(57)【要約】  本発明の実施形態は、波長分割多重方式を使用する光通信ネットワークの容量を最適化するための方法を説明し、複数のチャネルにわたり伝送されるよう意図される信号のスペクトル分布は２つの連続するチャネル間のスペクトルスペーシングが前記信号のスペクトル幅に基づいて決定され、前記信号の動的フィルタリングはそれらのスペクトル幅を使用可能なスペクトルスペースに基づいて調整するためにそれらの伝送前に実行され、それにより信号が伝送されるときの隣接チャネル間のクロストークを低減する、可変スペクトルグリッドの使用を通じて動的に行なわれる。
2013522995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分割多重方式を使用する光通信ネットワークの容量を最適化するための方法であって、複数のチャネルにわたり伝送されるよう意図される信号のスペクトル分布は、２つの連続するチャネル間のスペクトル分布が前記信号のスペクトル幅に基づいて決定され、前記信号の動的フィルタリングはそれらのスペクトル幅を使用可能なスペクトルスペースに基づいて調整するためにそれらの伝送前に実行され、それにより信号が伝送されるときの隣接チャネル間のクロストークを低減する、可変スペクトルグリッドの使用を通じて動的に行なわれる、方法。
【請求項２】
スペクトルスペーシングおよび信号に適用されるフィルタリングの決定が前記フィルタリングにより導入される符号間干渉を考慮して実行される、請求項１に記載の最適化方法。
【請求項３】
スペクトルスペーシングおよび信号に適用されるフィルタリングの決定がいずれも前記信号に望ましい範囲を考慮して実行される、請求項１または２に記載の最適化方法。
【請求項４】
信号の動的フィルタリングが波長選択スイッチ内で実行される、請求項１、２、または３に記載の最適化方法。
【請求項５】
伝送されることを意図される信号が少なくとも２つのグループに分配され、前記少なくとも２つのグループは別個にフィルタリングされるように波長選択スイッチの少なくとも２つの異なる入力ポートに送信される、請求項４に記載の最適化方法。
【請求項６】
前記少なくとも２つのグループ内の信号の分配が前記少なくとも２つのグループ内の２つの連続するチャネル間の最大スペクトルスペーシングをもたらすように実行される、請求項５に記載の最適化方法。
【請求項７】
フィルタリングされた後、前記少なくとも２つのグループの信号が光カプラ内で波長分割多重化される、請求項５または６に記載の最適化方法。
【請求項８】
動的受信手順が、チャネルを選択してそのチャネルを検出するために使用される、請求項１から７のいずれか一項に記載の最適化方法。
【請求項９】
伝送されるよう意図される光信号を搬送するさまざまなチャネル間の最適なスペクトルスペーシングを、前記信号のスペクトル幅と望ましい範囲を表す信号のスペクトル幅の関数として決定し
２つの連続するチャネル間のスペクトルスペーシングが以前決定済みのスペクトルスペーシングに対応する特殊グリッドを確立し
前記信号のスペクトル幅を使用可能なスペクトルスペーシングの関数として調整するために前記信号をフィルタリングし、それにより信号が伝送されるときの隣接チャネル間のクロストークを低減するように構成された手段を備える、光信号伝送デバイス。
【請求項１０】
前記信号をフィルタリングするように構成された手段が、動的フィルタを装備する波長選択スイッチを備える、請求項８に記載の光信号伝送デバイス。
【請求項１１】
前記デバイスがまた、伝送されるよう意図される信号を少なくとも２つの異なるグループに分配するように構成された手段を備え、前記２つのグループは別個にフィルタリングされうるように波長選択スイッチの２つの異なるポートに送信される、請求項９に記載の光信号伝送デバイス。
【請求項１２】
前記デバイスが、前記少なくとも２つの信号のグループに対応するフィルタリング済み信号を多重化するように構成された手段を備える、請求項１１に記載の光信号伝送デバイス。
【請求項１３】
伝送チャネルに対応するスペクトル幅を選択し、伝送チャネルに対応する信号を受信機に伝送して、前記信号の検出を可能にするために、受信した信号を動的にフィルタリングするように構成された手段を備える、光信号伝送デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信ネットワークの分野に関し、より詳細には、波長分割多重方式ネットワーク内のチャネルのスペクトル分布に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存のネットワークにおいて、これらのチャネルのスペクトル分布に対応するスペクトルグリッドは、国際電気通信連合（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｕｎｉｏｎ）の規格により定義されているようにチャネル間の５０または１００ＧＨｚの固定スペースを備えるグリッドである。そのような規格のスペーシングは、終了信号の検出を容易にすることができるが、使用可能な帯域幅の浪費をまねくことになる。その理由は、それらのチャネルで伝送されるよう意図される信号が、たどるべき光パスが異なる特徴を有することがあるように、すべてが同一の特徴を備えるとは限らないことにある。したがって、使用可能なスペクトル帯域の使用を最適化する１つの手段は、チャネル間のスペーシングがもはや一様および固定ではなく、むしろ可変で信号および／または接続の特徴に合わせて適合可能であって、それにより同一スペクトル帯域にわたりより大量の信号を伝送するためにスペクトルスペーシングを必要に応じて縮小することができるようにするグリッドを提案することである。しかしながら、縮小されたスペクトルスペーシングを備えるそのような可変グリッドを使用することで、信号の伝送中に隣接するチャネル間のクロストークの増大をまねき、終了信号の品質の低下をもたらすことになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、スペクトルスペーシングが標準のスペクトルスペーシングに比べて縮小されうる可変スペクトルグリッドが使用される場合に、隣接するチャネル間のクロストークを低減するための方法を提案することが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
したがって、本発明は、波長分割多重方式を使用する光通信ネットワークの容量を最適化するための方法に関し、複数のチャネルにわたり伝送されるよう意図される信号のスペクトル分布は２つの連続するチャネル間のスペクトルスペーシングが前記信号のスペクトル幅に基づいて決定され、前記信号の動的フィルタリングはそれらのスペクトル幅を使用可能なスペクトルスペースに基づいて調整するためにそれらの伝送前に実行され、それにより信号が伝送されるときの隣接チャネル間のクロストークを低減する、可変スペクトルグリッドの使用を通じて動的に行なわれる。
【０００５】
本発明のもう１つの態様によれば、スペクトルスペーシングおよび信号に適用されるフィルタリングの決定はいずれも、前記フィルタリングにより導入される符号間干渉を考慮して実行される。
【０００６】
本発明の１つの追加の態様によれば、スペクトルスペーシングおよび信号に適用されるフィルタリングの決定はいずれも、前記信号に望ましい範囲を考慮して実行される。
【０００７】
本発明のもう１つの態様によれば、信号の動的フィルタリングは、波長選択スイッチ内で実行される。
【０００８】
本発明の１つの追加の態様によれば、伝送されることを意図される信号は少なくとも２つのグループに分配され、前記少なくとも２つのグループは別個にフィルタリングされるように波長選択スイッチの少なくとも２つの異なる入力ポートに送信される。
【０００９】
本発明のもう１つの態様によれば、前記少なくとも２つのグループ内の信号の分配は、前記少なくとも２つのグループ内の２つの連続するチャネル間の最大スペクトルスペーシングをもたらすように実行される。
【００１０】
本発明の１つの追加の態様によれば、フィルタリングされた後、前記少なくとも２つのグループの信号は光カプラ内で波長分割多重化される。
【００１１】
本発明の１つの追加の態様によれば、動的受信手順は、チャネルを選択し、そのチャネルを検出するために使用される。
【００１２】
本発明はまた、以下の事項を行なうように構成された手段を備える光信号伝送デバイスに関する：
−  伝送されるよう意図される光信号を搬送するさまざまなチャネル間の最適なスペクトルスペーシングを、前記信号のスペクトル幅と望ましい範囲を表す信号のスペクトル幅の関数として決定する
−  ２つの連続するチャネル間のスペクトルスペーシングが以前決定済みのスペクトルスペーシングに対応する特殊グリッドを確立する
−  前記信号のスペクトル幅を使用可能なスペクトルスペーシングの関数として調整するために前記信号をフィルタリングし、それにより信号が伝送されるときの隣接チャネル間のクロストークを低減する。
【００１３】
本発明のもう１つの態様によれば、前記信号をフィルタリングするように構成された手段は、動的フィルタを装備する波長選択スイッチを備える。
【００１４】
本発明の１つの追加の態様によれば、前記デバイスはまた、伝送されるよう意図される信号を少なくとも２つの異なるグループに分配するように構成された手段を備え、前記２つのグループは別個にフィルタリングされうるように波長選択スイッチの２つの異なる入力ポートに送信される。
【００１５】
本発明のもう１つの態様によれば、前記デバイスは、前記少なくとも２つの信号のグループに対応するフィルタリング済み信号を多重化するように構成された手段をさらに備える。
本発明はまた、以下の事項を行なうように構成された手段を備える光信号伝送デバイスに関する：
−  伝送チャネルに対応するスペクトル幅を選択し、伝送チャネルに対応する信号を受信機に伝送して、前記信号の検出を可能にするために、受信した信号を動的にフィルタリングする。
【００１６】
本発明のその他の特徴および利点は、非限定的な例として１つの可能な実施形態を示す添付の図面を参照して示される後述の詳細な説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】例示の可変スペクトルグリッドを示す図である。
【図２】チャネル間のスペーシングが、使用されている規格と比較して縮小される場合にオーバーラップする信号を示す図である。
【図３】従来技術による、再構成可能光アドドロップマルチプレクサ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：ＲＯＡＤＭ）の１つの構成を示す図である。
【図４】本発明の１つの実施形態による、再構成可能光アドドロップマルチプレクサを示す図である。
【図５】本発明の１つの実施形態による、動的フィルタリングおよびフィルタリング済み信号の多重化の例を示す図である。
【図６】本発明の１つの実施形態による、可変グリッドによる動的フィルタリングおよびフィルタリング済み信号の多重化の例を示す図である。
【図７】光信号のスペクトル幅を制限するために光信号に適用するフィルタリング関数の例を示す図である。
【図８】光信号における、図６で説明されるフィルタリング関数の効果を示す図である。
【図９】ソースノード内で適用されるフィルタリング関数の関数として終了信号の品質を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の説明において、一般的に、
「クロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）」という用語は、スペクトル的に隣接する信号が同時に伝送されるとき、それらの信号間に発生する干渉を表しており、これは信号の劣化をまねく。
【００１９】
「波長分割多重方式（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）」という用語は、異なる信号が異なる別個の波長チャネルで伝送される方法を表し、前記チャネルは共用光ファイバ上を同時に伝送されるように多重化される。
【００２０】
「ソースまたはソースノード」という用語は、ネットワークのノードを表し、ここで光信号は、光ファイバを用いてネットワークを介して出側ノードまたは出側に伝送されるように、（一般にはレーザーにより）送出される。
【００２１】
「出側または出側ノード」という用語は、ソースノードにより送出される光信号が、クライアントサーバに伝送されるように、電気または電子信号に変換されるよう意図されるノードを表す。
【００２２】
「波長選択スイッチ」という用語は、波長に基づいて入力の１つにおいて受信される信号を選択し、それらの信号を出力の１つにルーティングして、それらの信号を必要に応じて同じ出力に切り替えられたその他の信号に多重化することを可能にするスイッチを表す。
【００２３】
「再構成可能光アドドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）」という用語は、多重化光パケットフローの１つまたは複数のパケットを追加またはドロップすることができるようにするマルチプレクサを表す。
【００２４】
本発明の実施形態は、信号のスペクトルオーバーラップを低減または回避し、それによりクロストークの影響による信号の伝搬中に生じる信号劣化を低減するため、多重化されて光ファイバ上を伝送されるよう意図される信号に、可変スペクトルグリッドに対応する可変光フィルタリングを適用することを表す。
【００２５】
図１は、チャネル５に対応するスペクトル間隔３（ひいては、チャネル間のスペクトルスペーシング７）が可変である例示のスペクトルグリッド１を示す。したがって、異なるスペクトル幅を有するチャネル５は、たとえば、２５ＧＨｚのスペクトル幅を持つ超狭帯域チャネル９、３３ＧＨｚのスペクトル幅を持つ狭帯域チャネル１１、５０ＧＨｚのスペクトル幅を持つ中帯域チャネル１３、または６６ＧＨｚのスペクトル幅を持つ広帯域チャネル１５のように、多重化されてもよく、それにより可変スペクトル幅を持つ信号の伝送を可能にする。加えて、本発明の実施形態の範囲が、上記のスペクトル幅に限定されることはなく、任意のスペクトル幅に及ぶことに留意されたい。したがって、可変スペクトルグリッドを使用することで、伝送されるべき信号の特徴に基づいてチャネル５のスペクトル間隔３を適合させ、それにより固定構造グリッドと比較して、同一スペクトル間隔にわたり大量の信号およびより大容量を伝送することが可能になる。
【００２６】
しかし、図２に示されるように、信号１７のスペクトル幅は、対応する信号のスペクトル幅３を超え、多重化後にスペクトル的に隣接する信号の重なり合いまたはオーバーラップ１９を生じさせる傾向がある。上記で説明されるように、このオーバーラップは、信号が伝播されるときにクロストークの現象をもたらす。
【００２７】
したがって、この問題を克服するため、本発明の実施形態は、信号のスペクトル幅がチャネルのスペクトル幅３よりも小さいかまたはこれと等しくなる傾向になるように、そのスペクトル幅を縮小するため、信号をフィルタリングすることに対応する。
【００２８】
図３は、ネットワークのノード内に位置する従来技術による、再構成可能光アドドロップマルチプレクサの図を表す。ノードの入力２１において受信された信号は、光増幅器２３により増幅され、次いでそれらの宛先に伝送されて、光カプラ２９および波長選択スイッチ３１を用いて、ノードの出力２５またはノードの受信機２７に至る。信号が伝送される場合、送信機３３から送出される信号は光カプラ２９内で多重化され、次いでノードの２１で受信される信号と多重化されるように波長選択スイッチ３１に伝送され、ノードの同じ出力２５に透過的に伝送される。
【００２９】
加えて、従来技術の波長選択スイッチは、フィルタリング機能を信号に適用することを可能にする。しかしながら、図３に提示される構成において、送信機３３から送出される信号は、波長選択スイッチ３１に伝送される前に多重化されており、そのため信号がスイッチ３１の入力の前に既にオーバーラップしているのでスイッチ３１内でフィルタリングすることが不必要になる。さらに、各送信機内の動的フィルタを追加することで、非常に高価な解決策となろう。
【００３０】
したがって、図４は、本発明の実施形態による構成を説明し、送信機３３から送出される信号は少なくとも２つのグループ（この状況において３つ）に分配され、少なくとも２つ（図４の場合は３つ）の光カプラ２９により独立して多重化され、さまざまな光カプラ２９の出力はスイッチ３１の個々のポートに接続される。
【００３１】
次いで、送信機３３から送出される信号は、同じグループ内の２つの連続するチャネル間の最大のスペクトルスペーシングをもたらして、グループ内の信号のオーバーラップを最大限に低減するように、さまざまなカプラ間に分配される。たとえば、２つの光カプラ２９の場合、偶数番号のチャネルは第１の光カプラ２９に伝送されてもよく、奇数番号のチャネルは第２の光カプラに伝送されてもよい。
【００３２】
加えて、さらに多くの光カプラ２９があれば、それに応じて、２つの連続する信号間のスペクトルスペーシングはさらに大きくなり、信号がオーバーラップする危険性は低くなる。
【００３３】
したがって、図５は、図４の構成に対応する、本発明の１つの実施形態による波長選択スイッチ３１内の信号の処理を説明する。したがって、送信機３３から送出される信号は、３つのグループに分配され、スイッチ３１内の３つの別個のポートにおいて受信される。信号を３つのグループに分割することで、図２において以前示されているように、スイッチ３１の入力において信号がオーバーラップすること１９を防ぐことが可能になる。
【００３４】
スイッチ３１の入力ポート内で、受信信号は動的フィルタ３５に伝送され、動的フィルタ３５は、信号のスペクトル幅が光ファイバ内の伝送チャネルのスペクトル幅に対応するように信号のスペクトル幅を縮小することを可能にする。フィルタリングされると、次いで取得された信号１８は、スイッチ３１の光カプラ２９内で多重化されてもよい。この場合、信号２０において得られたオーバーラップは非常に弱いか、またはゼロであり、そのため光ファイバ内で伝送中にクロストークの現象を大幅に低減することが可能になる。
【００３５】
さらに、上記で説明されるように、本発明は、図６に示されるようにスペクトルグリッドの関数として可変動的フィルタリングに適用される。したがって、スイッチ３１の動的フィルタ３５は、可変スペクトル幅のチャネル内で可変スペクトル幅の信号を伝送し、しかもスペクトル的に隣接する信号のオーバーラップを最大限に低減するように、信号のスペクトル幅を所定のスペクトルグリッドの関数として適合させることを可能にする。
【００３６】
図７は、３つの異なるスペクトル幅（１００ＧＨｚ、２５ＧＨｚ、および５０ＧＨｚ）の動的フィルタにより得られたフィルタリング関数を示し、それらのフィルタリング関数は、波長選択スイッチ３１内に配置された動的フィルタにより得られる。
【００３７】
加えて、図８は、１００ＧＨｚの開始信号へのさまざまなフィルタリング関数の影響を説明し、それにより信号のスペクトル幅を縮小することを可能にする。
【００３８】
しかし、このフィルタリングは、信号の高周波数を除去する傾向がある、つまり伝送される信号の高レベルと低レベルの間の遷移エッジの期間を長くするため、有害な結果をもたらすこともある。したがって、このフィルタリングは、符号間干渉をまねく場合もある。したがって、クロストークに起因する干渉を低減するように信号をフィルタリングし、しかも符号間干渉を回避するためにこのフィルタリングを制限することを可能にする妥協策が見出される必要がある。
【００３９】
しかしながら、適度のフィルタリングは、出側ノード内の許容可能な信号品質を保持しながら、クロストークを低減することを可能にする。それは、図９が、異なるスペクトル幅を有するフィルタリング関数が適用された伝送の２５５０ｋｍ後に１００ＧＨｚの原信号に対して測定された信号の品質（係数Ｑ２）を示すからである。伝送された信号の形状は、２つのスペクトル幅（８０ＧＨｚおよび４０ＧＨｚ）について示される。したがって、図９において、３５ＧＨｚのスペクトル幅まで、終了信号の品質にはほとんど劣化はなく、３０ＧＨｚのスペクトル幅について中程度の劣化があることが観察される。
【００４０】
したがって、ソースノード内の信号の適度のフィルタリングは、許容可能な終了信号品質を保持しながら、クロストークの現象を大幅に低減することを可能にする。
【００４１】
さらに、出側ノード内で、可変スペクトルグリッドを使用して伝送される信号を検出するためにさまざまな方法が使用されてもよい。
【００４２】
第１の実施形態によれば、動的フィルタリングは、選択されたチャネルのスペクトル幅を選択することを可能にし、前記スペクトル幅はソースノード内で使用されるスペクトルグリッドから決定される。したがって、チャネルのフィルタリングは、波長選択スイッチ３１内で行なわれてもよく、次いでさまざまなチャネルに対応する信号は二乗受信機により二乗して検出される。この場合、さまざまなチャネルは、さまざまな受信機に伝送されるために、選択されてスイッチ３１のさまざまな出力に伝送される。
【００４３】
もう１つの実施形態によれば、出側ノード内の信号の検出はコヒーレントに行なわれる。この状況において、検出されるよう意図されるスペクトルグリッドの信号はすべて、受信機のセットに伝送されてもよい。各受信機内のローカル発振器は、信号が検出される必要のあるチャネルに対応する波長を選択することを可能にする。この場合、チャネルはローカル発振器を用いて選択されるので、受信機内には動的フィルタリングは必要ない。
【００４４】
したがって、本発明の実施形態は、信号がソースノード内で多重化される前に信号をフィルタリングすることにより、信号のスペクトルオーバーラップを低減することでき、それによりそれらの信号のネットワークにわたって伝送中にクロストークの影響を低減することができるようにする。加えて、フィルタリング関数を適用できるようにするために、ノードの送信機から送出される信号を、波長選択スイッチのさまざまなエンティティを介して伝送される複数のグループに分割することで、既存の機器を使用しながら、すなわちコストを低減しながら、この信号オーバーラップを低減することができる。最後に、可変スペクトルグリッドおよび信号フィルタリングを使用することで、特に低伝送波長を有する信号の場合、信号のスペクトル幅を減少させて、それにより使用可能スペクトル帯域の使用を最適化し、したがって、許容可能な終了信号品質を維持しながら、ネットワークの容量を増大させることができる。
【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】
2013522995.tif 000010
【図９】
2013522995.tif 000011
【国際調査報告】
2013522995.tif 000012
2013522995.tif 000013