(57)【要約】可変帯域チューナブルフィルタおよびカラーレスデマルチプレクサを利用してチャネルのどんな隣接する群も処理する、改善された光アド／ドロップマルチプレクサ構成が開示される。付加の処理能力をコスト効率の良い方法でモジュールごとに追加できるようにする、モジュラー型光アド／ドロップアーキテクチャも開示される。
2008503921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光信号を受け取り、前記入力光信号から隣接チャネルの調整可能な波長バンドを選択的にドロップする可変帯域チューナブルフィルタと、
前記ドロップされた波長バンドを受け取り、該ドロップされた波長バンドを個々のドロップされたチャネルに分離する、前記可変帯域チューナブルフィルタに結合されたデマルチプレクサと、
を有する光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項２】
前記可変帯域チューナブルフィルタは、通過帯域の１つのエッジより上のチャネルをドロップするように適合される第１のチューナブルエッジフィルタと、通過帯域の１つのエッジより下のチャネルをドロップするように適合される第２のチューナブルエッジフィルタとをさらに有し、
前記第１および第２のチューナブルエッジフィルタの通過帯域の共通帯域が、可変帯域チューナブルフィルタの調整可能な波長バンドを規定する、
請求項１に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項３】
前記第１および第２のチューナブルエッジフィルタの出力の平衡を保つように、可変光減衰器が該２つのチューナブルエッジフィルタに結合される、請求項２に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項４】
前記デマルチプレクサはカラーレスデマルチプレクサである、請求項１に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項５】
前記カラーレスデマルチプレクサはインタリーバのカスケードをさらに有する、請求項４に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項６】
前記カラーレスデマルチプレクサは周期的なアレイ導波路回折格子をさらに有する、請求項４に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項７】
前記可変帯域チューナブルフィルタによって選択されなかったチャネルは、アドチャネルの波長バンドと結合して出力光信号を形成する、請求項１に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項８】
個々のアドチャネルを結合してアドチャネルの波長バンドを形成するカプラをさらに有する、請求項７に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項９】
マルチプレクサをさらに有し、該マルチプレクサは個々のアドチャネルを受け取り、該個々のアドチャネルを結合してアドチャネルの波長バンドを形成する、請求項７に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項１０】
前記第１の可変帯域チューナブルフィルタに同調され、選択されなかったチャネルをアド波長バンドと結合して出力光信号を形成する、第２の可変帯域チューナブルフィルタをさらに有する、請求項７に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項１１】
入力光信号を受け取り、選択されなかったチャネルを出力光信号へ通過させながら該入力光信号中のチャネルの調整可能な波長バンドを選択的にドロップする、エキスプレスモジュールと、
前記調整可能な波長バンドを受け取り、調整可能な波長バンド中の１つまたは２以上のチャネルを選択して１つまたは２以上のドロップポートに転送する、エキスプレスモジュールに結合された１つまたは２以上の光アド／ドロップモジュールと、
を有し、
前記光アド／ドロップモジュールは、前記エキスプレスモジュールと選択的に分離、再結合してモジュラー型光アド／ドロップアーキテクチャの能力を変更できる、
モジュラー型光アド／ドロップアーキテクチャ。
【請求項１２】
前記光アド／ドロップモジュールは、１つまたは２以上のアドポートからチャネルを受け取り、該チャネルを、前記アド波長バンドを選択されなかったチャネルと結合して出力光信号を形成する前記エキスプレスモジュールに渡すことができるアド波長バンドに多重化する、請求項１１に記載のモジュラー型光アド／ドロップアーキテクチャ。
【請求項１３】
前記エキスプレスモジュールは、前記調整可能な波長バンドを選択的にドロップする可変帯域チューナブルフィルタをさらに有する、請求項１１に記載のモジュラー型光アド／ドロップアーキテクチャ。
【請求項１４】
前記アド／ドロップモジュールの少なくとも１つはカラーレスデマルチプレクサをさらに有する、請求項１１に記載のモジュラー型光アド／ドロップアーキテクチャ。
【請求項１５】
前記調整可能な波長バンドを他の光信号からの第２の調整可能な波長バンドとクロスコネクトする光クロスコネクトモジュールをさらに有する、請求項１１に記載のモジュラー型光アド／ドロップアーキテクチャ。
【請求項１６】
前記モジュールはスタック可能（ｓｔａｃｋａｂｌｅ）な構成を持つ請求項１１に記載のモジュラー型光アド／ドロップアーキテクチャ。
【請求項１７】
１つまたは２以上のモジュールを有するモジュラー型光アド／ドロップアーキテクチャであって、該構造の少なくとも１つのモジュールが、
入力ポートと、
出力ポートと、
カスケードダウンポートと、
前記入力ポートで受け取った光信号からチャネルの調整可能な波長バンドを選択的にドロップし、選択されなかったチャネルを前記出力ポートへ通過させながら前記調整可能な波長バンドを前記カスケードダウンポートへ転送する、可変帯域チューナブルフィルタと、
を有し、
前記カスケードダウンポートは、前記調整可能な波長バンドをさらに処理可能な前記モジュラー型光アド／ドロップアーキテクチャの他のモジュールに結合するように適合される、
モジュラー型光アド／ドロップアーキテクチャ。
【請求項１８】
前記モジュラー型光アド／ドロップアーキテクチャの他のモジュールに結合するように適合され、前記選択されなかったチャネルと結合されて前記出力ポートへ渡される、他のモジュールからのアドチャネルの波長バンドを受け取る、カスケードアップポートをさらに有する、請求項１７に記載のモジュール。
【請求項１９】
前記可変帯域チューナブルフィルタは、その通過帯域の１つのエッジより上のチャネルをドロップするように適合される第１のチューナブルエッジフィルタと、その通過帯域の１つのエッジより下のチャネルをドロップするように適合される第２のチューナブルエッジフィルタとをさらに有し、
前記第１および第２のチューナブルエッジフィルタの通過帯域の共通帯域が、可変帯域チューナブルフィルタの調整可能な波長バンドを規定する、
請求項１７に記載のモジュール。
【請求項２０】
前記モジュールは、前記カスケードダウンポートおよび前記カスケードアップポートがスタックの次のモジュール上の入力ポートおよび出力ポートにそれぞれ結合するように、他のモジュールとスタック可能である、請求項１８に記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本出願は、２００４年６月１８日に出願された米国仮出願番号第６０／５８０，７７７号の利益を要求し、その内容は参照によりここに組み込まれている。
【０００２】
本出願は、２００４年３月２６日に出願された「可変帯域チューナブルフィルタ（ＦＬＥＸＩＢＬＥ  ＢＡＮＤ  ＴＵＮＡＢＬＥ  ＦＩＬＴＥＲ）」というタイトルの米国特許番号第１０／８１０，６３２号の関連出願であり、それは参照によってここに組み込まれている。
【０００３】
本発明は一般に光通信に関し、より詳細には光通信で使用されるアド／ドロップマルチプレクサに関する。
【０００４】
次世代高速通信ネットワークで使用される先端技術は、波長分割多重（ＷＤＭ）、または高密度ＷＤＭのようなその変形である。例えば、その内容が参照によってここに組み込まれている、Ｍ．Ｓ．Ｂｏｒｅｌｌａ，Ｊ．Ｐ．Ｊｕｅ，Ｄ．Ｂａｎｅｒｊｅｅ，ｅｔ  ａｌ．，”Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ｆｏｒ  ＷＤＭ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＩＥＥＥ，  Ｖｏｌ．８５，Ｎｏ．８，ｐｐ．１２７４−１３０７，Ａｕｇｕｓｔ  １９９７を参照されたい。ＷＤＭ方式では、複数の信号源が異なった波長で放出され、各波長帯が個別のチャネルを表す共通の光学媒体上に多重化される。光アド／ドロップマルチプレクサ（ＯＡＤＭ）は、１つまたは２つ以上の波長を、光ファイバに多重化された複数チャネルに／から選択的にアド／ドロップ（ａｄｄ／ｄｒｏｐ）する、ＷＤＭネットワークの不可欠の要素である。
【０００５】
様々な異なったＯＡＤＭアーキテクチャが先行技術に開示されている。その開示が参照によってここに組み込まれている、例えば、Ｐ．Ｓ．Ａｎｄｒｅ  ｅｔ  ａｌ．，’Ｔｕｎａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ａｎｄ  Ｃｏｓｔ  Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ  ｆｏｒ  ＤＷＤＭ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，’Ｔｕ  Ｄ１．１，２００１  ＩＥＥＥ  Ｄｉｇｅｓｔ  ｏｆ  ＬＥＯＳ  Ｓｕｍｍｅｒ  Ｔｏｐｉｃａｌ  Ｍｅｅｔｉｎｇｓ（２００１）と、Ｐ．Ｔａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，’Ｒａｐｉｄｌｙ  Ｔｕｎａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ（ＯＡＤＭ）Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｓｔａｔｉｃ−Ｓｔｒａｉｎ−Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｇｒａｔｉｎｇ  ｉｎ  ＬｉＮｂＯ３，’ＩＥＥＥＪ．ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．１，ｐｐ．２３６−４５（２００３）と、Ｍｉｚｒａｈｉに付与された「ＧＲＡＴＩＮＧＳ−ＢＡＳＥＤ  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＡＤＤ−ＤＲＯＰ  ＭＵＬＴＩＰＬＥＸＥＲＳ  ＦＯＲ  ＷＤＭ  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許番号第５，７４８，３４９号と、Ａｋｙｓｙｕｋらに付与された「ＡＲＴＩＣＬＥ  ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ  Ａ  ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ−ＳＥＬＥＣＴＩＶＥ  ＡＤＤ−ＤＲＯＰ  ＭＵＬＴＩＰＬＥＸＥＲ」と題する米国特許番号第５，９７４，２０７号と、を参照されたい。第一世代ＯＡＤＭ構想は、固定の波長または波長バンドのみをアド／ドロップすることができるものに、その効果は限定されていた。次の再構成可能なＯＡＤＭ設計は、所定の構成のリストから選択された波長またはいくつかの波長をアド／ドロップすることができる。つい最近では、一連の隣接するｎ個（ここでｎは、１、２、または４の標準値を持つ定数である）のチャネルをアド／ドロップする機能を持った波長可変なＯＡＤＭ設計が開発されている。最近開発されたシステムとしては、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）および波長ブロッカー（ＷＢ）のような、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術または液晶技術を組み込んだシステムが挙げられる。これらのシステムは任意のチャネルの選択という点で非常に柔軟であるが、それらは非常に高価でもあり、拡張性を欠く可能性がある。
【０００６】
前述の説明を考慮し、既存のＯＡＤＭアーキテクチャより柔軟であって、コスト効率の良いネットワーク配置および向上を容易にする手法の必要性がある。
【発明の開示】
【０００７】
光信号中のチャネルを柔軟にドロップ、アドできるように改善された光アド／ドロップマルチプレクサの設計が開示される。一実施形態によれば、光アド／ドロップマルチプレクサは、可変帯域チューナブルフィルタを利用して入力光信号から隣接チャネルの調整可能な波長バンドを選択する。次に、光アド／ドロップマルチプレクサは、デマルチプレクサ、または好ましくはカラーレスデマルチプレクサを使用して該隣接チャネルの波長バンドを個々のドロップされたチャネルに分離する。光アド／ドロップマルチプレクサは、カプラまたはマルチプレクサを利用して個々のアドチャネルから第２の波長バンドを形成することができる。次に、光アド／ドロップマルチプレクサは、第２の波長バンドを、可変帯域チューナブルフィルタによって選択されていない光信号中のチャネルと結合して出力光信号を形成することができる。第２の波長バンドと選択されなかったチャネルは、例えばカプラ、または第１の可変帯域チューナブルフィルタと同時に調整される第２の可変帯域チューナブルフィルタを使用することにより結合することができる。可変帯域チューナブルフィルタは、例えばそれぞれの通過帯域のエッジより上およびそのエッジより下のチャネルをドロップする２つのチューナブルエッジフィルタを使用することにより、それらの通過帯域の共通帯域が可変帯域チューナブルフィルタの調整可能な波長バンドを規定するように、容易に構成することができる。出力の平衡を保つようにチューナブルエッジフィルタを持つ可変光減衰器を挿入することは好都合である。例えばインタリーバのカスケードとして、または周期的なアレイ導波路回折格子として、カラーレスデマルチプレクサは実施することができる。開示した光アド／ドロップマルチプレクサの設計は好都合に動的なプロビジョニング（ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ）を支援し、迅速に調整可能であり、偏光に無依存でかつ低損失である。
【０００８】
光アド／ドロップモジュラー型アーキテクチャも開示される。光アド／ドロップマルチプレクサは、各モジュールが光アド／ドロップマルチプレクサの能力を高める複数のモジュールを有する。該モジュールはスタック可能な構造（ｓｔａｃｋａｂｌｅ）であることが好ましい。入力光信号は、まず、選択されなかったチャネルを直接出力ポートにバイパスしながら、該スタックの他のモジュールによって局所的に処理される隣接チャネルの調整可能な波長バンドを動的に選択することができるエキスプレスモジュールに供給される。チャネルの選択された波長バンドは、スタックの次のモジュールに渡される。各付加モジュールは、様々の形態のアド／ドロップ機能およびクロスコネクション機能を含む任意の多くの機能を行うことができる。例えば、簡易な光アド／ドロップモジュールは、単一チャネルをドロップポートにドロップする簡単な１チャネルフィルタを使用して供給することができる。より複雑で、完全に可変の光アド／ドロップモジュールは、ドロップポートの全領域を支援する可変帯域チューナブルフィルタおよび対応するカラーレスデマルチプレクサを使用して供給することができる。他の光ネットワークまたはモジュールの他のスタックからの光信号とクロスコネクトする能力を備えたクロスコネクトモジュールを提供することができる。各モジュールは、光信号をエキスプレスモジュールへのスタックに返すカスケードアップポートと共に、他のモジュールによってさらに処理される光信号の一部を通過させるカスケードダウンポートを備えることができる。エキスプレスモジュールは、次に、その選択されなかったチャネルをスタックの他のモジュールから受け取った光信号と結合して出力光信号を形成することができる。付加モジュールは、各モジュールのカスケードダウンポートおよびカスケードアップポートでスタックして、ノードに追加能力を提供することができる。現在の要求では装置の所有者が必要とする能力のみインストールされているが、それはハードウェアコストを節約することになる。追加能力の要求が発生した場合、その機能向上は、単に既存のモジュールに付加モジュールをスタックすることにより達成することができる。これは、好都合にネットワーク配置および機能向上に対して上品なコスト効率の良い手法を提供する。最初にモジュールのスタックを調整して少数のアド／ドロップチャネルを最初に処理することができる。エキスプレスモジュールによってドロップされた動作波長バンドは、チャネルの非常に狭い範囲に対して設定することができる。次に将来、より多くのチャネルが局所的にドロップまたはクロスコネクトされる必要がある場合、波長バンドは、残りのエキスプレスチャネルを妨害することなくより広く開くことができるが一方、対応する光アド／ドロップモジュールまたはクロスコネクトモジュールはモジュールのスタックに付加することができる。
【０００９】
本発明のこれらおよびその他の利点は、以下の詳細な説明および添付の図面を参照することにより通常の当業者に明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の態様の実施形態による、改善された光アド／ドロップマルチプレクサ（ＯＡＤＭ）１００の概略図である。ＯＡＤＭ１００は入力光信号１０１を受け取り、好都合に、参照番号１０５の任意の０からｎの隣接チャネルを選択的にドロップし、参照番号１０６の該チャネルをアドして参照番号１０２の出力光信号を形成することができる。
【００１１】
図１を参照して、ＯＡＤＭ１００は、発明者らが「可変帯域チューナブルフィルタ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｂａｎｄ  ｔｕｎａｂｌｅ  ｆｉｌｔｅｒ）」と呼ぶコンポーネント１１０を有する。可変帯域チューナブルフィルタの構成および動作は、「可変帯域チューナブルフィルタ（ＦＬＥＸＩＢＬＥ  ＢＡＮＤ  ＴＵＮＡＢＬＥ  ＦＩＬＴＥＲ）」と題する２００４年３月２６日に出願され、同時係属中の、同一出願人による米国特許出願番号第１０／８１０，６３２号に詳述されており、それは参照によってここに組み込まれている。図１に示した可変帯域チューナブルフィルタ１１０は、発明者らが「チューナブルエッジフィルタ（ｔｕｎａｂｌｅ  ｅｄｇｅ  ｆｉｌｔｅｒｓ）」１１１、１１２と呼ぶペアを有する。各チューナブルエッジフィルタ１１１、１１２は、該フィルタのそれぞれの通過帯域のエッジより上または下の光信号中のチャネルの選択的な範囲をドロップする働きをする。エッジフィルタ１１１、１１２のペアは、可変帯域チューナブルフィルタ１１０の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジとしての機能を果たす。２つのチューナブルエッジフィルタ１１１、１１２の通過帯域の共通帯域が、可変帯域チューナブルフィルタ１１０の通過帯域を規定する。このことは図２Ａに示されている。図２Ａにおいて、隣接チャネルの調整可能な波長バンドは、第１のチューナブルエッジフィルタ１１１および第２のチューナブルエッジフィルタ１１２を適用することにより入力光信号からドロップされる。ドロップされなかったチャネルは結合され、出力１０２に転送される。ドロップされなかったチャネルは、カプラを使用して、または図１に表すように、可変帯域チューナブルフィルタ１１０の鏡像として動作する他の可変帯域チューナブルフィルタ１２０を用いて結合することができる。可変帯域チューナブルフィルタ１２０の２つのチューナブルエッジフィルタ１２１、１２２は、逆の経路でチューナブルエッジフィルタ１１１、１１２の鏡像として動作する。図２Ｂに示すように、隣接チャネルの調整可能な波長バンドは、チューナブルエッジフィルタ１２１および１２２によって通過させられた信号にアドされ、出力光信号を構成することができる。可変帯域チューナブルフィルタ１１０のチューナブルエッジフィルタ１１１は、可変帯域チューナブルフィルタ１２０のチューナブルエッジフィルタ１２１と同時に調整される。同様に、可変帯域チューナブルフィルタ１１０のチューナブルエッジフィルタ１１２は、可変帯域チューナブルフィルタ１２０のチューナブルエッジフィルタ１２２と同時に調整される。これらの４つのチューナブルエッジフィルタ１１１、１１２、１２１、１２２を調整することにより、任意の単一チャネルまたは複数の隣接チャネルの動的な選択が可能になり、またはそれにより、全スペクトルを反射させ透過ポートとの光信号の通信をなくすることもできる。
【００１２】
なお、図１および図２Ａ、２Ｂに示した２つのチューナブルエッジフィルタの順序は本発明の目的のためには必須のものではなく、該チューナブルエッジフィルタは任意の好都合な順序で適用できることに留意されたい。したがって、低波長チャネルを通過させるチューナブルエッジフィルタを適用する前に高波長チャネルを通過させるチューナブルエッジフィルタを適用しても、上記と同様の結果を得ることができる。
【００１３】
ＯＡＤＭでは、Ｏ−Ｅ変換、増幅、および再生のようなノードでの局所的処理のために、通常、ドロップされた波長バンドを個別チャネルにデマルチプレックスすることが必要である。可変帯域チューナブルフィルタ１１０によって生成された隣接チャネルの波長バンドは、デマルチプレクサ１３０によって参照番号１０５の個別チャネルにデマルチプレックスされる。同様に、可変帯域チューナブルフィルタ１２０に入力された隣接チャネルの波長バンドは、カプラによって、または図１に表すように、参照番号１０６の個別チャネルを単一の波長バンドにマルチプレクスするマルチプレクサ１４０によって生成される。ドロップされた波長バンドに含まれているチャネルは固定されていないので、それらのスペクトル位置にかかわらず、隣接チャネルをデマルチプレックスすることができるデマルチプレクサ１３０を使用することが好ましい。図３は、発明者らが「カラーレスデマルチプレクサ（ｃｏｌｏｒｌｅｓｓ  ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）」と呼ぶ、かかるデマルチプレクサの構成を示している。図３Ａに示すように、カラーレスデマルチプレクサは、波長バンド中の４つの隣接チャネルの任意の１つの選択を可能にするインタリーバ３１０、３２０、３３０のカスケードとして実施される。４ポートのカラーレスデマルチプレクサの出力行列を図３Ｂに示す。付加のインタリーバを追加することにより、波長バンド中の追加チャネルを処理することができる。ｎ個のカスケードを持つインタリーバの構成は、入力スペクトルを２ｎ群に分割することができるので、最大２ｎの隣接チャネルから成るいかなる波長バンドも個別チャネルに分離することができる。あるいは、複数のポートを持つ周期的なアレイ導波路回折格子を利用してカラーレスデマルチプレクシングを行うこともできる。ｎ個の出力ポートを持つ周期的なアレイ導波路回折格子は、ｃ２ｎのスペクトル幅を持つ入力光信号をｃのチャネル間隔を持つ２ｎ個の個別チャネルにデマルチプレックスすることができる。
【００１４】
図１にさらに示すように、すべてのチャネル間の出力の平衡を保つように、チューナブルエッジフィルタのペア間の経路に可変光減衰器１５１、１５２を挿入することが好都合である。光モニタリングに重要な位置に光検出器１６１、１６２、１６３、１６４を配置することも好都合である。
【００１５】
ＯＡＤＭ１００がアド／ドロップ波長バンドで処理できる最大チャネル数は、デマルチプレクサ１３０およびマルチプレクサ１４０の能力により決定される。例えば、ＯＡＤＭが４ポートのカラーレスデマルチプレクサを持っている場合、最大波長バンドの大きさは４チャネルである。４チャネル以上がドロップされてカラーレスデマルチプレクサに送られる場合、該チャネルを完全にはデマルチプレックスすることができず、ＯＡＤＭドロップ出力のいくつかは２つ以上のチャネルからの信号を含む。したがって、図１に示した実施形態のドロップポート能力は、設けられたデマルチプレクサの能力によって制限されている。しかしながら、特に、かかるアド／ドロップ能力が後日まで必要でない場合には、すべてのＯＡＤＭノード上に多くのポート数を持つマルチプレクサをインストールする資本経費を回避することが好ましい。その結果および他の実施例により、図１に示したＯＡＤＭ機能を、より動的なアド／ドロップ要件を支援するモジュラー型アーキテクチャに分割することが好都合である。
【００１６】
図４は、本発明の他の態様の他の実施形態による、かかる光アド／ドロップモジュラー型アーキテクチャを示している。図４に示すように、光アド／ドロップモジュラー型アーキテクチャは、エキスプレスモジュール４１０と任意の数の光アド／ドロップモジュール４２１，．．．，４２５とを有する。モジュールは、該モジュールがどのように結合されるかの方向は本発明の本質にとって重要ではないが、好ましくはスタック可能なものとして示されている。エキスプレスモジュール４１０は、入力光信号４０１および出力光信号４０２用のポートを備えており、スタックの次のモジュールへのその接続により、次のモジュールで処理する任意のチャネル数をドロップすることができる。装置全体としてのアド／ドロップ能力は、エキスプレスモジュール４１０に接続するように選択されたモジュール４２１，．．．，４２５により決定される。したがって、図４に示した光アド／ドロップモジュール４２１は、参照番号４５１のｋ個のチャネルをアドし、参照番号４５２のｋ個のチャネルをドロップする能力を持つ。一方、図４に示した光アド／ドロップモジュール４２５は、参照番号４７１のｓ個のチャネルをアドし、参照番号４７２のｓ個のチャネルをドロップする能力を加えている。さらなる実施例として、クロスコネクションモジュール４３０のような追加能力を持つモジュールをスタックに付加することができ、それにより、第２の入力光信号４６１および第２の出力光信号４６２とクロスコネクトする能力を提供している。付加モジュールは、追加能力を提供するために、カスケードポート４８５およびカスケードアップポート４８６にスタックすることができる。現在の要求では装置の所有者が必要とする能力のみインストールされているが、それはハードウェアコストを節約することになる。追加機能の要求が発生した場合、その能力向上は、単に、既存のモジュールに付加モジュールをスタックすることにより達成することができる。その結果、かかるモジュラー型アーキテクチャにより、任意のチャネルまたは任意のチャネル数のいずれも、エキスプレスモジュールを通してバイパスされるか、またはアド／ドロップおよびクロスコネクションのスタックの付属のＯＡＤＭおよび／またはＯＸＣモジュールに送ることができる。これはネットワーク再構成に対してコスト効率の良い手法を提供する。
【００１７】
それぞれの例示のモジュールの各々の動作および構成について下記に説明する。
【００１８】
エキスプレスモジュール
図５は実例となるエキスプレスモジュール５００の概略図である。エキスプレスモジュール５００は、入力ポート５０１で入力光信号を受け取り、局所的に処理される一連の隣接チャネルを動的に選択することができる。ここで「エキスプレス（ｅｘｐｒｅｓｓ）」チャネルと呼ばれる選択されなかったチャネルは、何ら局所的処理をされないで出力ポート５０２に直接バイパスされる。エキスプレスモジュール５００は、デマルチプレックスまたはマルチプレックスのような局所的処理を行わないのが好ましい。もっと正確に言えば、エキスプレスモジュール５００は、他のモジュールに接続されたカスケードダウンポート５０５に選択されたチャネルを送るだけである。エキスプレスモジュール５００は、他のモジュールによるあらゆる局所的処理の後、カスケードアップポート５０６で選択されたチャネルも受け取り、処理されたチャネルをエキスプレスチャネルと結合して出力ポート５０２に導かれる出力光信号を形成する。
【００１９】
図５を参照して、エキスプレスモジュール５００は、チューナブルエッジフィルタ５１０、５２０のペアを有しており、上述のように、該２つのフィルタのそれぞれの通過帯域のエッジより上または下のチャネルの選択的な範囲をドロップすることにより０からｎ個の任意の隣接チャネルの動的な選択を容易にする。チューナブルエッジフィルタの第２のペアを、図１について説明した構成と同様に、エキスプレスモジュール５００に配置してエキスプレスチャネルを処理することができる。あるいは、および図５に示すように、エキスプレスチャネルは、参照番号５８２のカプラを使用して互いに結合することができ、かつ参照番号５８３のカスケードアップポート信号と結合することができる。制御信号が光信号において使用される場合、該制御信号は、図５に表すように、制御信号フィルタ５７１、５７２を使用して直接出力ポート５０２に転送することができる。図１に示した実施形態でのように、２つのチューナブルエッジフィルタ５１０、５２０からの、すべてのチャネルの間の出力の平衡を保つように、可変光減衰器５５１、５５２を挿入することが好都合である。モニタを目的として、重要な位置に光検出器５６１、５６２を配置すること、および入力モニタポート５９１と出力モニタポート５９２を備えることも好都合である。なお、図５から９に示した光検出器およびモニタポートの配置は、ある程度任意であって特別な実施の特定の要求によって決まることに留意されたい。
【００２０】
エキスプレスモジュール５００は、モジュラー型アーキテクチャの基部を提供する。あらゆるモジュラー型スタックは１つのエキスプレスモジュール５００を含んでいる。エキスプレスモジュール５００は、ＯＡＤＭノードの入力ポート５０１および出力ポート５０２を備えているが一方、他のすべてのモジュールは、エキスプレスモジュール５００のカスケードダウンポート５０５およびカスケードアップポート５０６に順に接続している。局所的処理のために、任意の隣接チャネル数を選択することができる。任意のエキスプレスチャネル数をバイパスすることができる。エキスプレスモジュール５００は、エキスプレスチャネルをバイパスすることにより、エキスプレスチャネルにより被る挿入損を好都合に最小化する。他のモジュールで処理されたチャネルは、一方、光路中の多くの光学部品により大きな光損失を受けることになる。
【００２１】
ＯＡＤＭモジュール
図６から図８は、ＯＡＤＭモジュールの異なる形態によって容易にされる異なった処理能力を示している。各ＯＡＤＭモジュールは、スタック中の次のモジュールのカスケードダウンポートおよびカスケードアップポートに接続される、入力ポートおよび出力ポートを持つ。
【００２２】
図６は、事前に選択されたチャネルのドロップおよびアドを行うことができるだけの固定ＯＡＤＭモジュール６００の概略図を示している。ＯＡＤＭモジュール６００は、入力ポート６０１および出力ポート６０２でエキスプレスモジュールまたは他のモジュールのカスケードダウンポートおよびカスケードアップポートに接続する。ＯＡＤＭモジュール６００は、例えば、波長バンドフィルタまたは個別チャネルフィルタのいずれかの薄膜フィルタ６１０、６２０のペアを有する。チャネルの波長バンドに基づいて動作するフィルタと共に、図６に示すように、ドロップされた波長バンドをさらに分離するために、追加のデマルチプレクサ６３０が、アドされたチャネルを結合するマルチプレクサ６４０と共に必要とされる。図６に示すように、モニタのために、光検出器６６１、６６２、およびモニタポート６９１を含むことは好都合である。他のモジュールは、カスケードダウンポート６０５およびカスケードアップポート６０６で固定ＯＡＤＭモジュール６００に接続することができる。
【００２３】
固定ＯＡＤＭモジュールの主な利点は、低い挿入損失と色分散、低価格、およびメンテナンスの容易さである。これらの利点により、複数の固定ＯＡＤＭモジュールをノードでカスケード接続することができ、それにより帯域幅要件をコスト効率良く処理する手段を提供する。
【００２４】
図７は、任意の個別チャネルを選択的にアド／ドロップする能力を提供する、チューナブル単一チャネルＯＡＤＭモジュール７００の概略図を示している。このＯＡＤＭモジュール７００は、入力ポート７０１および出力ポート７０２で、エキスプレスモジュールまたは他のモジュールのカスケードダウンポートおよびカスケードアップポートに接続する。ＯＡＤＭモジュール７００は、可変帯域チューナブルフィルタ７１０、７２０のペアから構成されている。可変帯域チューナブルフィルタ７１０は、ドロップポート７０８でドロップされる任意の単一チャネルの動的な選択を容易にするが一方、その残りのチャネルはカスケードダウンポート７０５に渡される。ＯＡＤＭモジュール７００は、アドポート７０９およびカスケードアップポート７０６も備えており、可変帯域チューナブルフィルタ７２０（または光信号を結合する他のある部品）は、アドポート７０９の単一チャネルをカスケードアップポート７０６の残りのチャネルと結合して出力ポート７０２で出力光信号を構成する。このモジュールは、個別チャネルをアド／ドロップするように設計されているだけなので、デマルチプレクサまたはマルチプレクサは該モジュールには必要ない。図７に示すように、モニタのために、光検出器７６１、７６２、およびモニタポート７９１を含むことは好都合である。他のモジュールは、カスケードダウンポート７０５およびカスケードアップポート７０６でチューナブル単一チャネルＯＡＤＭモジュール７００に接続できる。
【００２５】
チューナブル単一チャネルＯＡＤＭモジュール７００は、ＯＡＤＭスタック中の制限のある動的なプロビジョニングを実施するコスト効率の良い方法を提供する。チューナブル単一チャネルＯＡＤＭモジュール７００は、ネットワーク構成要件に従ってどんな入力波長も選択することができる。該モジュールは、モジュール障害が発生した場合の１：Ｎの共有プロテクションを実現するために使用することもできる。すなわち、故障したＯＡＤＭモジュールを交換するために動作チャネルを同調させることができる。特別の機構により、ＯＡＤＭモジュールのチューナブルフィルタは、動作波長の調整中に中間のチャネルが影響されないことを意味する、「ヒットレス（ｈｉｔｌｅｓｓ）」にすることができる。
【００２６】
図８は、光信号中のチャネルを処理する際に、さらに大きな柔軟性を提供するチューナブル波長バンドＯＡＤＭモジュール８００の概略図を示している。このＯＡＤＭモジュール８００は、入力ポート８０１および出力ポート８０２で、エキスプレスモジュールまたは他のモジュールのカスケードダウンポートおよびカスケードアップポートに接続する。ＯＡＤＭモジュール８００は、可変帯域チューナブルフィルタ８１０、８２０のペアを再度使用するが、該フィルタは、各フィルタ内により多くのチャネルを含むようにより広い通過帯域を処理する能力を持つ。可変帯域チューナブルフィルタ８１０は、入力ポート８０１からの光信号中の任意の０からｎ個の隣接チャネルの動的な選択を容易にする。選択されなかったチャネルはカスケードダウンポート８０５に渡されるが一方、選択されたチャネルは、波長バンドを個別チャネルにデマルチプレクスするデマルチプレクサ８３０に供給される。上述のように、デマルチプレクサ８３０は、波長バンド中のｎ個の隣接チャネルをそれらのスペクトル位置にかかわらずデマルチプレックスすることができる、カラーレスデマルチプレクサが好ましい。ＯＡＤＭモジュール８００は、ｎ個のアドポートで個別チャネルをマルチプレクスして、他の可変帯域チューナブルフィルタ８２０により（または光信号を結合する他のある部品により）、カスケードアップポート８０６からの光信号と結合される波長バンドを得るマルチプレクサ８４０も備えている。次に、可変帯域チューナブルフィルタ８２０によって構成された出力光信号は、出力ポート８０２に渡される。図８に示すように、モニタのために、光検出器８６１、８６２、およびモニタポート８９１を含むことは好都合である。他のモジュールは、カスケードダウンポート８０５およびカスケードアップポート８０６でチューナブル波長バンドＯＡＤＭモジュール８００に接続することができる。
【００２７】
チューナブル波長バンドＯＡＤＭモジュール８００は、ＯＡＤＭスタック中の複数のチャネルを処理する複数のチューナブル単一チャネルＯＡＤＭモジュールの使用に代わる、よりコスト効率の良い他の選択肢である。チューナブル波長バンドＯＡＤＭモジュール８００は、ＯＡＤＭスタックの処理能力を著しく向上させる。適切なルーティングおよびチャネル割当てスキームにより、該モジュールを使用して１：Ｎの共有プロテクションを実行し、ＯＡＤＭノードの複雑性、および様々な動作チャネルを持つバックアップ部品の在庫費用を低減することもできる。
【００２８】
ＯＸＣモジュール
図９は、ＯＡＤＭスタックに付加してクロスコネクション能力を提供する光クロスコネクト（ＯＸＣ）モジュール９００の概略図を示している。図９に示したＯＸＣモジュール９００は２ｘ２クロスコネクション構成である。ＯＸＣモジュール９００は、２組の入力ポート９０１、９０３、および出力ポート９０２、９０４を持つ。ＯＸＣモジュール９００上の入力ポートと出力ポートの各ペアは、エキスプレスモジュールまたは他のモジュール上のカスケードダウンポートおよびカスケードアップポートに接続するのに使用することができる、または直接光ネットワークに接続するのに使用することができる。ＯＸＣモジュール９００は、クロスコネクトされるチャネルの選択に使用可能なフィルタ９１０、９２０のペアを有しており、該クロスコネクトされるチャネル以外のチャネルは、２つのカスケードダウンポート９０５、９０７に反射される。上記同様、フィルタ９１０および９２０は固定であっても調整可能であってもよく、単一チャネルまたは複数チャネルを処理するように構成することができる。次に、チャネルの２つの選択された組の間をクロスコネクトする２ｘ２光スイッチ９５０が提供される。出力の平衡を保ち、かつ性能を向上させるように、可変減衰器９７１、９７２を挿入することは好都合である。２ｘ２光スイッチ９５０からのそれぞれの光信号は各々、フィルタ９３０、９４０により（または単一のフィルタまたはカプラのような光信号を結合するための他のいくつかの部品により）、カスケードアップポート９０６、９０８のペアからの光信号と結合される。次に、出力光信号は出力ポート９０２、９０４に渡される。図９に示すように、モニタのために、光検出器９６１、９６２、９６３、９６４を含むことは好都合である。他のモジュールは、カスケードダウンポート９０５とカスケードアップポート９０６、またはカスケードダウンポート９０７とカスケードアップポート９０８のいずれかで、ＯＸＣモジュール９００に接続することができる。したがって、ＯＸＣモジュール９００は、ＯＸＣモジュール９００でクロスコネクトされる２つのＯＡＤＭスタックを形成するように使用することができる。
【００２９】
ＯＸＣモジュール９００は、２つの光ネットワーク間のチャネルを交換するために使用することができる。ＯＸＣノードを持つメッシュ型ネットワークでは、ネットワークの堅牢性を向上させるためにリストレーションが行われる。なお、図９に示した構成は、２ｘ２クロスコネクトに限定されるものではなく、任意の数のクロスコネクションに容易に汎用化することができることに留意されたい。
【００３０】
他のモジュール
モジュラー型アーキテクチャのオープンインタフェースにより、他のモジュールは容易に構成できＯＡＤＭスタックにカスケード接続できる。例えば、ノードおよびネットワークにおける信号の完全性をモニタするのに使用可能な光監視モジュールを含むことは好都合になりえる。光監視チャネル（ＯＳＣ）モジュールはネットワーク動作、運営、および管理用のデータの処理に使用することができる。特にＯＡＤＭスタックがチューナブルフィルタを使用している場合に、チューナブルトランスポンダモジュールを含むことは好都合になりえる。ＯＡＤＭモジュールによってアドされるチャネルは、ドロップされたチャネルと同じ光学的特性を保持する必要がある。空間要件、電力消費、およびコストに関する問題を引き起こし、全調整範囲をカバーする複数の固定チャネルトランスポンダを使用するのではなく、必要なチャネル特性に可変のトランスポンダモジュールを使用することが好ましい。これは、光受信器、広範囲で波長可変なレーザー、およびサポート電子回路を使用して容易に実現できる。
【００３１】
図１０および１１は、上述のモジュラー型アーキテクチャの柔軟性を示している。図１０では、可変帯域チューナブルフィルタを利用して、次のモジュール１０２０へ渡すべきチャネルの第１の波長バンドを選択するエキスプレスモジュール１０１０が提供されている。なお、このエキスプレスモジュール１０１０は、図５に示したエキスプレスモジュール構成とは対照的に、エキスプレスチャネルを次のモジュール１０２０からのカスケードアップ光信号と結合する別の可変帯域チューナブルフィルタを使用していることに留意されたい。次のモジュールは、チャネルの第１の波長バンドからチャネルの第２の波長バンドを選択するチューナブルバンドフィルタを使用したチューナブル波長バンドＯＡＤＭモジュール１０２０である。次に、チャネルの第２の波長バンドは、カラーレスデマルチプレクサを使用してデマルチプレックスされドロップポートに渡されるが一方、残りのチャネルはスタック中の次のモジュール１０３０に渡される。次のモジュールは、チューナブル１チャネルフィルタを使用してチャネルを選択しそれをドロップポートに送る一方、残りのチャネルをスタック中の次のモジュール１０４０に渡す、チューナブル単一チャネルＯＡＤＭモジュール１０３０である。次のモジュールは、デマルチプレクサによってドロップポートへデマルチプレックスされるチャネルの波長バンドをドロップする一方、残りのチャネルをスタック中の次のモジュール１０５０に渡す、固定波長バンドフィルタを使用した固定ＯＡＤＭモジュール１０４０である。次のモジュールは、単一チャネルをドロップポートへドロップする一方、残りのチャネルをスタック中の次のモジュール１０６０に渡す、簡易な固定単一チャネルフィルタを使用した固定単一チャネルＯＡＤＭモジュール１０５０である。次のモジュールは、チューナブルバンドフィルタを使用して他の光ネットワークまたは他のＯＡＤＭスタックから光信号を持つクロスコネクション用の１つまたは２以上のチャネルを選択する、２ｘ２ＯＸＣモジュール１０６０である。残りのチャネルは、発明者らによって「リターン（ｒｅｔｕｒｎ）」モジュールと呼ばれるモジュールであるスタック中の次のモジュール１０７０に渡される。リターンモジュール１０７０は、上記のエキスプレスモジュールに類似する構成を持つ。ただし、リターンモジュール１０７０はスタックの中間または最下段に配置される。該モジュールは、可変帯域チューナブルフィルタを利用して、まだドロップされていない、クロスコネクトされていない、または処理されていない任意のチャネルを選択する。次に、これらのチャネルは、共に、エキスプレスモジュール１０１０へのリターンパス用の前モジュール１０６０のカスケードアップポートに渡される。リターンモジュール１０７０は、エキスプレスモジュール１０１０によって処理されるエキスプレスチャネルとは異なり、これらのチャネルの最小損失を保証することができないが、特にドロップチャネルが隣接しない状況において有用である。
【００３２】
図１１において、類似のモジュラー型スタックの実施例が、明確に表された例証的チャネル選択で示されている。システムは、エキスプレスモジュール１１１０への４０チャネル光信号入力、およびエキスプレスモジュール１１１０からの４０チャネル光信号出力を持つ、４０チャネル光システムと想定している。エキスプレスモジュール１１１０は、残りのモジュールによる処理のためにチャネル１から１６を選択するように調整される。エキスプレスチャネル１７から４０は、エキスプレスモジュール１１１０の出力ポートに渡される。次のモジュールは、チャネル１から４をドロップするように調整された、可変帯域チューナブルフィルタと４ポート無色デマルチプレクサとを持つチューナブル波長バンドＯＡＤＭモジュール１１２０である。チャネル５から１６は、固定ＯＡＤＭ１１３０である次のモジュールに渡される。固定ＯＡＤＭ１１３０は、残るチャネル５から１２を次のモジュールへ渡しながら、チャネル１３から１６をドロップするフィルタとデマルチプレクサを持つ。次のモジュールは、チャネル９から１２を他の光ネットワークからのチャネルとクロスコネクトするように調整されるＯＸＣモジュール１１４０である。残りのチャネル５から８は、ＯＸＣモジュール１１４０により、これらのチャネルをスタック上方へ通過させるように調整されたリターンモジュール１１５０に渡される。ＯＸＣモジュール１０４０は、これらのチャネル５から８を、２ｘ２クロスコネクトの設定に応じたソースから受け取ったチャネル９から１２と結合する。ＯＸＣモジュール１１４０は、チャネル５から１２の結合された波長バンドを固定ＯＡＤＭ１１３０へ渡す。固定ＯＡＤＭ１１３０はチャネル１３から１６をマルチプレクスし、多重化されたチャネルをチャネル５から１２の波長バンドへアドしてチャネル５から１６の波長バンドを形成する。チューナブル波長バンドＯＡＤＭモジュール１１２０は、マルチプレクサを使用してチャネル１から４を多重化し、次に続けて、該波長バンドをチャネル５から１６の波長バンドと結合する。エキスプレスモジュール１１１０はこの光信号を受け取り、チャネル１から１６をエキスプレスチャネルと結合して４０チャネルの出力光信号を構成する。
【００３３】
本発明を最も実用的で好ましい実施形態であると考えられるものについて図示し、説明してきた。しかしながら、新しい試みがそこからなされてもよく、明白な修正が当業者によってなされることは予想される。当業者はここに明確に図示または説明していない多くの配置および変形を考案できるであろうが、それらは本発明の原理を具体化するものであり本発明の精神および範囲に包含されることが十分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態による改善された光アド／ドロップマルチプレクサの概略図である。
【図２Ａ】改善された光アド／ドロップマルチプレクサの実施形態で使用される可変帯域チューナブルフィルタにおけるチューナブルエッジフィルタの原理を示している。
【図２Ｂ】改善された光アド／ドロップマルチプレクサの実施形態で使用される可変帯域チューナブルフィルタにおけるチューナブルエッジフィルタの原理を示している。
【図３Ａ】改善された光アド／ドロップマルチプレクサの実施形態で使用されるカラーレスマルチプレクサの原理を示している。
【図３Ｂ】改善された光アド／ドロップマルチプレクサの実施形態で使用されるカラーレスマルチプレクサの原理を示している。
【図４】本発明の他の実施形態による光アド／ドロップモジュラー型アーキテクチャを示している。
【図５】実例となるエキスプレスモジュール構成の概略図である。
【図６】実例となる固定されたＯＡＤＭモジュール構成の概略図である。
【図７】実例となるチューナブル単一チャネルＯＡＤＭモジュール構成の概略図である。
【図８】実例となる調整可能な波長バンドＯＡＤＭモジュール構成の概略図である。
【図９】実例となるクロスコネクトモジュール構成の概略図である。
【図１０】様々な異なったモジュールから構成された光アド／ドロップモジュールスタックの実施例を示している。
【図１１】様々な異なったモジュールから構成された光アド／ドロップモジュールスタックの実施例を示している。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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