(57)【要約】  光学伝送システム又は光学的に２つの端子間に配置されるその構成リピータ。システムは、第１のノードとリピータとの間の少なくとも２つの並列光路（１つの光路は別の光路のバックアップとして使用される）と、第２のノードとリピータとの間の別の少なくとも２つの並列光路（ここでも、１つの光路は別のバックアップとして使用される）と、を含む。第１のノードは、端末であり得るが、端末である必要はなく、リピータ又は他の光学要素であってもよい。第１の端末から第２の端末に移動する信号の場合、光学切り替え機構が、少なくとも２つの並列光路のうちのいずれで、光学信号が第１のノードから受信されているかを検出し、リピータから第２のノードに繋がる並列光路のうちの少なくとも１つに光学信号をチャネリングする。
2014515243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学リピータであって、
光学伝送システム内の第１のノードに延びる第１の主光路に光学的に結合する第１の主接続であって、前記第１のノードは、前記光学伝送システム内の第１の端末又は光学的に前記第１の端末と前記光学リピータとの間のノードのいずれかであり、前記第１の主光路は、前記主光路に欠陥がない場合、光学信号の通信に使用される、第１の主接続と、
前記第１のノードに延びる第１のバックアップ光路に光学接続する第１のバックアップ接続と、
前記光学伝送システム内の第２のノードに延びる第２の主光路に光学的に結合する第２の主接続であって、前記第２のノードは、前記光学伝送システム内の第２の端末又は光学的に前記第２の端末と前記光学リピータとの間のノードのいずれかであり、前記第２の主光路は、前記第２の主光路に欠陥がない場合、光学信号の通信に使用される、第２の主接続と、
前記第２のノードに延びる第２のバックアップ光路に光学接続する第２のバックアップ接続と、
前記第１の主光路を介して、又は前記第１の主光路に欠陥がある場合には前記第１のバックアップ光路を介して光学信号を受信するように構成されるとともに、前記受信光学信号を前記第２の主光路又は前記第２のバックアップ光路のうちの少なくとも一方に提供するように構成される光学切り替え機構と、
を備える、光学リピータ。
【請求項２】
前記光学切り替え機構は、前記第１の主光路に欠陥があるときを自動的に検出するようにさらに構成される、請求項１に記載の光学リピータ。
【請求項３】
前記光学切り替え機構は、前記受信光学信号を前記第２の主光路及び前記第２のバックアップ光路の両方に同時に提供するように構成される、請求項１に記載の光学リピータ。
【請求項４】
前記光学切り替え機構は、前記受信光学信号を、前記第２の主光路に欠陥がない場合には前記第２の主光路に、前記第２の主光路に欠陥がある場合には前記第２のバックアップ光路に提供するように構成される、請求項１に記載の光学リピータ。
【請求項５】
第１の線路増幅器を含む前記第１の主光路の一部と、
第２の線路増幅器を含む前記第１のバックアップ光路の一部と、
第１のブースター増幅器を含む前記第２の主光路の一部と、
第２のブースター増幅器を含む前記第２のバックアップ光路の一部と、
をさらに備える、請求項１に記載の光学リピータ。
【請求項６】
前記受信光学信号は最初に受信される光学信号であり、前記光学切り替え機構は、前記第２の主光路を介して、又は前記第２の主光路に欠陥がある場合には前記第２のバックアップ光路を介して第２の光学信号を受信するようにさらに構成されるとともに、前記第２の受信光学信号を前記第１の主光路及び前記第１のバックアップ光路のうちの少なくとも一方に提供するように構成される、請求項１に記載の光学リピータ。
【請求項７】
前記光学切り替え機構は、前記第２の主光路に欠陥があるときを自動的に検出するようにさらに構成される、請求項６に記載の光学リピータ。
【請求項８】
前記光学切り替え機構は、前記第２の受信光学信号を前記第１の主光路及び前記第１のバックアップ光路の両方に同時に提供するように構成される、請求項６に記載の光学リピータ。
【請求項９】
前記光学切り替え機構は、前記第２の受信光学信号を、前記第１の主光路に欠陥がない場合には前記第１の主光路に、前記第１の主光路に欠陥がある場合には前記第１のバックアップ光路に提供するように構成される、請求項６に記載の光学リピータ。
【請求項１０】
第１の線路増幅器及び第１のブースター増幅器を含む前記第１の主光路の一部と、
第２の線路増幅器及び第２のブースター増幅器を含む前記第１のバックアップ光路の一部と、
第３の線路増幅器及び第３のブースター増幅器を含む前記第２の主光路の一部と、
第４の線路増幅器及び第４のブースター増幅器を含む前記第２のバックアップ光路の一部と、
をさらに備える、請求項６に記載の光学リピータ。
【請求項１１】
光学伝送システムであって、
第１の端末と、
第２の端末と、
前記第１の端末と前記第２の端末との間に光学的に配置されるリピータと、
第１の光学ノード及び前記リピータを光学的に結合する第１の光路であって、前記第１の光学ノードは、前記第１の端末又は光学的に前記第１の端末と前記リピータとの間のノードのいずれかである、第１の光路と、
前記第１の光学ノード及び前記リピータを光学的に結合する第２の光路と、
第２の光学ノード及び前記リピータを光学的に結合する第３の光路であって、前記第２の光学ノードは、前記第２の端末又は光学的に前記第２の端末と前記リピータとの間のノードのいずれかである、第３の光路と、
前記第２の光路及び前記リピータを光学的に結合する第４の光路と、
を備え、
前記光学伝送システムは、前記第１の光路及び前記第２の光路のうちの少なくとも一方を介して、前記第１のノードから光学信号を送信するように構成され、
前記リピータは、前記第１及び第２の光路のうちの一方に欠陥がある場合、前記第１及び第２の光路のうちの動作可能なほうから前記光学信号を受信し、前記光学信号を前記第３の光路又は前記第４の光路のうちの少なくとも一方にチャネリングするように構成される光学切り替えモジュールを備える、光学伝送システム。
【請求項１２】
前記第１のノードは前記第１の端末であるか、前記第１の端末を備えるか、又は前記第１の端末に含まれる、請求項１１に記載の光学伝送システム。
【請求項１３】
前記第２のノードは前記第２の端末であるか、前記第２の端末を備えるか、又は前記第２の端末に含まれる、請求項１２に記載の光学伝送システム。
【請求項１４】
前記第２のノードは前記第２の端末であるか、前記第２の端末を備えるか、又は前記第２の端末に含まれる、請求項１１に記載の光学伝送システム。
【請求項１５】
前記第１、第２、第３、又は第４の光路のうちの少なくとも１つは他の少なくとも１つのリピータを備える、請求項１１に記載の光学伝送システム。
【請求項１６】
前記リピータは第１のリピータであり、前記第１のノードは第２のリピータである、請求項１１に記載の光学伝送システム。
【請求項１７】
前記第２のノードは第３のリピータである、請求項１６に記載の光学伝送システム。
【請求項１８】
前記リピータは第１のリピータであり、前記第２のノードは第２のリピータである、請求項１１に記載の光学伝送システム。
【請求項１９】
前記第１、第２、第３、及び第４の光路の平均光学長は少なくとも５０ｋｍである、請求項１１に記載の光学伝送システム。
【請求項２０】
前記第１、第２、第３、及び第４の光路の平均光学長は少なくとも２００ｋｍである、請求項１１に記載の光学伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
光ファイバ通信ネットワークは、高速データをネットワークノード間に提供することにより、情報時代の主要需要に応える。光ファイバ通信ネットワークは、相互接続された光ファイバリンクの集合体を含む。簡単に言えば、光ファイバリンクは、情報を光の形態で光ファイバに放射する光学信号源を含む。内部反射の原理により、光学信号は、最終的に光学信号受信器に受信されるまで、光ファイバを伝播する。光ファイバリンクが双方向である場合、情報は、通常、別個の光ファイバを使用して逆に光学的に通信し得る。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバリンクは、それぞれが異なる光ファイバリンク長を必要とする広範囲の用途で使用される。例えば、比較的短い光ファイバリンクを使用して、コンピュータと近傍の周辺機器との間、又はローカルビデオソース（ＤＶＤ若しくはＤＶＲ等）とテレビとの間で情報を通信し得る。しかし、対極では、光ファイバリンクは、情報を２つのネットワークノード間で通信すべき場合、数百ｋｍ、又は場合によっては数千ｋｍに延び得る。
【０００３】
長距離及び超長距離光学系は、端末間が約数百ｋｍ又は数千ｋｍの長い光ファイバリンクにわたる光信号の伝送を指す。通常、長距離光学系は、波長分割多重化（ＷＤＭ）又は高密度ＷＤＭ（ＤＷＤＭ）の原理を使用しての、単一の光ファイバにわたる、それぞれが光の別個の波長に対応する別個のチャネルでの光学信号の伝送を含む。長距離及び超長距離光学系は多くの場合、端末間に光学リピータを使用して、光ファイバを通過する際に減衰する光学信号に光学増幅を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＷＤＭ又はＤＷＤＭを使用するそのような長距離にわたる光学信号の伝送は、特にチャネル当たり毎秒ギガビット範囲の高ビットレートで大きな技術的問題を呈する。高速長距離及び超長距離光学通信の分野での任意の改良には、膨大な時間及びリソースが必要であり得る。そのような改良は、地球全体を通してのより広く普及した通信可用性に繋がることが多いため、各改良は大きな進歩を表すことができる。したがって、そのような進歩は潜在的に、協働、学習、ビジネスの実行等を行う人々の能力を加速させ得、地理的位置の関係性はますます小さくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の概要
本明細書に記載の実施形態は、光学的に２つの端末間に配置されるリピータを含む光学伝送システムに関する。システムは、第１のノードとリピータとの間の少なくとも２つの並列光路（１つの光路は別の光路のバックアップとして使用される）と、第２のノードとリピータとの間の別の少なくとも２つの並列光路（ここでも、１つの光路は別の光路のバックアップとして使用される）と、を含む。第１のノード及び第２のノードはそれぞれ、端末、リピータ、又は他の光学要素であり得る。第１の端末から第２の端末に移動する信号では、光学切り替え機構は、主経路に欠陥がある場合であっても、光学信号をバックアップ経路から受信し、光学信号を、リピータから第２のノードに繋がる並列光路のうちの少なくとも１つにチャネリングする。
【０００６】
この概要は、特許請求される主題の主要特徴又は本質的な特徴を識別することを意図されず、且つ特許請求される主題の範囲を特定する際の補助として意図されない。
【０００７】
上記及び他の利点及び特徴を得ることができる様式を説明するために、様々な実施形態のより具体的な説明が、添付図面を参照して提供される。これらの図面がサンプルの実施形態のみを示し、したがって、本発明の範囲を限定すると見なされないことを理解して、実施形態について、添付図面の使用を通して追加の具体性及び詳細と共に記載し説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本明細書に記載の原理を利用し得る光学通信システムを示す。
【図２】光学通信システムにおいて２つの光学ノード間に介在する光学リピータを含む光学伝送システムを示す。
【図３Ａ】両光学ノードが端末である、請求項１の光学伝送システムを示す。
【図３Ｂ】左の光学ノードのみが端末である、請求項１の光学伝送システムを示す。
【図３Ｃ】右の光学ノードのみが端末である、請求項１の光学伝送システムを示す。
【図３Ｄ】いずれの光学ノードも端末ではない、請求項１の光学伝送システムを示す。
【図４】図２の介在リピータをさらに詳細に概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書に記載の実施形態によれば、リピータを使用して、光学保護及び切り替えを実行し得る。一例の光学通信システムについてまず図１に関して説明する。次に、光学保護及び切り替えのさらなる詳細について図２〜図４に関して説明する。
【００１０】
図１は、本明細書に記載の原理を利用し得る一例の光学通信システム１００を概略的に示す。光学通信システム１００では、情報は、光学信号の使用を介して端末１０１と１０２との間で通信される。本出願内で使用される慣例により、端末１０１から端末１０２に移動する光学信号は「東向き」と呼ばれ、その一方で、端末１０２から端末１０１に移動する光学信号は「西向き」と呼ばれる。「東向き」及び「西向き」という用語は、逆方向に移動する２つの光学信号を容易に区別できるようにするために使用される単純な専門用語である。「東向き」及び「西向き」という用語の使用は、図１の構成要素のいかなる実際の地理的関係を暗示するものでもなければ、光学信号のいかなる実際の物理的な方向を暗示するものでもない。例えば、本明細書において使用される慣例は、端末１０１から端末１０２に移動する「東向き」光学信号を有するにも関わらず、端末１０１は、地理的に端末１０２の東側に配置してもよい。
【００１１】
一実施形態では、光学信号は波長分割多重化（ＷＤＭ）及び潜在的に高密度波長分割多重化（ＤＷＤＭ）される。ＷＤＭ又はＤＷＤＭでは、情報は、以下、「光学波長チャネル」と呼ばれる複数の別個の光学チャネルのそれぞれを介して通信される。各光学波長チャネルには、光学通信用の特定の周波数が割り当てられる。したがって、ＷＤＭ又はＤＷＤＭ光学信号を使用して通信するには、端末１０１は、「ｎ」個の光学送信器１１１（光学送信器１１１（１）〜１１１（ｎ）を含み、ここで、ｎは正の整数である）を有し得、各光学送信器は、対応する東向き光学波長チャネルを介して送信する。同様に、端末１０２は、それぞれがここでも対応する西向き光学波長チャネルを介して送信する光学送信器１２１（１）〜１２１（ｎ）を含む「ｎ」個の光学送信器１２１を有し得る。しかし、本明細書に記載の原理は、東向き光学波長チャネルの数が西向き光学波長チャネルの数と同じである通信に限定されない。さらに、本明細書に記載の原理は、各光学送信器の厳密な構造に限定されない。しかし、レーザは、特定の周波数で送信する適切な光学送信器である。すなわち、光学送信器はそれぞれはさらに、複数のレーザ送信器であってもよく、周波数範囲内で調整可能であり得る。
【００１２】
東向き方向において光学送信する東向きチャネルの場合、端末１０１は、光学マルチプレクサ１１２を使用して光学送信器１１１からの各東向き光学波長信号を単一の東向き光学信号に多重化し、次に、任意選択的な東向き光学増幅器１１３により光学的に増幅してから、第１のファイバリンク１１４（１）に送信し得る。
【００１３】
示されるように、東向きチャネルには、端末１０１と１０２との間に、合計で「ｍ」個のリピータ１１５（１１５（１）〜１１５（ｍ）と記される）及び「ｍ＋１」個の光学ファイバリンク１１４（１１４（１）〜１１４（ｍ＋１）と記される）がある。図示される場合では、東向きチャネルにおいて、端末１０１と１０２との間に、合計で「ｍ」個のリピータ１２５（１２５（１）〜１２５（ｍ）と記される）及び「ｍ＋１」個の光ファイバリンク１２４（１２４（１）〜１２４（ｍ＋１）と記される）もある。しかし、東向きチャネルと西向きチャネルのそれぞれのリピータ数が等しいという要件はない。非リピート光学通信システムでは、「ｍ」はゼロであり、したがって、単一のファイバリンク１１４（１）のみがあり、端末１０１と１０２との間にリピータはない。リピート光学通信システムでは、「ｍ」は１以上である。各リピータは、存在する場合、電力を消費し、それにより、光学信号を増幅し得る。
【００１４】
最後の光ファイバリンク１１４（ｍ＋１）からの東向き光学信号は任意選択的に、任意選択的な光学増幅器１１６により端末１０２において増幅される。次に、東向き光学信号は、光学デマルチプレクサ１１７を使用して様々な波長の光学波長チャネルに逆多重化される。次に、様々な光学波長チャネルを、受信器１１８（１）〜１１８（ｎ）を含む対応する光学受信器１１８により受信し処理し得る。あるいは、分岐ユニット（図示せず）が東向きチャネルに存在する場合、デマルチプレクサ１１７により逆多重化されるｎ個よりも少数又は多数の光学信号があり得る。
【００１５】
西向き方向において光学送信する西向きチャネルの場合、端末１０２は、光学マルチプレクサ１２２を使用して、光学送信器１２１（光学送信器１２１（１）〜１２１（ｎ）を含む）からの各西向き光学波長信号を単一の西向き光学信号に多重化する。次に、多重化された光学信号は、任意選択的な西向き光学増幅器１２３により光学的に増幅してから、第１のファイバリンク１２４（ｍ＋１）に送信し得る。西向き光学チャネルが東向き光学チャネルと対称な場合、再び「ｍ」個のリピータ１２５（１２５（１）〜１２５（ｍ）と記される）及び「ｍ＋１」個の光ファイバリンク１２４（１２４（１）〜１２４（ｍ＋１）と記される）がある。非リピート環境では、１つのみの光ファイバリンク１２４（１）があり、西向きチャネルにリピータ１２５がないように、「ｍ」がゼロであってもよいことを想起する。
【００１６】
最後の光ファイバリンク１２４（１）からの西向き光学信号は、次に、任意選択的に、任意選択的な光学増幅器１２６により端末１０１において増幅される。次に、西向き光学信号は、光学デマルチプレクサ１２７を使用して逆多重化され、その後、個々の波長分割光学チャネルが、受信器１２８（受信器１２８（１）〜１２８（ｎ）を含む）により受信されて処理される。あるいは、分岐ユニット（図示せず）が西向きチャネルに存在する場合、デマルチプレクサ１２７により逆多重化されるｎ個よりも少数又は多数の光学信号があり得る。
【００１７】
端末１０１及び／又は１０２は、光学通信システム１００に示されるすべての要素を必要とするわけではない。例えば、光学増幅器１１３、１１６、１２３、及び／又は１２６は、いくつかの構成では使用されなくてもよい。さらに、対応する各光学増幅器１１３、１１６、１２３、及び／又は１２６は、存在する場合、所望であれば、複数の光学増幅器の組み合わせであり得る。
【００１８】
多くの場合、リピータ間の光路長はおおよそ同じである。リピータ間の距離は、端末間合計光路距離、データレート、光ファイバの品質、ファイバの損失特徴、リピータの数（もしあれば）、各リピータ（リピータがある場合）に搬送可能な電力量等に依存する。しかし、高品質シングルモードファイバの場合、リピータ間の典型的な光路長（又は非リピートシステムでは端末間の光路長）は約５０ｋｍであり得、実際には、３０ｋｍ以下から９０ｋｍ以上の範囲であり得る。すなわち、本明細書に記載の原理は、リピータ間のいかなる特定の光路距離にも限定されず、且つ光路距離がリピート区画毎に同じであるリピータシステムにも限定されない。
【００１９】
光学通信システム１００は、説明又は例としてのみ、簡略化された形態で表される。本明細書に記載の原理は、はるかに複雑な光学通信システムに拡張し得る。本明細書に記載の原理は、多重化ＷＤＭ光学信号をそれぞれ通信する複数のファイバ対がある光学通信に適用することもできる。さらに、本明細書に記載の原理は、一方向において１つ又は複数のファイバ対及び／又は光学波長チャネルを分割し、別の方向において１つ又は複数のファイバ対及び／又は光学波長チャネルを分割する１つ又は複数の分岐ノードがある光学通信にも適用される。
【００２０】
図２は、第１のノード２０１と第２のノード２０２との間に光学的に配置されるリピータ２１０を含む光学伝送システム２００の少なくとも一部を示す。この説明及び特許請求の範囲では、「第１」、「第２」等の用語は単に、他のことが指定されている場合を除く、ある項目を別の項目から区別するために使用される。これらの用語は、順序、優先度等に関するいかなるものも暗示することが意図されない。第１の光学ノード２０１及びリピータ２１０を光学的に結合する２つの光路２１１Ａ及び２１１Ｂが示される。楕円形２１１Ｃは、第１の光学ノード２０１とリピータ２１０との間により多数の光路があり得ることを表す。第２の光学ノード２０２及びリピータ２１０を光学的に結合する２つの光路２１２Ａ及び２１２Ｂも示される。同様に、楕円形２１２Ｃも、第２の光学ノード２０２とリピータ２１０との間により多数の光路があり得ることを表す。図３Ａ〜図３Ｄの様々な構成に関して説明されるように、光学ノード２０１は端末、リピータ、又は分岐ユニット若しくは光学アド／ドロップマルチプレクサ（ＯＡＤＭ）等の別の種類の光学要素であり得る。
【００２１】
第１のノード２０１からリピータ２１０を通して第２のノード２０２に移動する光学信号の送信及び切り替えについてこれより説明する。第１の光学ノード２０１は切り替え機構２１３Ａを含み、切り替え機構２１３Ａは、主光路２１１Ａ、バックアップ光路２１１Ｂ、又はその他の光路２１１Ｃ（存在する場合）の１つのうちの少なくとも１つを介する光学信号の送信を可能にする。一実施形態では、切り替え機構は、主光路２１１Ａ及びバックアップ光路２１１Ｂのすべてを介して送信する。その場合、切り替え機構２１３Ａはカプラとして動作する。別の実施形態では、切り替え機構２１３Ａは、主光路２１１Ａに、そのような送信が非実際的なポイントまで欠陥がない場合、主光路２１１Ａを介して送信する。その実施形態では、主光路２１１Ａに欠陥がある場合、切り替え機構２１３Ａは、第１の光学ノード２０１と端末２１０との間のバックアップ光路２１１Ｂ又はその他の光路２１１Ｃ（存在する場合）の１つを介して光学信号を送信する。
【００２２】
リピータ２１０は光学切り替え機構２１３Ｃも含み、光学切り替え機構２１３Ｃは、光路２１１Ａ、２１１Ｂ、又は２１１Ｃ（以下、まとめて「光路２１１」とも呼ばれる）のいずれを介して光学信号が第１の光学ノード２０１から受信しているかを検出するように構成される。さらに、光学切り替え機構２１３Ｃは、光学信号を主光路２１２Ａ、バックアップ光路２１２Ｂ、又はその他の光路２１２Ｃ（存在する場合）の１つのうちの少なくとも１つにチャネリングする。一実施形態では、切り替え機構は、主光路２１２Ａ及びバックアップ光路２１２Ｂのすべてを介して送信する。その場合、切り替え機構２１３Ｃは送信側のカプラとして動作する。別の実施形態では、切り替え機構２１３Ｃは、主光路に主光路２１２Ａを、使用を非実用的にする欠陥がない場合、主光路２１２Ａを介して送信する。その実施形態では、主光路２１２Ａに欠陥がある場合、光学切り替え機構２１３Ｃは、バックアップ光路２１２Ｂ又はその他の光路２１２Ｃが存在する場合にはそのうちの１つを介して光学信号を送信する。
【００２３】
第２の光学ノード２０２は切り替え機構２１３Ｂも含み、切り替え機構２１３Ｂは、光路２１２Ａ、２１２Ｂ、又は２１２Ｃ（以下、まとめて「光路２１２」とも呼ばれる）のいずれを介して、光学信号をリピータ２１０から受信しているかを検出するように構成される。次に、光学信号は第２のノード２０２にさらに提供される。
【００２４】
第２のノード２０２からリピータ２１０を通して第１のノード２０１に移動する光学信号の送信及び切り替えについてこれより説明する。第２の光学ノード２０２の切り替え機構２１３Ｂは、主光路２１２Ａ、バックアップ光路２１２Ｂ、又はその他の光路２１２Ｃ（存在する場合）の１つのうちの少なくとも１つを介する光学信号の送信を可能にする。一実施形態では、切り替え機構は、主光路２１２Ａ及びバックアップ光路２１２Ｂのすべてを介して送信する。その場合、切り替え機構２１３Ｂはカプラとして動作する。別の実施形態では、切り替え機構２１３Ｂは、主光路２１２Ａに、そのような送信が非現実的なポイントまで欠陥がない場合、主光路２１２Ａを介して送信する。その実施形態では、主光路２１２Ａに欠陥がある場合、切り替え機構２１３Ｂは、第２の光学ノード２０２と端末２１０との間のバックアップ光路２１２Ｂ又はその他の光路２１２Ｃ（存在する場合）の１つを介して光学信号を送信する。
【００２５】
リピータ２１０の光学切り替え機構２１３Ｃは、光路２１２Ａ、２１２Ｂ、又は２１２Ｃのいずれを介して光学信号を第２の光学ノード２０２から受信しているかを検出するように構成される。さらに、光学切り替え機構２１３Ｃは、光学信号を主光路２１１Ａ、バックアップ光路２１１Ｂ、又はその他の光路２１１Ｃ（存在する場合）の１つのうちの少なくとも１つにチャネリングする。一実施形態では、切り替え機構は、主光路２１１Ａ及びバックアップ光路２１１Ｂのすべてを介して送信する。その場合、切り替え機構２１３Ｃは送信側のカプラとして動作する。別の実施形態では、切り替え機構２１３Ｃは、主光路に主光路２１１Ａを、使用を非実用的にする欠陥がない場合、主光路２１１Ａを介して送信する。その実施形態では、主光路２１２Ａに欠陥がある場合、光学切り替え機構２１３Ｃは、バックアップ光路２１１Ｂ又はその他の光路２１１Ｃが存在する場合にはそのうちの１つを介して光学信号を送信する。
【００２６】
第１の光学ノード２０１の切り替え機構２１３Ａは、光路２１１Ａ、２１１Ｂ、又は２１１Ｃのいずれを介して、光学信号をリピータ２１０から受信しているかを検出する。次に、光学信号は第１のノード２０１にさらに提供される。
【００２７】
光路２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１２Ａ、２１２Ｂ、及び２１２Ｃのそれぞれは、それぞれの光学ノード２０１又は２０２とリピータ２１０との間に光学的に位置決めされたゼロ、１つ、又は２つ以上のリピータを有し得る。単なる例として、リピータ２１４Ａは、主光路２１１Ａ内に光学的に位置決めされて示され、リピータ２１４Ｂは、バックアップ光路２１１Ｂ内に光学的に位置決めされて示され、リピータ２１４Ｃは、バックアップ光路２１２Ｂ内に光学的に位置決めされて示される。主光路２１２Ａ内に配置されて示されるリピータはない。同様のリピータ構成が図３Ａ〜図３Ｄにも示されるが、より広い原理では、光路２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１２Ａ、２１２Ｂ、又は２１２Ｃ内のリピータの数に限定されない。
【００２８】
光路２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１２Ａ、２１２Ｂ、及び２１２Ｃはかなり長くなり得る。例えば、そのような光路の平均光学長（すなわち、光が移動する距離）は５０ｋｍであり得、又は場合によってはさらに長く、恐らくは場合によっては数百ｋｍ以上であり得る。
【００２９】
上述したように、第１の光学ノード２０１は端末、リピータ、光学アド／ドロップマルチプレクサ（ＯＡＤＭ）、分岐ユニット、又は別の光学ノードであり得る。同様に、第２の光学ノード２０２も、端末、リピータ、光学アド／ドロップマルチプレクサ（ＯＡＤＭ）、分岐ユニット、又は別の光学ノードであり得る。
【００３０】
図３Ａは、ここでは各光学ノード２０１及び２０２が端末であることを除く、図２の光学伝送システムを示す。特に、光学ノード２０１は端末３０１Ａであり、光学ノード２０２は端末３０１Ａである。図３Ａ〜図３Ｄでは、明確にするために、図２のように光学伝送システムの構成要素がすべて記されているわけではない。その代わり、光学リピータ２１０並びに光学ノード２０１及び２０２のみが記される。図１と図３Ａとを比較すると、端末３０１Ａは、例えば、端末１０１であり得、端末３０２Ａは、例えば、端末１０２であり得る。リピータ２１０は、東向き光学信号で動作する場合にはリピータ１１５（１）〜１１５（ｍ）の任意の１つであり得、西向き光学信号で動作する場合にはリピータ１２５（１）〜１２５（ｍ）の任意の１つであり得る。双方向の場合、リピータ２１０は、偶然近傍にあったリピータ１２５（１）〜１１５（ｍ）の１つと組み合わせたリピータ１１５（１）〜１１５（ｍ）のいずれか１つであり得る。当然、光学通信システム１００は、各方向で並列光学通信路を示さないが、図２及び図３Ａ〜図３Ｄに適用される場合、並列光学通信路が存在する。
【００３１】
図３Ｂは、ここでは光学ノード２０１のうちの１つのみが端末であることを除く、図２の光学伝送システムを示す。特に、光学ノード２０１は端末３０１Ｂであり、光学ノード２０２は、リピータ、分岐ユニット、ＯＡＤＭ、又は他等の別の種類の光学ノード３０２Ｂである。図１と図３Ｂとを比較すると、端末３０１Ｂは、例えば、端末１０１であり得、他方のノード３０２Ｂ（リピータである場合）は、例えば、東向き方向でのみ動作する場合にはリピータ１１５（２）〜１１５（ｍ）の任意の１つであり得、又は西向き方向でのみ動作する場合にはリピータ１２５（２）〜１２５（ｍ）の任意の１つであり得、双方向の場合にはそれらの組み合わせであり得る。図３Ｂのリピータ２１０は、端末１０１と他方のノード３０２Ｂとの間の任意のリピータ（例えば、リピータ１１５（１）及び／又はリピータ１２５（１））であり得る。
【００３２】
図３Ｃは、ここでは他方の光学ノード２０２のみが端末であることを除く、図２の光学伝送システムを示す。特に、光学ノード２０２は端末３０２Ｃであり、光学ノード２０１は、リピータ、分岐ユニット、ＯＡＤＭ、又は他等の別の種類の光学ノード３０１Ｃである。図１と図３Ｃとを比較すると、端末３０２Ｃは、例えば、端末１０２であり得、他方のノード３０１Ｃ（リピータである場合）は、例えば、東向き方向でのみ動作する場合にはリピータ１１５（１）〜１１５（ｍ−１）の任意の１つであり得、又は西向き方向でのみ動作する場合にはリピータ１２５（１）〜１２５（ｍ−１）の任意の１つであり得、双方向の場合にはそれらの組み合わせであり得る。図３Ｃのリピータ２１０は、端末１０２と他方のノード３０１Ｃとの間の任意のリピータ（例えば、リピータ１１５（ｍ）及び／又はリピータ１２５（ｍ））であり得る。
【００３３】
図３Ｄは、ここでは光学ノード２０１又は２０２のいずれも端末ではないことを除く、図２の光学伝送システムを示す。特に、光学ノード２０１は別の種類の光学ノード３０１Ｄ（リピータ、分岐ユニット、又は他等）であり、他方の光学ノードは別の種類の光学ノード３０２Ｄ（リピータ、分岐ユニット、又は他等）である。図１と図３Ｄとを比較すると、光学ノード３０１Ｄは、例えば、東向き方向でのみ動作する場合にはリピータ１１５（１）〜１１５（ｍ−１）の任意の１つであり得、又は西向き方向でのみ動作する場合にはリピータ１２５（１）〜１２５（ｍ−１）の任意の１つであり得、双方向の場合にはそれらの組み合わせであり得る。光学ノード３０２Ｄは、ノード３０２Ｄが光路内のノード３０１Ｄと端末１０２との間にある限り、例えば、東向き方向でのみ動作する場合にはリピータ１１５（２）〜１１５（ｍ）の任意の１つであり得、又は西向き方向でのみ動作する場合にはリピータ１２５（２）〜１２５（ｍ）の任意の１つであり得、双方向の場合にはそれらの組み合わせであり得る。
【００３４】
図４は、図２の光学リピータ２１０の例を表す光学リピータ４００及び光学切り替え機構２１０を抽象的に示す。光学リピータ４００は、１）第１の光学ノード２０１（図２に示される）まで延びる主光路２１１Ａを光学的に結合する主接続４０１Ａと、２）第１の光学ノード２０１に延びるバックアップ光路２１１Ｂに光学的に結合するバックアップ接続４０１Ｂと、を含む。楕円形４０１Ｃは、図２の楕円形２１１Ｃに表されるさらなる光路がある場合、他の同様の接続及び構成要素が存在し得ることを表す。
【００３５】
光学リピータ４００は、１）第２の光学ノード２０２（図２に示される）まで延びる主光路２１２Ａに光学的に結合する主接続４０２Ａと、２）第２の光学ノード２０２まで延びるバックアップ光路２１２Ｂに光学的に結合するバックアップ接続４０２Ｂと、も含む。楕円形４０２Ｃは、図２の楕円形２１２Ｃで表されるさらなる光路がある場合、他の同様の接続及び構成要素が存在し得ることを表す。
【００３６】
光学リピータ４００は、図２の光学切り替え機構２１０の一実施形態である光学切り替え機構４１０を含む。光学切り替え機構４１０は、主光路２１１Ａを介して、又は主光路２１１Ａに欠陥がある場合にはバックアップ光路２１１Ｂ若しくは２１１Ｃを介して光学信号を受信するように構成されるとともに、上述したように、主光路２１２Ａ又はバックアップ光路２１２Ｂ若しくは２１２Ｃのうちの少なくとも１つに受信光学信号を提供するように構成される。切り替え機構４１０は自動的に、主光路２１１Ａ又は２１２Ａに欠陥があるときを検出し、それに従って上述したように動作し得る。
【００３７】
図４に示される双方向の場合、光学切り替え機構４１０は、主光路２１２Ａを介して、又は主光路２１２Ａに欠陥がある場合には第２のバックアップ光路２１２Ｂ若しくは２１２Ｃを介して光学信号を受信するようにさらに構成されるとともに、上述したように、主光路２１１Ａ又はバックアップ光路２１１Ｂ若しくは２１１Ｃのうちの少なくとも１つに受信光学信号を提供するように構成される。
【００３８】
図４では、主光路２１１Ａの一部は、リピータ４００内に含まれて示され、光路２１１Ａを介して第１の光学ノード２０１から受信した光学信号を増幅する線路増幅器４１１ＡＡを含むとともに、光路２１１Ａを介して第１の光学ノード２０１に送信されている光学信号を増幅するブースター増幅器４１１ＡＢも含む。
【００３９】
バックアップ光路２１１Ｂの一部は、リピータ４００内に含まれて示され、光路２１１Ｂを介して第１の光学ノード２０１から受信した光学信号を増幅する線路増幅器４１１ＢＡを含むとともに、光路２１１Ｂを介して第１の光学ノード２０１に送信されている光学信号を増幅するブースター増幅器４１１ＢＢも含む。
【００４０】
主光路２１２Ａの一部は、リピータ４００内に含まれて示され、光路２１２Ａを介して第２の光学ノード２０２から受信した光学信号を増幅する線路増幅器４１２ＡＡを含むとともに、光路２１２Ａを介して第２の光学ノード２０２に送信されている光学信号を増幅するブースター増幅器４１２ＡＢも含む。
【００４１】
バックアップ光路２１２Ｂの一部は、リピータ４００内に含まれて示され、光路２１２Ｂを介して第２の光学ノード２０２から受信した光学信号を増幅する線路増幅器４１２ＢＡを含むとともに、光路２１２Ｂを介して第２の光学ノード２０２に送信されている光学信号を増幅するブースター増幅器４１２ＢＢも含む。
【００４２】
光学切り替え機構４１０は、第１の光学保護・切り替え回路モジュール４１３及び第２の光学保護・切り替え回路４１４を含む。第１の光学保護・切り替え回路モジュール４１３は、主光路２１１Ａを介して、又は主光路２１１Ｂに欠陥がある場合にはバックアップ光路２１１Ｂを介して光学信号を受信するように構成される。換言すれば、モジュール４１３は良好な信号に切り替わる。第２の光学保護・切り替え回路モジュール４１４は、第１の保護・切り替え回路モジュール４１３により受信された光学信号を主光路２１２Ａ及びバックアップ光路２１２Ｂに送信するように構成される。逆方向では、第２の光学保護・切り替え回路モジュール４１４は、主光路２１２Ａを介して、又は主光路２１２Ａに欠陥がある場合にはバックアップ光路２１２Ｂを介して光学信号を受信するようにさらに構成される。第１の光学保護・切り替え回路モジュール４１３は、第２の光学保護・切り替え回路モジュール４１４により受信された光学信号を主光路２１１Ａ及びバックアップ光路２１１Ｂに送信するようにさらに構成される。
【００４３】
本明細書に記載の原理は、光路故障の場合に高レベルの冗長性を提供し、ファイバ切断又は欠陥、回線又はブースター増幅器の故障、及び光路内のリピータの故障等の光路内の多くの種類の故障を補償する。さらに、いくつかの光路が、光学伝送システムを故障させずに故障し得る。例えば、図２を参照して、４つの光路２１１Ａ、２１１Ｂ、２１２Ａ、及び２１２Ｂがあると想定する。これらの光路のうちの任意の１つが故障し得、それでもなお、その間、光学通信が光学ノード２０１と２０２との間に提供される。さらに、場合によっては光路のうちの２つが故障し得、それでもなお、その間、光学ノード２０１とリピータ２１０との間に利用可能な１つの光路がある限り、且つ光学ノード２０２とリピータ２１０との間に利用可能な１つの光路がある限り、光学通信が光学ノード２０１と２０２との間に提供される。したがって、高い回復力を有する切り替えシステムが記載される。
【００４４】
本発明は、本発明の趣旨又は本質的な特徴から逸脱せずに、他の特定の形態で具現し得る。記載の実施形態は、すべての点で限定ではなく単なる例示として見なされるべきである。したがって、本発明の範囲は、上記説明ではなく添付の特許請求の範囲により示される。特許請求の範囲の均等物の意味及び範囲内にあるすべての変更は、本発明の範囲内に包含されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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