(57)【要約】  本発明は、光ネットワークまたは光／電子結合ネットワーク内でのシグナリングのためのシステムを開示し、第１の伝送ノードが送信されるトラフィックで偏光多重化を実行し、１以上の中間ノードにおいて、偏光による逆多重化と偏光とＳＯＰ位置合わせとのプロセスのうちの１以上のものを該送信されたトラフィックに実施する。さらに光パケット交換網中でのパケットの取り扱い方法は、第１の伝送ノードでは、送信されたトラフィックの偏光逆多重化を実施し、中間ノードの１以上では該送信されたトラフィックにおいて、偏光による逆多重化と多重化とＳＯＰ位置合わせとのプロセスのうちの１以上を実施する。偏光の状態への前記分離は、ＱｏＳ−クラスの分離において使用される。
2007527638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の伝送ノードが送信されたトラフィックの偏光多重化を実行し、１以上の中間ノードにおいて、以下の処理、
受信されたトラフィックの偏光の逆多重化と、
偏光による多重化および／または受信されたトラフィックの時分割多重化と、
受信されたトラフィックのＳＯＰ位置合わせと
のうちの１以上のものを前記送信されたトラフィックに対して実行することを特徴とする、光ネットワーク中の信号または光／電気結合ネットワーク中の信号を伝送するシステム。
【請求項２】
少なくとも２つの偏光の状態が信号伝達のために使用されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ネットワークがパッケージ交換ネットワークであり、あらゆる新しいパッケージの始まりで偏光の状態が変更されていることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記偏光の状態が、前記それぞれのパッケージ中のペイロードからヘッダを分離するために該ヘッダと該ペイロードとの間で変更されることを特徴とする請求項２または３に記載のシステム。
【請求項５】
さまざまな偏光の状態が、ＱｏＳクラスの分離のために使用されることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
【請求項６】
前記ＱｏＳクラスが、前記偏光の状態を制御する前記第１の伝送ノードによって示されることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記偏光状態の派生物が、１以上のＱｏＳクラスの分離に使用されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
偏光ビームスプリッタの両方の出力を生じる中間状態によって中間状態を検出するように、偏光ビームスプリッタの出力での影響をモニタするように該偏光ビームスプリッタを使用して、物理的に分離するためにスイッチに結合されているモニタリング用の機構と前記出力との間の影響の配分から、前記偏光の状態を定義することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】
前記偏光状態を分離するために偏光ビームスプリッタを使用することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の伝送ノードおよび／または前記他の中間ノードが、Ｓ−ＷＲＯＮノードに取り付けられるＯＰＳモジュールを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
第１の品質クラスのパッケージを光学的に転送し、第２の品質クラスのパッケージを電子的に転送するスイッチを前記ネットワークがさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１の品質クラスがＧＳ型であり、前記第２の品質クラスがＢＥ型であることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
光スイッチングマトリクスは波長ルータであるが、前記電子スイッチングマトリクスは従来技術の公知のタイプであることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
多くの波長が前記電子スイッチに対して予約され、多くの波長が前記光スイッチのために予約されることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
第１の伝送ノードが送信されたトラフィックの偏光多重化を実行し、１以上の中間ノードにおいて、以下の処理、
受信されたトラフィックの偏光の逆多重化と、
偏光による多重化および／または受信されたトラフィックの時分割多重化と、
受信されたトラフィックのＳＯＰ位置合わせと
のうちの１以上のものを前記送信されたトラフィックに対して実行することを特徴とする、光パッケージ交換網においてパッケージを処理する方法。
【請求項１６】
前記パッケージが第１のクラスと第２のクラスとに分離され、前記第１のクラスの前記パッケージがネットワーク中の所定のルートを辿っており、前記第２のクラスのパッケージがパッケージスイッチモジュールによって交換されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記パッケージからのヘッダ情報に基づいてスイッチを設定するために、受信側ノードにおいてパッケージを２つのクラスへと分離することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
２つの前記クラスを表す偏光の直交状態に基づいて、受信側ノードにおいてパッケージを２つのクラスへと分離することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
品質が保証された第１のパッケージがスイッチに到達すると、制御装置は、前記第１のパッケージが第１の所定の期間内にＦＤＬにおいて遅延される前に、前記第１のパッケージが入力に存在することを登録し、さらに、前記第１のパッケージが送信されると考えられる場所に出力を予約することを特徴とする請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の所定の期間が、前記第１のパッケージより低いＱｏＳレベルの第２のパッケージの期間以上の期間を有し、他のパッケージが最大許容サイズを有していることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ＧＳパッケージが所定の波長経路を辿る場所において、統計的に多重化されたＢＥパッケージをＧＳパッケージと織り交ぜることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記ネットワークがスイッチを備え、第１の品質クラスのパッケージが光学的に転送され、第２の品質クラスのパッケージが電子的に転送されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記光スイッチングマトリクスが波長ルータであるが、前記電子スイッチングマトリクスが周知のタイプであり、前記光スイッチの入力において、前記光信号の前記偏光に依存して前記入力信号が分割されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サービスの質（quality of service：以下、「ＱｏＳ」とよぶ）クラスを区別し、通信網の中でパッケージ内のペイロードとヘッダを区別するための偏光に関する。より一般的には、本発明は、あらゆるタイプの通信網における偏光状態の新規に改善された使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ネットワークの導入および発展に伴い、テレネットワーク中およびデータネットワーク中でのデータ伝送のコストおよび複雑性を削減することが目的である。これを達成するための主要な要因は、光信号と電気信号との間の信号変換数を削減することである。このような削減によりネットワークエレメントの中の構成要素数が減少し、電子信号処理のニーズが低減される。さらにネットワークエレメント中の構成要素数の減少は誤差原因を削減し、ひいてはサービスおよび保守のニーズが低減され、使用可能な時間が増加する。これらの要因は、コスト削減の可能性を再びもたらすであろう。
【０００３】
インターネットのトラフィック量は、電気通信産業の景気減速にも関わらず著しく増加していると報告されている。したがって、転送ネットワークのトラフィックの増加部分はパケットデータから生じている。明らかな経済的理由から、新しい交換技法が成熟度および費用有効度（cost effectiveness）を示すときに初めて新しい交換技法を導入すべきである。したがって、光回線交換（optical circuit switch：以下、「ＯＣＳ」とよぶ）から光パケット交換（optical packet switch：以下、「ＯＰＳ」とよぶ）バックボーンネットワークへの円滑な移植をサポートする、柔軟な光ネットワークを開発するニーズがある。
【０００４】
したがって、電子ネットワークエレメントを光ネットワークエレメントで置換するときには、光ネットワークエレメントがパケット交換網中で効果的に動作できる機能性を有することが必要である。ここ数年、パケットまたはパケットのバーストが光学レイヤにおいて光スイッチにより直接的に交換される光パケット交換（ＯＰＳ）と光バースト交換に関して徹底した研究が費やされてきた。これらの技法は、約４年のうちに商業的に重要になるものと予想されている。
【０００５】
（５つの次元）
光信号処理は依然として未発達であるため、アドレス情報などのさまざまな種類の情報を送るためには非常に限られた可能性がある。光ファイバにおける情報の転送に使用可能な次元は、強度と時間と周波数と位相と偏光である。これらのすべての次元は、長年の間さまざまな目的に使用が提案されている。
【０００６】
今日、光リンクと光ネットワークにおいて使用される変調のフォーマットは、最小レベルと最大レベルとの間で強度が変化するＮＲＺフォーマットおよびＲＺフォーマットに基づいている。信号は、２．５Ｇｂ／秒から４０Ｇｂ／秒の間のデータレートにより時分割多重化（ＴＤＭ）される。光回線交換網では、いわゆる波長分割多重方式（ＷＤＭ）と呼ばれる、１本のファイバ中で多くのＴＤＭチャネルを多重化するために、使用可能であり有効な光周波数スペクトルが使用される。また、ＭＰＬＳからのフレームワークが使用される光ネットワークを用いるラベルとして光周波数を使用することも提案されている。おそらく偏光と組み合わせて、スペクトル効率を高めるために、変調した形式で位相および周波数を使用することが提案されている。
【０００７】
（光パッケージ交換、アドレス、ＱｏＳおよびシグナリング）
光学パッケージスイッチングに関連した、ヘッダまたはラベルの形を取るアドレス情報の転送は議論されるべき問題である。通常、電子ルータでは、ヘッダは、パッケージまたはフレームの先頭（始まり）において転送され、それによってアドレス情報およびペイロードが時分割多重化される。光学部品を使用すると、時間領域での逆多重化は困難である。したがって、ペイロードから分離されたアドレス情報の転送は、以下のさまざまな方法により実施されることが提案される。
１ａ）アドレスおよびペイロードは、別々の可視波長を使用することにより分離される。しかしながら、これは波長の効率の悪い利用である。
１ｂ）別個の波長を使用することよりもさらに効率的に可視波長を活用する、可視波長内での別個の周波数の使用、いわゆる副搬送波変調（ＳＣＭ）がある。しかしながら、この解決策は、ペイロード信号の劣化につながる可能性がある。
１ｃ）ＥＵ主催のプロジェクト「ＳＴＯＬＡＳ」では、ペイロードから分離されたパッケージヘッダの変調のために周波数変調を使用することが提案されている。しかしながら、この方法は、ペイロードの中の信号品質の劣化も生じさせる可能性がある。ＳＴＯＬＡＳは、ＥＵの第５次総合計画「ＩＳＴ」の中の継続中のプロジェクトである。該プロジェクトの中でのこのテーマについては、Ｓｕｌａｒ，Ｔ．Ｋ．ｅｔ  ａｌ．「ＩＭ／ＦＳＫ  Ｆｏｒｍａｔ  ｆｏｒ  Ｐａｙｌｏａｄ／ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｌａｂｅｌｌｉｎｇ  ＩＰ  Ｐａｃｋｅｔｓ  ｉｎ  ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＷＤＭ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ  Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ  ｂｙ  ＧＭＰＬＳ−ｂａｓｅｄ  ＬＯＢＳ．」ＯＮＤＭ２００３，Ｆｅｂｒｕａｒｙ３−５，２００３，Ｂｕｄａｐｅｓｔ，Ｈｕｎｇａｒｙを参照されたい。
【０００８】
シリアルヘッダや副搬送波変調（ＳＣＭ）や周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）などのいくつかの技法が帯域内ヘッダ符号化に提案されてきた。しかし、それらは、ヘッダとペイロードとの分離および新しいヘッダの再挿入に、高度な構成要素を必要とする。古いヘッダを消去するためには、入力波長付近に新しいヘッダを挿入する前に、ＳＣＭおよびＦＳＫは可視波長変換器を必要とするが、シリアルヘッダは半導体光増幅器（ＳＯＡ）などの高速光ゲートを必要とする。このことは、複雑であり技術的に未発達な構成部品の構成部品総数を増加させる。さらに、異なるＱｏＳクラスに属するパケットの分離が望ましい場合には、そのパケットの分離は、ヘッダ情報の電子的な処理に基づいて通常行われるので、全てが光学的なものではない。
【０００９】
（公知の原理）
１）１本のファイバでの２つのデータチャネルの多重化／逆多重化のための偏光（偏光による多重化）の使用は、公知の原理である。
２）ビットシーケンス上の開始および停止を見つけるための偏光の使用は公知であり、結果的に偏光の状態を変更する。
３）異なる光データチャネルが波長によりいくつかの異なる光データチャネルに分離できるように、異なる光データチャネルを偏光により分離することができる。文献中で立証され、解説されている波長の使用により区別される類似のエンティティのような直交偏光同士の間の分離に基づく光アド／ドロップエンティティ。
４）偏光を使用することによるヘッダおよびペイロードの分離は特許化されている。
【００１０】
（はじめに）
統計的に多重化されたパケット交換網では、まさに統計的な多重化の性質によって、一定の遅延やパケット損失の無いようなサービスは保証できない。これにより、例えば遠隔制御手術用などの遅延が重大な問題であり、パケット損失を絶対的な最小値にすべきである、厳密なリアルタイムでのアプリケーションの使用が排除されうる。しかし、静的または動的な波長ルーテッド光ネットワーク（以下、「Ｓ−ＷＲＯＮ」または「Ｄ−ＷＲＯＮ」とよぶ）ように、事前に割り当てられた資源を用いてパケットがネットワークを通して送信される場合には、パケット損失を引き起こす競合および固定遅延のない保証されたサービス（ＧＳ）を提供できる。Ｄ−ＷＲＯＮは、トラフィックの需要に適応するために波長パスを動的に再構成することによりＳ−ＷＲＯＮに比べてスループット効率を高める。しかしながら、制御プレーンは、ミリ秒（ｍｓ）から秒（ｓ）の時間尺度で動作し、パケット持続時間は通常、マイクロ秒（μｓ）の範囲であるＯＰＳの集中的なトラフィックパターンに最適化することはできない。したがって、Ｄ−ＷＲＯＮでさえスループット効率および統計的な多重化の精度を達成することはできない。
【００１１】
（パッケージスイッチ）
パッケージスイッチは、部分的に光学的であり、部分的に電子的または完全に光学的でありうる。
【００１２】
欧州特許公開公報第０７９４４６８４Ａ１号明細書には、１以上のノードおよび偏光済みのパッケージ信号を送信する１台の送信機を備えた光パッケージ交換ネットワークが説明されている。パッケージ信号は、直交偏光により互いに分離されたヘッダおよびペイロードを備える。さらに、カナダ国特許第２３５２１１３号明細書によれば、高速偏光ビットスタッフィング方法を活用する光学通信方法が公知である。この方法は、異なる変調器からの多重化されたデータストリームの代わりに、データパッケージを分離するための偏光ビットスタッフィングを使用するものである。これは、光ネットワーク内でのデータの転送の速度を加速する。
【００１３】
光パケット交換（ＯＰＳ）は、電子帯域幅障害を克服する方法として推進されている。しかしながら、ＯＰＳノードを実現する場合には、それらは費用効率が高いことも証明しなければならない。本発明は、サービスの質（ＱｏＳ）クラス間の光学的な区別だけではなく、ＯＰＳにおける制御情報の低コストな分離および再挿入のためにも偏光多重化を使用することを提案する。２つのアプリケーションを同時または別々に実行できる。
【００１４】
本発明では、単一の光ネットワークレイヤにおいて、統計的多重化されたパケット交換網（ＯＰＳ）の特性（Ｓ−ＷＲＯＮ／Ｄ−ＷＲＯＮのような）を光回線交換網によってイネーブルされるＧＳと結合することを提案する。これには、回線交換ＧＳパケットとＯＰＳパケットとがデータレイヤ資源を効率的にシェアすることが必要となる。リンク帯域幅の完全なシェアを可能にするノード設計が提案され、それはＯＰＳ機能を追加することによりＳ−ＷＲＯＮからより効率的な結合されたネットワークへの移植を可能にする。ノードの効率はシミュレータを使用して研究される。
【００１５】
ここで提案されている技法は、本発明において提示されるように、パケットを分離し、制御情報を送信するために偏光の直交状態（orthogonal state of polarisation：以下、「ＳＯＰ」とよぶ）を使用することによって、前述されたような欠点を克服する。ヘッダ／ペイロードの分離のために波長ごとに偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を使用することによって、前述された解決策に比べて複雑さおよびコストを大幅に削減することができる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、第１の伝送ノードが送信されたトラフィックの偏光多重化を実行し、以下の処理、
受信されたトラフィックの偏光の逆多重化、および／または、
受信されたトラフィックの偏光および／または時分割多重化による多重化、および／または、
受信されたトラフィックのＳＯＰ位置合わせ、
のうちの１以上を１以上の中間ノードにおいて該送信されたトラフィックに対して実行することを特徴とする、光ネットワークまたは光／電気結合ネットワークの中で信号を送るための方法およびシステムを提示するものであり、今日の解決策に結び付けられている前述された問題点を回避しようと努めている。
【００１７】
包含され、本明細書の一部をなす添付図面は、本発明の実施形態を説明しており、本説明と共に本発明の原理の説明として役立つものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下では、添付図の助けを借りて本発明の詳細な説明が行われる。前述されたように、ＯＰＳに関してはいくつかの問題がある。本発明はシグナリングのために偏光を使用することにより、これらの問題を是正している。
【００１９】
さまざまな方法により信号の送信が行われていると考えられる。
３ａ）同期、偏光の状態は、各パッケージの先頭（始まり）で変化する。
３ｂ）各パッケージ中のヘッダおよびペイロードは、偏光の直交状態により分離される。
３ｃ）処理されるパッケージに異なる優先順位を割り当てることによってＱｏＳ−クラスを分離するので、これにより送信機側では異なる偏光を有する。
【００２０】
図１では、２つの異なるＱｏＳクラス間の光学分離のために、偏光の状態がどのようにして使用されうるかの例が示されている。ヘッダおよびペイロードの間を光学的に分離するために、同じ原理を活用することができる。この方法によって、偏光ビームスプリッタを使用して、波長に依存する情報を分離することができる。多くの波長のあるＷＤＭ信号がスプリッタに向けて送信される場合には、スプリッタは、すべての波長において、ヘッダ、ペイロード、ＱｏＳクラスのためのデマルチプレクサとして機能するであろう。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態を描いたものである。ヘッダおよびペイロードの分離は、「１」と呼ばれるＳＯＰでヘッダを送信し、ＳＯＰ「２」でペイロードを、「１」に直交に送信することによって実現される。分離はＰＢＳを使用して行われ、ヘッダおよびペイロードの両方についてビットレートおよび信号形式に関して完全なトランスペアレンシーを可能にする。
【００２２】
さらに、例えば、遠隔画像誘導手術などのパケット損失および遅延に関して非常に高いＱｏＳが保証サービス（ＧＳ）と共に必要とされる場合には、波長ルータを使用してその波長情報だけに基づいてＧＳパケットを転送することができる。これらのパケットは、例えば、ＧＳパケットが図２においてのようにＳＯＰ「１」で送信される間に、ＳＯＰ「２」でベストエフォート（ＢＥ）パケットを送信することによって、ＢＥパケットから分離できる。次に、ＢＥパケットは、各ノードの出力でＧＳパケットとインタリーブされ、リンクの活用性を高めるが、ＧＳパケットは、波長ルーテッドネットワークを通過し、ＧＳを可能にする。ＧＳパッケージは、入力でＧＳパッケージを検出することによって出力を予約し、当座はＢＥパッケージが送信されないことを確実にするように、あらゆるノードの最長のＢＥパッケージに等しく遅延される。このようにして、ＢＥパッケージとＧＳパッケージとの間のパッケージ競合は回避される。
【００２３】
説明された両方の実施形態を結合することができる。ＢＥパケットは同時にＳＯＰ「１」で送信されるヘッダと共にＳＯＰ「２」で送信されるが、ＧＳパケットは、次に直交偏光ヘッダなしでＳＯＰ「１」で送信される。信号がＳＯＰ「２」で同時に事前に送信された信号と共に、ＳＯＰ「１」で観測されるとき、ＳＯＰ「１」の中の信号はＢＥパケットのヘッダとして認識される。ＳＯＰ「２」に同時に存在する信号がない場合には、信号はＧＳパケットとして認識される。この方法を使用すると、２つのＳＯＰ内に信号が同時に存在することを検出することにより、ＧＳパケットとＢＥヘッダとを区別できるようになる。シリアルＢＥヘッダが使用される場合には、２つのＳＯＰから１つの光学ＡＮＤゲートに信号を送信して区別を実現できる。ＳＯＰ「２」がローである場合にはＳＯＰ「１」のＢＥヘッダは存在し、ゲートによって遮られるが、ＳＯＰ「１」の中のＧＳパケットは、ＳＯＰ「２」がハイである場合には、ＡＮＤゲートを通って転送される。
【００２４】
１つのアプリケーションのみが単に実現される場合には、ＢＥパケットとＧＳパケット、つまりヘッダとＢＥパケットとは両方のＳＯＰで同時に送信できる。これはリンクの帯域幅活用を二倍にする可能性を有する。
【００２５】
（本発明の例示的な実施形態）
この伝送特性の原理は、偏光多重化と多くの共通点をもつ。ファイバの複屈折性とＰＭＤとリンク距離とに応じて、信号が偏光をなくす（depolarised）。しかしながら、偏光多重化が受信機ノードにおいてのみ行われる従来の偏光多重化と異なり、本発明は、偏光逆多重化と偏光とＳＯＰ再位置合わせとすべての中間「コアノード」における偏光多重化とを含む。このことは、偏光をなくしてＳＯＰの変化に対する耐性を高めることになるため、より長い伝送距離を可能にする。
【００２６】
説明された実施形態を使用するネットワークモデルを通る信号経路の質が示されている。入口ノードとコアノードと出口ノードとからなるネットワークに対応する実験用セットアップが図３に示されている。同じ波長の２台の光学送信機が、長さ２11−１のＰＲＢＳの２つの別々の非相関ビットジェネレータを使用して２．４８８Ｇｂ／秒で変調される。信号は、ＰＭカプラ（polarisation maintaining coupling coupler）を維持する偏光を使用して結合され、ＥＤＦＡを使用して増幅される。第１の２５ｋｍＳＭＦリンクの後、信号は「コアノード」に到達する。手動の偏光コントローラ（polarisation controller：以下、「ＰＣ」とよぶ）が、ＰＢＳ内での２つの信号の最適分割を可能にするために理想的なＳＯＰを保証する。信号の転送をエミュレートするために、ＰＭカプラを使用して２本のアームが結合され、第２の２５ｋｍのＳＭＦリンクを通して受信機ノードに送信される。ここでは、この２つの信号は、受信機に送信される前に再び位置合わせされ分離される。さまざまな構成により伝送経路と連続ビット誤り率（ＢＥＲ）曲線とを比較して電力ペナルティが見出される。温度変動などのファイバ環境条件の変動のためにファイバで発生する偏光変動のため、ＰＢＳ入力でのＳＯＰは、連続的に監視されて最適化されなければならない。環境により引き起こされる変動の周波数は、通常１Ｈｚより低い。したがって、自動偏光最適化を使用できる。
【００２７】
２つの実施形態を描く２つの異なる伝送方式が試験されている。異なるＱｏＳクラスに属するパケットの分離は、一度に一方の送信機だけを変調し、他方をＣＷモードのままにすることによって行われるが、ヘッダ−ペイロード分離の伝送特性は両方の送信機で変調を使用して測定される。最も重大なアプリケーションは、両方の偏光状態が変調されるときである。しかしながら、図４に示されるように、パケットの分離は非常に緩やかなペナルティをもつことが立証された。実験用のポイントは、線形適合によって相互接続され、２つの出口ノードシリーズの最後の測定を除くすべてを考慮に入れる。これらは、測定中に、絶対ＳＯＰにおけるドリフト、つまり次善のヘッダ−ペイロード分離が発生したために省略されている。このことは自動ＰＣを使用して回避できる。図４に図示されるように、１０-9のＢＥＲで０．５ｄＢ未満の最大ペナルティを観測できる。
【００２８】
このように、光パケット交換網において、ヘッダおよびペイロードの分離と光ＱｏＳ差別化とに偏光多重化を使用することを示してきた。パケットスイッチノードの原理が説明され、ネットワークモデルを通る信号経路の品質が実験的に検証される。この原理を使用すると、複雑な高価な構成部品の必要性が大幅に低減され、光ＱｏＳパケット分離が達成される。提案されている光パケットスイッチノードおよびＳＦＭの２×２５ｋｍを通過した後、０．５ｄＢにすぎない最大ペナルティが受信機ノードにおいて観測された。
【００２９】
（ノード設計の最良の態様）
本発明に従って提案されているノード設計が図５に示され、ここではＯＰＳモジュールがＳ−ＷＲＯＮノードに追加されている。パケットは、２つのクラス、つまり事前に割り当てられたＳ−ＷＲＯＮ経路を辿る「ＧＳ」と、パケットスイッチモジュールを使用して交換される、サービス保証がないベストエフォートクラス「ＢＥ」とに分けられる。入力では、２つのパケットクラスは、１×２スイッチをヘッダ内の情報に基づいて設定するか、または図５に示されるように偏光の直交状態（ＳＯＰ）を使用することによって分離される。それから偏光状態のそれぞれがサービスクラスのそれぞれに割り当てられる。
【００３０】
ＧＳパケットの宛先は、パケットのクロスカップリングマトリクスと個々の波長の構成によって決定されるため、図５に示されるようにＧＳヘッダは不必要である。サービスクラス分離は、ＯＣＳネットワークにおける波長の予約を使用することによって、光ＱｏＳ分離の従来技術から公知であるような原理に反して、ＳＯＰを使用して達成されるため、波長領域は完全に波長ルーティング専用にできる。
【００３１】
ＧＳパケットがスイッチに達すると、パケットがパケットの前の入力で存在する制御電子回路レジスタが、最大サイズのＢＥパケットＤBEMAXの持続時間に対応してＦＤＬで遅延される。パケットが予定する出力が次に予約される。ＢＥパケットがこの予約された出力を通って現在伝搬中である場合には、それはＦＤＬの遅延のために新規に到着するＧＳパケットと衝突しないであろう。代わりに、出力は、制御パケットを送信することによりＧＳパケット到着の前に予約されるＤBEMAXでありうる。ＳＯＰがパケットクラスを分離するために使用される場合には、潜在的に早期に送信されたＢＥパケットと同時に伝送できるように、制御パケットをＧＳパケットとして同じＳＯＰに送信すべきである。
【００３２】
（性能解析）
パケット遅延およびパケット損失は、シミュレーションによって見出される。固定長パケットを生成する、独立した非同期トラフィックジェネレータが使用される。ＧＳパケット長は変化し、５００Ｂまたは５０ｋＢのどちらかに設定されるが、ＢＥパケットは５００Ｂの長さを有する。出力は、入力に到達するＧＳパケットが出力に入る前に予約されるＤBEMAXである。
【００３３】
パケット到着時間間隔は、各波長にかかる最大負荷の０．８という負荷に対応する負の指数の分布（ポアソン分布）である。ＢＥおよびＧＳの両方のパケット到着は、スイッチ入力で均一に分布している。ＢＥパケット宛先は、それによって出力の間でも均一に分布している。ＧＳパケットは、均一に分布した固定された宛先と波長に転送されるため、他のＧＳパケットとの混雑または輻輳（congestion）を回避する。
【００３４】
電子バッファリングが仮定されるため、ＢＥパケットは、任意の期間バッファ内に留まることができる。バッファのサイズには制限はない。しかしながら、バッファの登録された最大充填は６３２パケットである。したがって、非常に大きなバッファの使用は回避される。バッファに入れられたパケットは、通常、宛先の出力が使用可能になるとすぐに予定されるが、パケットの並べ換えがまれに発生することがある。
【００３５】
ノード性能は、バッファ入力数を変える８というノード度数で、３２の波長と１２８の波長のための転送ネットワークで解析される。測定される最大遅延は、６０バッファ入力、５０％のＧＳトラフィックシェア、５０ｋＢのＧＳパケット長のケースではパケット持続時間の０．２１倍であり、やはり最大バッファ充填を示した。これは、通常伝送遅延よりはるかに低いので無視できる。バイト単位で測定された、総トラフィック負荷の１０％および５０％というＧＳパケットシェアの場合のＰＬＲを示すシミュレーション結果を、図６および図７にそれぞれ示している。
【００３６】
図６および図７では、ＢＥトラフィックしかないシステムでの性能を比較している。波長の数が３２であり、５００バイトというＧＳパケット長の場合の、純粋なＢＥトラフィックのためのＰＬＲが１０-6であるとき、５０％ＧＳトラフィックシェアの場合には劣化は３ケタを超えるが、１０％ＧＳトラフィックシェアの場合には劣化は２ケタである。５０ｋＢというＧＳパケット長が使用されると、５０％曲線と１０％曲線とが重複し、劣化は１ケタである。波長の数が１２８の図７は、同じ傾向を示す。１０-6という純粋なＢＥシステムＰＬＲで、パケット長が５００バイトであるとき、劣化はＧＳパケットについて観測できる。１０％というＧＳトラフィックシェアでは劣化は約１ケタであり、５０％のＧＳトラフィックでは劣化は約３ケタである。注目に値するのは、バッファインタフェース数がさらに増加し、さらに低いＰＬＲを引き起こすと、劣化は５０ｋＢ長のＧＳパケットを使用するときにも観測されるという点である。ＰＬＲが１０-7という純粋なＢＥシステムでは劣化は１ケタの２分の１であり、１０％および５０％のＧＳトラフィックシェアの場合にはそれぞれ１ケタである。
【００３７】
図７および図８は、予約時間によって生じるオーバヘッドがＰＬＲ劣化の主な理由であることを描いている。一般的に、減少するＰＬＲ、したがって減少するインタフェース数と共に増加する劣化を観測できる。ＧＳパケット長が大きい（５０ｋＢ）とき、劣化はＧＳトラフィックシェアとは関係なく低い。しかしながら、ＧＳパケットとＢＥパケットとが等しい長さを有するときには、劣化は数ケタでありうる。シミュレーション結果から、ＧＳパケットがＤBEMAXよりはるかに長い場合にはＰＬＲペナルティが低いという結論に達する。ＧＳパケットには絶対優先順位が与えられるため、総トラフィックの５０％がＧＳパケットであるときにも、非常に低いＢＥ  ＰＬＲペナルティが観測されるのは、意外なことでありうる。しかしながら、システムのＧＳパケット数を増加すると、ＢＥパケット数が減少し、ＢＥパケット間の競合の問題が少なくなり、使用可能なバッファ資源に対する負荷が減少する。
【００３８】
（結論）
ＢＥサービスクラスだけではなく、パケット損失がなく、遅延が固定されたＧＳをサポートする、本発明によるＯＰＳノード設計が提案される。設計は、Ｓ−ＷＲＯＮモジュールで開始し、ＯＰＳモジュールを追加することによる回線からパケットへの切り替えによる移植戦略をサポートする。多重化されたＢＥパケットを、事前に割り当てられた波長経路を辿るＧＳパケットと統計的にインタリーブすることにより、大容量の利用（high capacity utilization）が達成される。システム内でＧＳパケットを導入することのペナルティは、ＧＳパケットがＢＥパケットよりはるかに長い場合には非常に適度であることが示されている。したがって、ＧＳパケットをバーストに統合することを検討しなければならない。
【００３９】
（ＱｏＳのあるハイブリッド電子／光スイッチ）
以下の項では、スイッチがある品質のクラス（ＧＳ）の光転送および別の品質のクラス（ＢＥ）の電子的な転送を用いて構築される、ハイブリッド構造が説明される。図８は、略図の構築の略図を提示する。
【００４０】
スイッチは、２つのスイッチングマトリクス、つまり１つの電子スイッチマトリクスと１つの光スイッチマトリクスとを有する。電子スイッチングマトリクスは、従来技術から公知である今日の電子スイッチ交換マトリクスに非常に類似しており、従来技術である「ベストエフォート」スイッチから公知の仕方で制御エンティティと共に動作する。
【００４１】
光スイッチングマトリクスは「波長ルータ」として機能すると考えられる。内部への波長が、指名されたファイバと外部への波長に送信される。この外部への波長および外部へのファイバは、この内部への波長と内部へのファイバに従って固定される。説明の図８に図示されているように、１本のファイバしか使用されていない。この手法は、波長をラベルとみなせるＭＰＬＳと類似点をもつ。
【００４２】
入力では、信号は光信号の偏光に従って分割される。この解決策の利点は、第１の優先順位として処理されると考えられ、ＢＥトラフィックとして処理されると考えられるトラフィックを分割するために使用されうる、純粋な光学エンティティである。解決策は、送信者が互いに相対的に直交偏光を用いてこれらを送信することによって、優先順位トラフィックとＢＥトラフィックとを分類していると仮定する。光波長ルータは第１の優先順位トラフィックを処理しているが、解決策は、原則的に、電子スイッチが現在あるように維持され、「ベストエフォート」トラフィックとして処理される電子スイッチに対する追加でありうる。その結果、設計は、図８とは異なり、図８に図示されているほど最適ではないであろう。光スイッチに使用可能な容量があるときに、電子スイッチが、光スイッチにトラフィックを処理させる可能性はないであろう。したがって、光部分の利用はより最適ではなくなる。しかしながら、設計は大幅に簡略化される。
【００４３】
図８では、多くの波長が電子スイッチに対して予約し、多くが光スイッチに対して予約すると考えられる。光スイッチが追加である場合には、この波長の数は、固定数でありうるか、または集中的に制御されうる。２つのスイッチが始めから共に構築されている場合には、波長の数は、さらに容易に変化し、動的であり、スイッチ中で内部的に処理できる。
【００４４】
（電子バッファリングの可能性があるＧＥパッケージとＢＥパッケージ両方の光スイッチング）
別の設計例が図９に示されている。常に高い優先順位のパケット（ＱｏＳパケット）を遅延させることによって、パケットが光バッファの出力で発生したときに宛先となる出力が空いているように出力を予約できる。
【００４５】
この設計では、ＢＥパケットは、スイッチの出力でのすべての波長の中から自由に選ぶことができる。スイッチの第１の段階では出力波長が選ばれる。ＱｏＳパケットがこの第１の段階を回避するように、ＱｏＳパケット入力波長は、出力ファイバでの出力波長を決定するであろう。どの出力ファイバにパケットが転送されるのかは、パケットスイッチの波長変換器の第２列によって設定される波長により決定される。波長変換器の第３列では、波長は多重通信回路の特殊な入力の入力波長に一致する固定された波長に設定される。したがって、波長を変化させることはできない。
【００４６】
この設計での競合を解決するためにＱｏＳパケットをバッファに入れることはできないので、予約方式が必要になる。ＱｏＳパケットが送信される前に、送信機から宛先への波長が予約されるべきである。これは、受信機のそれぞれが受信機端部での入力波長数に制限される、多くの宛先から同時にＱｏＳパケットを受信できることを暗示する。競合を回避するため、１つのノードで入力波長のそれぞれに対しパケットを生成するのが許されるのはわずかに１つのソースとなる。図１０はこの原理を図示している。
【００４７】
図１０に示されているネットワークでは、ＱｏＳ情報が、例えばノード４からノード６へなど、あるノードから別のノードに送信されると、１以上の波長からなる経路が、ノード４からノード６へ、ネットワークを通してずっと予約される必要がある。予約は、波長がずっと同じ経路（ファイバ）をシェアしているならば、他のノードが予約された波長でＱｏＳ情報を送信できないことを暗示する。２つのノードが同じ波長で送信していた場合には、競合が発生するであろう。ＱｏＳパケットにはバッファリングが使用できないので、パケットを削除しなければならないであろう。このことは、波長の予約を使用して回避できる。
【００４８】
波長は、再利用することも、追加または削除することもできる。図１０に示されるように、ノードＮ１では、Ｎ２−λ４と名付けられるノードＮ２から入信する波長がＮ１で削除され、ノードＮ１からノードＮ６までＱｏＳパケットを送信するために再利用される（Ｎ１−λ４）。
【００４９】
（スケラビリティ）
通常、このような転送ネットワークのノード度数は、例えば約４から８となるであろう。また、転送ネットワークの中のノードの総数は制限されるであろう。ＣＯＳＴ２６６では、汎ヨーロッパネットワーク用の参照シナリオが示される。図１１がこのネットワークを描いている。ネットワークでは、合計３７のノードが存在し、それは５という最大ノード度数を有する。問題は、ＱｏＳ資源の静的な構成が転送ネットワークで十分に効果的となるかどうかである。これが当てはまるかどうかは、ネットワークの中のＱｏＳトラフィックの量と、各ノードの波長数に依存するであろう。説明されたパケットスイッチ設計は、多数の波長が使用できるときにだけ効果的となる。これは、設計が競合解決のために波長要因を使用することに依存するためである。したがって、波長の数は３２以上でなければならない。
【００５０】
（スケラビリティのための動的波長割り当て）
動的な波長割り当て方式が利用される場合には、波長は動的にセットアップされ、要求に応じて削除できる。それはトラフィック負荷の動的な変化を可能にするため、ＱｏＳパケットを送信するために使用可能な資源の利用を高めるであろう。図９のノードがわずかに修正される場合には、出力での固定波長変換器を調整可能波長変換器と交換すると、ＱｏＳ経路の波長はずっと変化できるようになる。これは、ネットワークの波長のさらに高い再利用率を可能にするであろう。しかしながら、調整可能波長変換器の出力で予測不可能な波長を多重化するときの技術的な問題を解決しなければならない。通常、低損失マルチプレクサは波長に敏感である。ノードにおいて波長を切り替える他の手法を評価することができる。
【００５１】
（トランスペアレントな動的回線スイッチングおよび／またはバースト交換）
ＱｏＳパケットは実際にはパケットである必要はない。それらはパケットのバーストでありうる。つまり、バースト交換を実行できるか、または、それが半永久的な回線、つまり回線スイッチングでありうる。それはすべて好ましい手法に依存するであろう。ＱｏＳパケットがスイッチの入力に到達すると、偏光状態の変化が検出される。したがって、それがＱｏＳパケットであることが公知となる。ＱｏＳパケットの最後では、ＱｏＳパケットが偏光モニタを通過したときに、スイッチがパケットの最後を認識するために、偏光の状態を「ベストエフォート状態」に戻されなければならない。そして、スイッチの出力および資源が解放され、その結果ベストエフォートパケットが資源を使用できる。
【００５２】
ＱｏＳパケットの開始および停止は、偏光の状態の変化によってのみ検出され、ＱｏＳパケットは決してバッファに渡されないため、ＱｏＳパケットの情報の内容を知る必要はない。したがって、ビットレートや変調などのＱｏＳパケットの物理的なフォーマットは、原則的に変えることができる。トランスペアレンシーに対する制限は、波長変換器の特性によって設定される。
【００５３】
ＱｏＳパケットの転送のために、パケットの宛先は事前に知られていなければならない。これは、スイッチが変換器の第２の列の波長変換器を設定できるようにするためである。ＱｏＳパケットについての情報は、事前に送信されている必要がある。これには以下の２つの手法がある。
【００５４】
４ａ）バースト交換手法：この原理は、ネットワークの中にＱｏＳ経路がほとんどない場合に使用すべきであり、それらは多くの場合には再利用されなければならない。ＱｏＳ経路は、パケット、またはパケットのバーストの長さに対応する非常に短い期間の間に確立できる。
【００５５】
特定の入力および波長で発生するＱｏＳパケットの宛先についての情報は、制御パケットとして送信される。該制御パケットは、別の波長または同じ波長で送信でき、ＱｏＳパケット（複数の場合がある）の宛先を告げるヘッダを含む。偏光の状態によってパケットまたはバーストの開始と停止が分かるため、それはパケットまたはパケットのバーストの長さについての情報を含む必要はない。バースト交換では、パケットの到着時間についての情報が事前に送出される。これは、接近したノードが、制御パケット内で、指定された期間の間に帯域幅を予約できるようになるためである。しかしながら、ＱｏＳパケットは常に光ファイバ遅延線の中のスイッチにバッファリングされるため、帯域幅予約は事前に必要ではなく、ＱｏＳパケットがスイッチに到着すると行われる。さらに、転送情報の分散のためのプロトコルが必要とされるであろう。制御パケット中のアドレス情報間のマッピングと、波長変換器の設定方法とを含むテーブル表が必要である。
【００５６】
４ｂ）回線スイッチング手法：この原理は、ＱｏＳ経路がパケットのバーストよりはるかに長い持続時間を有するときに使用されるべきである。波長変換器の出力波長は、テーブル表に従って波長に設定される。テーブル表は転送情報を分散するプロトコルによって更新される。これは、ＱｏＳパケットが到着するときにアドレスルックアップが必要とされず、処理を回避することを暗示している。しかしながら、指定された入力（波長）と指定された出力波長との間には、テーブル表を更新することによってのみ変更できるマッピングがある。したがって、ＱｏＳ経路の動的割り当ての速度はテーブル表のプロトコル更新によって制限される。
【００５７】
（ＱｏＳ経路の活用）
図９のノード設計により、ＱｏＳパケットが存在しないときにＢＥパケットがＱｏＳ経路を活用できる。偏光の光線の状態は、ＱｏＳパケットとＢＥパケットとを差別化するために使用される。したがって、ＱｏＳパケット間またはバースト間でこれらのパケットをインタリーブすることによって、ＱｏＳトラフィックによって使用されない容量の大部分をＢＥパケットにより使用できる。技術的には、偏光が直交であるときＱｏＳパケットとＢＥパケットとの両方を同時に送信できる。これは、ファイバの容量を二倍にすることを暗示するが、偏光の２つの状態の信号間の干渉が発生するため、これは信号の伝送品質に関する多くの技術的な課題も暗示する。
【００５８】
図９のノード設計が使用されると、ＢＥパケットをバッファに入れ、その宛先への経路に沿って無作為な波長を割り当てることができる。これによって、波長と、ＱｏＳパケットの伝送のために予約された波長または経路との容量を効率的に利用できるようになる。ＱｏＳパケットが予約されたＱｏＳ経路に存在しない場合には、ＢＥパケットは、それが入力の１つであるか、またはバッファ内で使用可能である場合には、予約されたＱｏＳ経路に切り替えることができる。
【００５９】
ＱｏＳパケットがスイッチ（ノード）の入力で発生すると、パケットは最長ＢＥパケットの長さに対応する遅延で光バッファに送信される。ＱｏＳパケットがバッファ内にある間に、スイッチの出力にある予約されたＱｏＳ経路は、この出力での最後のパケットが出力を離れたときから、ＱｏＳパケットがバッファの出力に達するまで空のままとなる。光バッファは、ジッタを引き起こさず、ノード間のファイバにおける伝送遅延に比べて取るに足りない大きさをもつ予測可能な遅延を与える。
【００６０】
【表１】
2007527638.tif 000003
【００６１】
【表２】
2007527638.tif 000004
【００６２】
［参考文献］
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８．  Ｂｌｕｍｅｎｔｈａｌ，Ｄ．Ｊ「Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｐａｃｋｅｔ  ａｎｄ  ａｌｌ−ｏｐｔｉｃａｌ  ｌａｂｅｌ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ａｎｄ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」
９．  ＯＦＣ  ２００２  ，１７−２２  Ｍａｒｃｈ  ２００２，ｐａｇｅｓ：２８２−２８４３
１０．  Ｓｕｌｕｒ，Ｔ．Ｋ．ｅｔ．ａｌ．「ＩＭ／ＦＳＫ  Ｆｏｒｍａｔ  ｆｏｒ  Ｐａｙｌｏａｄ／ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｌａｂｅｌｌｉｎｇ  ＩＰ  Ｐａｃｋｅｔｓ  ｉｎ  ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＷＤＭ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ  Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ  ｂｙ  ＧＭＰＬＳ−ｂａｓｅｄ  ＬＯＢＳ．」ＯＮＤＭ  ２００３，Ｆｅｂｒｕａｒｙ  ３−５，２００３，Ｂｕｄａｐｅｓｔ，Ｈｕｎｇａｒｙ．
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１２．  Ｊ．Ｈａｎｓｒｙｄ  ｅｔ．ａｌ．「Ｉｍｐａｃｔ  ｏｆ  ＰＭＤ  ｏｎ  Ｆｏｕｒ−Ｗａｖｅ−Ｍｉｘｉｎｇ−Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  ｉｎ  ＷＤＭ  Ｓｙｓｔｅｍｓ．」ＩＥＥＥ  ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．９．Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２０００，ｐａｇｅ  １２６１−１２６３．
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１４．  Ｓ．Ｂｊｏｒｎｓｔａｄ  ｅｔ．ａｌ．「Ａ  ｓｃａｌａｂｌｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｐａｃｋｅｔ  ｓｗｉｔｃｈ  ｆｏｒ  ｖａｒｉａｂｌｅ  ｌｅｎｇｔｈ  ｐａｃｋｅｔｓ  ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ  ｓｈａｒｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ」．ＥＣＯＣ  ２００２，ｖｏｌ．３，２００２．Ｐ  ４．７
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【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】偏光の相対的な直交状態を割り当てられた異なるＱｏＳクラスに属するパッケージを示す。したがって、受信機は、単純な偏光ビームスプリッタを使用することにより、光学的に２つの優先順位クラスを分離することできる。
【図２】提案されているノード設計を示す。１スイッチおよびパケットスイッチで使用される資源がシェアされる。必要とされる入力の数は、入力ファイバ数×リンク波長数に等しく、ＧＳは保証されたサービスであり、＆は光ＡＮＤゲートである。
【図３】実験用セットアップを示す。ＰＣは、偏光コントローラであり、偏光の状態の調整のための装置である。
【図４】両方とも連続（ストリップ回線）用、および出口ノードにおいての２つの信号の感度曲線を示す。ヘッダ／ペイロード分離のための伝送の特性は両方の送信機での変調を使用して測定され、したがってこれが２つの偏光信号間に漏話がある最も重大な状況である。両方の送信機を同時に変調することは、ヘッダとペイロードを同時に送信すること、あるいは異なるＱｏＳクラスの付いた２つのパケットを同時に送信させることに等しい。この原理を使用すると、図２に図示されるようなノードの使用は、このノードが、他方が制御信号として使用される偏光状態の一方だけの同時変調に依存するという事実のために禁止される。一度に１台の送信機の変調による実験により示された信号の劣化はより少なかった。これはヘッダとペイロードを連続的に送信し、異なるＱｏＳクラスに属するパケットを連続して送信させることに等しい。図２に図示されるようなノードはこの原理をサポートしている。偏光状態は変調されるが、他方は、ヘッダがＢＥパケットに転送されるのか、あるいはＧＳパケットに転送されるのかを示すために制御信号として働く。
【図５】結線されたクロスカップリングマトリクスのあるＳ−ＷＲＯＮノードの埋め込まれた一部としてのノードのＯＰＳ部分を示す。Ｓ−ＷＲＯＮ構成例では、入力に接続されるノードのそれぞれは、出力のそれぞれが使用可能な「ｋ」個の波長接続を有する。固定された波長変換器が、Ｓ−ＷＲＯＮのオンライン再構成を可能にする。ＦＤＬはファイバ遅延線であり、ｎはリンク波長数であり、Ｎはリンク入力数である。
【図６】ＢＥトラフィックのみの場合のみならず、ＧＳの割合が５０ｋｂで１０％と３０％、５００Ｂパケット長で１０％と５０％であって、波長の数が３２の場合のＰＬＲを示す。
【図７】ＢＥトラフィックの場合のみならず、ＧＳの割合が５０ｋｂで１０％と３０％、５００Ｂパケット長で１０％と５０％であって、波長の数が１２８の場合のＰＬＲを示す。
【図８】ハイブリッドスイッチの略図を示す。ルータは２つのＱｏＳクラス、つまりベストエフォート（ＢＥ）と第１の優先順位トラフィックを処理してよい。光の偏光はＱｏＳクラスを信号で知らせるために使用される。ＢＥは電子的に管理されるが、第１の優先順位トラフィックは光学的に処理される。光スイッチでは、パケットをどこに転送するのかを決定するのは波長である。
【図９】ＱｏＳ優先順位の付いたスケラブル設計を示す。パケットが優先順位を有しているかどうかは、入力時のパケットの偏光の状態で決定される。
【図１０】多数のノードと、これらのいくつかの間のＱｏＳ接続を有する、ネットワークを示す。
【図１１】３７のノードがあり、最大ノード度数が５である汎ヨーロッパネットワークのための基準シナリオを示す。
【図１】
2007527638.tif 000005
【図２】
2007527638.tif 000006
【図３】
2007527638.tif 000007
【図４】
2007527638.tif 000008
【図５】
2007527638.tif 000009
【図６】
2007527638.tif 000010
【図７】
2007527638.tif 000011
【図８】
2007527638.tif 000012
【図９】
2007527638.tif 000013
【図１０】
2007527638.tif 000014
【図１１】
2007527638.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月12日(2007.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光パケット交換ネットワーク中または光／電気結合パケット交換ネットワーク中のパケットを取り扱うための通信ネットワークシステムであって、該ネットワークは、いくつかの光パケットを偏光により多重化するようになっている少なくとも１つの入口ノードと、受信された光パケットを偏光により逆多重化するようになっている出口ノードとを含んでおり、
前記入口ノードは、第１の偏光状態内の第１のＱｏＳクラスのパケットをさらに伝送し、第２の偏光状態内の第２のＱｏＳクラスのパケットをさらに伝送するようになっていることを特徴とする、通信ネットワークシステム。
【請求項２】
前記第２の偏光状態内の前記第２のＱｏＳのパケットを伝送する間に、前記第１の偏光状態内のヘッダを同時に伝送することを特徴とする請求項１に記載の通信ネットワークシステム。
【請求項３】
前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態とが各パッケージの始まりに交換されることを特徴とする請求項１または２に記載の通信ネットワークシステム。
【請求項４】
前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態とが実質的に直交状態（ＳＯＰ）であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の通信ネットワークシステム。
【請求項５】
前記通信ネットワークシステムは、少なくとも１つのコアノードをさらに含んでおり、該コアノードは、受信されたパケットを直交状態（ＳＯＰ）にするように調整し、前記受信されたパケットを偏光によって逆多重化し、偏光によって転送するためにいくつかのパケットを多重化することを特徴とする、請求項１、２または４のいずれかに記載の通信ネットワークシステム。
【請求項６】
前記通信ネットワークシステムは、少なくとも１つのコアノードをさらに含んでおり、該コアノードは、前記受信されたパケットを偏光によって逆多重化し、前記パケットの偏光状態に従ってパケットを分離するようになっており、前記コアノードは、第１の光スイッチングマトリクスと第２の電子スイッチングマトリクスとをさらに含むことを特徴とする、請求項１、２または４のいずれかに記載の通信ネットワークシステム。
【請求項７】
前記第１の光スイッチングマトリクスが波長ルータであり、該波長ルータは、第１のＱｏＳクラスのいくつかのパケットのペイロードと、第２のＱｏＳクラスのペイロードと、前記第２のＱｏＳのヘッダ情報とに分離するようになっていることを特徴とする請求項６に記載の通信ネットワークシステム。
【請求項８】
前記通信ネットワークシステムは、少なくとも１つのコアノードをさらに含んでおり、該コアノードは、少なくとも１つの偏光ビームスプリッタと少なくとも１つの光デマルチプレクサとを含むことを特徴とする、請求項１、２または４のいずれかに記載の通信ネットワークシステム。
【請求項９】
前記通信ネットワークシステムは、少なくとも１つのコアノードをさらに含んでおり、該コアノードは、
２つの光デマルチプレクサと、
少なくとも１つの第１の波長変換器と、
第２の波長変換器と、
前記第１および第２のＱｏＳクラスのパケットを第１の光マルチプレクサに伝送するようになっている、少なくとも１つの第３の固定された波長変換器と
を含むことを特徴とする、請求項１、２または４のいずれかに記載の通信ネットワークシステム。
【請求項１０】
前記第１のＱｏＳクラスがＧＳ型であり、前記第２のＱｏＳクラスがＢＥ型であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の通信ネットワークシステム。
【請求項１１】
複数の波長を備えたＷＤＭ信号を受信するようになっている少なくとも１つの偏光ビームスプリッタによって、
前記入口ノードが、さらに、偏光によってＢＥパケット用のヘッダとペイロードとに分離し、新しいパケットの始まりに偏光状態を交換することによってパケットを分離するようになっており、
ここで、前記偏光ピームスプリッタは、該偏光ビームスプリッタを各波長について用いることによって、ヘッダとペイロードとに分離されるようになっていることを特徴とする、請求項１、２または９のいずれかに記載の通信ネットワークシステム。
【請求項１２】
前記システムは、少なくとも２つの偏光状態を備えたトラフィックの信号を送るために使用されることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の通信ネットワークシステム。
【請求項１３】
前記入口ノードおよび／または前記少なくとも１つのコアノードは、Ｓ−ＷＲＯＮノードに取り付けられる光パケットスイッチモジュールを含むことを特徴とする請求項５から１２のいずれかに記載の通信ネットワークシステム。
【請求項１４】
前記ネットワークシステムが、１以上のＱｏＳに分離するために前記偏光状態の派生物を使用することを特徴とする、請求項１から７、９、１１または１２のいずれかに記載のシステム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのコアノードが、前記パケットが関連しているＱｏＳクラスに従って、電子的または光学的にパケットを交換するようになっていることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ネットワークの前記少なくとも１つのコアノード用に多くの波長が予約されてパケットを電子的に交換するようになっていることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ネットワークの前記少なくとも１つのコアノード用に多くの波長が予約されてパケットを光学的に交換するようになっていることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
光パケット交換ネットワーク中または光／電気結合パケット交換ネットワーク中のパケットの取扱方法であって、該ネットワークは、いくつかの光パケットを偏光により多重化するようになっている少なくとも１つの入口ノードと、受信された光パケットを偏光により逆多重化するようになっている出口ノードとを含んでおり、
第１の偏光状態内の第１のＱｏＳクラスのパケットを伝送し、第２の偏光状態内の第２のＱｏＳクラスのパケットを伝送することを特徴とする、パケットの取扱方法。
【請求項１９】
前記第２の偏光状態内の前記第２のＱｏＳのパケットを伝送する間に、前記第１の偏光状態内のヘッダを同時に伝送することを特徴とする請求項１８に記載のパケット取扱方法。
【請求項２０】
前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態とが各パッケージの始まりに交換されることを特徴とする請求項１８または１９に記載のパケットの取扱方法。
【請求項２１】
前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態とが実質的に直交状態（ＳＯＰ）であることを特徴とする請求項１８から２０のいずれかに記載のパケットの取扱方法。
【請求項２２】
前記通信ネットワークシステムは、少なくとも１つのコアノードをさらに含んでおり、該コアノードは、
ａ）受信されたパケットを直交状態（ＳＯＰ）にするように調整するステップと、
ｂ）前記受信されたパケットを偏光によって逆多重化するステップと、
ｃ）偏光によって転送するためにいくつかのパケットを多重化するステップと
の少なくともいずれかを実行することを特徴とする、請求項１８、１９または２１のいずれかに記載のパケットの取扱方法。
【請求項２３】
第１の品質クラスと第２の品質クラスとにいくつかのパケットを分離し、前記第１の品質クラスがネットワーク中の所定のルートを辿っており、前記第２の品質クラスがパッケージスイッチモジュールによって交換されることを特徴とする、請求項１８、１９または２１のいずれかに記載のパケットの取扱方法。
【請求項２４】
前記パケットからのヘッダ情報に基づいてスイッチを設定することによって、前記入口ノードでパケットを２つのクラスへと分離することを特徴とする請求項１８または２０に記載のパケットの取扱方法。
【請求項２５】
前記光パケット交換ネットワーク中の前記少なくとも１つのコアノードにおいて、受信されたパケットの時分割多重化を実行することを特徴とする請求項２０に記載のパケットの取扱方法。
【請求項２６】
前記光パケット交換ネットワーク中の少なくとも１つのコアノードにおいて、受信されたパケットが直交状態（ＳＯＰ）になるように調整されることを特徴とする請求項２２から２５のいずれかに記載のパケットの取扱方法。
【請求項２７】
ＧＳ型パケットの第１のＱｏＳクラスの第１のパケットがスイッチに到着すると、
制御装置が前記第１のパケットが入力に存在していることを登録するステップと、
ＦＤＬ内の前記第１のパケットを第１の所定の期間内に遅延するステップと、
前記第１のパケットが送信される場所に出力を予約するステップと
を実行することを特徴とする請求項２２に記載のパケットの取扱方法。
【請求項２８】
第２の期間よりも長い前記第１の所定の期間を定義し、前記第１のパケットよりも低いＱｏＳレベルを備えたパケットを用いて、最大許容サイズである前記第２の所定の期間を定義することを特徴とする請求項２７に記載のパケットの取扱方法。
【請求項２９】
前記第２のＱｏＳクラスの統計的に多重化されたパケットを前記第１のＱｏＳクラスのパケットにインタリーブし、前記第１のＱｏＳクラスの前記パケットが、通信ネットワーク中の所定の波長経路を使用することを特徴とする請求項２１に記載のパケットの取扱方法。
【請求項３０】
前記第１のＱｏＳクラスをＧＳ型パケットに割り当て、前記第２のＱｏＳクラスをＢＥ型パケットに割り当てることを特徴とする請求項１８から２９のいずれかに記載のパケットの取扱方法。
【請求項３１】
光スイッチを用いてＧＳ型パケットを光学的に転送し、電子スイッチを用いてＢＥ型パケットを電子的に転送することを特徴とする請求項３０に記載のパケットの取扱方法。
【国際調査報告】
2007527638.tif 000016
2007527638.tif 000017
2007527638.tif 000018