(57)【要約】通信リンクによって相互接続された複数のノードを含む波長多重光通信システムの通信ノードは、それぞれが互いに異なるチャンネル波長を介して、情報を運ぶ光信号を生成及び／又は受信する複数のトランスポンダからなる第１のトランスポンダの組を備える。光カップリング構成体は、ノードに接続されたリンクと、第１のトランスポンダの組との間でチャンネル波長を伝送する。光カップリング構成体は、その動作状態を再構成して、リンクからの各チャンネル波長を、他のチャンネル波長によってノードを通過する光路に影響を与えることなく、異なるそれぞれのトランスポンダに選択的に向ける。更に、通信ノードは、トランスポンダが動作する各チャンネル波長を識別するデータを、トランスポンダから光カップリング構成体に伝送し、伝送されたデータに応じて、光カップリング構成体の動作状態を再構成する通信及び再構成構成体を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信リンクによって相互接続された複数のノードを含む波長多重光通信システムの通信ノードにおいて、
それぞれが互いに異なるチャンネル波長を介して、情報を運ぶ光信号を生成及び／又は受信する複数のトランスポンダからなる第１のトランスポンダの組と、
当該ノードに接続されたリンクと、上記第１のトランスポンダの組との間でチャンネル波長を伝送し、動作状態を再構成して、該リンクからの各チャンネル波長を、他のチャンネル波長によってノードを通過する光路に影響を与えることなく、異なるそれぞれのトランスポンダに選択的に向ける光カップリング構成体と、
上記トランスポンダが動作する各チャンネル波長を識別するデータを、上記トランスポンダから上記光カップリング構成体に伝送し、該伝送されたデータに応じて、該光カップリング構成体の動作状態を再構成する通信及び再構成構成体とを備える通信ノード。
【請求項２】
上記第１のトランスポンダの組内の各トランスポンダは、上記情報を表す信号を受信する受信機を備え、上記通信及び再構成構成体は、上記リンクから上記第１のトランスポンダの組にチャンネル波長を伝送する上記光カップリング構成体の少なくとも一部の動作状態を再構成し、該第１のトランスポンダの組内の各トランスポンダにそれぞれが動作するチャンネル波長で光信号を供給することを特徴とする請求項１記載の通信ノード。
【請求項３】
上記各トランスポンダは、該トランスポンダが動作するそれぞれのチャンネル波長を識別するデータを格納した識別要素を備え、上記光カップリング構成体は、該識別要素に格納されたデータを受け取る受取手段を備えることを特徴とする請求項１記載の通信ノード。
【請求項４】
上記光カップリング構成体は、上記リンクから上記第１のトランスポンダの組にそれぞれ異なるチャンネルを選択的に伝送するチューナブルカップリング構成体と、上記トランスポンダから上記リンクにチャンネル波長を向ける受動カップリング構成体とを備えることを特徴とする請求項１記載の通信ノード。
【請求項５】
上記光カップリング構成体は、少なくとも３つのポートを有する再構成可能な光スイッチを備え、該再構成可能な光スイッチは、その動作状態を再構成して、上記第１のトランスポンダの組内のトランスポンダが動作する任意のチャンネル波長を任意のポートで受信し、該チャンネル波長を該光スイッチの他の任意のポートに向けることを特徴とする請求項１記載の通信ノード。
【請求項６】
上記光カップリング構成体は、少なくとも３つのポートを有する再構成可能な光スイッチを備え、該再構成可能な光スイッチは、その動作状態を再構成して、上記第１のトランスポンダの組内のトランスポンダが動作する任意のチャンネル波長を複数のポートで受信し、該チャンネル波長を該光スイッチの残りのポートのうちの任意のポートに向けることを特徴とする請求項１記載の通信ノード。
【請求項７】
上記第１のトランスポンダの組内の１つ以上のトランスポンダに障害が発生した場合にバックアップ用のトランスポンダとして機能する複数のトランスポンダからなる第２のトランスポンダの組を備える請求項１記載の通信ノード。
【請求項８】
上記光カップリング構成体は、それぞれが少なくとも３つのポートを有する少なくとも２つの再構成可能な光スイッチを備え、第１の再構成可能な光スイッチは、自らの動作状態を再構成して、上記第１のトランスポンダの組にチャンネル波長を分岐し、上記第２のトランスポンダの組からチャンネル波長を受け取り、第２の再構成可能な光スイッチは、自らの動作状態を再構成して、上記第２のトランスポンダの組にチャンネル波長を分岐し、上記第１のトランスポンダの組からチャンネル波長を受け取ることを特徴とする請求項７記載の通信ノード。
【請求項９】
上記第１及び第２のトランスポンダの組は、該第１のトランスポンダの組内の各トランスポンダと、該第２のトランスポンダの組内の各トランスポンダとをそれぞれ組み合わせたトランスポンダ対として構成されていることを特徴とする請求項７記載の通信ノード。
【請求項１０】
上記トランスポンダ対内の各トランスポンダは、電気的に接続されて、隣接するスロットに配設され、互いに電気データ信号を送受することを特徴とする請求項９記載の通信ノード。
【請求項１１】
上記トランスポンダ対内の各トランスポンダは、共通のチャンネル波長で動作することを特徴とする請求項１０記載の通信ノード。
【請求項１２】
上記トランスポンダ対内の各トランスポンダは、異なるチャンネル波長で動作することを特徴とする請求項１０記載の通信ノード。
【請求項１３】
少なくとも１つの上記トランスポンダ対内の各トランスポンダは、共通のチャンネル波長でも異なるチャンネル波長でも動作することを特徴とする請求項１０記載の通信ノード。
【請求項１４】
上記光カップリング構成体は、少なくとも４つの再構成可能な光スイッチを備え、上記トランスポンダ対内の第１のトランスポンダの組に属するトランスポンダは、第１及び第２の光スイッチに対してチャンネル波長を送信及び受信し、上記トランスポンダ対内の第２のトランスポンダの組に属するトランスポンダは、第３及び第４の光スイッチに対してチャンネル波長を送信及び受信することを特徴とする請求項９記載の通信ノード。
【請求項１５】
上記光カップリング構成体は、少なくとも４つの再構成可能な光スイッチを備え、上記トランスポンダ対内の第１のトランスポンダの組に属するトランスポンダは、第１及び第２の光スイッチに対してチャンネル波長を送信及び受信し、上記トランスポンダ対内の第２のトランスポンダの組に属するトランスポンダは、第３及び第４の光スイッチに対してチャンネル波長を送信及び受信することを特徴とする請求項１０記載の通信ノード。
【請求項１６】
上記光カップリング構成体は、それぞれが複数のポートを有する少なくとも２つの受動カップリング構成体と、少なくとも２つの再構成可能な光スイッチとを備え、上記トランスポンダ対内の第１のトランスポンダの組に属するトランスポンダは、第１の受動カップリング構成体及びこれに対応する第１の光スイッチに対してチャンネル波長を送信及び受信し、上記トランスポンダ対内の第２のトランスポンダの組に属するトランスポンダは、第２の受動カップリング構成体及びこれに対応する第２の光スイッチに対してチャンネル波長を送信及び受信することを特徴とする請求項９記載の通信ノード。
【請求項１７】
上記光カップリング構成体によって分岐されたチャンネル波長を上記リンクからフィルタリングするブロッキングフィルタを備える請求項１記載の通信ノード。
【請求項１８】
上記光カップリング構成体によって分岐されたチャンネル波長を上記リンクからフィルタリングするブロッキングフィルタを備える請求項５記載の通信ノード。
【請求項１９】
上記第２の再構成可能な光スイッチは、ブロッキングフィルタであることを特徴とする請求項８記載の通信ノード。
【請求項２０】
上記識別要素は、シリアル番号又は型番であり、上記受取手段は、上記データが手作業で入力される英数字入力手段であることを特徴とする請求項３記載の通信ノード。
【請求項２１】
上記トランスポンダ内の識別要素から当該ノードに上記データを供給するデータ供給手段を備える請求項３記載の通信ノード。
【請求項２２】
上記識別要素は、メモリモジュールであり、上記受取手段は、上記トランスポンダが上記光カップリング構成体に接続された際に、該メモリモジュールからデータを読み出すプロセッサを備えることを特徴とする請求項３記載の通信ノード。
【請求項２３】
上記第１のトランスポンダの組内の各トランスポンダは、それぞれが上記光スイッチの所定のポートの１つに接続された複数のトランスポンダスロットに配設されることを特徴とする請求項５記載の通信ノード。
【請求項２４】
上記各トランスポンダが各チャンネル波長を識別するデータは、各チャンネル波長自体であることを特徴とする請求項１記載の通信ノード。
【請求項２５】
光スイッチの複数のポートにチャンネル波長を割り当てるチャンネル波長割当方法において、
上記光スイッチの複数のポートに、それぞれが固有の波長で動作する複数の送信機を接続するステップと、
上記送信機が動作する固有の波長を含む、該送信機の１つ以上の動作特性を識別するデータを該送信機から得るステップと、
上記送信機から得たデータに基づいて、上記光スイッチを再構成し、上記複数のポートのそれぞれに接続された送信機の固有の波長に対応するチャンネル波長を該複数のポートのそれぞれに割り当てるステップとを有するチャンネル波長割当方法。
【請求項２６】
上記送信機からデータを得るステップは、技術者によって手作業で入力されたデータを受け取るステップを有することを特徴とする請求項２５記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項２７】
上記送信機からデータを得るステップは、送信機から直接データを読み出すステップを有することを特徴とする請求項２５記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項２８】
上記データは、メモリモジュールから読み出されることを特徴とする請求項２７記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項２９】
上記メモリモジュールは、読出専用メモリであることを特徴とする請求項２８記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項３０】
上記メモリモジュールは、ランダムアクセスメモリであることを特徴とする請求項２８記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項３１】
上記メモリモジュールは、消去可能なプログラム可能読出専用メモリであることを特徴とする請求項２８記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項３２】
上記メモリモジュールは、上記光スイッチ内に配設されたコントローラによって読み出されることを特徴とする請求項２８記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項３３】
上記データは、上記送信機のシリアル番号又は型番であることを特徴とする請求項２６記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項３４】
上記送信機は、光トランスポンダ内に組み込まれていることを特徴とする請求項２５記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項３５】
上記少なくとも１つの送信機は、上記光スイッチが組み込まれている伝送システムにおいて採用されている複数のチャンネル波長にそれぞれ対応する複数のチャンネル波長にチューニング可能なチューナブル送信機であることを特徴とする請求項２５記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項３６】
上記複数の送信機のうちの第１の送信機を上記光スイッチが組み込まれている伝送システムにおいて採用されているチャンネル波長に対応する第１の波長にチューニングするステップを有し、上記光スイッチを再構成するステップは、該第１の波長を上記第１の送信機が接続されている該光スイッチのポートに割り当てるステップを有することを特徴とする請求項２５記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項３７】
上記第１の送信機をチューニングするステップは、上記チャンネル波長に対応する第１の波長を選択するステップを有し、該第１の波長を選択するステップは、伝送システム内に配設されているネットワーク要素によって実行されることを特徴とする請求項３６記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項３８】
１つ以上の送信機の１つ以上の動作特性が所定の動作特性に対応しない場合に警告を発するステップを有する請求項２５記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項３９】
上記１つ以上の送信機の１つ以上の動作特性と、上記所定の動作特性との比較は、上記光スイッチが組み込まれている伝送システム内に配設されているネットワーク要素によって実行されることを特徴とする請求項３８記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項４０】
上記ネットワーク要素は、ネットワーク制御の最上位のレベルで動作するネットワーク管理要素であることを特徴とする請求項３９記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項４１】
上記ネットワーク管理要素は、ルーティング及び波長割当アルゴリズムを用いることを特徴とする請求項４０記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項４２】
上記光スイッチを再構成するステップが完了する以前に障害が検出された場合、警告を発するステップを有する請求項２５記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項４３】
上記送信機の動作特性の少なくとも１つは、パワーレベルを含むことを特徴とする請求項２５記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項４４】
上記送信機の動作特性の少なくとも１つは、伝送フォーマットを含むことを特徴とする請求項２５記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項４５】
上記伝送フォーマットは、伝送ビットレートを含むことを特徴とする請求項４４記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項４６】
上記送信機を接続するステップは、それぞれが上記光スイッチの所定のポートの１つと光学的に通信を行う複数のトランスポンダスロット内の送信機と、対応するポートとを接続するステップを有する請求項２５記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項４７】
光バックプレーンを用いて、所定の手法で、上記複数のトランスポンダスロットを上記光スイッチのポートに接続するステップを有する請求項４６記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項４８】
上記送信機から得られるデータは、該送信機が動作する固有の波長に関する情報であることを特徴とする請求項２５記載のチャンネル波長割当方法。
【請求項４９】
少なくとも１つが、少なくとも１つの光スイッチを備える複数のノードを含む光伝送システムにおいてサービスを自動的に提供するサービス提供方法において、
光スイッチの所定のポートに接続された、上記提供されるサービスに関連するトランスポンダを識別するステップと、
上記トランスポンダの識別に少なくとも部分的に基づいて、所定のポートにチャンネル波長を割り当てるように上記光スイッチを再構成するステップとを有するサービス提供方法。
【請求項５０】
上記提供されるサービスを保護する第１の保護策を提供するステップを有する請求項４９記載のサービス提供方法。
【請求項５１】
上記提供されるサービスについて、上記第１のサービス保護策と、第２のサービス保護策とを選択的に切り換えるステップを有する請求項５０記載のサービス提供方法。
【請求項５２】
上記第１のサービス保護策は、専用保護策又は共有保護策のいずれかであることを特徴とする請求項５０記載のサービス提供方法。
【請求項５３】
上記第１のサービス保護策は、専用保護策、共有保護策、二重帰還経路保護策、二重リング相互動作保護策、１：Ｎ保護策からなるグループから選択されることを特徴とする請求項５０記載のサービス提供方法。
【請求項５４】
上記第１及び第２の保護策は、専用保護策、共有保護策、二重帰還経路保護策、二重リング相互動作保護策、１：Ｎ保護策からなるグループから選択されることを特徴とする請求項５１記載のサービス提供方法。
【請求項５５】
上記トランスポンダに電気的に接続されているバックアップ用のトランスポンダを識別するステップと、該トランスポンダに障害が発生した場合に、該障害が発生したトランスポンダから該バックアップ用のトランスポンダに自動的に電気信号をルーティングし、ネットワークを介した通信を復旧するステップとを有する請求項４９記載のサービス提供方法。
【請求項５６】
上記バックアップ用のトランスポンダは、チューナブル送信機を備えることを特徴とする請求項５５記載のサービス提供方法。
【請求項５７】
上記チューナブル送信機を、上記障害が発生したトランスポンダにおいて採用されているチャンネル波長にチューニングするステップを有する請求項５６記載のサービス提供方法。
【請求項５８】
上記バックアップ用のトランスポンダは、上記障害が発生したトランスポンダとは異なる波長で動作し、上記光スイッチを再構成して、上記所定のポートに該異なる波長を割り当てるステップを有することを特徴とする請求項５５記載のサービス提供方法。
【請求項５９】
通信リンクによって相互接続された複数のノードを含む波長多重光通信システムの通信ノードにおいて、
少なくとも３つのポートを有する再構成可能な光スイッチと、
上記光スイッチの複数のポートにそれぞれ接続され、それぞれが互いに異なるチャンネル波長で情報を運ぶ光信号を生成する複数の送信機とを備え、
上記再構成可能な光スイッチは、複数のポートにおいて、上記複数の送信機が動作するチャンネル波長を受信し、該チャンネル波長を少なくとも１つの他の波長に向け、
当該通信ノードは、更に、上記送信機が動作する各チャンネル波長を識別するデータを、上記送信機から上記光スイッチに伝送し、該伝送されたデータに応じて、該光スイッチを再構成し、上記各ポートに接続された送信機の固有の波長に対応するチャンネル波長を該各ポートに割り当てる通信及び再構成構成体を備える通信ノード。
【請求項６０】
上記送信機は、該送信機が動作するそれぞれのチャンネル波長を識別するデータを格納したメモリモジュールを備え、上記光スイッチは、上記送信機が上記光スイッチのポートに接続された際に、該メモリモジュールからデータを読み出すプロセッサを備えることを特徴とする請求項５９記載の通信ノード。
【請求項６１】
上記送信機が動作するそれぞれのチャンネル波長を識別するデータは、各チャンネル波長自体であることを特徴とする請求項５９記載の通信ノード。
【請求項６２】
上記光カップリング構成体は、それぞれが複数のポートを有する少なくとも２つの再構成可能な光スイッチと、上記リンクからチャンネル波長を受信する入力ポートと、該少なくとも２つの再構成可能な光スイッチのポートにそれぞれ接続された第１及び第２の出力ポートとを有する受動カプラとを備え、第１の再構成可能な光スイッチが上記リンクからのチャンネル波長のそれぞれを異なるトランスポンダの１つに選択的に向ける分岐スイッチとして機能し、第２の再構成可能な光スイッチが上記トランスポンダからの異なるチャンネル波長を上記リンクに選択的に向ける挿入スイッチとして機能し、少なくとも１つのチャンネル波長を該分岐スイッチによって分岐するとともに、該チャンネル波長を該挿入スイッチによって上記リンクに戻す請求項１記載の通信ノード。
【請求項６３】
上記所定のチャンネルは放送チャンネルであることを特徴とする請求項６２記載の通信ノード。
【請求項６４】
上記所定のチャンネルは、二重帰還経路保護チャンネルであることを特徴とする請求項６２記載の通信ノード。
【請求項６５】
共有保護策及び１：Ｎ保護策を提供するステップを有する請求項４９記載のサービス提供方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００１年３月１６日に米国特許商標庁に出願された同時に係続中の米国仮特許出願第６０／２７６，３１０号「再構成可能な光システム（Reconfigurable Optical System）」の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、波長多重光通信システムに関し、詳しくは、再構成可能な光スイッチを備える異なる波長多重光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
波長多重（wavelength division multiplexing：以下、ＷＤＭという。）は、データ及び音声トラヒック用途の急増に対応するために、光ファイバネットワークの通信容量を増加させる手法として開発された。ＷＤＭシステムは、複数の光チャンネルを使用し、各チャンネルには特定のチャンネル波長が割り当てられる。ＷＤＭシステムにおいては、複数のチャンネルが生成され、合波され、単一の導波路を介して伝送されて、各チャンネル波長を指定された受信機にルーティングするために分波される。例えばドープファイバ増幅器等の光増幅器を使用することにより、複数の光チャンネルが同時に直接増幅され、これにより長距離光システムにおいてＷＤＭシステムを容易に用いることができる。
【０００４】
提案されている波長多重光通信システムは、一般的に、光通信システムにおいて、定められた数の光チャンネルのみしか使用できない合分波スイッチング素子（multiplexer and demultiplexer switching element）を備える。例えば、ある光通信システムにおいて、波長多重信号は、集積周波数ルータ分波器（integrated frequency router demultiplexer）を用いることによって、波長多重信号を構成する複数の光信号に分離される。周波数ルータは、シリコン基板上にリンが添加された複数のシリカ導波路を設けるシリコン光ベンチ技術（silicon optical bench technology）を用いている。光スター（optical star）は、隣接した光路長がｑ波長分ずつ異なるＮ本の導波路のアレーに光信号を出力し、この導波路アレーは、Ｎ×Ｎスター（NxN star）に光信号を供給する。光通信システム用に設計されたこのような周波数ルータは、アレクサンダー（Alexander）他著、ジェイ・ライトウェーブ・テック（J. Lightwave Tech.）、Ｖｏｌ．１１、Ｎｏ．５／６,１９９３年５／６月、ｐ．７１４に開示されている。入力側においてｌ×Ｎの構成を用いることによって、周波数が異なる光を含む波長多重光信号（multiplexed optical signal）は、出力側のＮ×Ｎスターから延びる各導波路において、その成分周波数に分離される。このような構成により、周波数が異なる光を適切に分離することができるが、集積化光設計では、出力チャンネルの数及び各波長の両方が固定されてしまう。更に、各波長と、ルーティング素子の特定の入力及び出力ポートの対との間の関係は固定されている。
【０００５】
このようなスイッチング素子の開発及び保守容易性（serviceability）は、例えば、２５６〜数千チャンネルを有する可能性がある将来のＤＷＤＭネットワークをサポートするためには、チャンネル数、したがって入出力ポートの数が増えるに従って、大きな問題をはらむようになる。特定の波長に割り当てられた各ポートは、対応する波長を変更することができないため、現場の技術者（field technician）は、適切な波長で動作する正しい送信機をスイッチング素子の正しいポートに確実に接続する必要がある。これらの接続は、通常、スイッチング素子の前面（front bay）側で手作業で行われる。ここで、波長固定の送信機を採用したとすると、技術者は、数千もの異なる送信機を、対応するポートに正しく接続しなくてはならない。したがって、この設置作業は、熟練の技術者が行う必要があり、且つ非常に時間がかかり、誤りも生じやすい。
【０００６】
ここで、いわゆる「プラグアンドプレイ」方式を採用することが望ましく、これにより、最小限の訓練を受けた技術者が一連の送信機のうちの任意の１つをスイッチング素子の任意のポートに接続することにより、殆ど誤りを生じさせることなく、接続作業を素早く完了させることができるようになる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る通信ノードは、通信リンクによって相互接続された複数のノードを含む波長多重光通信システムの通信ノードにおいて、それぞれが互いに異なるチャンネル波長を介して、情報を運ぶ光信号を生成及び／又は受信する複数のトランスポンダからなる第１のトランスポンダの組を備える。光カップリング構成体は、ノードに接続されたリンクと、第１のトランスポンダの組との間でチャンネル波長を伝送する。光カップリング構成体は、その動作状態を再構成して、リンクからの各チャンネル波長を、他のチャンネル波長によってノードを通過する光路に影響を与えることなく、異なるそれぞれのトランスポンダに選択的に向ける。更に、通信ノードは、トランスポンダが動作する各チャンネル波長を識別するデータを、トランスポンダから光カップリング構成体に伝送し、伝送されたデータに応じて、光カップリング構成体の動作状態を再構成する通信及び再構成構成体を備える。
【０００８】
本発明の一具体例においては、第１のトランスポンダの組内の各トランスポンダは、情報を表す信号を受信する受信機を備える。通信及び再構成構成体は、リンクから第１のトランスポンダの組にチャンネル波長を伝送する光カップリング構成体の少なくとも一部の動作状態を再構成し、第１のトランスポンダの組内の各トランスポンダにそれぞれが動作するチャンネル波長で光信号を供給する。
【０００９】
本発明の一具体例においては、各トランスポンダは、トランスポンダが動作するそれぞれのチャンネル波長を識別するデータを格納した識別要素を備える。更に、光カップリング構成体は、識別要素に格納されたデータを受け取る受取手段を備える。
【００１０】
本発明の他の具体例においては、光カップリング構成体は、リンクから第１のトランスポンダの組にそれぞれ異なるチャンネルを選択的に伝送するチューナブルカップリング構成体と、トランスポンダからリンクにチャンネル波長を向ける受動カップリング構成体とを備える。
【００１１】
本発明の他の具体例においては、光カップリング構成体は、少なくとも３つのポートを有する再構成可能な光スイッチを備える。再構成可能な光スイッチは、その動作状態を再構成して、第１のトランスポンダの組内のトランスポンダが動作する任意のチャンネル波長を任意のポートで受信し、チャンネル波長を光スイッチの他の任意のポートに向ける。
【００１２】
本発明の他の具体例においては、光カップリング構成体は、少なくとも３つのポートを有する再構成可能な光スイッチを備える。再構成可能な光スイッチは、その動作状態を再構成して、第１のトランスポンダの組内のトランスポンダが動作する任意のチャンネル波長を複数のポートで受信し、チャンネル波長を光スイッチの残りのポートのうちの任意のポートに向ける。
【００１３】
本発明の他の具体例においては、通信ノードは、第１のトランスポンダの組内の１つ以上のトランスポンダに障害が発生した場合にバックアップ用のトランスポンダとして機能する複数のトランスポンダからなる第２のトランスポンダの組を備える。
【００１４】
本発明の他の具体例においては、光カップリング構成体は、それぞれが少なくとも３つのポートを有する少なくとも２つの再構成可能な光スイッチを備える。第１の再構成可能な光スイッチは、自らの動作状態を再構成して、第１のトランスポンダの組にチャンネル波長を分岐し、第２のトランスポンダの組からチャンネル波長を受け取る。第２の再構成可能な光スイッチは、自らの動作状態を再構成して、第２のトランスポンダの組にチャンネル波長を分岐し、第１のトランスポンダの組からチャンネル波長を受け取る。
【００１５】
本発明の他の具体例においては、第１及び第２のトランスポンダの組は、第１のトランスポンダの組内の各トランスポンダと、第２のトランスポンダの組内の各トランスポンダとをそれぞれ組み合わせたトランスポンダ対として構成されている。トランスポンダ対内の各トランスポンダを電気的に接続し、隣接するスロットに配設し、互いに電気データ信号を送受するようにしてもよい。
【００１６】
本発明の他の具体例においては、光カップリング構成体は、少なくとも４つの再構成可能な光スイッチを備える。トランスポンダ対内の第１のトランスポンダの組に属するトランスポンダは、第１及び第２の光スイッチに対してチャンネル波長を送信及び受信する。トランスポンダ対内の第２のトランスポンダの組に属するトランスポンダは、第３及び第４の光スイッチに対してチャンネル波長を送信及び受信する。
【００１７】
本発明の他の具体例においては、光カップリング構成体は、それぞれが複数のポートを有する少なくとも２つの受動カップリング構成体と、少なくとも２つの再構成可能な光スイッチとを備える。トランスポンダ対内の第１のトランスポンダの組に属するトランスポンダは、第１の受動カップリング構成体及びこれに対応する第１の光スイッチに対してチャンネル波長を送信及び受信する。トランスポンダ対内の第２のトランスポンダの組に属するトランスポンダは、第２の受動カップリング構成体及びこれに対応する第２の光スイッチに対してチャンネル波長を送信及び受信する。
【００１８】
本発明の他の側面として、本発明は、光スイッチの複数のポートにチャンネル波長を割り当てるチャンネル波長割当方法を提供する。このチャンネル波長割当方法では、まず、光スイッチの複数のポートに複数の送信機を接続する。各送信機は、それぞれ固有の波長で動作する。次に、送信機が動作する固有の波長を含む、送信機の１つ以上の動作特性を識別するデータを送信機から得る。送信機から得たデータに基づいて、光スイッチを再構成し、複数のポートのそれぞれに接続された送信機の固有の波長に対応するチャンネル波長を複数のポートのそれぞれに割り当てる。
【００１９】
本発明の他の具体例においては、データは、技術者によって手作業で入力され、又は送信機から直接読み出される。
【００２０】
本発明の他の具体例においては、複数の送信機は、それぞれが光スイッチの所定のポートの１つと光学的に通信を行う複数のトランスポンダスロット内の送信機と対応するポートとを接続することによって接続される。この複数のトランスポンダスロットは、光バックプレーンを用いて、光スイッチのポートに光学的に接続してもよい。
【００２１】
本発明の他の側面として、本発明は、少なくとも１つが、少なくとも１つの光スイッチを備える複数のノードを含む光伝送システムにおいて、サービスを自動的に提供するサービス提供方法を提供する。このサービス提供方法では、まず、光スイッチの所定のポートに接続された、提供されるサービスに関連するトランスポンダを識別する。トランスポンダの識別に少なくとも部分的に基づいて、所定のポートにチャンネル波長を割り当てるように光スイッチを再構成する。
【００２２】
本発明の一具体例においては、提供されるサービスを保護する第１の保護策を設ける。幾つかの具体例においては、提供されるサービスについて、第１のサービス保護策と、第２のサービス保護策とを選択的に切り換える。
【００２３】
本発明の他の具体例においては、第１のサービス保護策は、専用保護策、共有保護策、二重帰還経路保護策、二重リング相互動作保護策、１：Ｎ保護策からなるグループから選択される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明が提供するＷＤＭ光伝送システムは、入出力ポートの任意の対の間でルーティングされるチャンネル波長を動的に変更することができる再構成可能なスイッチング素子を採用する。このようなスイッチング素子を採用することにより、本発明は、「プラグアンドプレイ」方式を実現し、これにより任意の送信機をスイッチング素子の任意の入力ポートに接続し、その後、スイッチング素子の入力ポートがこれらのポートにそれぞれ接続されている送信機の動作波長に割り当てられるように、スイッチング素子を再構成し、これによりスイッチング素子を介して波長を正しくルーティングすることができる。
【００２５】
近年、ある程度の再構成可能性を有するスイッチング素子が入手可能になった。これらの再構成可能な光素子は、所定の波長がルーティングされる経路を動的に変えることができ、これにより、ネットワークのトポロジを必要に応じて効果的に変化させ、需要の変化に対応し、又はネットワークの障害時にサービスを復旧することができるようになった。再構成可能な光素子としては、光分岐挿入装置（Optical Add/Drop Multiplexers：以下、ＯＡＤＭという。）及び光クロスコネクト装置（Optical Cross-Connects：以下、ＯＸＣという。）等がある。ＯＡＤＭは、ＷＤＭ光信号から１つ以上の波長成分を分離（separate）又は分岐（drop）し、この成分を別の経路に向けるために使用されるものである。幾つかのケースでは、分岐された波長成分は、共通のファイバ経路に向けられることもあり、他のケースでは、分岐された各波長成分がそれぞれの別のファイバ経路に向けられることもある。ＯＸＣは、ＯＡＤＭより柔軟性が高いデバイスであり、実質的に、任意の構成の複数の入力ＷＤＭ光信号の成分を多くの数の出力経路に再分配することができる。しかしながら、現在のＯＸＣ光スイッチは、それらのネットワークインタフェース内に光電気再生器を用いており、したがって、クロスコネクトとの間に光／電気変換器を設ける必要がある。このような構成では、例えば、光信号が３つの個別部品を通過しなくてはならないため、挿入損失が大きいことを含め、幾つかの制約がある。更に、これらの部品が比較的高価であるにもかかわらず、任意のいかなる２つのポート間においても光を伝送できる完全な柔軟性は実現されない。更に、損失が大きく、同じパワーのチャンネルを設ける必要があるため、このようなＯＸＣは、通常、少なくとも出力側に、多くの場合は入力側にも、光電気再生器（optoelectronic regenerator）を備えている必要がある。このような再生器を設けることにより、挿入損失の問題は解消され、スイッチング機構を通過する信号の波長変換が効果的に行われるが、この手法では、ネットワークにおいて使用されている全ての波長のそれぞれに対して再生器を設けなくてはならず、既に高価なスイッチング機構のコストを大幅に高めてしまうという問題がある。
【００２６】
更に、より柔軟な手法として、上述のＯＸＣよりも挿入損失が小さく、より安価な、再構成可能な全光スイッチを用いる手法もある。再構成可能な全光スイッチの様々な具体例は、参照によりその全文が本願に援用される米国特許出願番号［ＰＨ−０１−００−０１］号明細書に説明されており、特に、この文献のＦＩＧ．２〜ＦＩＧ．４に示されている。ここに開示されている再構成可能なスイッチング素子では、いかなる電気／光変換を行うこともなく、任意の波長成分を他の波長成分のルーティングから独立して、任意の入力ポートから任意の出力ポートに選択的に向けることができる。参照によりその全文が本願に援用される米国特許出願番号［ＰＨ−０１−００−０２］号明細書には、更なる機能を有する他の再構成可能な全光スイッチが開示されている。この文献は、全ての波長成分のそれぞれを、何の制約なしに、任意のポートから他の任意のポートに向けることができる光スイッチング素子を開示している。より具体的には、大部分の光スイッチとは異なり、このスイッチは、入力ポートのサブセットと出力ポートのサブセットとの間の接続に制限されることはない。むしろ、このスイッチでは、同じサブセット（入力ポート、出力ポートのいずれであってもよい）内の２つのポート間を接続することもできる。本発明には、上述した再構成可能な光スイッチのいずれを採用してもよいが、ここで説明する具体例では、米国特許出願番号［ＰＨ−０１−００−０２］号明細書に開示されている光スイッチを採用し、このスイッチの構成を後に説明する。
【００２７】
添付の図面では、同様の又は類似する要素については共通の符号を付している。図１は、本発明に基づく双方向波長多重（wavelength division multiplexed：ＷＤＭ）光通信システム１０の構成を示している。ＷＤＭ光通信システム１０は、情報を互いに逆方向に伝送する光伝送路４０１、４０２と、多くの場合共通のノードに設けられている光スイッチ３０１、３０２の第１の対と、多くの場合共通のノードに設けられている光スイッチ３２１、３２２の第２の対と、例えば、それぞれが光スイッチの第１及び第２の対３０、３２に割り当てられている送信機／受信機の対である光トランスポンダ２０１〜２０６、６０１〜６０６とを備えている。各光トランスポンダ２０１〜２０６、６０１〜６０６は、それぞれ異なるチャンネル波長を介して、情報を運ぶ光信号を送信及び受信する。なお、ここで用いる「情報を運ぶ光信号」とは、これらに限定されるものではないが、オーディオ信号、ビデオ信号、コンピュータデータを含む情報によって符号化された光信号を指す。本発明に基づくＷＤＭ光通信システム１０は、Ｎ個のチャンネルを有し、ここで、Ｎは２以上の整数を表す。Ｎの具体的な値としては、例えば４、８、１６等がある。図１に示す具体例では、図を簡潔にするために、Ｎを６としている。
【００２８】
なお、本発明の適用範囲は、図１に示すような、光ファイバの１セグメント以上の間隔で配設されたエンド端末又はノードを含むポイントツーポイント構成を有するＷＤＭシステムに限定されるものではない。例えば、近年、大都市部では、リング構成又はループ構成を有するＷＤＭシステムが開発されている。このようなシステムは、一般的、リングに沿って配設された複数のノードを含んでいる。通常、各ノードに対応する少なくとも１つの光分岐挿入素子（optical add/drop element）が光コネクタでリングに接続されている。光分岐挿入素子により、リングにチャンネルを挿入し、及びリングからチャンネルを分岐することができる。ハブ又は電話局ノードと呼ばれる１つのノードは、通常、リングを介して他のノードに及び他のノードから対応する複数のチャンネル波長を送信及び受信する対応した複数の光分岐挿入素子を備える。勿論、本発明は、このようなリングトポロジに加えて、例えばメッシュトポロジ等、他のネットワークトポロジにも同様に適用することができる。
【００２９】
図２は、図１に示す光トランスポンダ２０１〜２０６、６０１〜６０６として用いることができるトランスポンダ２００の構成を示している。トランスポンダ２００は、送信機２５０と、受信機２４０とを備える。受信機２４０は、通常フォトダイオード素子を用いて、光信号を検出して、この光信号を電気信号に変換する。各光送信機２５０は、ＤＦＢ半導体レーザ等のレーザ２２０と、レーザコントローラ２１０と、情報を運ぶ光信号を生成するための変調器２３０とを備える。一具体例においては、送信機のレーザ２２０は、様々な業者から市販されている１つ以上のＩＩＩ−Ｖ半導体材料からなるＤＦＢ半導体ダイオードレーザである。レーザ２２０は、そのチャンネルに割り当てられている特定の波長で、光搬送波信号を出力する。レーザコントローラ２１０は、必要とされるレーザバイアス電流をレーザ２２０に供給するとともに、レーザ２２０の熱的制御を行う。この熱的制御により、通常、１Å幅以下の精度で、レーザ２２０の精密な動作波長が維持される。
【００３０】
光送信機２５０は、光搬送波信号に情報を与える変調器２３０を備える。変調器２３０の具体例としては、印加された電界によって屈折率が変化する導波性媒体、すなわち電気光学効果を示す材料を用いたマッハツェンダ形変調器（Mach-Zehnder modulator）等の外部変調器を用いてもよい。マッハツェンダ形変調器を用いた構成は、光干渉計の２つの光路（optical interferometer path）を備える。入力光搬送波信号は、２つの光路に分岐される。そして、干渉計の少なくとも１つの光路の光搬送波信号が位相変調される。出力側において信号が再結合されるとき、光路からの光は、搬送波が伝搬している間に電極の周囲に印加された電界によって、肯定的に（constructively）又は否定的に（destructively）干渉する。この再結合により、振幅変調された出力光信号が生成される。幾つかのシステム応用例では、これに代えて、光搬送波信号を直接変調してもよい。上述の送信機は、例示的なものであり、本発明に基づくＷＤＭシステムでは、光通信システムにおいて用いることができる光信号を生成することができるいかなる送信素子を使用してもよい。
【００３１】
一般的に、光送信機２５０から出射される波長は、シリカを用いたファイバにおける信号の減衰が最少となる１５００ｎｍ帯から選択される。特に、光送信機２０から出射される波長は、１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍの波長帯域から選択される。なお、本発明に基づくＷＤＭシステムでは、例えば１３００〜１５００ｎｍ帯及び１６００ｎｍ帯等を使用してもよい。光送信機２５０は、固定された単一の波長で動作する種類のものであってもよく、所定の波長帯域内の任意の波長にチューニングして動作させることができる種類のものであってもよい。
【００３２】
光送信機２５０によって生成された情報を表す各光信号は、光システム１０におけるチャンネルを構成する。ＷＤＭシステムにおいて、各チャンネルは、一般的に、それぞれ固有の波長に関連付けられている。図１に示す具体例では、６個の光トランスポンダ２０１〜２０６が設けられ、これにより伝送路４０１に沿って、６チャンネル波長多重光通信システムが実現されており、また、６個の光トランスポンダ６０１〜６０６が設けられ、これにより伝送路４０２に沿って、６チャンネル波長多重光通信システムが実現される。光トランスポンダ２０１〜２０６内の送信機は、それぞれチャンネル波長（２）１〜（２）６で動作する。これらの光信号チャンネルは、光トランスポンダ２０１〜２０６から出力され、光スイッチ３０１に一緒に入力され、出力ポート２６１を介して、光導波路４０１に導かれる。光スイッチ３０１は、６個の入力ポートを有し、これらの入力ポートは、それぞれ光導波路２２１〜２２６を介して６個の光トランスポンダ２０１〜２０６に光学的に接続されている。同様に、光トランスポンダ６０１〜６０６内の送信機は、それぞれチャンネル波長（２）１〜（２）６で動作する。これらの光信号チャンネルは、光トランスポンダ６０１〜６０６から出力され、光スイッチ３２２に一緒に入力され、出力ポート２６２を介して、光導波路４０２に導かれる。光伝送路４０１は、通常、光導波路であり、光通信システムにおける主要な（principal）伝送媒体である。光導波路は、通常、単一モード光導波路から選択されるが、光システム１０の導波路４０１としては、複数の光波長を伝えることができるいかなる光導波性媒体を用いてもよい。光スイッチ３２１は、光スイッチ３０１と同様に、光伝送路４０２を介して波長多重光信号を供給する。光導波路４０１、４０２に沿った波長多重光信号の伝送及び増幅の後に、各チャンネルを分波し、特定の光チャンネル用に指示されたトランスポンダ内の受信機にルーティングする必要がある。
【００３３】
オプションとして、光伝送路４０１、４０２には、１つ以上の光増幅器５０を挿入してもよい。光増幅器５０としては、光／電気変換を必要とすることなく、複数の光信号の強度を直接高めるいかなる装置を用いてもよい。多くの場合、光増幅器５０は、導波路内においてレーザ作用（laser action）を引き起こすことができる材料が添加された光導波路から選択される。このような材料としては、例えば、エルビウム、ネオジム、プラセオジム、イッテルビウム、又はこれらの混合物等の希土類ドーパントが含まれる。ドープ導波路を特定の励起波長で励起することにより、ドーパントの電子エネルギ準位間で反転分布が起こり、これにより波長多重光信号が光増幅される。ドーパントとしてエルビウムを使用したドープファイバ増幅器では、このドープファイバを励起すると、約１５００ｎｍ〜約１６３０ｎｍの波長帯域の光信号に対して利得を有する。
【００３４】
上述のように、従来のＷＤＭ光通信システムにおいては、光スイッチ３０１〜３０２、３２１〜３２２は、所定の波長が常に同じ経路を介してルーティングされ、所定の波長が特定の入出力ポートの対に予め割り当てられている固定波長依存素子（fixed wavelength-dependent element）である合波器及び分波器を用いている。この結果、各ポートは、そのポートに対応する波長で動作する送信機が組み込まれている異なるトランスポンダに接続する必要がある。ＤＷＤＭシステムのチャンネル数は、益々増加しており、送信機の設置は、時間がかかり、誤りも生じやすい、非常に複雑なタスクになっている。一方、本発明では、この固定波長依存素子に代えて、より柔軟な光スイッチを採用することにより、このタスクを単純化している。この柔軟な光スイッチとは、入力ポート及び出力ポートに割り当てられているチャンネル波長を動的に変更できる再構成可能な素子である。
【００３５】
上述のように、本発明の例示的な具体例においては、図３に示すような、上述した米国特許出願番号［ＰＨ−０１−００−０２］号明細書に開示されている再構成可能な光スイッチを用いることができる。勿論、本発明は、任意の入力ポートに入力された任意の波長成分を他の波長成分のルーティングから独立して任意の出力ポートに選択的に向けることができるどんな再構成可能な光スイッチを採用した光通信システムにも同様に適用できることは、当業者にとって明らかである。図３に示す再構成可能な光スイッチ３００は、光学的にトランスペアレントな基板３０８と、複数の誘電体薄膜フィルタ３０１、３０２、３０３、３０４と、複数のコリメートレンズ３２１１・３２１２、３２２１・３２２２、３２３１・３２３２、３２４１・３２４２と、複数の傾斜ミラー（tiltable mirror）３１５、３１６、３１７、３１８と、複数の出射ポート３４０１、３４０２、・・・、３４０ｎとを備える。第１のフィルタアレーは、薄膜フィルタ３０１、３０３から構成され、第２のフィルタアレーは、薄膜フィルタ３０２、３０４から構成されている。コリメートレンズ３２１〜３２４及び傾斜ミラー３１５〜３１８は、それぞれ各薄膜フィルタ３０１〜３０４に対応している。各薄膜フィルタ３０１〜３０４と、対応するコリメートレンズ３２１〜３２４及び傾斜ミラー３１５〜３１８は、狭波長帯域の自由空間スイッチ（narrow band free space）、すなわち個々のチャンネル又は波長成分を異なる経路にルーティングするスイッチを構成する。傾斜ミラーは、例えばマイクロエレクトロメカニカル（micro-electromechanical：ＭＥＭ）方式のミラーのようなマイクロミラーである。これに代えて、例えば圧電アクチュエータ等の他のメカニズムによってミラーの位置を制御してもよい。
【００３６】
動作時には、異なる波長成分λ１、λ２、λ３、λ４から構成されるＷＤＭ光信号が光入射ポート３１２からコリメートレンズ３１４に向けて入射される。ＷＤＭ光信号は、基板３０８を透過して薄膜フィルタ３０１に入射される。ここで、薄膜フィルタ３０１の特性により、波長成分λ１は薄膜フィルタ３０１を透過し、他の波長成分は、薄膜フィルタ３０１で反射され、基板３０８を介して薄膜フィルタ３０２に向けられる。薄膜フィルタ３０１を透過した波長λ１の成分は、コリメートレンズ３２１１によって、傾斜ミラー３１５に集光される。傾斜ミラー３１５は、適切に傾斜されており、波長成分λ１を反射し、反射された波長成分λ１は、それぞれ波長成分λ１を反射する薄膜フィルタ３０２〜３０４を介して出射ポート３４０１〜３４０ｎのうちの選択された１つの出射ポートに入射される。波長成分λ１が入射される特定の出射ポートは、傾斜ミラー３１５の向きによって選択される。
【００３７】
上述のように、残りの波長成分λ２、λ３、λ４は、薄膜フィルタ３０１で反射されて、コリメートレンズ３２１２を透過し、基板３０８に戻され、薄膜フィルタ３０２に向けられる。波長成分λ２は、薄膜フィルタ３０２及びコリメートレンズ３２２１を透過し、傾斜ミラー３１６により、波長成分λ２を反射する薄膜フィルタ３０３、３０４を介して、選択された出射ポートに入射される方向に向けられる。同様に、他の全ての波長成分は、薄膜フィルタ３０３、３０４によって順次分離され、傾斜ミラー３１７、３１８によって、選択された出射ポートに向けられる。このように、傾斜ミラー３１５〜３１８を適切に駆動することにより、各波長成分は、他の全ての波長成分から独立して、選択された出射ポートに向けられる。
【００３８】
図１に示す構成において、スイッチング素子３０１〜３０２、３２１〜３２２が再構成可能なスイッチング素子であるとすると、スイッチの様々なチャンネル波長で動作するよう予め設定された送信機又はトランスポンダの組を設置する場合、現場の技術者は、原理的には、どの送信機又はトランスポンダをどのスイッチの入力ポートに接続してもよい。接続が完了すると、スイッチング素子を内部的に再構成し、スイッチング素子の入力ポートを、各入力ポートに接続されているトランスポンダの動作波長に対応させる。すなわち、スイッチング素子は、トランスポンダの構成をスイッチング素子の構成に対応させることを要求するのではなく、トランスポンダの配列に対応するよう自らを再構成する。これにより、「プラグアンドプレイ」方式が実現され、技術者は、どのトランスポンダを光スイッチのどの入力ポートに接続してもよい。
【００３９】
トランスポンダと光スイッチとの間で、上述のようなプラグアンドプレイ方式の相互接続を実現するためには、光スイッチは、トランスポンダがその入力ポートの１つに接続されたことを検出し、そのトランスポンダに組み込まれている送信機の動作波長（又はチューナブル送信機の場合は、複数の波長）を認識する必要がある。このような機能を実現するために、本発明では、各トランスポンダに、その送信機の動作波長を識別するためのメモリモジュールを組み込む。トランスポンダに組み込まれるメモリモジュールは、読出専用メモリ（read only memory：ＲＯＭ）であってもよく、ランダムアクセスメモリ（random access memory：ＲＡＭ）等の書込可能なメモりであってもよい。例えば、本発明の幾つかの具体例においては、メモリモジュールは、トランスポンダ内に配設されている送信機の１又は複数の動作波長を格納する消去可能なプログラム可能読出専用メモリ（erasable programmable read-only memory：ＥＰＲＯＭ）であってもよい。更に、光スイッチは、その入力ポートの１つにトランスポンダが接続された際に、このメモリモジュールから情報を読み出すコントローラを備える。本発明の幾つかの具体例においては、コントローラは、これに代わる識別機構に置き換えてもよく、設けなくてもよい。例えば、幾つかの場合、技術者は、単に、スイッチコントローラにシリアル番号又は型番等の識別番号を手作業で入力してもよい。
【００４０】
光スイッチが情報を得るための機構にかかわらず、光スイッチの入力ポートを再構成して、これらの入力ポートに接続されているトランスポンダの動作波長と同じ波長を入力ポートに割り当てる必要があり、この後、光スイッチは、この情報を伝送ネットワーク内のソフトウェアに供給する。ソフトウェアは、ネットワーク制御の最も高いレベルにあるネットワーク管理機器内に設けてもよい。光スイッチと、ネットワーク内の他のノードとの間に新たなサービスを提供する場合、ソフトウェアは、伝送路において使用可能な波長と、光スイッチに接続されたトランスポンダの動作波長とを比べる。ここで、一致する波長があった場合、ソフトウェアは、適切な波長を介して接続を確立する。この処理は、ソフトウェアによって制御され、技術者による手作業の処理を必要としないため、誤りが生じにくい。ここで、使用可能な波長とトランスポンダの波長とが一致しない場合、ネットワークソフトウェアは、技術者又はネットワーク管理センタに警告を発し、これにより不適切なトランスポンダを取り外し、適切な波長で動作する適切なトランスポンダに取り替えることができる。トランスポンダが不適切であると判断される理由には様々な場合があり、例えば、トランスポンダの動作波長が不適切である場合、伝送速度が不適切である場合、伝送フォーマットが不適切である場合等がある。更に、ハードウェアの障害又は設置作業における技術者の誤りによって、光スイッチに設置されたトランスポンダが不適切と判断される場合もある。
【００４１】
本発明に基づく上述したプラグアンドプレイ方式のトランスポンダの設置は、図１に示すようなＷＤＭ通信システムのみではなく、部品又は伝送路における障害が発生した場合にサービスを確実に維持するように、ある程度の冗長性を持たせた、より複雑なトランスポンダ及び光スイッチの構成を採用した通信システムにも同様に適用できる。冗長性は、多くの場合、２つの障害のシナリオを想定して実現されている。第１に、トランスポンダの障害からの保護を実現するために、サービスの両端に予備のバックアップトランスポンダを設け、元のトランスポンダのいずれかに障害が発生した場合に、このバックアップ用のトランスポンダによって情報を送受信する。第２に、ファイバの切断による障害からの保護を実現するために、送信元から送信先に信号を伝送できる異なる２つの伝送路（ファイバ）を設ける。ここで、信号ソースは、２つのトランスポンダであってもよく、単一のトランスポンダからの伝送路を切り換えて使用してもよい。実際には、トランスポンダの障害は、１つの波長（サービス）に影響を与えるものであり、ファイバ内の全ての波長に影響を与えるファイバの切断よりも頻繁に発生する。したがって、これらの２つのシナリオがネットワークに与える影響が異なるため、これらのオプションのいずれかの保護要求は、光層（optical layer）におけるサービスの種類と、これらのサービスがネットワーク内の他の層において（例えば、伝送プロトコルにより）保護されているか否かに依存する。ネットワーク設備の観点から、最も信頼性が高い光保護策は、送信元となるトランスポンダの対から、送信先となるトランスポンダの対に、異なる伝送路を介して同時に信号をルーティングする手法である。信号は、電気的バックプレーンを介して各トランスポンダ間をルーティングされ、使用中の伝送路における信号の伝送に障害が発生した場合は、トランスポンダは、信号ソースを保護パスに切り換え、これにより障害が発生した後の通信を確実に成功させる。本発明に基づくプラグアンドプレイ方式により、保護用のトランスポンダは、常に、隣接するスロットに挿入することができ、これによりバックプレーンの相互接続の長さを最小化することにより、高周波電気信号の劣化が低減されるため、バックプレーンの設計が容易になるため、本発明は、この種の冗長性を実現するために有用である。更に、通信システムは、このプラグアンドプレイ方式を利用して、障害が発生した場合に、手作業の再構成を行う必要なく、システムを自動的に復旧することができる。以下に記述する異なる種類の保護に関する説明は、トランスポンダの障害及びファイバの切断からサービスを保護する冗長なトランスポンダを用いる、本発明に基づく、より信頼性が高いシステムを明らかにすることを目的とする。なお、ファイバ切断に対する保護のみが要求され、トランスポンダの障害に関する保護が必要ではない場合は、同様な構成において、伝送路を光学的に切り換える単一のトランスポンダを用いてもよく、これによりコストを削減できる。図４及び図５は、このような保護方式を採用したノードの具体例を示し、この具体例については、従来の様々な保護方式を説明した後に詳細に説明する。
【００４２】
バックアップ用のトランスポンダを組み込んだノードを採用したネットワークに関連して、様々な異なる周知の保護策を用いることができる。例えば、リングネットワークにおいては、同じ情報を表す信号の２つのコピーがリングに沿って互いに逆方向に伝送される専用保護策を用いることができる。この２つの信号は、同じ波長で伝送しても異なる波長で伝送してもよいが、同じ波長を用いることにより、その波長に関するリングの容量を完全に利用でき、波長ブロッキング（wavelength blocking）のために他の波長の使用を制限することもないため、ここでは同じ波長を用いた方がより効率的である。専用保護策は、非常に信頼性が高く、保護の応答も迅速であるが、このような保護策では、バックアップ用の信号が利用される頻度が極めて低く、したがって、非効率的で、したがって、保護策を講じるためのコストが高く付くという問題がある。そこで、サービスを提供しているチャンネルのうち、複数のチャンネルで同時に障害が発生することは極めて希であるため、サービスが提供されている複数のチャンネル間でバックアップ用のチャンネル経路を共有することが望ましい場合が多い。このような保護は、共有保護策（shared protection）と呼ばれ、共有保護策は、単一のチャンネルをバックアップ用のチャンネルとして確保し、これにより異なる波長によって異なる伝送路を伝送される複数のチャンネルを保護することにより実現される。このような共有保護策の短所は、障害が発生した時点では、バックアップ用のチャンネルは信号を伝送していないので、専用保護策に比べて、障害が発生した後の復旧に時間がかかり、より多くのネットワークシグナリングが必要であるという点である。また、共有保護策では、バックアップ用の送信機と、適切なスイッチとを起動する必要があるため、復旧処理の間に、部品の故障によってサービスを復旧することができない可能性も大きくなるという問題もある。このように専用保護策と共有保護策とは、異なる長所と短所を有するため、利用者が異なれば、この２つのうちいずれの保護策が好ましいかも異なり、したがって、サービスプロバイダは、理想的には、最小限の努力で実現することができるならば、同じトランスポンダスロットからでも、同じネットワークにおいて両方の保護策を準備することが望ましい。
【００４３】
上述したような専用保護策及び共有保護策等の従来の光層保護策は、複数のトランスポンダを用いて、異なる伝送路を介して共通の送信先に光信号をルーティングすることであり、基本的には、非効率的である。これは、「主となる（primary）」又は「動作中の（working）」トランスポンダが故障することは希であり、したがって、「予備の（spare）」又は「バックアップ用の（backup）」トランスポンダが利用されることが希であるためである。ネットワーク管理者は、多くの場合、所定のノードにおいて、２つ以上の保護されたサービスを有し、複数のトランスポンダが同時に故障することは希であるため、不足しがちなトランスポンダを有効に利用するために、Ｎ個の異なるトランスポンダをより少ないバックアップ用のトランスポンダで保護するという手法もある。例えば、図１に示す具体例では、トランスポンダ２０１〜２０６のうちの１つ以上のトランスポンダをトランスポンダ２０１〜２０６のうちの残りの他のトランスポンダのバックアップ用のトランスポンダとして用いてもよい。同様に、トランスポンダ６０１〜６０６のうちの１つ以上のトランスポンダをトランスポンダ６０１〜６０６のうちの残りの他のトランスポンダのバックアップ用のトランスポンダとして用いてもよい。このような構成は、１：Ｎ保護策とも呼ばれ、ここでＮは、１個のバックアップ用のトランスポンダによって保護される、動作中のトランスポンダの数を表す。より高度な光ネットワークにおける１：Ｎ保護策の一問題は、バックアップ用のトランスポンダが、自らがバックアップしようとする主となるトランスポンダと同じ波長を送信できない限り、バックアップ用のトランスポンダへの移行時に、波長ルーティングネットワークにおける全体のパスを再構成する必要があるという点である。このような再構成は、ネットワーク全体の通信及び再構成を必要とし、サービス復旧が更に遅れるため、非常に望ましくない。更に、バックアップ用のトランスポンダが故障したトランスポンダと同じ波長に対応していなければ、潜在的に保護されている全ての伝送路において、１つ以上の更なる波長を確保しておかなくてはならない。これらの波長は、バックアップ用のトランスポンダが故障したトランスポンダと同じ波長に対応していれば、他の更なるサービスの提供に利用できたはずのものである。これらの理由から、異なる波長で動作するＮ個のトランスポンダを、チューナブルな単一のバックアップ用のトランスポンダで保護し、Ｎ個の主となるトランスポンダのいずれが故障しても、そのトランスポンダと同じ波長をバックアップ用のトランスポンダが出力できることが望ましい。
【００４４】
再構成可能なスイッチを用いることにより、スイッチは、動作中のトランスポンダと保護用のトランスポンダの両方と伝送システムとの間の接続を制御し、すなわち、スイッチは、保護状態となるまでは、保護用のトランスポンダからシステムへの信号の伝送を止めているため、この１：Ｎ保護策において、再構成可能なスイッチを用いることは非常に有益である。保護状態となると、スイッチは、望ましくは、適切な波長のみを伝送システムに接続して、故障したトランスポンダを置換し、この接続は、元のトランスポンダの場合と同程度の挿入損失で実現される。この機能により、動作中のトランスポンダ及び保護用のトランスポンダは、これらのトランスポンダ内の送信機が同じ出力パワーを有していれば、同様の光伝送能力を提供し、これは、両方のアプリケーションについて、トランスポンダのコードを１つのみにできることを意味する。また、システムの観点から、どのトランスポンダが所定の入力波長を受け取るかも制御する。この構成は、残りのトランスポンダを、保護に参加する動作中の及び／又は保護用のトランスポンダから出力される不要なパワー出力から分離する。更に、この構成では、全ての保護イベント及び動作は、トランスポンダに障害が生じた独立したノードのみで行われるため、サービスを復旧する時間を短縮でき、復旧を実現するために必用な制御ソフトウェアを単純化できる。
【００４５】
上述した１：Ｎ保護策は、トランスポンダの故障に対する保護を実現するのみであり、ファイバの切断には対応していない。すなわち、Ｎ個全ての出力信号が単一のファイバを介して伝送されており、このファイバが切断された場合、Ｎ個全てのサービスが中断する。なお、トランスポンダの故障は、ファイバの切断より頻繁に発生し、したがって、１：Ｎ保護策は、ファイバ切断時に対応するための帯域幅を確保しなくても、多くのアプリケーションにおいて適切なソリューションとなりうる。ここで、ファイバ切断にも対応しながら、１：Ｎ保護策の利益も享受するためには、本発明において、１：Ｎ保護策と、ファイバ切断に対する共有保護策との両方を採用したハイブリッド保護策を用いることができる。この具体例では、共有保護策は、２つのパス間を光学的に切り換えることにより、ファイバ切断部分を迂回する、チューナブルな波長出力を有する単一のトランスポンダによって実現できる。トランスポンダの故障については、異なる波長にチューニングできる（チューナブル）トランスポンダを用いて、上述のような１：Ｎ保護策によって対応できる。このような保護策により、希にしか使用されないファイバパスを保護する非効率性、及び希にしか使用されない多くのトランスポンダを準備する非効率性の両方が解消される。但し、この手法は、複雑であり、全てのスイッチ及びチューナブルトランスポンダを構成するための保護スイッチングに時間がかかり、単一の保護用のトランスポンダを共有する複数のトランスポンダの故障には対応できないといった短所がある。
【００４６】
ここで、様々な保護策を組み込んだ、本発明に基づくノードの具体例を説明する。図４は、２つのトランスポンダの組４１０、４１２を含むノードを示している。各トランスポンダの組４１０、４１２は、それぞれが伝送システムにおいて採用されている様々なチャンネル波長に対応する異なる波長で動作する一連のトランスポンダを含んでいる。トランスポンダの組４１０は、スイッチ４１４を介して、伝送パス４００１から信号波長を受信し、スイッチ４１６を介して、伝送パス４００２に信号波長を送信する。一方、トランスポンダの組４１２は、スイッチ４１６を介して、伝送パス４００２から信号波長を受信し、スイッチ４１４を介して、伝送パス４００１に信号波長を送信する。
【００４７】
単一のトランスポンダの組ではなく、２つのトランスポンダの組４１０、４１２を用いることにより、ある程度の冗長性が実現され、例えば、伝送パス４００１、４００２のいずれかの単一の部分でファイバ切断が発生したときにも、サービスを確実に維持することができるようになる。例えば、パス４００１上の点４２０でファイバ切断が発生した場合、トランスポンダの組４１０によって提供されるサービスは中断されるが、トランスポンダの組４１２によって提供されるサービスは中断されない。したがって、このような状況でも、トランスポンダの組４１２を用いて、サービスを維持することができる。なお、伝送パス４００１、４００２の両方においてファイバ切断が発生した場合、２つのトランスポンダの組４１０、４１２の両方のサービスが中断する。しかしながら、伝送パス内の複数の点で同時に障害が発生することは希であるため、図４に示す構成により高い信頼性が実現される。この他の種類の障害により、全てのサービスが中断してしまうこともある。例えば、スイッチ４１４、４１６のいずれかが故障した場合、２つのトランスポンダの組４１０、４１２の両方のサービスが中断する。
【００４８】
図５は、図４に示す構成よりも保護の信頼性を高めた、他のノード構成の具体例を示している。２つのスイッチ４１４、４１６を採用した図４に示すノードとは異なり、図５に示すノードは、４つのスイッチ５１４、５１６、５１８、５２０を採用している。この構成では、これらのスイッチ５１４、５１６、５１８、５２０のうちの１つが故障してもサービスを維持することができる。図５に示すように、各トランスポンダは、隣接するスロット内に配設されたトランスポンダ対５２２〜５２７として構成されている。各トランスポンダ対５２２〜５２７における個々のトランスポンダは、他方のトランスポンダに障害が発生した場合におけるバックアップ用のトランスポンダとして機能する。図４に示す構成と同様に、各トランスポンダ対５２２〜５２７における個々のトランスポンダは、異なるスイッチと通信を行う。例えば、トランスポンダ対５２２のトランスポンダ５２２１は、スイッチ５１４、５１６を介して信号を送受し、一方、トランスポンダ５２２２は、スイッチ５２０、５１８を介して信号を送受する。このように、各トランスポンダ対５２２〜５２７における個々のトランスポンダは、完全に異なるスイッチを介して信号を送受するため、一方のスイッチに障害が発生しても、この障害に影響するスイッチによって提供されていたサービスは、隣接するスロットに配設された他方のトランスポンダが提供することができるため、サービスが中断することがない。
【００４９】
本発明は、例えば上述した専用保護策、共有保護策、１：Ｎ保護策、又は図８を用いて後述する、ノード内の信号を分割して、複数の場所に分岐させてネットワークを相互接続できる、二重リング相互動作（Dual Ring Interworking：ＤＲＩ）等の他の保護策等の様々な異なる保護策をサポートし、素早く、容易にサービスを再構成する、必要な柔軟性を有する手法を提供する。例えば、図５に示す具体例では、トランスポンダ５２２２は、トランスポンダ５２２１のバックアップ用のトランスポンダとして機能し、ネットワークソフトウェアは、専用保護策又は共有保護策のいずれかに対応するスイッチを提供し、これにより技術者は、ネットワークを手作業で再構成する必要がない。更に、トランスポンダ５２２２がチューナブル送信機を備えている場合、専用保護チャンネルは、サービス提供中のチャンネルと同じ波長で提供することができる。異なる保護策について、サービスを再構成する際に、本発明に基づくプラグアンドプレイ構成を用いる利点は、本発明の構成を用いて、スイッチに初期的にトランスポンダをインストールする場合の利点と同様である。なお、様々な保護策に対応するサービスでは、サービス設置作業は、手作業で行うには非常に複雑であるため、本発明を用いることが特に有益である。更に、光バックプレーンと、柔軟性を有するスイッチの組合せにより、任意の隣接する２つのスロットが任意の波長で信号を送信でき、これにより、複数の保護策を同じ構成で実現でき、設置作業における光相互接続の複雑性を最小化できるとともに、電気バックプレーンのコスト及び複雑性も低減できる。
【００５０】
なお、図５に示すノード構成では、４つの光スイッチが必要となるため、実現するためには、比較的高いコストが必要となるという難点がある。本発明の幾つかの具体例では、伝送システムに波長を挿入する挿入スイッチとして機能するスイッチ５１８、５１６の一方又は両方を図６に示すようなカプラ等の受動光結合器の構成に置き換え、又はこれに代えて、より大きなポートを想定した場合、１×Ｎスターカプラに置き換える。各トランスポンダは、受動カプラに接続してもよく、受動カプラは、波長を一連の１つ以上の更なる受動カプラに供給し、これらの更なる受動カプラは、これにより得られるＷＤＭ信号を伝送システムに供給する。例えば、図６に示す具体例では、図５に示す挿入スイッチ５１８を、受動カプラの構成体６１８に置き換えている。なお、図６は、単一の伝送パス６００１のみを示しており、したがって、図５に示されているスイッチ５１６、５２０及びトランスポンダ対５２２〜５２７は図示していない。受動カプラの構成体を用いることにより、コストが削減されるだけではなく、受動カプラの構成体によって、波長がノード毎に単一の波長選択素子のみを通過するため、波長を一連のフィルタに通過させた場合に生じる、理想的な自乗フィルタ機能を損なう帯域幅の狭まりが最小化されるという利点がある。但し、この手法では、受動カプラの構成体は、挿入損失が比較的大きく、この挿入損失は、構成体に接続されるトランスポンダの数に応じて更に大きくなるという問題がある。更に、この手法では、不要な波長が伝送システムに入力されることを防ぐことができず、又は波長が伝送システムに挿入される際に、ノードを通過する他のチャンネルに対して、挿入されたチャンネルパワーを均等化するために、波長を減衰する制御が行えないという難点がある。したがって、図６に示す構成は、特にコストの削減が重要であり、利用できる送信機のパワーが余っているような場合に適切な手法である。
【００５１】
図６に示す具体例では、図５に示す挿入スイッチ５１８を受動カプラの構成体６１８に置換しているが、図７に示す本発明の他の具体例では、図５に示す分岐スイッチ５１４を受動スプリッタ７１４と、これに続くチューナブル帯域通過フィルタ７１５とに置換し、これらは、分岐された波長を適切なトランスポンダ（図７には示していない）に接続する。この全受動構成では、受動スプリッタ７１４における損失を補償するための光増幅器を追加する必要がある場合もあるが、それでもなおノードのコストを更に削減することができる。この全受動構成の一特徴は、分岐されたチャンネルの全てのパワーが実際に完全に分岐されるわけではないという点である。すなわち、フィルタリングが行われないため、分岐されたチャンネルの一部は、ノードを出て、伝送パスに伝送され続ける。このような特性は、信号の複数のコピーを作成する必要がある場合、又は信号を放送（broadcast）する必要がある場合等に不利になる。更に、この特性により、伝送パスに残る分岐されたチャンネルの一部と、同じ波長を用いる挿入されたチャンネルとの間にクロストークが発生する可能性があるため、波長を再利用することができない。更に、図７に示す構成の最も重要な短所として、この構成では、帯域幅の利用効率が悪く、したがって、利用可能な波長の数がネットワーク内で使用すべき総接続数より多くなくては、有効な手法にはならない。
【００５２】
図８は、分岐を行うことができ、図７に示すノードの機能を引き継ぎながら、波長の再利用も可能な他のノードの具体例を示している。この構成では、各伝送パスに沿って、２つのスイッチを配設している。図８に示すように、スイッチ８１６、８１８は、それぞれ分岐スイッチ及び挿入スイッチとして機能する（図５に示すスイッチ５１４、５１８に関する説明参照）。スイッチ８１６の前段に配設された受動カプラ８２０は、伝送パス８００１を伝送されるＷＤＭ信号がノードに入力する際に、ＷＤＭ信号を分波する。受動カプラ８２０の一方の出力ポートは、光スイッチ８１６に接続されており、受動カプラ８２０の他方の出力ポートは、光スイッチ８１８に接続されている。これにより、スイッチ８１８は、スイッチ８１６によって分岐され、マルチキャスト伝送を意図されていない全ての波長を取り除くことができる。マルチキャスト伝送の能力を用いて、通信ネットワークにおいて、単一のトランスポンダから、複数の位置に信号を放送し、又は光信号のネットワーク保護のための二重帰還ダイバースパス（dual-homing diverse path）を設けることができる。上述のように、二重リング相互動作（Dual Ring Interworking：ＤＲＩ）は、二重帰還の具体例であり、ここでは、２つのリング間のダイバースルーティングが、独立したノード対において実現される。
【００５３】
図８に示すような光ネットワーク内において、波長を再利用する能力を実現することにより、ネットワークの全体的な効率を向上させることができる。所定の波長を伝送するための設備を設けることは、ネットワークコストに大きな影響を与えるため、この波長をリング又はネットワーク内において、複数の伝送リンクに利用できれば、波長に関するコストを共有することができる。現在の技術では、波長を再利用する場合、９９．９％の精度で、分岐された波長をフィルタリング又は除去する必要がある。この波長毎のフィルタリングは、現在のＷＤＭシステムにおいては、多くの場合、１ｎｍ以下の間隔しか離れていない隣接する波長に与える損失を最小限に抑えて実行することが望ましい。分岐パスにおいて使用される波長フィルタリングに関するこのフィルタリング要求を満たさない技術であっても、ネットワーク内の他の点において同じ波長を再利用するために要求されるレベルを実現する更なるフィルタリングに採用できる場合がある。この更なるフィルタリングを提供する要素は、クリーンアップフィルタ（clean up filter）又はブロッキングフィルタ（blocking filter）と呼ばれることがある。ブロッキングフィルタは、独立したフィルタ要素であってもよく、分岐要素自体に一体化されたフィルタであってもよい。この一体化された構成を有するブロッキングフィルタの具体例は、例えば、ダック（Duck）他による米国特許番号第５，９２０，４１１号明細書に開示されている。図８に示す分岐及び継続構成（drop and continue configuration）は、ブロッキングスイッチの一具体例であり、ここでは、受動カプラ８２０は、分岐される波長をブロックせず、第２のスイッチ８１８が分岐された波長をブロックするとともに、ネットワークに波長を挿入する。
【００５４】
本発明が適用される他の状況として、トランスポンダにチューナブルレーザが組み込まれている場合がある。この場合、チューナブルレーザによって生成される任意の波長を低い一定の損失でネットワークのデータストリームに合波することが重要である。現在のシステムでは、この処理は、それぞれが単一の波長における損失を低く抑える複数のポートを有する合波器によって実現される。したがって、チューナブルレーザの柔軟性は、合波器によって制限され、レーザは、単一の波長においてしか使用できない。この問題を解決する一手法として、全ての波長を同一の挿入損失で結合する受動カプラを用いる手法がある。勿論、この手法には、挿入損失が大きくなるという問題がある。ここで、本発明では、再構成可能なスイッチが低損失の再構成可能な合波器として機能するため、本発明は、この問題を解決する代替的な解決策を提供する。チューナブルレーザを用いた場合、レーザによって生成される全ての波長を低い損失でデータストリームに合波することができる。この解決策により、システムは、固定レーザとチューナブルレーザの両方について、同じエンジニアリング規則に基づいて動作することができ、これは、固定トランスポンダと、チューナブルトランスポンダとを用いたハイブリッドシステムにおいて特に重要である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に基づく波長多重光通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明に基づくトランスポンダの具体例を示す図である。
【図３】本発明に採用できる再構成可能な光スイッチの具体例を示す図である。
【図４】障害が発生した場合に保護サービスを提供するネットワークノードの具体例を示す図である。
【図５】障害が発生した場合に更に信頼度が高い保護サービスを提供する他のネットワークノードの具体例を示す図である。
【図６】図５に示すネットワークノードにおける光スイッチの１つを受動カプラに置換したネットワークノードを示す図である。
【図７】図６に示すネットワークノードにおける他の光スイッチをスプリッタと、後続するチューナブル帯域通過フィルタとに置換したネットワークノードを示す図である。
【図８】更に他のネットワークノードの構成を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年10月14日(2002.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
更に、より柔軟な手法として、上述のＯＸＣよりも挿入損失が小さく、より安価な、再構成可能な全光スイッチを用いる手法もある。再構成可能な全光スイッチの様々な具体例は、参照によりその全文が本願に援用される米国特許出願番号０９／５７１，８３３号明細書に説明されており、特に、この文献のＦＩＧ．２〜ＦＩＧ．４に示されている。ここに開示されている再構成可能なスイッチング素子では、いかなる電気／光変換を行うこともなく、任意の波長成分を他の波長成分のルーティングから独立して、任意の入力ポートから任意の出力ポートに選択的に向けることができる。参照によりその全文が本願に援用される米国特許出願番号０９／６９１，８１２号明細書には、更なる機能を有する他の再構成可能な全光スイッチが開示されている。この文献は、全ての波長成分のそれぞれを、何の制約なしに、任意のポートから他の任意のポートに向けることができる光スイッチング素子を開示している。より具体的には、大部分の光スイッチとは異なり、このスイッチは、入力ポートのサブセットと出力ポートのサブセットとの間の接続に制限されることはない。むしろ、このスイッチでは、同じサブセット（入力ポート、出力ポートのいずれであってもよい）内の２つのポート間を接続することもできる。本発明には、上述した再構成可能な光スイッチのいずれを採用してもよいが、ここで説明する具体例では、米国特許出願番号０９／６９１，８１２号明細書に開示されている光スイッチを採用し、このスイッチの構成を後に説明する。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
光送信機２５０によって生成された情報を表す各光信号は、光システム１０におけるチャンネルを構成する。ＷＤＭシステムにおいて、各チャンネルは、一般的に、それぞれ固有の波長に関連付けられている。図１に示す具体例では、６個の光トランスポンダ２０１〜２０６が設けられ、これにより伝送路４０１に沿って、６チャンネル波長多重光通信システムが実現されており、また、６個の光トランスポンダ６０１〜６０６が設けられ、これにより伝送路４０２に沿って、６チャンネル波長多重光通信システムが実現される。光トランスポンダ２０１〜２０６内の送信機は、それぞれチャンネル波長λ１〜λ６で動作する。これらの光信号チャンネルは、光トランスポンダ２０１〜２０６から出力され、光スイッチ３０１に一緒に入力され、出力ポート２６１を介して、光導波路４０１に導かれる。光スイッチ３０１は、６個の入力ポートを有し、これらの入力ポートは、それぞれ光導波路２２１〜２２６を介して６個の光トランスポンダ２０１〜２０６に光学的に接続されている。同様に、光トランスポンダ６０１〜６０６内の送信機は、それぞれチャンネル波長λ１〜λ６で動作する。これらの光信号チャンネルは、光トランスポンダ６０１〜６０６から出力され、光スイッチ３２２に一緒に入力され、出力ポート２６２を介して、光導波路４０２に導かれる。光伝送路４０１は、通常、光導波路であり、光通信システムにおける主要な（principal）伝送媒体である。光導波路は、通常、単一モード光導波路から選択されるが、光システム１０の導波路４０１としては、複数の光波長を伝えることができるいかなる光導波性媒体を用いてもよい。光スイッチ３２１は、光スイッチ３０１と同様に、光伝送路４０２を介して波長多重光信号を供給する。光導波路４０１、４０２に沿った波長多重光信号の伝送及び増幅の後に、各チャンネルを分波し、特定の光チャンネル用に指示されたトランスポンダ内の受信機にルーティングする必要がある。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
上述のように、本発明の例示的な具体例においては、図３に示すような、上述した米国特許出願番号０９／６９１，８１２号明細書に開示されている再構成可能な光スイッチを用いることができる。勿論、本発明は、任意の入力ポートに入力された任意の波長成分を他の波長成分のルーティングから独立して任意の出力ポートに選択的に向けることができるどんな再構成可能な光スイッチを採用した光通信システムにも同様に適用できることは、当業者にとって明らかである。図３に示す再構成可能な光スイッチ３００は、光学的にトランスペアレントな基板３０８と、複数の誘電体薄膜フィルタ３０１、３０２、３０３、３０４と、複数のコリメートレンズ３２１、３２２、３２３、３２４と、複数の傾斜ミラー（tiltable mirror）３１５、３１６、３１７、３１８と、複数の出射ポート３４０１、３４０２、・・・、３４０ｎとを備える。第１のフィルタアレーは、薄膜フィルタ３０１、３０３から構成され、第２のフィルタアレーは、薄膜フィルタ３０２、３０４から構成されている。コリメートレンズ３２１〜３２４及び傾斜ミラー３１５〜３１８は、それぞれ各薄膜フィルタ３０１〜３０４に対応している。各薄膜フィルタ３０１〜３０４と、対応するコリメートレンズ３２１〜３２４及び傾斜ミラー３１５〜３１８は、狭波長帯域の自由空間スイッチ（narrow band free space）、すなわち個々のチャンネル又は波長成分を異なる経路にルーティングするスイッチを構成する。傾斜ミラーは、例えばマイクロエレクトロメカニカル（micro-electromechanical：ＭＥＭ）方式のミラーのようなマイクロミラーである。これに代えて、例えば圧電アクチュエータ等の他のメカニズムによってミラーの位置を制御してもよい。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
動作時には、異なる波長成分λ１、λ２、λ３、λ４から構成されるＷＤＭ光信号が光入射ポート３４０からコリメートレンズ３１４に向けて入射される。ＷＤＭ光信号は、基板３０８を透過して薄膜フィルタ３０１に入射される。ここで、薄膜フィルタ３０１の特性により、波長成分λ１は薄膜フィルタ３０１を透過し、他の波長成分は、薄膜フィルタ３０１で反射され、基板３０８を介して薄膜フィルタ３０２に向けられる。薄膜フィルタ３０１を透過した波長λ１の成分は、コリメートレンズ３２１によって、傾斜ミラー３１５に集光される。傾斜ミラー３１５は、適切に傾斜されており、波長成分λ１を反射し、反射された波長成分λ１は、それぞれ波長成分λ１を反射する薄膜フィルタ３０２〜３０４を介して出射ポート３４０１〜３４０ｎのうちの選択された１つの出射ポートに入射される。波長成分λ１が入射される特定の出射ポートは、傾斜ミラー３１５の向きによって選択される。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
上述のように、残りの波長成分λ２、λ３、λ４は、薄膜フィルタ３０１で反射されて、コリメートレンズ３２１を透過し、基板３０８に戻され、薄膜フィルタ３０２に向けられる。波長成分λ２は、薄膜フィルタ３０２及びコリメートレンズ３２２を透過し、傾斜ミラー３１６により、波長成分λ２を反射する薄膜フィルタ３０３、３０４を介して、選択された出射ポートに入射される方向に向けられる。同様に、他の全ての波長成分は、薄膜フィルタ３０３、３０４によって順次分離され、傾斜ミラー３１７、３１８によって、選択された出射ポートに向けられる。このように、傾斜ミラー３１５〜３１８を適切に駆動することにより、各波長成分は、他の全ての波長成分から独立して、選択された出射ポートに向けられる。




【国際調査報告】
2005502222.tif 000055