８１及びファイバセグメント２８８を経て、ＯＳＣインターフェース２８０からの信号を合成された光信号に付加し、その合成された信号をリング２０２の進出伝送信号として転送する。既に述べたように、ＯＳＣ信号はローカルに生成されたデータでもよいし、ＥＭＳ２９０により通過したデータでもよい。
【００５３】
リング２０２，２０４に付加する前に、ローカルに導出されたトラフィックは、複数の付加光送信機２７０によってノード２０１の合成要素２２６に送信され、上述したように反時計回りの付加セグメント３０２及び時計回りの付加セグメント３０６を経て、それらの信号は合成され、増幅され、伝送要素２２０，２２２に転送される。ローカルに導出された信号は、光カプラ３２４により、マルチプレクサ又は他の適切な装置により合成されてもよい。
【００５４】
ローカル宛のトラフィックは、反時計回りの除去セグメント３０４及び時計回りの除去セグメント３０８から分配要素２２４に落とされる。分配要素２２４は、ローカル当てのトラフィックより成る除去信号を、概して等しい複数の信号に分割し、除去リード３１４を介して信号の各々を光受信機２６８に転送する。光受信機２６８により受信した信号は、先ずフィルタ２６６により選別される。フィルタ２６６はチューナブルフィルタ又は他の適切なフィルタでもよく、受信機２６８はブロードバンド受信機又は他の適切な受信機でもよい。
【００５５】
ＥＭＳ２９０は、ノード２０１内の総ての要素を監視及び／又は制御する。特に、ＥＭＳ２９０は、ＯＳＣフィルタ２９４，２９６，２９８，３００、ＯＳＣ受信機２７６，２７８、ＯＳＣ送信機２７２，２８１及びＯＳＣインターフェース２７４，２８０を経て電気的な形式でＯＳＣ信号を受信する。ＥＭＳ２９０は、その信号を処理し、その信号を転送し、及び／又はその信号をループバックする。従って、例えば、ＥＭＳ２９０は、電気信号を受信し、ＯＳＣ信号を次のノードに再送信し、適切ならば、ノード固有の誤差情報又は他の適切な情報をそのＯＳＣに付加する。
【００５６】
一実施例では、ノード２０１内の各要素は、自身を監視し、不具合又は他の問題が生じたときにＥＭＳ２９０への警報信号を生成する。例えば、ノード２０１内のＥＭＳ２９０は、ノード２０１内の要素及び部品から１以上の様々な警報（アラーム）を受信してもよく、そのアラームは：増幅器光損失（ＬＯＬ）アラーム、増幅器装備アラーム、光受信機装備アラーム、光送信機装備アラームその他のアラームである。いくつかの不具合は複数のアラームを生成するかもしれない。例えば、ファイバ切断は、隣接するノードで増幅器ＬＯＬアラームと、光受信機によるエラーアラームを生成するかもしれない。
【００５７】
更に、ＯＳＡコネクタ２５０，２５４，２５６，２５８と、ＥＭＳ２９０にっ新加納に接続された光スペクトラムアナライザ（ＯＳＡ）との間の接続（図示せず）を通じて、ＥＭＳ２９０は、ノード２１０内で光信号の波長及び／又はパワーを監視してもよい。
【００５８】
ＮＭＳ２９２は、総てのノード２０１から誤差情報を収集し、ＮＭＳはアラームを分析して不具合の種類及び／又は場所を判別するよう動作する。不具合の種類及び／又は場所に基づいて、ＮＭＳ２９２はそのネットワーク２００に関するプロテクションスイッチング動作の要否を判別する。プロテクションスイッチ動作は、ノード２０１内でＥＭＳ２９０に命令を発行することによって、ＮＭＬ２９２により実行される。不具合が完治した後に、ネットワーク２００が復帰することは必須ではない。オープンリングネットワーク構成は、開放する場所を除いて、プロテクションスイッチングでは変化しない。このように、ネットワークの動作は単純化され、ノードプログラミング及び操作は、コストを最小化し、或いはコストを減らす。
【００５９】
エラーメッセージは、不具合のある装置を取り替えることによって修復される装備不具合を示すかもしれない。例えば、分配要素内の不具合のあるカプラが検出され、置換されるかもしれない。同様に、光学的な受信機又は送信機の不具合は、光受信機装備アラーム又は光送信機装備アラームの契機（トリガ）をそれぞれ与えるかもしれない。光送信機は、シャッタ（ｓｈｕｔｔｅｒ）又はコールドスタート機構を有してもよい。置換する際に、何らの他のスイッチングも、切り換えられた状態から復帰することも必要とされない。以下に更に説明されるように、ＮＭＳ２９２は、何らかのメッセージ又はプロテクションスイッチングプロトコルのメッセージトリガの組み合わせに応答してもよい。
【００６０】
ノード２０１の構成（コンフィギュレーション）は、本発明から逸脱せずに適切に変更してもよい。例えば、我々の実施例では、伝送要素の各々に冗長的なリングスイッチが設けられてもよい。その冗長的なリングスイッチは、スイッチの不具合時に継続的な回路プロテクション機能を発揮することを可能にし、故障したリングスイッチはノードの動作又は構成を乱すことなく置換される。リングスイッチの不具合は、特に、クロス位置からスルー位置へ変わるリングスイッチの不具合、スルー位置からクロス位置へ変わるリングスイッチの不具合、又は中間的な位置で動かなくなったスイッチ等を含む。冗長的なリングスイッチは、閉位置から開位置へ切り替わることにスイッチが失敗した場合に、プロテクションスイッチングを可能にする。更に、カスケード式のスイッチ構成は、スイッチ動作のテスト（試験）を可能にする、なぜなら、それらのスイッチの１つがクロス位置にあるときは常に、他のスイッチの位置はネットワークのトラフィックに影響を与えないからである。或いは、閉位置に固定されてしまったスイッチの場合に、故障したスイッチを有するノード内のリング用増幅器をオフにして、その増幅器で信号を実効的に終端することによって、冗長的なスイッチなしに、冗長性を得ることができる。更なる別の実施例では、単一のカプラが、トラフィックを付加及び除去するように各伝送要素内で使用されてもよい。
【００６１】
本発明による更なる他の実施例では、スプリッタ／カプラ２３２，２３４，２３６，２４６は、リング２０２，２０４からのトラフィックを付加及び除去するためのフィルタ装置と置換される。そのようなフィルタ装置は、単独の波長又は波長の帯域を除去する薄膜フィルタ又はフィルタブラッグ回折格子を含んでもよい。そのような実施例では、チャネルスペーシングは付加／除去フィルタによって制限されるが；スイッチ２１４は省略され、リング２０２，２０４は、オープンではなく、クローズのリングから構成されてもよい。
【００６２】
図４Ａ−４Ｈは、本発明の様々な実施例によるノード２０１の要素の詳細を示す。図４Ａ−４Ｇは、増幅モジュール３１８の構成を示し、それらは、モジュールの構成に依存して、ネットワークリングに（トラフィック伝送信号と同一方向に又は反対回りの方向に）ポンプパワーを提供し、ポンプパワーを監視し、及び／又はポンプパワーがそのノードの付加／除去要素を迂回することを可能にする。図４Ｈは、本発明の一実施例による受動的な光スプリッタ／カプラ３３０の詳細を示すブロック図である。
【００６３】
図４Ａに示される構成では、増幅モジュール３１８はポンプモジュール３３６より成る。ポンプモジュール３３６は１以上のポンプ（レーザダイオード）３３８より成る。カプラ３４０は、必要ならば、付加的なパワーをリング２０２又は２０４に提供するように、付加的なポンプ３３８が付加されることを可能にする。付加的なポンプ３３８は、付加的な波長又は帯域をカバーするように加えられてもよい。特定の実施例では、約１４３０ナノメートルのラマンポンプ及び約１４７０ナノメートルのラマンポンプは、約１５３０乃至１５６５ナノメートルのＣバンドを共にカバーする。カプラ３４０は、図４Ｈを参照しながら説明されるようなスプリッタ／カプラ３３０から構成されてもよいし、或いはＷＤＭポンプフィルタから構成されてもよい。モジュール３３６は、ポンプパワーを終端するために光終端器４３２から更に構成される。
【００６４】
図４Ｂに示される構成では、増幅モジュール３１８はバイパスモジュール３４４から構成される。バイパスモジュール３４４はバイパス要素３４６より成り、その要素は、ポンプパワーが、ノード２０１の付加／除去及びスイッチ要素を迂回することを可能にする。バイパス要素３４６は光ファイバより成る。ポンプパワーは、光ファイバリングの特定の区間を伝搬し、そのパワーは減衰し、次のノードで再ポンピングが必要とされるかもしれない。特定の実施例では、ネットワーク２００内のノード２０１の各々は、各伝送要素の各々について図４Ａに示されるようなポンプモジュール３３６から構成されてもよい。他の実施例では、１以上のノード２０１がポンプモジュール３３６より成り、そのポンプモジュールはリング全体に十分なポンプパワーを与え、残りのノードはバイパスモジュール３４４より成り、バイパスモジュール３４４により、そのポンプパワーは、残りのノードの付加／除去及びスイッチの要素を迂回することが可能になる。
【００６５】
図４Ｃに示される構成では、増幅モジュール３１８は選択的なバイパスモジュール３４８より成る。図４Ｃの選択的なバイパスモジュールは、バイパス要素３５２で搬送されるポンプパワーを通過させる又は終端させるように選択的に動作するスイッチ３５０より成る。スイッチ３５０は、図４Ｂのモジュール３４４と同様なバイパスモジュールとしてモジュール３４８が機能することを可能にし、又は、図１５，１６を参照しながら更に説明されるようにモジュールが切り換えられることを可能にし、目を安全に維持しつつネットワークの回線切断や他の障害を修復可能にするように、そのノードでポンプパワーを終端させてもよい。
【００６６】
図４Ｄに示される構成では、モジュール３１８は、双方向のポンプモジュール３５４より成り、トラフィック伝送信号の方向に対して同じ方向又は逆方向の一方向又は双方向に増幅レーザ光が伝搬することを可能にする。双方向ポンプモジュール３５４は、所定の実施例でポンプモジュール３３６の代わりに使用され、ポンプソース３５６，３５８より成り、その各々は、ファイバリング、アイソレータ３６０、スプリッタモジュール３６２，３６４及び光検出器３６６，３６８にポンプパワーを異なる向きに伝搬させる。アイソレータ３６０は、レーザ光のフィードバックを遮り、レーザダイオードの送信方向とは逆方向でレーザ光がレーザダイオードに達することを遮る。光検出器３６６，３６８は、レーザ光の存在、レベル及び／又は非存在を検出するよう動作し、ポンプ３５６，３５８及び／又はネットワーク内の他のポンプは、光検出器３６６，３６８からのフィードバックに応答して、ターンオンされ、ターンオフされ、及び／又は調整されてもよい。検出器３６６，３６８は特定の実施例では省略されてもよい。
【００６７】
特定の実施例では、ポンプ３５６はポンプ３５８とは異なる波長のレーザ光を送信してもよい。例えば、特定の実施例では、モジュール３５４が反時計回りの伝送要素２２２内に用意され、４０個のトラフィックチャネルが反時計回りにＣバンド（１５３０−１５７０ｎｍ）にて１００ＧＨｚの間隔で送信されてもよい。ポンプ３５６は、トラフィックチャネルを増幅するために、約１４３０−１４７０ｎｍの範囲内の波長でポンプパワーを送信してもよい。ポンプ３５８は、ポンプ３５６からのポンプパワーを増幅するために１３３０−１３７０の範囲内の波長でポンプパワーを送信してもよい。この例では、スプリッタモジュール３６２，３６４はＷＤＭフィルタから構成されてもよい。ＷＤＭフィルタ３６２はポンプ３５８の波長に対応するポンプパワーを選別し、フィルタ３６４はポンプ３５６の波長に対応するポンプパワーを選別してもよい。
【００６８】
他の実施例では、ポンプ３５６，３５８は同一波長でレーザ光を送信してもよい。その例では、ポンプ３５４は通常の動作状態で動作し、ポンプ３５８は通常の動作状態ではオフにされ、ポンプ３５６の不具合時又は回線切断時にオンにされるようにしてもよい。この例では、スプリッタモジュール３６２，２６４はサーキュレータより成る。
【００６９】
図４Ｅに示される構成では、増幅モジュール３１８は、ポンプ／反射モジュール３７０より成る。ポンプ／反射モジュールは、ポンプ３７２、アイソレータ３５４及びファイバブラッグ回折格子鏡より成るリフレクタ３７４より成る。リフレクタ３７４は、ポンプ３７２による送信と反対回りのポンプパワーの再巡回を可能にする。ポンプ／反射モジュール３７０は、ある実施例では図４Ａのポンプモジュールの代わりに使用されてもよい。
【００７０】
図４Ｆに示される構成では、増幅モジュール３１８は、単独のソースの双方向ポンプモジュール３８０から構成される。単独のソースの双方向ポンプモジュール３８０は、ポンプ３８２、アイソレータ３５４及びカプラ３３０から構成される。上記のように、アイソレータ３５４はポンプパワーのフィードバックを防ぐ。カプラ３３０は、ポンプパワーを２つの信号に分割し、単独のポンプ又は単独のポンプ一式によるポンプパワーが、時計回り及び反時計回りの双方向に伝送されることを可能にする。単独のソースの双方向のポンプモジュール３８０は、ある実施例では、図４Ａのポンプモジュール３３６の代わりに使用されてもよい。
【００７１】
図４Ｇに示される構成では、増幅モジュール３１８は偏光（ｐｏｌａｒｉｚｅｄ）ポンプモジュール４５０より成る。偏光ポンプモジュール４５０は、ポンプ４５２，４５４，４５６，４５８、偏光モードカプラ４６０、カプラ４６６、フィルタ４６８及び光検出器４６２，４６４より成る。ポンプ４５２，４５４は第１の波長λ１でポンプパワーを提供し、ポンプ４５６，４５８は第２の波長λ２でポンプパワーを提供してもよい。特定の実施例では、約１５３０乃至１５６５ナノメートルのＣバンドの範囲をもうするために、λ１は約１４３０ナノメートルであり、λ２は約１４７０ナノメートルでもよい。カプラ４６６はスプリッタ／カプラ３３０又はＷＤＭフィルタから構成されてもよい。偏光モードカプラ４６０は、偏光依存性ゲイン（ＰＤＧ）を減らしてもよい。光検出器４６２，４６４は、λ１及びλ２をそれぞれ監視するゲインピークチャネルによるゲイン制御を可能にする。フィルタ４６８はＷＤＭフィルタから構成されてもよい。モジュール４５０の構成は、ポンプ４５２，４５４，４５６及び／又は４５８の１つによる不具合に対する冗長性を与える。光検出器４６２，４６４を通じてゲインを監視し、ポンプの出力を調整することで、ポンプ４５２，４５４，４５６及び／又は４５８の全ゲイン特性は、総てのポンプの全ゲイン特性と実質的に同様にしてもよい。
【００７２】
図４Ｈは本発明の一実施例による光スプリッタ／カプラ３３０の詳細を示す。光スプリッタ／カプラ３３０は、他の実施例では、全部又は一部がウエーブガイド回路及び／又は自由空間光学素子にて構成されてもよい。図示の例では、光スプリッタ／カプラ３３０は２入力及び２出力を備えたファイバカプラ（２：２スプリッタ）である。本発明の他の実施例では、スプリッタ／カプラ３３０は１つの又は適切ないかなる数の入力及び出力を含んでもよいこと、及びスプリッタ／カプラ３３０は出力より多数の入力又は入力より多数の出力を有してもよいことが、理解されるであろう。ここで議論されるように、スプリッタ／カプラ３３０は、本発明の様々な実施例にて、スプリッタとして及び／又はカプラとして使用される。
【００７３】
図４Ｈを参照するに、光スプリッタ／カプラ３３０は、カバーフレーム４９０、第１入力セグメント４９２、第２入力セグメント４９４、第１出力セグメント４９６及び第２出力セグメント４９８から構成される。
【００７４】
第１の入力セグメント４９２及び第１の出力セグメント４９６は、第１の連続的な光ファイバより成る。第２の入力セグメント４９４及び第２の出力セグメント４９８は第２の連続的な光ファイバより成る。カバーフレーム４９０の外部では、セグメント４９２，４９４，４９６，４９８はジャケット、クラッディング及びコアファイバより成る。カバーフレーム４９０の内側では、ジャケット及びクラッディングは除去され、コアファイバは捩られ、共に結合又は溶接され、第１及び第２の連続的な光ファイバ間で光信号及び／又は信号のエネルギの伝送を可能にする。このようにして、光スプリッタ／カプラ３３０は、入力セグメント４９２，４９４から到来する光信号を受動的に合成し、出力セグメント４９６，４９８を経て合成された信号を受動的に分割及び転送する。複数の信号が合成され、その合成された信号は、その合成信号を合成後に分割することで分割され、或いはファイバ間でエネルギを伝送することで信号を同時に合成及び分割することで分割される。
【００７５】
光スプリッタ／カプラ３３０は、主要なストリームラインのチャネルスペーシングに関する何らの制約もなしに又はほとんど制約なしに、フレキシブルなチャネルスペーシング機能を与える。スプリッタ／カプラ３３０は、実質的に等しいパワーを有する２つの複製に信号を分割してもよい。この文脈での「実質的に等しい」は±２５％以内を意味する。特定の実施例では、カプラは−５５ｄＢの方向性を有する。挿入損失の波長依存性は、約０．５ｄＢより少ない。２：２カプラに関する挿入損失は約−３．５ｄＢより少なく、３：３カプラのそれは約−５ｄＢより少なくてもよい。他の実施例では、スプリッタ／カプラは、実質的に等しくないパワーの２つの複製に信号を分割する。
【００７６】
図５はノード２０６，２０８，２１０，２１２の上位概念的な詳細な光ネットワーク２００を示す。上述したように、各ノードは、反時計回りの伝送要素２２０、時計回りの伝送要素２２２、分配要素２２４、合成要素２２６及び管理要素２２８含む。伝送要素は、リング２０２，２０４に及びそこからトラフィックを付加及び／又は除去する。合成要素２２６は付加信号を生成するために進入ローカルトラフィックを合成し、付加信号はリング２０２，２０４で伝送するために伝送要素２２０，２２２に与えられる。分配要素２２４は除去された信号を受信し、ローカルクライアントへ伝送するためにローカル進出トラフィックを復元する。管理要素２２８は、ノード２０１及び／又はネットワーク２００の動作を監視し、ネットワーク２００とＮＭＳ２９２により通信を行う。
【００７７】
図５を参照するに、各ノード２０６，２０８，２１０，２１２は、各伝送要素２２０，２２２内にリングスイッチ２１４を含み、ノード内で伝送要素２２０又は２２２によるトラフィックの除去又は付加に先立って、接続されたリング２０２又は２０４を選択的に開閉するよう調整可能なリングスイッチ２１４を各伝送要素２２０，２２内に含む。或いは、リングスイッチ２１４は、ノード２０１の内側又は外側に、又はそのノード及び隣接するノード２０１の間にてトラフィックを除去する及び／又は付加するのに先立って１以上のノード２０１内に又はノード２０１の各々の中に適切に設けられてもよい。
【００７８】
通常の動作中では、単独のリングスイッチ２１４は各リング２０２，２０４内でクロスされ即ち開放され、残りのリングスイッチ２１４が閉じられる。従って、各リング２０２，２０４は、リングスイッチ２１４にて開放されている点を除いて、連続的であり、閉じている。リングスイッチ２０２，２０４にて開放されているリングスイッチ２１４は、共にスイッチのセットを形成し、ネットワーク２００の同一区間及び／又は対応する地点でネットワーク２００のリング２０２，２０４を効果的に開放する。ネットワーク内で同一区間が開放され、例えば、その区間に隣接するノード２０１はその区間から進入トラフィックを受信しない。区間内で、区間に沿って又は区間の周辺で開放リングスイッチ２１４のそのような調整は、各ノード２０１がネットワーク内の他のノード２０１の各々と通信することを可能にする一方、トラフィックを巡回させることによる干渉を回避する或いは最小化する。
【００７９】
図示の例では、ノード２１０の時計回りの伝送要素２２２のリング２１４は、ノード２０８の反時計回りの伝送要素２２０内のリングスイッチ２１４と同様に、クロスされている。残りのリングスイッチ２１４は、スルー位置に閉じられている。ノード２１０で付加されたトラフィックチャネル５００は、例示的な光経路５０２，５０４でリング２０２，２０４の回りを伝搬する。特に、反時計回りの光経路５０２は、ノード２１０の合成要素２２６から反時計回りの伝送要素２２０に伸び、反時計回りのリング２０４に加えられる。反時計回りのリング２０４では、光経路５０２はノード２０８に伸び、反時計回りの伝送要素２２０のクロスしているリングスイッチ２１４によって終端される。時計回りの光経路５０４は、ノード２１０の合成要素２２６からノード２１０の時計回りの伝送要素２２２に伸び、時計回りのリング２０２に付加される。時計回りのリング２０２では、光経路５０４は、ノード２１２に伸び、ノード２１２の時計回りの伝送要素２２２を経てノード２０６に至り、ノード２０６の時計回りの伝送要素２２２を経てノード２０８に至り、ノード２１０に戻り、時計回りの伝送要素２２２の進入側のクロスしたリングスイッチによって終端される。従って、各ノード２０６，２０８，２１０，２１２は、１つの方向から互いのノードに到達し、且つトラフィックはリング２０２，２０４を巡回する或いは干渉を生じさせることから防止される。
【００８０】
図６は、ノード２０６，２０８，２１０，２１２の上位概念的な詳細に関する光ネットワーク２００を示す。ノードの各々は、合成要素２２４、分配要素２２６及び管理要素２２８に加えて、反時計回り及び時計回りの伝送要素２２０，２２２を含む。リング２０２，２０４に及びそこからトラフィックを付加及び除去することに加えて、伝送要素２２０，２２２は、管理要素２２８による処理を行うために、リング２０２，２０４に及びそこからＯＳＣを付加及び除去する。
【００８１】
図６を参照するに、上述したように、伝送要素２２０，２２２は、リング２０２，２０４からＯＳＣを選別する及び／又は除去するために、リングスイッチ２１４に先立つ進入地点にＯＳＣフィルタ２１６を含む。ノード２０１の各々では、各リング２０２，２０４からのＯＳＣ信号は、ＥＭＳ２９０による処理のために、ＯＳＣユニットの対応する光受信機２７６，２７８に伝送される。更に、リング２０２，２０４の各々のＥＭＳ２９０により生成されたＯＳＣ信号は、対応するリング２０２，２０４上で、次のノード２０１に伝送するように、光送信機２７２又は２８１により送信される。
【００８２】
通常の動作では、各ノード２０１はリング２０２，２０４に沿う隣接ノードからＯＳＣ信号を受信し、その信号を処理し、ＯＳＣ信号を伝搬させ、及び／又は隣接するノードに伝送する際に自身のＯＳＣ信号を付加する。
【００８３】
リングスイッチ２１４外部の伝送要素２２０，２２２の周辺にＯＳＣフィルタ２１６を設けることは、リングスイッチ２１４の開閉状態によらず、隣接する又は近辺ノードからのＯＳＣ信号を各ノード２０１が受信することを可能にする。ＯＳＣフィルタがリングスイッチ２１４内にあるならば、例えば、リングスイッチ２１４がノード２０１の外部にあるような場合には、ＯＳＣ信号は開放区間のエッジにおけるリング２０２及び２０４の間でループバックされてもよい。例えば、図示の例では、ノード２０８のＥＭＳ２９０は、反時計回りのリング２０４上のノード２１０に伝送するために、時計回りのＯＳＣユニットから反時計回りのＯＳＣユニットへ、ノード２１０宛の受信したＯＳＣ情報を伝送してもよい。同様に、ノード２１０で受信されたノード２０８宛のＯＳＣ情報は、ノード２１０のＥＭＳ２９０により、時計回りのリング２０２上のノード２０８に伝送するために、反時計回りのＯＳＣユニットから時計回りのＯＳＣユニットに伝送される。
【００８４】
図７は、本発明の一実施例によるネットワーク２００におけるプロテクションスイッチング及び光経路プロテクションの様子を示す。上述したように、各ノード２０６，２０８，２１０，２１２は、合成要素、分配要素及び管理要素２２４，２２６，２２８に加えて、時計回り及び反時計回りの伝送要素２２０，２２２を含む。残りの要素はそれぞれＮＭＳ２９２と通信する。図７を参照するに、ノード２０６と２１２の間のリング２０４に、ファイバ切断５１０が示されている。それに応じて、以下に詳細に説明されるように、ＮＭＳ２９２は、ノード２１２の反時計回りの伝送要素２２０のリングスイッチ２１４と、ノード２０６の時計回りの伝送要素２２２のリングスイッチ２１４を開放し、これによりノード２０６及び２１２の区間を効果的に開放する。切断に関する各側でリング２０２，２０４を開放した後に、ＮＭＳ２９２はノード２０１内で以前に開放していた任意のリングスイッチ２１４を閉じる。
【００８５】
プロテクションスイッチングの後に、各ノード２０１はネットワーク２００内の他のノード２０１から互いにトラフィックを受信し続け、動作可能なオープンリング構成が維持される。例えば、ノード２１０から発せられた信号５１２は、反時計回りの光経路５１４でノード２０８，２０６に送信され、時計回りの光経路５１６でノード２１２に送信される。一実施例では、ＮＭＳ２９２、ＥＭＳ２９０及び２×２リングスイッチ２１４は、１０ミリ秒より短い切り換え時間しか有しない高速プロテクションスイッチングを行うように構成されてもよい。
【００８６】
図８は、本発明の一実施例による開放リング光ネットワークのプロテクションスイッチング方法を示すフローチャートである。本実施例では、光ネットワークは、複数のノードを含むネットワークより成り、そのノードの各々は接続された各リングの進入地点に又はそこに隣接してリングスイッチを設けている。本方法は、他の適切なネットワーク及びノード構成に関連して使用されてもよい。
【００８７】
図８を参照するに、本方法はステップ５５０から始まり、ネットワーク２００のリング２０２又は２０４のファイバ切断をＮＭＳ２９２により検出する。ＮＭＳ２９２は、ＥＭＳ２９０によりＮＭＳ２９２に通知されたＯＳＣ及び／又は他の信号に基づいて、そのファイバ切断を検出して突き止める。
【００８８】
ステップ５５２では、ＮＭＳ２９２は、時計回りの伝送要素２２２の時計回りのリングスイッチ２４６を開放するために、切断に時計回りに直近のノード２０１内のＥＭＳ２９０にコマンドを発行し、そのノード２０１にて時計回りのリング２０２を開放する。
【００８９】
ステップ５５４では、ＮＭＳ２９２は、反時計回りの伝送要素２２０の反時計回りのリングスイッチ２４４を開放するために、切断に反時計回りに直近のノード２０１内のＥＭＳ２９０にコマンドを発行し、そのノード２０１にて反時計回りのリング２０４を開放する。
【００９０】
ステップ５５６では、ネットワーク２００のノード２０１内の他のいかなるスイッチ２１４も閉じられる。従って、各リング２０２，２０４は、１つの開放地点及び／又はセグメントを除いて本質的には連続的である。開放セグメントは、個別的なスイッチ及び／又は伝送要素におけるものでもよく、或いはネットワーク２００のノード間の１区間の全部又は一部更にはより多くを含んでもよい。一実施例では、各ノード２０１がリング２０２又は２０４の１つを通じてノード２０１の各々と互いに通信できる限り、リング２０２及び／又は２０４内の付加的なスイッチが開放状態に残され、リング２０２及び／又は２０４内の伝送要素がオフにされてもよいことは、理解されるであろう。
【００９１】
図５及び図７にプロテクションスイッチングの例が示される。図５を参照するに、例えば、ネットワーク２００の時計回り及び反時計回りのリング２０２，２０４は、ノード２１０，２０８の伝送要素２２２，２２０内でそれぞれ開放されている。図７に示されるような少なくとも１つのリング切断５１０に応答して、プロテクションスイッチングにより、リングスイッチ２１４と、ノード２０６の時計回りの伝送要素２２２と、ノード２１２の反時計回りの伝送要素２２０のリングスイッチ２１４とをクロス（開放）する。従って、図７では、時計回り及び反時計回りのリング２０２，２０４はノード２０６，２１２でそれぞれ開放される。ノード２０８，２１０で以前にクロスされていたリングスイッチは、スルー位置に閉じられ、各ノード２０１が、ネットワーク２００内のノード２０１から互いにトラフィックを受信し続けることを可能にする。ファイバ切断５１０は、プロテクションスイッチングが完了し後の適切な時間に修復される。更に、ファイバ切断５１０の修復後に、スイッチ２１４及びノード２０１を切断前のそれらの状態に戻すことは必須でないことに留意すべきである。例えば、図５に示されるように当初は構成されており、その後にファイバ切断５１０によって図７に示されるように構成されたネットワークは、切断５１０が修復された後でさえも、図７に示されるように構成されたままでよい。このように、図８に示されるステップは、いかなる回数のファイバ切断の事象についても反復されてもよい。
【００９２】
上述したように、リングスイッチ２１４及びノード２０１は、他の種類のネットワーク不具合に応答してプロテクションスイッチング機能を発揮するように再構成されてもよく、その不具合は、１つのノード２０１が、ローカルな及び／又は他のトラフィックを隣接するノード２０１と通信することを遮るものである。例えば、ノード２０６の時計回りの伝送要素２２２内の装置の不具合に応答して、その故障した装置が（適切であるならば）オフにされ、隣接するリングスイッチ２４６が、閉じたスルー位置から開いたクロス位置に動かされる。上述したように、クロスしたリングスイッチ２１４は、接続されたリングスイッチ２０２，２０４上のトラフィックを終端するが、ＥＭＳ２９０によって監視するために及び／又はループバックその他の種類のテストのためにトラフィックをＯＳＡに伝送してもよい。次に、ノード２１２の反時計回りの伝送要素２２０のリングスイッチ２１４は、クロスした位置に再度位置付けられてもよい。
【００９３】
リングスイッチをクロスにした後に、以前にクロスされていたリングスイッチ２１４は、スルー位置に閉じられ、各ノード２０１がノード２０１と互いに充分に通信できるようにする。継続した動作の間に故障した装置は置換され、新たな装置の動作の適切さはいかに更に詳細に説明されるようなループバック及び／又はローカルテストにより確認される。故障した装置が置換され、適切な動作が確認された後に、ネットワーク２００はその現在の構成のままにされてもよいし、以前の構成に戻されてもよいし、或いはネットワーク２００内でのローカルな及び／又はループバックテストをサポートするために別のコンフィギュレーションに構築されてもよい。
【００９４】
合成要素２２６の増幅器の不具合は、合成増幅器の装備アラームにより検出されるかもしれない。例えば、ノード２１０の時計回りの伝送要素２２２の合成要素２２６内の合成増幅器に関する装備アラームに応答して、ノード２１２内の時計回りの伝送要素２２２のリングスイッチ２４６はクロスに設定され、ノード２１０の反時計回りの伝送要素２２０内のリングスイッチ２４４もクロスに設定される。以前に開放されていたリングスイッチ２１４は、同時に閉じられ、ノード２１０内の故障した合成増幅器は置換され、適切な動作を確認するためにテストされる。
【００９５】
一実施例では、テスト信号がネットワークに挿入され、時計回り及び／又は反時計回りのリング上で伝送される。信号は、クロスしたリングスイッチ２１４にて終端され、分析するために図７のポート２４８又は２５２を通じてＯＳＡに伝送される。適切なノード内のリングスイッチを選択的に閉じることで、選択された光経路はＯＳＡにより試験される。
【００９６】
同様に、更なる実施例では、光経路、素子検査、修復又は置換に必要なローカルな領域が規定されてもよい。ローカル領域の要素をサービス中のネットワークの残りの部分から分離するために、第１ノードの時計回りのリングスイッチ２１４及び第２ノードの反時計回りのリングスイッチが開放される。ローカル領域は、２つの隣接するノードの対向する部分を含み、一実施例では、ローカル領域がネットワークないのノードのいかなる装置もカバーするよう規定される。従って、ローカル領域内の素子の検査、置換及び／又は修復は、サービス中のネットワークと干渉せずに行われる。
【００９７】
ある環境では、第１ノードの付加カプラを通じて合成要素から発信し、複数のノードを通じてリングの周りを伝送し、第１ノードの除去カプラを通じて第１ノードの分配要素に戻る光経路を検査することが望ましい。このように、各ノードの所与のリング方向の書く伝送セグメントの要素総てが検査されてもよい。第１ノードの伝送要素の付加カプラ及び除去カプラの間の地点で光ファイバを物理的に分離することで、そのような光経路が作成されてもよい。
【００９８】
図９は、回線切断に対する本発明の一実施例によるネットワーク２００でのＯＳＣプロテクションの様子を示すブロック図である。本実施例では、ノード２０１の管理要素２２８内の光−電気ループバックがＯＳＣのプロテクションに使用される。
【００９９】
図９を参照するに、ファイバ切断又は他の回線破断５８０がノード２０６及び２１２の間の時計回りのリング２０２内に示されている。ファイバ切断５８０に応答して、ノード２０６内のＥＭＳ２９０を通じて反時計回りのＯＳＣシステムから時計回りのＯＳＣシステムに至り、ノード２１２内のＥＭＳ２９０を通じて時計回りのＯＳＣシステムから反時計回りのＯＳＣシステムに至る光電ループバック５８２が確立される。
【０１００】
特定の実施例では、ノード２０６の光電ループバックは、ノード２０６の管理要素２２８の反時計回りのＯＳＣユニットにて、反時計回りのリング２０４からＯＳＣ５８４を受信すること、及び図２に関して上述したようにＥＭＳ２９０にてそのＯＳＣを処理することを含む。しかしながら、処理されたＯＳＣを、反時計回りのリング２０４の進出信号としてノード２０６から送信する代わりに、その処理されたＯＳＣはＥＭＳ２９０から時計回りのＯＳＣユニットへ、そして時計回りのリング２０２へ伝送され、反時計回りから時計回りの信号へそのＯＳＣをノード２０６にて折り返す。
【０１０１】
同様に、ノード２１２の光電ループバックは、ノード２１２の管理要素２２８の時計回りのＯＳＣユニットにて、時計回りのリング２０２からＯＳＣ５８６を受信すること、及び図２に関して上述したようにＥＭＳ２９０にてそのＯＳＣを処理することを含む。しかしながら、処理されたＯＳＣを、時計回りのリング２０２の進出信号としてノード２１２から送信する代わりに、その処理されたＯＳＣはＥＭＳ２９０から反時計回りのＯＳＣユニットへ、そして反時計回りのリング２０４へ伝送され、時計回りから反時計回りの信号へそのＯＳＣをノード２１２にて折り返す。このように、ネットワーク２００内の各ノード２０１は、ネットワーク２００内のノード２０１から互いにＯＳＣ信号を受信し続ける。光電ループバック５８２は、通常の又はプロテクションスイッチング後の期間に試用されてもよく、ＯＳＣ信号が同じ帯域で送信される場合に使用されてもよく、或いはＯＳＣ信号がリングスイッチ２１４を通じて伝搬する別の態様で使用されてもよい。
【０１０２】
ＯＳＣフロー手順は、通常の場合及びプロテクションスイッチングの場合の双方に同じである。例えば、図５にて、ノード２０８の反時計回りの伝送要素２２０のリングスイッチ２１４及び時計回りの要素２２２のリングスイッチ２１４が図４に示されるようにクロス位置にあるならば、ノード２０８にて時計回りから反時計回りへ及びノード２２０にて反時計回りから時計回りへの光電ループバックを配備することが賢明であるかもしれない。
【０１０３】
図１０は、本発明の一実施例による光ネットワークにおけるＯＳＣプロテクションスイッチング方法を示す。本実施例では、ファイバ切断に応答して、プロテクションスイッチングが実現される。しかしながら、ＯＳＣプロテクションスイッチングは、他の種類の不具合に応じて行われてもよいこと、及び光経路のプロテクションスイッチングに関連して行われてもよいことが、理解されるであろう。
【０１０４】
図１０を参照するに、本方法はステップ６００から始まり、光ネットワーク２００のリング２０２又は２０４のある区間にて、ＮＭＳ２９２によりファイバ切断を検出する。ＮＭＳ２９２は、ＯＳＣに基づいて及び／又はノード２０１のＥＭＳ２９０による他の信号に基づいて、その不具合を検出してもよい。
【０１０５】
ステップ６０２では、ＮＭＳ２９２は、反時計回りのＯＳＣユニットから時計回りのＯＳＣユニットへの電気的ループバックを形成するために、切断５８０に時計回りに直近のノード２０１内のＥＭＳ２９０にコマンド（命令）を発行し、上述したように、反時計回りのリング２０４から時計回りのリング２０２へＯＳＣの光電ループバックを作成する。当然に、ノード２０６のＥＭＳ２９０がファイバ切断５８０を検出し、ＮＭＳ２９２からの命令なしにこの電気的ループバックを実行してもよい。
【０１０６】
ステップ６０４では、ＮＭＳ２９２は、時計回りのＯＳＣユニットから反時計回りのＯＳＣユニットへの電気的ループバックを形成するために、切断箇所に反時計回りに直近のノード２０１内のＥＭＳ２９０にコマンドを発行し、上述したように、時計回りのリング２０２から反時計回りのリング２０４へＯＳＣの光電ループバックを作成する。プロテクションスイッチングの本態様又は他の態様では、ＮＭＳ２９２自身がノード２０１内の装置を直接的に制御してもよいこと、或いはＮＭＳ２９２がプロテクションスイッチングを行うように各装置と通信してもよいこと、及び／又はノード２０１の管理要素２２８が、ＮＭＳ２９２の機能を発揮するようにそれらの間で通信を行ってもよいことが、理解されるであろう。
【０１０７】
ステップ６０６では、ループバックを含む以前に形成されていた他のいかなるノード２０１も、非ループバックの状態に戻される。或いは、ＯＳＣ光電ループバック手順が、クロス位置にあるリングスイッチを有するノードにて行われるならば、そのような復帰は不要である。このように、ＯＳＣデータはネットワーク２００内の各ノード２０１により送信、受信及び処理され続けてもよい。本方法の完了後に、回線切断５８０は修復され、検査される。上述したように、ファイバ切断５８０の修復後に、切り換え前の状態にネットワーク２００を戻すことは何ら必須ではない。
【０１０８】
図１１は、ＯＳＣ装備不具合に対する本発明によるネットワーク２００におけるＯＳＣプロテクションを示す。本実施例では、プロテクションスイッチングは、ＯＳＣ送信側の不具合に対して行われる。ＯＳＣフィルタ２１６又はＯＳＣ受信機２７６，２７８の不具合は、装備不具合の場合でさえも、各ノード２０１がＯＳＣデータによるサービスを受け続けるように、同様なプロテクションスイッチングを必要とする。
【０１０９】
図１１を参照するに、ノード２０６の反時計回りのＯＳＣ送信部２８１は、不具合を生じたものとして検出される。特定の実施例では、他の不具合アラームと共に又はそれらなしに、光受信機又はダウンストリーム光受信機用のＬＯＬアラームに基づいて、ＯＳＣ光送信部２７２，２８１又はＯＳＣ光受信機２７６，２７８の不具合は、ノード２０６内のＮＭＳ２９２又はＥＭＳ２９０によって検出されてもよい。例えば、ノード２０６の管理要素２８２の反時計回りのＯＳＣユニット内の光送信部２８１に関する装備アラームは、その光送信部の不具合を示す。これに応答して、ノード２０６のＮＭＳ２９２又はＥＭＳ２９０は、ノード２０６にて反時計回りのＯＳＣ６１２から時計回りのＯＳＣにループバックしてもよい。ノード２１２では、ＮＭＳ２９２は時計回りのＯＳＣ６１４から反時計回りのＯＳＣへループバックを行う。ノード２０８及び／又は２１０内の以前のいかなるループバックも遮断され、情報はノードを通じて送信される。
【０１１０】
プロテクションスイッチングの後に、故障した光送信部２８１は置換され、時計回りのＯＳＣを用いて検査される。置換された光送信部２８１の動作を確認した後に、ネットワーク２００は、その現在の状態で動作を継続してもよいし、当初のＯＳＣ状態に復帰してもよい。上述したように、ノード２０６及び２１０間のファイバ切断に関しても、修復及び検査されたファイバ切断に続いて同じ手順がなされてもよい。
【０１１１】
図１２は、本発明の一実施例による光ネットワーク２００にノード２０１を挿入する方法を示す。ノード挿入は、ネットワーク２００の設計におけるスケーラビリティ（拡張性）を十分に考慮して行われる。他の適切な要素は、光ネットワーク２００の既存のノード２０１の間に同様に挿入されてもよい。
【０１１２】
図１２を参照するに、本方法はステップ６５０から始まり、時計回りのリングスイッチ２１４は、新たなノードの挿入地点に時計回り直近のノード２０１にて開放される。ステップ６５２に進むと、反時計回りのリングスイッチ２１４は、挿入地点に反時計回りに直近のノード２０１で開放される。ステップ６５４では、他のいかなる開放リングスイッチ２１４も閉じられる。従って、ネットワーク２００のノード２０１の各々は、新たなノードが付加される区間にわたっては通信せずに、互いに通信を行う。
【０１１３】
ステップ６５６に進むと、新たなノードが挿入地点に挿入される。そのような挿入は、時計回り及び反時計回りの光リングファイバの物理的な分離を必要とするかもしれない。ステップ６５８では、新たなノードに関する増幅器、スイッチ及び他の要素の動作が検査されテストされる。
【０１１４】
ステップ６６０に進むと、新たなノード内の反時計回りのスイッチ２１４が閉じられる。ステップ６６２では、反時計回りのスイッチ２１４は、新たなノードに反時計回りに直近のノード２０１にて閉じられる。このように、反時計回りのリング２０４は新たなノードで開放され、時計回りのリング２０２は新たなノードに時計回りに直近のノード２０１で開放される。他の実施例では、新たなノード内の時計回りのスイッチ２１４は開放され、新たなノードに時計回りに直近の時計回りのスイッチ２１４が閉じられる。
【０１１５】
図１３は、本発明の一実施例による図２の光ネットワークにおけるラマン増幅レーザ光の光経路を示すブロック図である。図１３を参照するに、ノード２１０の時計回り及び反時計回りの伝送要素は、図４Ｄに関連して述べたようなポンプモジュール３５４より成る。各増幅モジュール３５４は、時計回り方向に第１波長のポンプパワーを、反時計回り方向に第２波長のポンプパワーを送信するよう動作する。通常の動作期間では、図１３に示されるように、ポンプパワー（太線７００及び７０２で示される）は、トラフィック伝送信号に対して反対回りの方向にしか送信されない。
【０１１６】
残りのノード２０６，２０８，２１２の伝送要素は、図４Ｃに関連して上述したような、バイパス増幅モジュール３４８を有する。上述したように、増幅モジュール３４８は、ノード２０１の付加／除去及びスイッチの要素近辺でのポンプパワーを迂回させる、或いはノード２０１でポンプパワーを終端させるように動作する。スイッチ設定内容は、ネットワーク内で及び各ノード内で独立に設定される。通常の動作は、モジュール３４８と共に図１３に示され、モジュール２４８は、ノード２０６，２０８，２１２の付加／除去及びスイッチの要素を迂回し、リング２０２，２０４の周囲全体を実質的に増幅するように構成される。
【０１１７】
図１４は、本発明の一実施例による光ネットワーク内のラマン増幅方法を示すフローチャートである。本実施例では、単一のポンプソース又は単一ノードでの一組のポンプソースが、光ネットワーク全体を実質的に増幅するために使用される。
【０１１８】
図１４を参照するに、本方法はステップ７１０から始まり、光ファイバリングの回りにトラフィックが送信される。ステップ７１２では、トラフィックが、リングの複数のノードで付加され及び／又は除去される。特定の実施例では、トラフィックは受動的に付加及び／又は除去され、チャネルスペーシングの柔軟性が維持される。
【０１１９】
ステップ７１４に進むと、光ネットワークのノードの増幅モジュール内のポンプソースにて、ポンプパワーが生成される。ポンプソースは、ポンプ光の少なくとも１つの波長を生成及び／又は提供する。ステップ７１６では、信号は、単独又は複数の光リングを通じてポンプソースから分配され、そのトラフィックをラマン増幅する。
【０１２０】
ステップ７１８では、ポンプパワーは、ネットワークのノードの付加／除去要素近辺を迂回させられる。このように、リングネットワークのトラフィック伝送信号は、単独のスケーラブルなソース又は限定されたソース一式により効率的に増幅される。
【０１２１】
図１５は、本発明の一実施例による図１２の光経路のプロテクションスイッチングを示すブロック図である。図１５を参照するに、回線切断７２０は増幅信号を遮る。切断箇所７０２に隣接するノード２０６，２０８の増幅モジュール３４８は、それらのノードでポンプパワーを終端するように切り替わる。
【０１２２】
回線切断７２０及び／又はプロテクションスイッチングは、リング２０２，２０４の一部を反対回りのポンプパワー７００，７０２から孤立させる。従って、更に回線切断に応答して、ノード２１０の増幅モジュール３５４内のポンプ７２２，７２４は、ポンプパワー７２６，７２８を送信することを開始し、トラフィック伝送信号と同一方向ではあるが、リング２０２，２０４を継続的に増幅する。
【０１２３】
図１６は、本発明の様々な他の実施例によるラマン増幅光経路のプロテクションスイッチング方法を示すフローチャートである。本発明によるラマン増幅ネットワークのトラフィックは、上述したように、反対に伝搬するポンプパワーにより増幅される。回線切断のようなネットワークの中断は、ネットワークの増幅を安全に維持するために、プロテクションスイッチングを必要とする。
【０１２４】
図１６を参照するに、本方法はステップ７５０から始まり、装備不具合又は回線切断が、ネットワークの特定のノードで検出される。例えば、回線切断はＯＳＣ信号の損失により検出されてもよい。ステップ７５２では、不具合又は回線切断に隣接するノードが判別される。ステップ７５４では、ポンプパワーの供給が、その隣接ノードのバイパス要素にて終端される。図１５に関して説明されたポンプソースでは、その終端は、中断場所に隣接するノード内のモジュール３４８のスイッチを作動させることで行っている。光減衰器のような、ノードへのポンプパワーを終端する他の適切な手段が使用されてもよい。
【０１２５】
最後に、ステップ７５６では、ポンプパワーが同一の伝搬方向及び逆の伝搬方向の双方で伝送され、中断場所に隣接するノードにおけるポンプパワーの終端によらず、トラフィック伝送信号の増幅を維持するようにする。その中断が復旧した後に、ネットワークは中断以前の状態に復帰してもよい。
【０１２６】
図１７は、本発明の他の実施例による付加／除去ノード８００の詳細を示すブロック図である。ノード８００は、マルチリングネットワークのリング間でポンプパワーを再利用するよう動作し、図３のノード２０１に代えて又はそれに加えて使用されてもよい。
【０１２７】
図１７を参照するに、ノード８００は、図３に関連して上述したように、分配要素２２４，合成要素２２６、管理要素２２８、スプリッタ／カプラ３３０、リングスイッチ２１４及びＯＳＣフィルタ２１６から構成される。
【０１２８】
ポンプモジュール８０２は、ポンプフィルタ８１２を通じてポンプパワーをリング２０２，２０４に供給するように、ポンプ、アイソレータ、ＷＤＭフィルタ及び／又は他の適切な装置から構成される。ポンプフィルタ８１４の各々は、反対に伝搬するポンプパワーを、フィルタ８１４が結合されている各自のファイバリングから分離し、クロスリング接続ファイバ８０６を介して過剰なパワーを他のリングに転送する。このように、１つのリングからの過剰なポンプパワーは、他のリングをラマン増幅するように再利用される。タップモニタ８１０は、接続ファイバ８０６を通じて転送されたポンプパワーを監視してもよい。
【０１２９】
図１８は、本発明の一実施例によるメトロアクセス／メトロコア環境における複数の光ネットワークを示すブロック図である。メトロアクセス光ネットワーク８５４は、ハブ８５０内の１以上のポンプレーザダイオードユニット８５６により増幅され、ハブはメトロコアネットワーク８５２に結合される。カスケード式のスプリッタ／カプラ３３０は、ダイオードからリングネットワークへポンプパワーを伝送する。様々な光減衰器（ＶＯＡ）８５８は、ネットワーク８５４の各々へのパワーレベルを制御する。特定の実施例では、４つのメトロアクセスリングネットワーク８５４が、単独の２ワットレーザ８５６により増幅されてもよい。他の実施例では、複数のポンプソース８５６の各々が、異なる波長におけるレーザ送信ポンプパワーを有する。
【０１３０】
以上本発明がいくつかの実施例と共に説明されてきたが、様々な変更及び修正が当業者に示唆されるであろう。本発明は、そのような変更及び修正を添付の特許請求の範囲内に含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の一実施例による光ネットワークを示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施例による光ネットワークを示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施例による図２のノードの詳細を示すブロック図である。
【図４Ａ】本発明の様々な実施例による図２のノードの増幅又はバイパスモジュールの詳細を示すブロック図である。
【図４Ｂ】本発明の様々な実施例による図２のノードの増幅又はバイパスモジュールの詳細を示すブロック図である。
【図４Ｃ】本発明の様々な実施例による図２のノードの増幅又はバイパスモジュールの詳細を示すブロック図である。
【図４Ｄ】本発明の様々な実施例による図２のノードの増幅又はバイパスモジュールの詳細を示すブロック図である。
【図４Ｅ】本発明の様々な実施例による図２のノードの増幅又はバイパスモジュールの詳細を示すブロック図である。
【図４Ｆ】本発明の様々な実施例による図２のノードの増幅又はバイパスモジュールの詳細を示すブロック図である。
【図４Ｇ】本発明の様々な実施例による図２のノードの増幅又はバイパスモジュールの詳細を示すブロック図である。
【図４Ｈ】本発明の一実施例による図３のノードの光カプラの詳細を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施例による図２の光ネットワークのオープンリング構成及び光経路の流れを示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施例による図２の光ネットワークにおける光監視チャネル（ＯＳＣ）の流れを示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施例による図２の光ネットワークにおけるプロテクションスイッチング及び光経路プロテクションの様子を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施例による図２の光ネットワークにおけるトラフィックのプロテクションスイッチング方法を示すフローチャートである。
【図９】回線切断に対する本発明の一実施例による図２の光ネットワークでのＯＳＣプロテクションの様子を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施例による図２の光ネットワークにおけるＯＳＣプロテクションスイッチング方法を示すフローチャートである。
【図１１】ＯＳＣ装備不具合に対する本発明による図２の光ネットワークにおけるＯＳＣプロテクションを示すブロック図である。
【図１２】本発明の一実施例による図２の光ネットワークにノードを挿入する方法を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施例による図２の光ネットワークにおけるラマン増幅ポンプの光経路を示すブロック図である。
【図１４】本発明の一実施例による光ネットワーク内のトラフィックをラマン増幅する方法を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施例による図１３の光経路のプロテクションスイッチングを示すブロック図である。
【図１６】本発明の様々な他の実施例によるラマン増幅プロテクションスイッチング方法を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の他の実施例による図２のノードの詳細を示すブロック図である。
【図１８】本発明の一実施例によるメトロアクセス環境における複数の光ネットワークを示すブロック図である。
【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４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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