(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光アクセスネットワークであって、
少なくとも１つのプロセッサを含む光ハブと、
複数の光ファイバセグメントによってそれぞれ前記光ハブに接続された複数の光配信センターと、
複数の地理的ファイバノードサービングエリアであって、各ファイバノードサービングエリアが前記複数の光配信センターのうちの少なくとも１つの光配信センターを含む複数のファイバノードサービングエリアと、
複数のエンドポイントであって、各エンドポイントが少なくとも１つの光配信センターと動作可能に通信する複数のエンドポイントと、
（ｉ）第１エンドポイントと第２エンドポイントの間の複数の光ファイバセグメント上のそれぞれの可能性がある通信経路を評価し、（ｉｉ）所定の経路選択基準に基づいて最適なファイバパスを選択し、（ｉｉｉ）前記最適なファイバパスに沿って送信する最適な第１の光搬送波を選択し、かつ（ｉｖ）前記第１の光搬送波とは異なる搬送波タイプの第２の光搬送波を含む前記最適なファイバパスに沿って選択された最適な光搬送波を送信するように構成されているポイントツーポイントネットワークプロビジョニングシステムとを含み、
前記第１の光搬送波はコヒーレント信号伝送を含み、前記第２の光搬送波は非コヒーレント信号伝送を含む、ネットワーク。
【請求項２】
前記ポイントツーポイントネットワークプロビジョニングシステムは、前記光ハブ内に配置される、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項３】
第１及び第２のエンドポイントは、前記光アクセスネットワーク内に配置される、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項４】
第１のエンドポイントは、前記光アクセスネットワーク内に配置され、第２のエンドポイントは、第２のハブを含む第２のアクセスネットワーク内に配置される、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項５】
前記最適なファイバパスは、前記光アクセスネットワークと前記第２のアクセスネットワークとの間の少なくとも１つの地域ネットワークを横断する、請求項４に記載のネットワーク。
【請求項６】
前記最適なファイバパスは、前記光アクセスネットワークと前記第２のアクセスネットワークとの間の少なくとも１つのバックボーンネットワークを横断する、請求項５に記載のネットワーク。
【請求項７】
少なくとも１つのバックボーンネットワークが、プライマリバックボーンネットワークと、セカンダリバックボーンネットワークとを含み、前記可能性がある通信経路は、前記プライマリバックボーンネットワークを通る少なくとも１つのプライマリファイバパスと、前記セカンダリバックボーンネットワークを通る少なくとも１つのセカンダリファイバパスとを含む、請求項６に記載のネットワーク。
【請求項８】
前記ポイントツーポイントネットワークプロビジョニングシステムと動作可能に通信する少なくとも１つのデータベースをさらに含む、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項９】
前記少なくとも１つのデータベースは、前記複数のエンドポイントのうちの異なるエンドポイント対の間のすべての可能性があるポイントツーポイント通信リンクの関連付けにインデックスを付けるように構成されている、請求項８に記載のネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、一般に、ファイバ通信ネットワークに関するものであり、より詳細には、波長分割多重化を利用する光アクセスネットワークに関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年６月２０日出願の米国仮特許出願第６２／３５２，２７９号の利益と優先権を主張する、２０１７年５月９日に出願された米国特許出願第１５／５９０，４６４号の利益と優先権を主張するものであり、両米国出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれるものとする。本出願は、２０１７年１月２３日に提出された米国仮特許出願第６２／４４９，３９７号の利益も主張する。これらの先行出願のすべての開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれるものとする。
【背景技術】
【０００３】
電気通信ネットワークは、エンドユーザの加入者がサービスプロバイダに接続するためのアクセスネットワークを含む。このようなネットワークの中には、光ファイバ配信インフラストラクチャを利用するものがあり、光ファイバ配信インフラストラクチャは、異なるタイプの光伝送信号がそれ自体の異なるファイバを介して伝送されるように、ファイバ素線の十分な有効性を提供してきた。ただし、アクセスネットワークを介して高速データ及びビデオサービスを配信するための帯域幅要件は、増大する消費者の需要を満たすために急速に増加している。この信号容量の需要は増え続けているため、個々の長尺アクセスファイバ素線の容量は制限されている。新しい長尺アクセスファイバを設置するコストは高く、異種の光伝送信号は、意図的に分離されていない限り、同じファイバ素線上で互いに干渉を受ける。この旧来のファイバ環境では、新しいファイバ設置の再トレンチングに関連するコストを回避するため、事業者が既存のファイバインフラストラクチャからより多くの容量を絞り出す必要がある。
【０００４】
従来のアクセスネットワークは一般に、ノードあたり６個のファイバを含み、ホーム加入者など５００人ものエンドユーザにサービスを提供し、２個のファイバはダウンストリーム及びアップストリームの住宅用トランスポートに使用され、残りはノード分割又はビジネスサービスに使用される。従来のノードは、従来の技術を用いてさらに分割することはできず、通常は予備の（使用されていない）ファイバを含まないため、限られたファイバの有効性をより効率的かつ費用効果の高い方法で利用する必要がある。例えば、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）環境では、同様の光伝送技術を用いて信号を多重化することができる。ケーブルテレビ環境などの特定のアクセスネットワーク環境では、ＤＷＤＭは様々な形式を利用できるが、そのファイバ素線の有効性は、従来の光ファイバインフラストラクチャのコスト及び考慮事項によって依然として制限されている。ケーブルアクセスネットワークは、光搬送波へのケーブルＲＦスペクトルのアナログ変調、ビジネスサービスをサポートする光搬送波のベースバンドデジタル変調、住宅又はビジネス加入者向けのデータを伝送するイーサネット（登録商標）パッシブ光ネットワーク（ＥＰＯＮ）及びギガビットパッシブ光ネットワーク（ＧＰＯＮ）システムを含む。これらの異なる光伝送信号のそれぞれには、一般に、専用の長尺ファイバ素線が必要である。
コヒーレント技術は、特に高いスペクトル効率（ＳＥ）とチャネルあたりの高いデータ速度を実現するための長尺で大都市圏のリンクに関して、ブラウンフィールド展開とグリーンフィールド展開の両方で、ＷＤＭ−ＰＯＮ光アクセスネットワークの増え続ける信号トラフィックの需要を満たす１つの解決策として提案されている。一般に、長尺の光学系のコヒーレント技術では、ノイズ、ドリフト、及びアクセスネットワークを介して送信されるチャネル信号に影響するその他の要因を補うために、デジタルアナログコンバーター（ＤＡＣ）、アナログデジタルコンバーター（ＡＤＣ）、ＣＭＯＳ技術を利用した特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のようなデジタル信号処理（ＤＳＰ）回路など、アクセスネットワーク全体で高品質な個別のフォトニック部品及び電子部品を大量に使用する必要がある。また、光ファイバあたりのエンドユーザの数が増えると、ネットワーク内の各端末デバイスにこれらの電子部品をすべて実装するためのコストと電力要件も増加する。いくつかの提案された既知のコヒーレントの解決策は、異種の光伝送信号からの干渉を避けるために、独自の専用の長尺ファイバ素線を必要とした。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、異種の伝送信号が同じ伝送ファイバ上で共存することを可能にする解決策が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態において、光ネットワーク通信システムは、光ハブと、光配信センターと、少なくとも１つのファイバセグメントと、少なくとも２人のエンドユーザとを含む。光ハブは、少なくとも２つの異なる光信号を監視し、単一の多重化異種信号へと多重化するように構成されているインテリジェント構成ユニットを含む。光配信センターは、多重化異種信号から少なくとも２つの異なる光信号を個別に分離するように構成されている。少なくとも１つのファイバセグメントは、光ハブと光配信センターを接続し、光ハブから多重化異種信号を受信し、多重化異種信号を光配信センターに配信するように構成されている。少なくとも２人のエンドユーザはそれぞれ、光配信センターからそれぞれの分離された光信号の１つを受信するように構成されているダウンストリーム受信機を含む。
【０００７】
一実施形態において、光ネットワークのファイバセグメントを介して異種波長信号を配信する方法が提供される。この方法は、少なくとも２つの異なる送信機からの少なくとも２つの異なる光搬送波をそれぞれ監視するステップと、ファイバセグメントの１つ以上の特性を分析するステップと、少なくとも２つの異なる光搬送波の１つ以上のパラメータを特定するステップと、分析された１つ以上のファイバセグメントの特性及び特定された１つ以上の光搬送波パラメータに従って、少なくとも２つの異なる光搬送波のそれぞれに波長スペクトルを割り当てるステップとを含む。
【０００８】
一実施形態において、光配信センター装置は、光ハブと通信するための入力光インターフェースと、光信号を処理するように構成されている１つ以上のエンドユーザデバイスと通信するための出力光インターフェースと、入力光インターフェースからのダウンストリーム異種光信号を複数のダウンストリーム同種光信号に分離するための波長フィルタと、光ハブからの第１制御信号に応答して波長フィルタから出力光インターフェースへ複数のダウンストリーム同種光信号を配信するためのダウンストリーム光スイッチとを含む。
【０００９】
一実施形態において、光アクセスネットワークは、少なくとも１つのプロセッサを有する光ハブを含む。ネットワークはさらに、それぞれ複数の光ファイバセグメントによって光ハブに接続される複数の光配信センターと、複数の地理的ファイバノードサービングエリアとを含む。複数のファイバノードサービングエリアの各ファイバノードサービングエリアは、複数の光配信センターのうちの少なくとも１つの光配信センターを含む。ネットワークは、複数のエンドポイントをさらに含む。複数のエンドポイントの各エンドポイントは、少なくとも１つの光配信センターと動作可能に通信する。ネットワークはさらに、（ｉ）第１エンドポイントと第２エンドポイントとの間の複数の光ファイバセグメント上のそれぞれの可能性がある通信経路を評価し、かつ（ｉｉ）所定の経路選択基準に基づいて最適なファイバパスを選択するように構成されているポイントツーポイントネットワークプロビジョニングシステムを含む。
【００１０】
一実施形態において、マルチエンドポイント光ネットワークの２つのエンドポイント間のポイントツーポイント通信をプロビジョニングする方法が提供される。この方法は、光ネットワークのすべてのエンドポイントにインデックスを付けるステップ、インデックスを付けたエンドポイント間のそれぞれの可能性があるポイントツーポイント接続を画定するステップと、画定した各ポイントツーポイント接続に対してトポロジカルなファイバパスを特定するステップとを含む。それぞれのトポロジカルなファイバパスは、１つ以上の光ファイバセグメントを含む。この方法はさらに、１つ以上のファイバセグメントのそれぞれについて利用可能な伝送波長を計算するステップと、特定されたトポロジカルなファイバパスと計算された利用可能な伝送波長とに基づいて２つのエンドポイント間の最適なファイバパスを選択するステップと、選択された最適なファイバパスに沿った２つのエンドポイント間にポイントツーポイント通信リンクをプロビジョニングするステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本開示のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読んだときによりよく理解されるようになる。図面全体を通して、同じ符号は同じ部分を表す。
【００１２】
【図１】図１Ａ〜１Ｃは、本開示の例示的な実施形態によるファイバ通信システムで利用することができる入力信号発光スペクトルを示す。
【００１３】
【図２】図２Ａ〜２Ｃは、図１Ｃに示した例示的な発光スペクトルによる異なる縦モードからの複数の信号の相互作用を示す。
【００１４】
【図３】本開示の一実施形態による例示的なファイバ通信システムの概略図である。
【００１５】
【図４】本開示の一実施形態による例示的なファイバ通信システムの概略図である。
【００１６】
【図５】図４に示した実施形態の代替的なファイバ通信システムの概略図である。
【００１７】
【図６Ａ】本開示の例示的な実施形態による異種光信号の例示的な一連の波長配置を示す。
【図６Ｂ】本開示の例示的な実施形態による異種光信号の例示的な一連の波長配置を示す。
【図６Ｃ】本開示の例示的な実施形態による異種光信号の例示的な一連の波長配置を示す。
【図６Ｄ】本開示の例示的な実施形態による異種光信号の例示的な一連の波長配置を示す。
【００１８】
【図７】図６Ｄに示した実施形態の代替的な３次元波長配置を示す。
【００１９】
【図８】例示的な光信号波長割り当てプロセスのフローチャート図である。
【００２０】
【図９】図８に示した割り当てプロセスで実施することができる例示的なファイバセグメント分析プロセスのフローチャート図である。
【００２１】
【図１０Ａ】図８に示した割り当てプロセスで実施することができる例示的な信号解析プロセスのフローチャート図である。
【図１０Ｂ】図８に示した割り当てプロセスで実施することができる例示的な信号解析プロセスのフローチャート図である。
【図１０Ｃ】図８に示した割り当てプロセスで実施することができる例示的な信号解析プロセスのフローチャート図である。
【００２２】
【図１１】図８に示した割り当てプロセスで実施することができる例示的なスペクトル割り当てプロセスのフローチャート図である。
【００２３】
【図１２】図３〜５に示したファイバ通信システムで実施することができる代替的なハイブリッド光配信センターを示す。
【００２４】
【図１３】図１３Ａ及び１３Ｂは、一実施形態による、２つのエンドポイント間及び５つのエンドポイント間のポイントツーポイント光接続をそれぞれ示す。
【００２５】
【図１４】一実施形態によるエンドツーエンドのファイバインフラストラクチャの例示的なアーキテクチャの概略図である。
【００２６】
【図１５】一実施形態による例示的なハブ及びファイバアクセス配信ネットワークの概略図である。
【００２７】
【図１６】図１６Ａ及び１６Ｂは、一実施形態による例示的なファイバシース及びファイバ導管の断面図をそれぞれ示す。
【００２８】
【図１７】一実施形態によるＣバンド及びＬバンドの一部の例示的なチャネルマップを示す。
【００２９】
【図１８】一実施形態によるケーブルベースのエンドツーエンドファイバインフラストラクチャの例示的なトポロジーの概略図である。
【００３０】
【図１９】一実施形態による光信号が横断するコンポーネントの例示的なシーケンスのブロック図である。
【００３１】
【図２０】一実施形態による例示的な電力管理分布を示すグラフ図である。
【００３２】
【図２１】一実施形態による例示的なポイントツーポイントネットワークプロビジョニングプロセスを示す。
【００３３】
【図２２】図２２に示したプロビジョニングプロセスで実施され得る例示的な波長及びファイバパスサブプロセスのフローチャート図である。
【００３４】
【図２３】図２２に示したプロビジョニングプロセス及び図２３に示した波長及びファイバパスサブプロセスで実施され得る例示的なコストサブプロセスのフローチャート図である。
【００３５】
特に明記しない限り、本明細書で提供される図面は、本開示の実施形態の特徴を示すことを意図している。これらの特徴は、本開示の１つ以上の実施形態を含む多種多様なシステムに適用可能であると考えられる。したがって、図面は、本明細書に開示される実施形態の実施に必要であると当業者に知られているすべての従来の特徴を含むことを意図していない。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下の明細書及び特許請求の範囲において、多くの用語が言及されており、これらの用語は以下の意味を有すると定義されるものとする。
【００３７】
単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」には、文脈で特に明記されていない限り、複数形の言及が含まれる。
【００３８】
「オプションの」又は「オプションとして」は、後に記載するイベント又は状況が発生する場合と発生しない場合があること、記載はイベントが発生する場合と発生しない場合とを含むことを意味する。
【００３９】
本明細書及び特許請求の範囲を通して本明細書で使用される近似用語は、関連する基本機能の変更をもたらさずに許容できる程度に変化する可能性のある定量的表現を修飾するために利用されることができる。したがって、「約」、「およそ」、「実質的に」などの用語によって修飾された値は、指定された正確な値に限定されない。少なくともいくつかの場合、近似言語は、値を測定するための機器の精度に対応する場合がある。明細書及び特許請求の範囲を通して、範囲の制限を組み合わせたり、置き換えたりすることができる。このような範囲は特定されており、文脈又は言語で別段の指示がない限り、そこに含まれるすべてのサブ範囲を含む。
【００４０】
本明細書の実施形態によれば、光配信システムは、複数の異種光伝送信号を最適に搬送及び多重化することができる。本実施形態はさらに、有利なことに、新規の配信ネットワークと旧来の配信ネットワークの両方で実施され、このようなシステムの容量と性能の両方を大幅に改善することができる。
【００４１】
光信号は、他のパラメータの中でも特に、隣接する信号の波長と特性、シンボル、及び／又は帯域幅に関連して、それぞれのパワーレベル、変調フォーマット、及びそれらが占有する波長に応じて、異なる量のファイバリソースを消費する。本明細書で説明するシステムは、同じ光ファイバ内で複数の異なる光信号を集約及び構成するハードウェアとアルゴリズムとを実装している。本明細書の実施形態はさらに、開示を利用して、性能メトリック、光信号構成パラメータ、及びこれらの光信号を搬送するためのファイバ能力間の関係も導入する。
【００４２】
図１Ａ〜１Ｃは、本開示の例示的な実施形態によるファイバ通信システムで利用することができる近似信号発光スペクトルを示す。ここで図１Ａを参照すると、ＬＥＤ（発光ダイオード、図示せず）の発光スペクトル１００が示されている。発光スペクトル１００は、放射光１０６の波長１０４（ｘ軸）に対するパワー１０２（ｙ軸）を表す。レーザーダイオードは、順バイアスモードで動作する半導体接合部から実装される。その接合部の電子は、より高いエネルギー状態からより低いエネルギー状態に移行する。このような過程で、電子のエネルギー状態の差に等しいエネルギーを有する光子が放出される。これは、図１Ａに示すように、ＬＥＤに存在する光の自然放出を表す。
【００４３】
ここで図１Ｂを参照すると、ファブリペローレーザーダイオード（ＦＰＬＤ）又は垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）などのレーザーダイオードの発光スペクトル１０８が示されている。このようなレーザーダイオードはまた、生成された光子が前後に跳ね返り、その経路に沿ってより多くの光子の放出を誘導するように、反射ファセット又はミラーを実装することもできる。この誘導放出、又はレーザ発振により、より高い強度レベルで、高度のコヒーレンスを有する光の放射が得られる。接合部によって形成された活性領域の両側のミラー又はファセットは、光学キャビティを作成する。接合部の状態の変化によって生成されるエネルギーレベルの範囲とともに、そのキャビティの形状によって、レーザーダイオードによって送信される１つ以上の主要な共振波長が決まる。
【００４４】
例示的な実施形態において、ＦＰＬＤは５から１０ナノメートル（ｎｍ）の光学帯域幅を有し、それぞれが通常２ｎｍ未満の出力帯域幅を有する複数の個々の縦モード１１０を生成することができる。一実施形態において、約３００マイクロメートル（μｍ）の長さと約４の屈折率とを有する８５０ｎｍのレーザーダイオードは、長さ１ｍｍの１５５０ｎｍのレーザーダイオードと同様の０．３ｎｍの縦モード間隔を有し得る。例えば、レーザーダイオードを加熱又は冷却することにより、キャビティの長さ又は屈折率を変更すると、モードのコム全体がシフトし、その結果、出力波長がシフトする場合がある。
【００４５】
ここで図１Ｃを参照すると、分布帰還型レーザーダイオード（ＤＦＢＬＤ）などのレーザーダイオードの発光スペクトル１１２が示されている。光信号源では、主要なレーザ発振波長は、半導体接合部の電子状態間のバンドギャップに基づいて光を生成する広波長域を提供する材料と、波長を制限する多数の共振モードをもたらすキャビティの長さとに依存する。主要なレーザ発振波長はさらに、共振を単一の縦モード１１４にさらに制限する一方で、隣接する縦モード１１６をさらに抑制するキャビティの構造特性に依存する。したがって、ＤＦＢＬＤは、周期的な屈折率の変化により、図１Ｃに示されるように、共鳴を実質的に単一の波長、すなわち縦モード１１４に制限することができる。
【００４６】
ここ及び以下でさらに説明する実施形態によれば、光源は、ＬＥＤ、ＦＰＬＤ、ＶＣＳＥＬ、及びＤＦＢＬＤを含む。しかしながら、本開示を読んで理解した後、当業者は、本出願の範囲から逸脱することなく他の光源を実装できることを理解するであろう。本明細書で説明される光源は、電気信号を光信号に変換することができ、構造的に大幅に異なるデバイスであり得る。例示的な実施形態において、レージング光源は半導体デバイス／チップ上に製造することができる。例えば、ＬＥＤ及びＶＣＳＥＬは、光がチップの表面から放出されるように半導体ウェーハ上に製造されることができる。ＦＰＬＤは、チップの側面から光が放出されるようにチップの中央に作られたレーザキャビティから製造されることができる。
【００４７】
ＬＥＤは最も安価な光源であるが、他のほとんどの光源よりも低い出力を生成する。また、ＬＥＤはより大きな発散光出力パターンを生成し（上記の図１Ａを参照）、ＬＥＤをファイバに結合するのに利用可能なアプリケーションを減らす。しかしながら、ＬＥＤ及びＶＣＳＥＬは、本明細書で説明する他の光源と比較して、一般に製造が安価である。例えば、ＦＰＬＤとＤＦＢＬＤは、デバイス内にレーザキャビティを作成する必要があるため、製造コストが高くなるが、このような光源からの出力光はより狭く、シングルモードファイバにより容易に結合される。
【００４８】
ＤＦＢＬＤは、ＦＰＬＤよりも狭いスペクトル幅を有するため、長尺ファイバリンクでの色分散が少なくなる。ＤＦＢＬＤはＦＰＬＤよりも製造コストが高いが、より線形性の高い出力を生成する。すなわち、光出力は電気入力に直接従い、ＡＭ  ＣＡＴＶシステムと長距離及びＤＷＤＭシステムの光源として好ましい場合がある。以下に説明する実施形態によれば、これらの光源の多くは、以下に説明する有利な構造的構成に従って、代替的に及び／又は一緒に利用することができる。
【００４９】
図２Ａ〜２Ｃは、図１Ｃに示した例示的な発光スペクトルによる異なる縦モードからの複数の信号の相互作用を示す。光ファイバ配信システムには、非線形挙動の多くの潜在的な原因がある。非線形挙動の既知の原因の１つは、エルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）などの光増幅器である。ただし、増幅器が存在しない場合でも、ファイバの非線形性は、屈折率が光パワー（光電力）と共に変化するときに発生する、相互位相変調（ＣＰＭ）、自己位相変調（ＳＰＭ）、及び／又は四波混合（ＦＷＭ）などからパフォーマンスに影響を与える可能性がある。
【００５０】
ここで図２Ａを参照すると、第１の主要縦モード２０２を生成し、かつ第１の隣接縦モード２０４を抑制する第１信号源（図示せず）の発光スペクトル２００が示されている。図２Ｂは、第２の主要縦モード２０８を生成し、かつ第２の隣接縦モード２１０を抑制する第２の信号源（図示せず）の発光スペクトル２０６を示す。例示的な実施形態において、第１及び第２の信号源は互いに異種である。図２Ｃは、第１及び第２の信号源の重ね合わせ発光スペクトル２１２を表す。
【００５１】
ここで図２Ｃを参照すると、隣接する搬送波間の相互変調を示すために非線形効果の一種が示されている。この実施例において、第１の主要縦モード２０２及び第２の主要縦モード２０８は、それぞれの抑制された第１の隣接縦モード２０４及び第２の隣接縦モード２１０と共に、第１及び第２の信号が同じファイバ上で相互変調される場合に生じ得るような波長スペクトルに沿って離間している。この実施例において、同じファイバでの２つの信号の同時送信により、隣接する縦モード２０４、２１０のスペクトル内にノイズアーチファクト２１４が生成される。ノイズアーチファクト２１４（１）及び２１４（２）は、第１及び第２の信号の干渉から生じる非線形成分を含む。ノイズアーチファクト２１４は、第１及び第２の信号が異種でフィルタリングされていない場合に管理がより困難である。
【００５２】
また、温度、電流、変調帯域幅などの様々なパラメータが変化すると、それぞれの信号の発振波長がシフトしたり、異なるレージングモードが支配的になったりするため、動作中のノイズアーチファクトの可能性と重要性がさらに増加する。これらの理由により、従来のシステムは、同じファイバを介して異種信号を送信しない。一方、本明細書で開示するシステム及び方法によれば、異なる波長で伝送される複数の異種光信号は、従来の通信ネットワークで発生する干渉問題を管理及び軽減することにより、単一のファイバを介して送信される。
【００５３】
図３は、図１及び２に関して上述した原理を実施する例示的なファイバ通信システム３００の概略図である。システム３００は、光ハブ３０２と、光配信センター（ＯＤＣ）３０４と、ディープノード３０６と、エンドユーザ３０８とを含む。エンドユーザ３０８は、１つ以上のダウンストリーム終端ユニットであり、例えば、顧客デバイス又は顧客施設３０８（１）（例えば、ホーム加入者、共同住宅加入者、又は住宅の無線周波オーバーガラス（ＲＦｏＧ）加入者）、ビジネスユーザー３０８（２）（ビジネスＥＰＯＮ加入者とのポイントツーマルチポイントファイバネットワークを含む）、光ネットワークユニット（ＯＮＵ、図示せず）、又はセルラー基地局３０８（３）（スモールセル基地局を含む）であり得る。光ハブ３０２は、例えば、中央局、通信ハブ、又は光回線端末（ＯＬＴ）である。例示的な実施形態において、システム１００は、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）及びコヒーレント高密度波長分割多重化（ＤＷＤＭ）ＰＯＮアーキテクチャを利用する。ＯＤＣ３０４は、ディープノード３０６とは別個であってもよく、又は同じＯＤＣ装置構造内に少なくとも１つのディープノードを含むハイブリッドアーキテクチャ（図１２参照）を含んでもよい。
【００５４】
光ハブ３０２は、長尺ファイバ３１０によって光配信センター３０４と通信する。例示的な実施形態において、長尺ファイバ３１０は一般に、長さが約３０キロメートル（ｋｍ）であるが、以下に説明するように様々であり得る。しかしまがら、本明細書に提示される実施形態によれば、１００ｋｍから３００ｋｍの間、及び最大１０００ｋｍまでなど、より大きい長さが考えられる。オプションとして、長尺ファイバ３１０は、それぞれダウンストリーム及びアップストリーム通信専用の２つの別個のファイバであってもよい。
【００５５】
例示的な実施形態において、光配信センター３０４は、短尺ファイバ３１２と、同軸ケーブル３１４とを介して直接的に、及び／又は介在するディープノード３０６を介して間接的にエンドユーザ３０８と接続する。同軸ケーブル３１４上の信号電力は、ケーブル経路に沿って配置された増幅器３１６によって増幅されることができる。例示的な実施形態において、個々の短尺ファイバ３１２は、一般に５０００フィート（１５２４ｍ）未満の距離にわたる。
【００５６】
この実施例において、ファイバ通信システム３００はケーブルアクセスネットワークを表しており、５ｋｍから１４０ｋｍの範囲の距離に及ぶ可能性がある。この範囲では、相互作用の時間（共通距離）に依存する信号挙動が考慮事項である。このような挙動は、ファイバの非線形効果、分散などを含む。典型的なアクセスネットワークは、単一のファイバを多くのサブパスに分割する場合があり、サブパスに沿って大きな電力損失（例えば、３２分割の場合、最大１８デシベル（ｄＢ）の損失）を引き起こす可能性がある。堅牢性の低い信号特性により、一部の信号タイプは、隣接信号によって生成されるノイズの影響を受けやすくなり、光搬送波がより高いパワーを示す。
【００５７】
これらの問題に対処するために、光ハブ３０２は、インテリジェント構成ユニット３１８と少なくとも１つの送信機３２０とをさらに含む。オプションとして、アップストリーム通信が望まれる場合、光ハブ３０２は少なくとも１つの受信機３２２をさらに含む。インテリジェント構成ユニット３１８は、プロセッサ３２４と信号マルチプレクサ３２６とをさらに含む。図６〜１１に関して以下でさらに説明するように、プロセッサ３２４は、同じ長尺ファイバ３１０を介したマルチプレクサ３２６による送信のための最適なスペクトル分布に沿って複数の異種光信号を分析及び集約するように機能する。
【００５８】
インテリジェント構成ユニット３１８は、以下のパラメータ：光パワー；変調フォーマット；変調帯域幅；偏波多重；前方誤り訂正を含むチャネル符号化／復号化；及びファイバ長のうちの１つ以上を測定及び制御することにより、複数の異種信号を分析（すなわち、プロセッサ３２４により）及び集約（すなわち、マルチプレクサ３２６により）するように動作する。したがって、インテリジェント構成ユニット３１８は、長尺ファイバ３１０の容量を最大化して、複数の異種信号をＯＤＣ３０４に送信することができ、多重化異種信号を分離（逆多重化）し、ディープノード３０６などの個々のハイブリッドファイバ同軸（ＨＦＣ）光ノードに、システム３００の既存のＨＦＣノードサービングエリア内の拡大するエンドポイントまで、個別に送信することができる。例示的な実施形態において、これらのエンドポイントは、容量不足に応じて連続するノード分割により生成された特定の追加の信号伝送経路に沿って、追加のディープノード３０６を連続して、又はカスケードで含むことができる。
【００５９】
本明細書の実施形態によれば、既存の光ファイバネットワークを介した異種信号の光伝送は、単一の光信号のみを伝送する既存のファイバの容量を大幅に改善する。１つの光信号のみを伝送する光ファイバには、一般に他の光信号との相互作用がないため、その特定の伝送のパフォーマンスを最適化する際に考慮するパラメータがほとんどない。単一の光信号伝送の場合、パフォーマンス最適化の考慮事項は、信号がそれ自体に生成する制限と光伝送媒体の線形及び非線形要因のみに依存する。
【００６０】
一方、複数の異種光信号の同時送信は、いくつかの信号間で様々な異なる変調フォーマットと構成パラメータに対処する。本最適化スキームは、異なる光信号間に存在する性能依存性、及びそれらが共同使用するファイバ媒体に基づいて、構成パラメータをさらに選択する。
【００６１】
インテリジェント構成ユニット３１８は、特定の基準に従って複数の異種光信号を多重化して、異なるタイプの光信号間の干渉を最小限に抑えながら信号伝送の品質を最適化するように機能する。インテリジェント構成ユニット３１８は、プロセッサ３２４を用いて異なるタイプ（例えば、アナログ、直接、コヒーレントなど）の入力光信号を分析し、信号マルチプレクサ３２６を利用して信号を多重化して、異なる信号が互いに実質的に干渉することなく長尺ファイバ３１０の全長にわたって共存できるようにする。インテリジェント構成ユニット３１８は、図４及び５に関して以下に示すように、ＯＤＣ３０４が異種の信号タイプを互いに分離（逆多重化）し、そのタイプの信号を受信できる特定のエンドユーザ３０８に短尺ファイバ３１２を介して別々に送信できるようにＯＤＣ３０４と協働する。
【００６２】
例示的な実施形態において、ＯＤＣ３０４は、１段の光学フィルタとして機能し、長尺ファイバ３１０を介してインテリジェント構成ユニット３１８からの入力多重化異種信号を、短尺ファイバ３１２を介して別個の出力同種信号タイプに分離する。出力この実施形態において、ＯＤＣ３０４は、純粋な光学入力／光学出力フィルタとして機能する。代替的な実施形態において、ＯＤＣ３０４はさらに、１つ以上の出力同種信号をケーブル３１４で送信される電気信号に変換することができる。ディープノード３０６が信号経路に沿って実装される場合、特定の搬送波タイプの同種の信号を特定のディープノード３０６でフィルタリングし、特定のエンドユーザ３０８への継続的な送信のために特定の帯域幅を出力することができる。代わりに、ＯＤＣ３０４から展開されるファイバは、エンドユーザ３０８のそれぞれ又は一部への直接的な高速ファイバランを含むことができる。
【００６３】
したがって、ＯＤＣ３０４とカスケード式のディープノード３０６は、柔軟なスペクトルフィルタとして一緒に機能し、ディープノード３０６は、所望の特定の帯域幅に合わせて調整される。対照的に、従来のフィルタリング技術は、ファイバループに波長をドロップ又は追加することが知られている。したがって、本明細書で開示される波長及びファイバ共同使用技術は、最終的なユーザーのバリエーションに到達するための費用効果の高い実装をもたらすことができ、ＥＰＯＮ及びＧＰＯＮシステムの進化した実装も、本明細書で開示されるシステム及び方法と互換性がある。この有利な構成により、異なる搬送波タイプの複数の信号が、従来は単一の信号タイプのみに使用されていた同じ長尺ファイバを効果的に「再利用」し、異なる信号タイプ用の新しいファイバを再びトレンチングする必要をなくす。
【００６４】
図４及び５は、図３に関して上述した原理を用いるための代替的なシステムの実現を示す。代替的なシステムの実現は両方とも、それぞれダウンストリーム及びアップストリーム伝送用の少なくとも１つの長尺ファイバ内で異種の光信号を集約するように構成され、それによりケーブルネットワークの光アクセス環境で現在利用可能なファイバを活用する。より効率的なファイバ利用が望まれる場合、インテリジェント構成ユニット３１８の波長制御及び管理機能を利用することにより、ダウンストリーム及びアップストリーム伝送の両方を単一のファイバに配置することができる。ただし、このような場合、方向（アップストリーム又はダウンストリーム）ごとの波長スペクトルの量は半分に減少する。例示的な実施形態において、光サーキュレータがファイバリンクの両端で使用され（例えば、システム３００、４００、５００）、単一のファイバを介したこの双方向の代替的な方法をさらに可能にする。したがって、図４及び５にそれぞれ示される両方の代替的なシステムは、それらが光ビート干渉を実質的に含まない（ＯＢＩがない）ように維持されることができる。
【００６５】
図４及び５に示す例示的な代替案では、両方のシステムがケーブルファイバ配信ネットワークを実現するために示されている。それにもかかわらず、当業者は、本明細書の記述及びその添付図面を読んで理解した後、そのように開示された原理及び技術をセルラー配信ネットワーク、デジタル加入者線（ＤＳＬ）ベースの配信ネットワークなどの他のタイプの光配信ネットワークに適用できることを理解するであろう。
【００６６】
次に図４を参照すると、例示的なファイバ通信システム４００の概略図が示されている。システム４００は、複数の光源の波長調整機能を活用することができる。上記のシステム３００と同様に、システム４００は、光ハブ４０２と、ＯＤＣ４０４と、エンドユーザ４０６とを含む。光ハブ４０２は、ダウンストリーム長尺ファイバ４０８及びオプションのアップストリーム長尺ファイバ４１０を介してＯＤＣ４０４と通信する。ＯＤＣ４０４は、短尺ファイバ４１２を介してエンドユーザ４０６と通信する。説明を簡単にするために、ディープノードとケーブルは示されていないが、図３に関して上述したと同様に、短尺ファイバ４１２の信号経路に沿って実装することができる。
【００６７】
光ハブ４０２は、ダウンストリーム送信部４１４とオプションのアップストリーム受信部４１６とを含む。例示的な実施形態において、ダウンストリーム送信部４１４は、アナログダウンストリーム送信機４１８、強度変調直接検出（ＩＭ−ＤＤ）ダウンストリーム送信機４２０、及びコヒーレントダウンストリーム送信機４２２の少なくとも２つを含む。エンドユーザ４０６は、エンドユーザ３０８（図３）と同等であり、例えば、１つ以上のダウンストリーム終端ユニットを含むことができる。例示的な実施形態において、エンドユーザ４０６は、アナログダウンストリーム受信機４２４、ＩＭ−ＤＤダウンストリーム受信機４２６、及びコヒーレントダウンストリーム受信機４２８の少なくとも２つを含む。
【００６８】
オプションとして、アップストリーム通信が（すなわち、アップストリーム長尺ファイバ４１０を介して）望まれる場合、アップストリーム受信部４１６は、アナログアップストリーム受信機４３０、ＩＭ−ＤＤアップストリーム受信機４３２、及びコヒーレントアップストリーム受信機４３４の少なくとも２つを含む。この例示的な実施形態において、エンドユーザ４０６は、アナログアップストリーム送信機４３６、ＩＭ−ＤＤアップストリーム送信機４３８、及びコヒーレントアップストリーム送信機４４０の少なくとも２つを含む。
【００６９】
動作中、光ハブ４０２は、インテリジェント構成ユニット３１８（図３）と同等のインテリジェント構成ユニット４４２をさらに含み、インテリジェント構成ユニット４４２は、異なるタイプの入力光信号４４４（例えば、アナログ光信号４４４（１）、ＩＭ−ＤＤ光信号４４４（２）、コヒーレント光信号４４４（３）など）を分析し、入力光信号４４４を一緒に多重化し、異なる信号が互いに実質的に干渉することなく長尺ファイバ４０８の全長にわたって共存できるようにする。インテリジェント構成ユニット４４２は、ＯＤＣ４０４が異種信号タイプを互いに分離（逆多重化）し、そのタイプの信号を受信できる特定のエンドユーザ４０６に短尺ファイバ４１２を介して別々に送信することができるように、ＯＤＣ４０４と連携して動作する。例えば、アナログ光信号４４４（１）は、エンドユーザ４０６（１）のアナログダウンストリーム受信機４２４によって受信され、ＩＭ−ＤＤ光信号４４４（２）は、エンドユーザ４０６（２）のＩＭ−ＤＤダウンストリーム受信機４２６によって受信され、コヒーレント光信号４４４（３）は、エンドユーザ４０６（３）のコヒーレントダウンストリーム受信機４２８によって受信される。
【００７０】
例示的な実施形態において、インテリジェント構成ユニット４４２は、入力光信号４４４を多重化、集約、及び結合するようにも機能する単一のインテリジェントデバイスである。代替的な実施形態において、多重化、集約、及び結合機能は、別個の受動デバイス（図示せず）によって実行されることができる。別の代替案によれば、このような別個のデバイスは、インテリジェント構成ユニット４４６による何らかのレベルの制御及び管理を受けるように十分なインテリジェンス機能を含む。いくつかの実施形態において、インテリジェント構成ユニット４４６は、例えば、共存及び／又はシステムのパフォーマンスを改善のために特定のチャネルを使用しかつ特定の条件で動作するように構成できるレーザを含む、信号を監視及び操作するように機能する別個のデバイスを管理及び制御するスタンドアロンデバイスである。このような別個のデバイスのいくつかは、インテリジェント構成ユニット４４６によって直接制御されてもよく、インテリジェント構成ユニット４４６は、この実施例において、情報を抽出して入力光信号４４４の直接操作を可能にする別個のデバイスに送信するために制御及び通信インターフェース（図示せず）をさらに含む。このような別個の装置は、例えば、制御チャネル（図示せず）を介したインテリジェント構成ユニット４４４との間接的な通信によって代替的に制御される。いくつかの実施形態において、インテリジェント構成ユニット４４６は、別個のマルチプレクサ、アグリゲータ、及び／又はコンバイナと一体構造で組み合わされる。
【００７１】
例示的な実施形態において、ＯＤＣ４０４は、波長フィルタ４４６を含み、波長フィルタ４４６は、ダウンストリーム伝送用に実装され、光ハブ４０２とＯＤＣ４０４との間の単一ファイバ多波長媒体（すなわち、ダウンストリーム長尺ファイバ４０８）から、ＯＤＣ４０４とエンドユーザ４０６のそれぞれの終端デバイスとの間のファイバ環境（すなわち、短尺ファイバ４１２）ごとの複数ファイバ／単一波長へ、効率的に移行する。波長フィルタ４４６は、例えば、波長分割多重化（ＷＤＭ）回折格子、及び／又は周期的アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を含むことができる。例示的な実施形態において、ＯＤＣ４０４はさらに、ダウンストリーム光スイッチ４４８を含み、ダウンストリーム光スイッチ４４８は、インテリジェント構成ユニット４４２からの制御信号を利用して、波長フィルタ４４６からの出力をダウンストリーム短尺ファイバ４１２に沿って送信する。オプションとして、アップストリーム伝送が望まれる場合、ＯＤＣ４０４はさらに、エンドユーザ４０６の光エンドデバイスから来る多くのアップストリーム短尺ファイバからの信号をＯＤＣ４０４の単一ファイバ（すなわち、アップストリーム長尺ファイバ４１０）へ集約する光コンバイナ４５０を含む。光コンバイナ４５０は、ＷＤＭ回折格子又はスプリッタを含むことができる。この構成では、ＯＤＣ４０４はさらに、短尺ファイバ４１２と光コンバイナ４５０との間にアップストリーム光スイッチ４５２を含むことができ、これらは一緒に、以下でさらに説明するインテリジェント構成ユニット４４２の波長間隔及び調整プロセスと連携して、異なるアップストリーム光搬送波を単一のアップストリーム異種波長多重化信号に結合するように機能する。この集合アップストリーム異種信号は、ＯＤＣ４０４からアップストリーム長尺ファイバ４１０を介して光ハブ４０２に伝送される。
【００７２】
例示的な実施形態において、光ハブ４０２内のデータストリームは、光ハブ４０２がサービスを提供するエリア全体にわたって（上記図３も参照）特定のＯＤＣと通信し又は特定のＯＤＣと接続されている、様々な光ダウンストリーム送信機４１８、４２０、４２２及びアップストリーム受信機４３０、４３２、４３４からの受信／への送信の目的で関連付けられる。この実施形態において、インテリジェント構成ユニット４４２は、特定のターゲット加入者（すなわち、エンドユーザ４０６）に到達するために、波長フィルタ４４６（ＷＤＭ回折格子又はデマルチプレクサ）の既知の機能及び構成を利用して、ダウンストリーム送信機４１８、４２０、４２２の波長、帯域幅、変調タイプなどの光信号パラメータをさらに構成するように構成されている。
【００７３】
代替的な実施形態において、オプションとして、ダウンストリーム光スイッチ４４８はＮｘＮ光スイッチであり、インテリジェント構成ユニット４４２はさらに、ダウンストリーム光スイッチ４４８に制御メッセージを送信して、加入者をターゲットにする特定の性能特性及び信号タイプに特定のポート（図示せず）を関連付けるようにさらに構成され、それによりサービスの種類に大きな柔軟性が提供され、波長システム４００は特定のターゲット加入者専用にすることができる。コストの考慮がより重要な代替的な実施形態において、ＮｘＮスイッチは、パラメータを調整する際により大きな柔軟性を必要とする特定の加入者（例えば、ビジネス）のみをカバーするようにサイズ設定されることができる。例えば、住宅加入者は、特定の波長割り当てとサービス構成に固定されることができる。
【００７４】
この実施形態において、逆の伝送方向の場合、適切な波長が光ハブ４０２内の適切な受信機タイプ（例えば、アップストリーム受信機４３０、４３２、４３４）に送られるように、アップストリーム信号フローがインテリジェント信号構成ユニット４４２によって制御される。対照的に、従来の光ノードは、それぞれ１つの信号タイプのみを提供し、波長又は信号タイプに基づいて信号トラフィックを操作又はルーティングするようにさらに機能しないことがある。このような従来のノードの場合、送信信号の特性は一般に、意図するサービスに基づいて固定される。したがって、アップストリーム方向の信号処理は、ダウンストリーム方向の信号処理と実質的に同等であるが、逆である。例えば、ＯＤＣ４０２がダウンストリーム伝送用にインテリジェント構成ユニット４４２から受信する各コマンドに対して、インテリジェント構成ユニット４４２は、アップストリーム伝送を目的とする対応するコマンドを生成し得る。オプションの実施形態において、アップストリーム伝送は、波長マルチプレクサの代わりに受動コンバイナ（図示せず）を利用してチャネルを集約する。
【００７５】
例示的な実施形態において、ファイバ通信システム４００は、各コヒーレント光信号４４４（３）に対して少なくとも１つのコヒーレントトーン対を生成するための光周波数コムジェネレータ（図示せず）を含み、実装するようにさらに構成されることができ、各コヒーレント光信号４４４（３）は、ダウンストリームの長尺ファイバ４０８を介してＯＤＣ４０４に送信する前に、インテリジェント構成ユニット４４２内で又はインテリジェント構成ユニット４４２と通信する別個のデバイス（上述）によって多重化される。この例示的なアーキテクチャ及び処理は、参照により本明細書に組み込まれる、２０１６年１０月３日に出願された同時係属中の米国特許出願第１５／２８３，６３２号により詳細に記載されている。
【００７６】
本明細書で説明される実施形態の実施は、ハイブリッドファイバ同軸（ＨＦＣ）アーキテクチャを他のタイプのファイバアーキテクチャ、並びにより深いファイバアーキテクチャに移行するのに有用である。典型的なＨＦＣアーキテクチャは、ＯＤＣからハブ（例えば、ファイバ４０８、４１０）までに利用できるファイバ素線が非常に少ない傾向があるが、旧来のＨＦＣノードからエンドユーザ（例えば、光ファイバ４１２）までの一般的な短い距離をカバーするために多くのファイバ素線を配置することができる。本明細書で説明する例示的な実施形態において、光ハブ４０２とＯＤＣ４０４との間に２つのファイバ（すなわち、ファイバ４０８、４１０）が示され、１つ以上の旧来のＨＦＣファイバノードを含むことができる。すなわち、１つのファイバ（すなわち、ダウンストリームファイバ４０８）がダウンストリーム信号に利用され、もう１つのファイバ（すなわち、アップストリームファイバ４１０）がアップストリーム信号に利用される。本明細書の有利な構成を利用することにより、より深いファイバの又は全ファイバの移行スキームが、ＯＤＣ又はＨＦＣノードから光ハブへのファイバの再トレンチングの必要性を大幅に最小化することができる。上述のように、図４には２つのファイバ（すなわち、ファイバ４０８、４１０）が示されているが、本システム及び方法は、例えば、以下でさらに説明する追加の光サーキュレータ及び波長管理を利用して、単一のファイバのみで実施することもできる。
【００７７】
従来のファイバアクセスネットワークアーキテクチャは、従来のモードでアナログ信号のみを送信するが、本明細書で開示される有利なアーキテクチャはさらに、インテリジェント構成ユニット及びＯＤＣの実装により、図６〜１０を参照して以下でさらに説明するように、利用可能な信号帯域幅の占有率に基づいて同じ長尺ファイバを介して直接光信号及びコヒーレント光信号を同時に送信できる。したがって、この新規なアーキテクチャ及び処理方法は、ハブからノードまでの長尺ファイバを再利用したいケーブル環境向けに特に最適化されている。本明細書で説明する実施形態は、リモートＰＨＹの解決策、ファイバノードに含まれるリモートケーブルモデム終端システム（ＣＭＴＳ）、コヒーレント及び非コヒーレントＤＷＤＭ−ＰＯＮアーキテクチャ、非コヒーレントＩＭ−ＤＤアーキテクチャ、及び／又は長尺システムにおけるイントラダイン、ホモダイン、及びヘテロダインコヒーレント検出スキームにも適合させることができる。
【００７８】
例示的な実施形態において、ファイバ通信システム４００は、波長調整及び選択可能な固定波長をさらに実現するように構成されている。具体的には、光信号４４４になる様々な光源は、波長調整機能を最適に有するか、固定光波長源の場合、光源は本明細書で説明する割り当て及び最適化基準に従って実装され得るように選択することができる。上記のように、従来のネットワークでは一般に、光ハブと旧来のノードとの間に予備のファイバがほとんどない。したがって、１つのファイバがダウンストリーム方向の伝送に利用可能であると推定され、１つのファイバがアップストリーム方向に利用可能であると推定され、どちらも一般にハブからノードまでの数十キロメートルの距離をカバーする。ダウンストリーム及びアップストリーム伝送のそれぞれに単一のファイバのみを使用するという要件は、ハブとノードとの間のファイバの再トレンチングを許可しない。ただし、本明細書で開示される新規なシステム及び方法によれば、新しいファイバの設置は、ＯＤＣ、旧来のＨＦＣファイバノード間、より深いノード間、企業のエンドデバイス間、及び／又は基地局間又は家庭間（ファイバツーホームアーキテクチャの場合）の非常に短い距離でのみ（たとえば、短尺ファイバ４１２）実施する必要がある。このような新しいファイバの延長は、一般に、数千メートルを超えない。この新規なアーキテクチャによれば、旧来のＨＦＣファイバノードは、多くのファイバセグメントがこれらの新しい光終端デバイス又は光エンドデバイスに向けて始まるＯＤＣに効果的に変換されることができる。
【００７９】
例示的な実施形態において、システム４００のアクセスネットワークファイバトポロジーは、ケーブルで使用されるサブキャリア多重化チャネルなどのアナログ変調光搬送波；非ゼロ復帰（ＮＲＺ）、ゼロ復帰（ＲＺ）、ＰＡＭ４及びＰＡＭ８を含むパルス振幅変調（ＰＡＭ）などの直接検出機構を用いたベースバンドデジタル変調信号；差動位相シフトキーイング（ＤＰＳＫ）及び差動直交位相シフトキーイング（Ｄ−ＱＰＳＫ）などの差動検出信号；バイナリ位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）、直交位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）、高次直交振幅変調（ＱＡＭ）などのコヒーレント変調光信号；及びコヒーレント変調のための偏波多重伝送技術を含むがこれらに限定されない光源からの信号を実現する。
【００８０】
ファイバ通信システム４００の環境内でのさらなる動作において、それぞれのコンポーネントの波長は、異なる条件下で変化する可能性がある。状況によっては、２つの信号波長が互いに十分に接近すると、それぞれの信号間の干渉レベルが増加する場合がある。このような２つの信号波長が重なり合っている場合、光ビート干渉も発生する可能性がある。例示的な実施形態において、レーザーダイオードを実装することができ、レーザーダイオードは、温度制御及び／又は周波数調整制御（Ｔ／Ｆ  Ｃｔｒｌ）機能を有し、特定の許容値内の特定の望ましい間隔で信号波長を分離することができるように信号波長を維持するように構成されている。ファイバ通信システム４００の例示的な実施形態によれば、ネットワーク内のそれぞれの送信機及び受信機に対して少なくとも１つのレーザーダイオードが実装される。一実施形態において、Ｎ個の波長を使用するＮ個の加入者（例えば、エンドユーザ４０６）に対して、少なくとも２個の長尺ファイバ（例えば、長尺ファイバ４０８、４１０）が必要である。代わりに、２Ｎ個の波長、すなわち、Ｎ個のダウンストリーム波長とＮ個のアップストリーム波長を使用するＮ加入者に対して単一のファイバを使用することができる。
【００８１】
図５は、代替的なファイバ通信システム５００の概略図である。ファイバ通信システム５００は、ファイバ通信システム５００が波長フィルタリング技術及び注入同期技術を利用することを除いて、ファイバ通信システム３００（図３）及び４００（図４）と同様であり、これらの技術も同時係属中の米国特許出願第１５／２８３，６３２号により詳細に記載されている。ファイバ通信システム５００は、光ハブ５０２と、ＯＤＣ５０４と、エンドユーザ５０６とを含む。光ハブ５０２は、ダウンストリーム長尺ファイバ５０８及びアップストリーム長尺ファイバ５１０を介してＯＤＣ５０４と通信する。ＯＤＣ５０４は、短尺ファイバ５１２を介してエンドユーザ５０６と通信する。説明を簡単にするために、ディープノードとケーブル（例えば、同軸）は示されていないが、図３及び４に関して上述した実施形態と同様に、短尺ファイバ５１２の信号経路に沿って実装することができる。
【００８２】
光ハブ５０２は、ダウンストリーム送信部５１４とオプションのアップストリーム受信部５１６とを含む。例示的な実施形態において、ダウンストリーム送信部５１４は、アナログダウンストリーム送信機５１８、偏波多重ＩＭ−ＤＤダウンストリーム送信機５２０、及びコヒーレントダウンストリーム送信機５２２の少なくとも２つを含む。エンドユーザ５０６は、エンドユーザ３０８（図３）及びエンドユーザ４０８（図４）と同等であり、例えば、１つ以上のダウンストリーム終端ユニットを含むことができる。例示的な実施形態において、エンドユーザ５０６は、アナログダウンストリーム受信機５２４、偏波多重ＩＭ−ＤＤダウンストリーム受信機５２６、及びコヒーレントダウンストリーム受信機５２８の少なくとも２つを含む。オプションとして、アップストリーム通信が（すなわち、アップストリーム長尺ファイバ５１０を介して）望まれる場合、アップストリーム受信部５１６は、アナログアップストリーム受信機５３０、偏波多重ＩＭ−ＤＤアップストリーム受信機５３２、及びコヒーレントアップストリーム受信機５３４の少なくとも２つを含む。この例示的な実施形態において、エンドユーザ５０６は、アナログアップストリーム送信機５３６、偏波多重ＩＭ−ＤＤアップストリーム送信機５３８、及びコヒーレントアップストリーム送信機５４０の少なくとも２つを含む。図５の例示的な実施形態において、偏波多重ＩＭ−ＤＤリンクが示されている。それにもかかわらず、本システム及び方法は、偏波多重されていないサブセットリンクを利用して実施することができる。本明細書で説明される注入同期技術は、有利なことに、偏波多重とＩＭ−ＤＤの新規な組み合わせを可能にする。
【００８３】
動作中、光ハブ５０２は、インテリジェント構成ユニット３１８（図３）及び４４２（図４）と同等のインテリジェント構成ユニット５４２をさらに含み、複数の機能を有するスタンドアロン又は統合デバイス、又は様々な信号を多重化、集約、及び／又は結合する他のデバイスと通信する別個のデバイスであり得る。インテリジェント構成ユニット５４２は、ＯＤＣ５０４が異種信号タイプを互いに分離（逆多重化）し、そのタイプの信号を受信できる特定のエンドユーザ５０６に短尺ファイバ５１２を介して別々に送信することができるように、ＯＤＣ５０４と連携して動作する。
【００８４】
ファイバ通信システム５００の例示的な実施形態において、シード生成器５４４と波長フィルタ５４６とをさらに含む。波長フィルタ５４６は、例えば、ＷＤＭ回折格子を含むことができる。動作中、波長フィルタ５４６は、ネットワークの様々なそれぞれの送信機及び受信機内に実装されたレーザーダイオードの注入同期をサポートする役割を果たす。例示的な実施形態において、送信機５１８、５２０、５２２によって表される様々な光源は、様々なフォーマットを用いて変調される注入同期レーザを含み、上記の同時係属中の米国特許出願第１５／２８３，６３２号に記載されているように、注入同期のためのマスターソース（図示せず）は、高スペクトル純度（狭い線幅）のマルチトーン発生器である。代替的な実施形態において、広帯域波長源を含むがこれに限定されない他の又は追加の光源を実装することができる。本明細書で説明される狭い線幅の光源の実装は、有利なことに、コヒーレント光変調を含む大幅に多様化された変調フォーマットのセットを可能にする。
【００８５】
図５に示す実施形態によれば、波長フィルタは、有利なことに、マルチトーン光信号を個々の波長に分離して、レーザを注入同期するように実装することができる。また、マルチトーン源は様々な場所に配置することができる。例示的な実施形態において、ネットワークの配信部分の複雑さを最小限に抑えるために、マルチトーン源は、ダウンストリーム信号が発生する場所の近くの光ハブ５０２内に配置される。例示的な実施形態において、ＯＤＣ５０４は、分離（逆多重化）波長フィルタ５４８と多重化波長フィルタ５５０とをさらに含む。フィルタ５４８は、例えば、周期的アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を含むことができ、フィルタ５５０は、例えば、ＷＤＭ回折格子又はスプリッタを含むことができる。
【００８６】
図４に示す実施形態と同様に、ファイバ通信システム５００のアクセスネットワークファイバトポロジーは、ケーブルで使用されるサブキャリア多重化チャネルなどのアナログ変調光搬送波；ＮＲＺ、ＲＺ、ＰＡＭ４及びＰＡＭ８などのＩＭ−ＤＤ機構を用いたベースバンドデジタル変調信号；ＤＰＳＫ及びＤ−ＱＰＳＫなどの差動検出信号；ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、高次ＱＡＭなどのコヒーレント変調光信号；図５に示すＩＭ−ＤＤ構成に示すように、コヒーレント変調と非コヒーレント変調のための偏波多重伝送技術を含むがこれらに限定されない光源からの信号を実現する。
【００８７】
代替的な実施形態において、ファイバ通信システム５００はさらに、２つの異なるレーザによって受信される共通の注入同期光源（図示せず）の高いスペクトル純度を活用することによりコヒーレントリンクを実装するように構成されているが、レーザへの往復経路の１つは位相が９０度シフトしている。この位相シフトにより、２つの直接変調レーザーダイオードを使用したコヒーレントＱＡＭ変調信号に必要なＩパス及びＱパスが生成される。この技術は、上記の同時係属中の米国特許出願第１５／２８３，６３２号に記載されているように、４つの直接変調レーザーダイオードで２つの偏波に拡張し、それにより偏波多重を実現することができる。さらなる代替的な実施形態において、偏波多重は、共通の注入同期光源を共同使用する少なくとも２つの直接検出リンクを利用することにより達成されることができる。したがって、結果として得られる２つの注入同期送信機は、共通の注入同期光源によって同期化されると、偏波多重化されることができる。この実施形態において、本明細書で説明する光の強度変調は、レーザーダイオード電流の直接変調によって達成することができる。しかしながら、本システム及び方法はまた、外部の変調器を使用する電気光学技術及び電界吸収強度変調技術などの他の強度変調技術を利用することもできる。
【００８８】
ファイバ通信システム５００は、ファイバ通信システム４００とは異なる。システム５００は、有利なことに、システム５００の新規なフィルタリング技術及び等間隔マルチトーンの生成がレーザ発振を固定された波長間の間隔に制限するのに役立つことにより、温度制御又は周波数制御機構の使用を回避することができる。この実施形態によるシステム及び方法はさらに、有利なことに、光ビート干渉の除去をももたらす。システム５００はさらに、システム４００が、ファイバスペクトルを完全に使用するＮ個の加入者に２個のファイバを利用し、システム５００が、単一ファイバスペクトルの半分を使用する注入同期用の非変調光搬送波を利用する点で、システム４００と異なる。したがって、この実施例において、２個のファイバが利用可能であり、１つのファイバスペクトルの半分をダウンストリームデータに使用し、１つのファイバスペクトルの半分をアップストリームデータに使用し、１つのファイバスペクトルの半分を非変調光搬送波に使用し、２個のファイバのファイバスペクトルの残りの半分は使用しない。したがって、３個のファイバを利用する場合、第１ファイバのスペクトル全体をダウンストリームデータ伝送に使用し、第２ファイバのスペクトル全体をアップストリームデータ伝送に使用し、第３ファイバのスペクトル全体を非変調光搬送波に使用する。したがって、同じ帯域幅でＮ個の光搬送波を搬送するために、システム４００は２個の光ファイバを必要とするが、システム５００は３個の光ファイバを必要とする。この実施例において、システム５００はシステム４００よりも効率的でない。しかしながら、エンドユーザ５０６によって利用されるレーザーダイオード（符号なし）は波長に特注である必要はなく、それにより、システム５００全体にわたって大幅に低い資本支出及び運用支出をもたらす。
【００８９】
さらなる代替的な実施形態において、本発明者らは、光源の一部が波長調整されているか又はフィルタ処理されたチャンネル内に収まる固定波長である波長フィルタリングアーキテクチャを含むがこれに限定されない、システム４００及び５００の原理を合わせて実装するハイブリッドアプローチを考えている。このようなハイブリッドシステムでは、光リンクの少なくとも一部について、光送信機を注入同期するシード光信号を回避することができる。この代替案の例示的な実施形態において、いくつかの光信号は波長調整が可能であり、他の光信号は性能を最適化するために波長及び信号形式に関する事業者の知識を必要とする固定波長を有し、及び／又は波長フィルタリングは、注入同期技術を利用して実施される。
【００９０】
図６Ａ〜６Ｄは、本開示の例示的な実施形態による異種光信号の一連の波長配置のための例示的なプロセス６００を示す。プロセス６００は、ファイバの波長伝送窓を介した光信号のインテリジェント波長マッピング法を（例えば、上述の実施形態によるインテリジェント構成ユニットにより）実行する。例示的な実施形態において、プロセス６００は、光信号波長割り当て及び構成最適化のための１つ以上のアルゴリズムを含み、１つ以上の光リンクリソース及びコンポーネントの特性、光チャネルの状態、及び伝送要件に基づいて容量、堅牢性、及び他の性能目標を達成するためにファイバインフラストラクチャをどのように最適化するかに関する方法論を含む。
【００９１】
プロセス６００は、ファイバインフラストラクチャのトラフィックサービス要件を満たすために、様々な変調フォーマット及び検出スキームを有する様々な光リンクの波長マッピング及び波長割り当ての一方又は両方を提供する。プロセス６００により、有利なことに、光ハブは、利用可能なファイバスペクトルリソースを介して伝送することができる異種信号の量を大幅に増加させることができる。プロセス６００は、プロセッサ（例えば、図３のプロセッサ３２４）によって実装されると、インテリジェント構成ユニットが、使用されるコンポーネント、光リンクのタイプ、及びファイバ通信システム内のアーキテクチャのタイプ及び特性に関する情報を収集することができるように構築されている。例えば、プロセス６００は、特定の信号が調整可能な波長、固定波長、又はフィルタリングされた波長又はハイブリッドアーキテクチャによって表されるか否かを判定するように構成されている。
【００９２】
例示的な実施形態において、プロセス６００はさらに、以下の光搬送波パラメータ／特性：個々の搬送波電力レベル；総搬送波電力；光搬送波の数；搬送波間の波長間隔；使用される変調フォーマット；搬送波の設定可能性；及び搬送波の調整可能性のうちの１つ以上を活用するように構成されている。プロセス６００はさらに、以下のファイバ環境特性：ファイバの種類；増幅デバイス及び／又は損失デバイス（ＥＤＦＡなど）；波長フィルタ又はスプリッタ；及びファイバ配信ネットワークトポロジーのうちの１つ以上をさらに考慮するように構成されることができる。また、プロセス６００は、適切な波長ビンを特定するために、固定波長及び未知波長のレーザーダイオードの測定及び分類をさらに考慮することができる。例えば、波長ビンのサイズは、温度、年数、又はパワーの変動性の評価によって影響を受ける場合がある。例示的な実施形態において、波長が制御可能とみなされる場合、波長は、特定された波長ビン内にとどまると推定される。
【００９３】
プロセス６００のオプションの実施形態において、使用する変調フォーマットに応じて、様々な光信号に対して目標光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）要件が事前に計算され、ルックアップテーブルに生成され、ルックアップテーブルは、プロセス６００の実行中に、各光搬送波の光パワーを制御及び最小化するため、またいくつかの搬送波間の非線形効果／相互作用によりノイズレベルが増加した場合に搬送波の光パワーを調整するために利用することができる。このような非線形効果は、自己位相変調（ＳＰＭ）、相互位相変調（ＣＰＭ）、及び／又は４波混合（ＦＷＭ）を含む。ＳＰＭとＣＰＭの影響は、変調帯域幅が広い信号ほど顕著である。ＦＷＭ及びＣＰＭの影響は、波長のチャネル間隔が狭い／減少するほど顕著になる。ＦＷＭの影響は、信号の色分散が低いほど顕著になる。したがって、ＦＷＭは拡散信号に特に関係する。
【００９４】
また、ノイズの評価は、光源のタイプだけでなく、直接変調又は外部変調のどちらを使用するか、及びＥＤＦＡからのノイズのような増幅器などのデバイスによるノイズの導入や増幅自然放出（ＡＳＥ）／超ルミネセンスにも依存する。
【００９５】
図６Ａは、プロセス６００による当初波長配置のグラフ表示を示す。例示的な実施形態によれば、この初期配置は、複数のアナログ搬送波信号６０６（１）、…６０６（Ｎ）のファイバの波長スペクトル６０４（ｘ軸）にわたる光信号強度６０２（ｙ軸）によって表される。アナログ搬送波信号６０６（キャリア又は搬送波とも呼ばれる）の配置は、例えば、光リンクリソースとネットワークトポロジーの特性の最初の評価後に起こり得る。
【００９６】
例示的な実施形態において、アナログ搬送波６０６は、それらが固定波長の光搬送波を意味するため、当初配置用に選択され、高い信号対雑音比（ＳＮＲ）要件のためにそれぞれの信号を高電力レベルで搬送するアナログ変調リンクを含むことができる。一般に、アナログ搬送波信号は調整可能でないが、多くの場合、波長スペクトル６０４全体にわたってノイズの最大の要因である。アナログ搬送波信号は高い線形性要件を含み、他の信号よりも柔軟性が低いと考えられている。しかしながら、アナログ送信機（例えば、送信機４１８（図４）、５１８（図５））は、特定の周波数に設定することができる。したがって、アナログ搬送波信号６０６の送信周波数は、異なるタイプの他の信号を考慮する前に、搬送波６０６が波長スペクトル６０４全域にわたって広く広がるように選択される。
【００９７】
アナログ信号６０６のパワーレベルが最適化され、それらのノイズレベルが許容可能と見なされ、いくつかの光搬送波が互いに干渉することなく適切に間隔を空けていることをプロセス６００が確認すると、プロセス６００は次の信号を一連の波長配置スキームで配置する。オプションとして、追加の信号を配置する前に、プロセス６００は、アナログ搬送波信号６０６の光搬送波の配置に基づいて波長スペクトル６０４全域にわたるノイズ（図示せず）を最初に計算し、波長スペクトル６０４内の適切に利用可能な波長で追加の搬送波をより最適に配置することができる。
【００９８】
図６Ｂは、図６Ａに示した当初波長配置に続く、プロセス６００による異種光信号の一連の波長配置のグラフ表示を示す。
【００９９】
例示的な実施形態において、次に、最悪のノイズ条件が発生する、すなわちアナログ搬送波信号６０６の配置に比較的近いか又は隣接している波長スペクトル６０４に沿った部分に配置するために、堅牢な光搬送波が選択される。図６Ｂの実施例において、第１のＮＲＺ光搬送波６０８（１）、…６０８（Ｎ’）が、この第２の配置レベルに選択される。なぜなら、第１のＮＲＺ光搬送波６０８は、ＮＲＺ伝送が予め定められた適切なマージン内で最適な目標性能で動作するように電力を調整することができる直接変調／直接検出光リンク搬送波を意味するからである。
【０１００】
ＮＲＺ光搬送波６０８は、ＮＲＺ信号の「寛容な」性質により、アナログ搬送波に隣接するスペクトルを満たすのに適している。すなわち、第１のＮＲＺ光搬送波６０８は、異種信号の最低のＳＮＲと最高の耐ノイズ性を有すると考えられ、さらに波長スペクトル６０４に沿った隣接信号（すなわち、アナログ搬送波６０６）によって生成される非線形成分に対して非常に耐性がある。例示的な実施形態において、第１のＮＲＺ光搬送波６０８は、波長スペクトルの各アナログ搬送波信号６０６の周りの部分に効果的に隣接するように配置される。代替的に、ＱＰＳＫ信号は同等の搬送波特性を有し、第１のＮＲＺ光搬送波６０８の代わりにアナログ搬送波信号６０６に隣接して配置されることができる。それにより、隣接する第１のＮＲＺ光搬送波６０８間に、波長スペクトル６０４内の比較的低ノイズの領域を意味するポケット６０９が形成される。
【０１０１】
堅牢な第１のＮＲＺ光搬送波６０８の配置後、オプションとして、プロセス６００は、新しい光搬送波（すなわち、第１のＮＲＺ光搬送波６０８）の追加を考慮し、波長スペクトル６０４内のより高いＳＮＲ要件を有する信号を配置するためのポケット６０９をより最適に識別するために、波長スペクトル６０４全域にわたるノイズを任意で再計算することができる。
【０１０２】
図６Ｃは、図６Ｂに示した波長配置に続く、プロセス６００による異種光信号のさらなる一連の波長配置のグラフ表示を示す。例示的な実施形態において、次に、より高いＯＳＮＲ要件を有する光信号が、ポケット６０９（及び同様の比較的低ノイズの領域）内に配置するために選択され、アナログ搬送波信号６０６の配置から間隔を置いて配置される。図６Ｃの実施例において、ＰＡＭ４光搬送波６１０（１）、…６１０（Ｎ’’）、１６ＱＡＭ光搬送波６１２（１）、…６１２（Ｎ’’’）、及び６４ＱＡＭ光搬送波６１４（１）、…  ６１４（Ｎ’’’’）が、この第３の配置レベルに選択される。なぜなら、ＰＡＭ４光搬送波６１０は、一般に調整可能な比較的高いＳＮＲ光リンク搬送波を意味するからである。ただし、ＰＡＭ４光搬送波６１０は、波長スペクトル６０４内の低ノイズのプレミアムエリアを必要とする。図示される例示的な実施形態において、例えば、１６ＱＡＭ光搬送波６１２は、６４ＱＡＭ光搬送波６１４よりも低いＳＮＲを必要とする場合があるが、それでも第１のＮＲＺ光搬送波６０８よりも著しく高いＳＮＲを必要とする。例示的な実施形態によれば、１６ＱＡＭ光搬送波６１２及び６４ＱＡＭ光搬送波６１４は、コヒーレント又はデジタル搬送波のいずれかを表すことができる。
【０１０３】
より高いＳＮＲ光搬送波６１０、６１２、及び６１４の配置後、同様にオプションとして、プロセス６００は、新たに配置された光搬送波の追加を考慮するために、波長スペクトル６０４全域にわたるノイズ及び様々な搬送波にわたる非線形効果を計算することができる。このオプションの実施形態によれば、特定の搬送波の意図された変調フォーマットに対する特定のＳＮＲ要件が満たされない場合、いくつかの光搬送波の電力レベルをさらに調整することができる。このような電力調整の後、非線形ひずみとノイズの影響が再計算される。
【０１０４】
図６Ｄは、図６Ｃに示した波長配置に続く、プロセス６００による異種光信号の最終的な一連の波長配置のグラフ表示を示す。例示的な実施形態において、残りのより堅牢であるが全体として低い電力レベルの搬送波が、波長スペクトル６０４の残りの利用可能な部分に挿入される。図６Ｄの実施例において、ＱＰＳＫ光搬送波６１６（１）、…６１６（Ｎ’’’’’）及び第２のＮＲＺ光搬送波６１８（１）、…６１８（Ｎ’’’’’’）がこの第４の配置レベルに選択される。なぜなら、ＱＰＳＫ光搬送波及び第２のＮＲＺ光搬送波６１８は一般に、図６Ｃに示すように、ＳＮＲ要件が低く、許容度の低い搬送波信号が追加された、調整可能で許容度の高い搬送波を意味するからである。
【０１０５】
上記のように、ＮＲＺ及びＱＰＳＫ搬送波信号は、堅牢性とＳＮＲ要件に関していくつかの同等の特性を有し、シンボルレート、ボーレートなどの特定の信号特性に応じて、本明細書で説明される第２及び第４の配置レベルにおいて互いに置換（又は混合）されることができる。我々のプロセス６００は、堅牢な光信号を最適に選択して、測定及び／又は監視された信号及びファイバの特性に従って、最適ではないノイズレベルを有する波長領域に追加するように構成されている。すべての光搬送波信号がそのように配置されると、オプションとして、非線形効果とノイズの影響を再計算することができる。
【０１０６】
図７は、図６Ｄに示したプロセス６００の最終的な搬送波配置と比較した、３次元波長配置７００の代替的なグラフ表示を示す。この例示的な実施形態において、波長配置７００は、波長スペクトル７０２（ｘ軸）、効率７０４（ｙ軸）、及び電力７０６（ｚ軸）によって表され、性能最適化プロセス又はアルゴリズム、例えば、プロセス６００（図６）に従って配置した後のファイバ素線（図示せず）による波長割り当てを示す。
【０１０７】
上記のように、単一の搬送波がファイバ素線を占有する唯一の信号である場合、他の搬送波との相互作用は問題にならない。このような単一の搬送波のファイバ素線は、主に、特定のファイバがそれ自体にひずみを及ぼすことなく処理できる電力量によって制限される。一般に、ＳＮＲ要件が低い信号は、ＳＮＲ要件が高い信号よりも堅牢であり、同じファイバ内にこのような信号が２つ以上存在する場合、信号間の相互作用と干渉に対処する必要がある。
【０１０８】
例示的な実施形態において、波長配置７００は、電力、ＳＮＲ、効率、隣接ノイズ特性、及び帯域幅占有率に関する様々な要件の３次元的考察として示される。代替的な実施形態において、様々な信号及び／又はファイバ特性は、変調フォーマット；偏波多重；前方誤り訂正を含むチャネル符号化／復号化；ファイバ長；総搬送波電力；光搬送波の数；搬送波間の波長間隔；搬送波の設定可能性；搬送波の維持可能性；ファイバタイプ；増幅デバイス及び／又は損失デバイス；波長フィルタ又はスプリッタ；及びファイバ配信ネットワークトポロジーを含むがこれらに限定されない。代替的な実施形態において、多数のこれらの追加の考慮事項を考慮して配置７００を最適化することができ、それにより配置７００を５次元又は６次元もしくはそれ以上の割り当て配置として提供する。
【０１０９】
図８は、それぞれ図３〜６に示して上述した、ファイバ通信システム３００、４００、５００で実施することができかつプロセス６００を補足する、例示的な光信号波長割り当てプロセス８００のフローチャート図である。プロセス８００は、光信号波長割り当て及び構成最適化のための１つ以上のサブルーチン及び／又はアルゴリズムを表す。例示的な実施形態において、プロセス８００はステップ８０２で始まる。ステップ８０２において、プロセス８００は、図９に関して以下でさらに説明されるファイバセグメント分析サブプロセスを実行する。ファイバセグメント分析を完了した後、プロセス８００はステップ８０４に進む。ステップ８０４において、プロセス８００は、図１０に関して以下でさらに説明される信号解析サブプロセスを実行する。信号解析を完了した後、プロセス８００はステップ８０６に進む。ステップ８０６において、プロセス８００は、図１１に関して以下でさらに説明されるスペクトル割り当てサブプロセスを実行する。例示的な実施形態において、ステップ８０６のサブプロセスは、図６Ａ〜６Ｄに示したプロセス６００を含むか、又はプロセス６００を補完することができる。光搬送波のスペクトル割り当てが完了すると、プロセス８００はステップ８０８に進む。例示的な実施形態において、ステップ８０８はプロセス８００を終了する。別の実施形態において、ステップ８０８は、プロセス８００を所望に応じて１回以上繰り返すために、ステップ８０２に戻ることを意味する。
【０１１０】
図９は、図８に示した割り当てプロセス８００で実施できる例示的なファイバセグメント分析サブプロセス９００のフローチャート図である。例示的な実施形態において、サブプロセス９００は、図８のステップ８０２を具現化するか、ステップ８０２からのプロンプト又は呼び出しから開始することができる。サブプロセス９００は、開始からステップ９０２に進む。ステップ９０２において、サブプロセス９００は、異種信号を送信するのに利用されるファイバのタイプ（例えば、図３の長尺ファイバ３１０）を特定する。例示的な実施形態において、ファイバタイプはＳＭ−ＳＭＦ２８である。次に、サブプロセス９００はステップ９０４に進み、ファイバの長さを特定する。例示的な実施形態において、長さはキロメートルで特定される。次に、サブプロセス９００はステップ９０６に進み、ファイバに関する緯度及び経度情報を特定する。例示的な実施形態において、このような情報は、ファイバセグメントからの入力及び出力の両方、並びにファイバセグメントの前後の情報を考慮する。
【０１１１】
一般的なファイバ情報に加えて、サブプロセス９００は、異種信号のスペクトル配置を考慮してファイバパラメータを分析する。例えば、ステップ９０８において、サブプロセス９００は、ＳＰＭ、ＣＰＭ、及びＦＷＭの分散、損失、及び非線形モデルパラメータのうちの少なくとも１つの存在を特定する。例示的な実施形態において、図６〜７に関して上述したように、他のパラメータを考慮することができる。次に、サブプロセス９００は、ステップ９１０において、ファイバが増幅器又は損失デバイスを含むか否かを判定する。例示的な実施形態において、ステップ９１０は判定ステップである。増幅器又は損失デバイス（例えば、ＥＤＦＡ／ＡＭＰ）が含まれる場合、ステップ９１０はステップ９１２に進み、ステップ９１２でノイが増幅器／損失デバイスからノイズを記録する。例示的な実施形態において、ステップ９１２はさらに、電力範囲及び／又は増幅器／損失デバイスの非線形パラメータ記述を記録する。記録されると、サブプロセス９００はステップ９１２から進み、プロセス８００（図８）に、具体的にはステップ８０４に戻る。ステップ９１０で増幅器／損失デバイスが含まれていない場合、サブプロセス９００はステップ９１０からステップ８０４に直接進む。
【０１１２】
図１０は、図８に示した割り当てプロセス８００で実行することができる例示的な信号解析サブプロセス１０００のフローチャート図である。例示的な実施形態において、サブプロセス１０００は、図８のステップ８０４を具現化するか、ステップ８０４からのプロンプト又は呼び出しから開始することができる。別の実施形態において、サブプロセス１０００は、図９のステップ９１０／９１２の直後に、又はサブプロセス９００と同時に進行することができる。
【０１１３】
サブプロセス１０００は、開始からステップ１００２に進む。ステップ１００２は、以下でさらに説明するサブプロセス１０００内に含まれるいくつかのサブルーチンからの戻り点である。ステップ１００２は、サブプロセス１０００をステップ１００４に戻す。ステップ１００４は判定ステップである。ステップ１００４において、サブプロセス１０００は、異種信号を分析し、異種信号グループ内に割り当てられていない光信号があるか否かを判定する。ステップ１００４において、少なくとも１つの割り当てられていない光信号があると判定された場合、サブプロセス１０００はステップ１００６に進む。ステップ１０００がスペクトルに沿って割り当てる光信号がこれ以上ないと判定する場合、サブプロセス１０００は代わりにステップ１００７に進み、ステップ１００７は、特性パラメータと共に光搬送波リストを作成し、サブプロセス８００（図８）に、具体的にはステップ８０６に戻る。
【０１１４】
ステップ１００６も判定ステップである。ステップ１００６において、サブプロセス１０００は、問題の光信号がアナログ信号であるか否かを判定する。ステップ１００６において、光信号がアナログ信号であると判定された場合、サブプロセス１０００はステップ１００８に進み、光信号にアナログ信号ＩＤを割り当てる。しかしながら、光信号がアナログ信号であると判定されない場合、サブプロセス１０００はステップ１０１０に進む。ステップ１００８でアナログ信号ＩＤを割り当てた後、サブプロセス１０００は分析サブルーチン１０１２に進む。分析サブルーチン１０１２はステップ１０１４で始まる。ステップ１０１４は判定ステップである。ステップ１０１４において、分析サブルーチン１０１２は、割り当てられた光信号の波長が固定されているか否かを判定する。波長が固定されていると判定された場合、分析サブルーチン１０１２はステップ１０１６で固定波長を記録し、ステップ１０１８に進む。しかしながら、ステップ１０１４で波長が固定されていないと判定された場合、サブルーチン１０１２はステップ１０２０で信号の粒度及び範囲を記録し、ステップ１０１８に進む。
【０１１５】
ステップ１０１８は判定ステップである。ステップ１０１８において、分析サブルーチン１０１２は、外部変調が使用されているか否かを判定する。このような変調が使用されたと判定された場合、分析サブルーチン１０１２は、ステップ１０２２で外部変調と、もしあればレーザーダイオードパラメータとを記録し、ステップ１０２４に進む。しかしながら、ステップ１０１８で外部変調が使用されていないと判定された場合、サブルーチン１０１２はステップ１０２６でレーザーダイオードパラメータを記録し、ステップ１０２４に進む。ステップ１０２４は判定ステップである。ステップ１０２４において、分析サブルーチン１０１２は、入力時の電力が固定されているか否かを判定する。電力が固定されていると判定された場合、分析サブルーチン１０１２はステップ１０２８で入力電力を記録し、ステップ１０３０に進む。しかしながら、ステップ１０２４で入力電力が固定されていないと判定された場合、ステップ１０３２で入力時の電力範囲を記録し、分析サブルーチン１０１２はステップ１０３０に進む。
【０１１６】
ステップ１０３０は判定ステップである。ステップ１０３０において、分析サブルーチン１０１２は、ファイバセグメントに実施されている増幅があるか否かを判定する。このような増幅が実施されたと判定された場合、分析サブルーチン１０１２は、ステップ１０３４で位置、増幅器特性、及び出力信号電力を記録し、ステップ１０３６に進む。しかしながら、ステップ１０３０でファイバセグメントに増幅が実施されていないと判定された場合、サブルーチン１０１２は直接ステップ１０３６に進む。ステップ１０３６は判定ステップである。ステップ１０３６において、分析サブルーチン１０１２は、ファイバセグメントに離散的な損失があるか否かを判定する。離散的な損失が検出された場合、分析サブルーチン１０１２はステップ１０３８で位置、特性、及び出力電力損失を記録し、ステップ１０４０に進む。しかしながら、ステップ１０３６でファイバセグメントの離散的な損失が検出されない場合、分析サブルーチン１０１２は直接ステップ１０４０に進む。
【０１１７】
ステップ１０４０は、分析サブルーチン１０１２を終了する。分析サブルーチン１０１２が完了すると、ステップ１０４２において、割り当てられたアナログ信号の変調帯域幅及び変調フォーマットを特定する。ステップ１０４４において、ノイズレベル、並びに最大及び最小信号レベルを特定する。ステップ１０４６において、サブプロセス１０００は、割り当てられたアナログ信号の電気的なＳＮＲ要件を特定する。ステップ１０４８において、サブプロセス１０００は、割り当てられたアナログ信号の光学的なＳＮＲ要件を計算し、ステップ１００２に戻る。
【０１１８】
ステップ１０１０に戻って、サブプロセス１０００がステップ１００６でアナログ信号を検出しない場合、サブプロセス１０００は、問題の光信号がデジタル直接検出光信号及び差動検出光信号のうちの１つであるか否かを判定する。すなわち、ステップ１０１０は判定ステップである。ステップ１０１０において、光信号が直接信号又は差動信号であると判定された場合、サブプロセス１０００はステップ１０５０に進み、光信号に直接検出信号ＩＤを割り当てる。しかしながら、光信号が直接／差動信号であると判定されない場合、サブプロセス１０００はステップ１０５２に進む。ステップ１０５０で直接検出信号ＩＤを割り当てた後、サブプロセス１０００は分析サブルーチン１０５４に進む。分析サブルーチン１０５４は、アナログ信号ではなく直接／差動信号に対して同じステップが実行されることを除いて、分析サブルーチン１０１２と実質的に同一である。
【０１１９】
分析サブルーチン１０５４が完了すると、ステップ１０５６において、割り当てられた直接／差動信号の変調帯域幅及び変調フォーマット、並びにシンボルレートを特定する。ステップ１０５８において、ノイズレベル、並びに最大及び最小信号レベルを特定する。ステップ１０６０において、サブプロセス１０００は、割り当てられた直接／差動信号の光学的なＳＮＲ要件を計算し、ステップ１００２に戻る。
【０１２０】
ステップ１０５２に戻って、サブプロセス１０００がステップ１０１０で直接／差動信号を検出しない場合、サブプロセス１０００は、問題の光信号がデジタルコヒーレント光信号であるか否かを判定する。すなわち、ステップ１０５２は判定ステップである。ステップ１０５２で光信号がコヒーレント信号であると判定された場合、サブプロセス１０００はステップ１０６２に進み、光信号にコヒーレント信号ＩＤを割り当てる。しかしながら、光信号がコヒーレント信号であると判定されない場合、サブプロセス１０００はステップ１００２に戻る。ステップ１０６２でコヒーレント信号ＩＤを割り当てた後、サブプロセス１０００は分析サブルーチン１０６４に進む。分析サブルーチン１０６４は、アナログ又は直接／差動信号ではなくコヒーレント信号に対して同じステップが実行されることを除いて、分析サブルーチン１０１２及び１０５４と実質的に同一である。
【０１２１】
分析サブルーチン１０６４が完了すると、ステップ１０６６において、割り当てられた直接／差動信号の変調帯域幅及び変調フォーマット、並びにシンボルレートを特定する。ステップ１０６８において、ノイズレベル、並びに最大及び最小信号レベルを特定する。ステップ１０７０において、サブプロセス１０００は、割り当てられたコヒーレント信号の光学的なＳＮＲ要件を計算し、ステップ１００２に戻る。上に概説したステップ、特定のステップは、その説明が特にこのような順序を必要としない限り、提示された正確な順序で実行される必要はない。
【０１２２】
図１１は、図８に示した割り当てプロセス８００で実行することができる例示的なスペクトル割り当てサブプロセス１１００のフローチャート図である。例示的な実施形態において、サブプロセス１１００は、図８のステップ６を具現化するか、ステップ８０６からのプロンプト又は呼び出しから開始することができる。代替的な実施形態において、サブプロセス１０００は、図１０のステップ１００７の直後に、又はサブプロセス９００及び１０００と同時に進行することができる。
【０１２３】
サブプロセス１１００は、開始からステップ１１０２に進む。ステップ１１０２は、異種信号を分析し、個々の信号が独立した伝送として異なる電力レベルでそれ自体に生じるノイズレベルを特定する。ステップ１１０２において、サブプロセス１１００はさらに、最低電力レベルの動作に対するＳＮＲ要件による限界（マージン）を特定する。ステップ１１０４において、サブプロセス１１００は、光信号の数を総計として光信号のタイプごとに特定する。ステップ１１０６において、サブプロセス１１００は、割り当てられた信号ごとにおよその波長及び粒度を特定する。ステップ１１０８において、サブプロセス１１００は、一次位置に最低許容電力レベルで固定波長の光信号を配置し（例えば、図６Ａ）、次に、隣接する波長の周囲のノイズレベルを特定する。固定波長の光信号が配置されると、サブプロセス１１００は、オプションとして、ステップ１１１０でノイズレベル帯域マップを更新する。
【０１２４】
固定波長の光信号が割り当てられると、サブプロセス１１００はステップ１１１２に進み、比較的低い許容電力レベルで光信号を配置するが、これは、比較的良好なチャネル状態を必要とし、ファイバリソースに最大の影響をもたらし（例えば、図６Ｂ）、すなわち、固定波長の光信号とは別である。例示的な実施形態において、最初の２つの光信号配置が行われた後、サブプロセス１１００はステップ１１１４に進み、ＯＳＮＲを検証及び／又は調整するためにサブルーチン１１１６を呼び出す。
【０１２５】
サブルーチン１１１６はステップ１１１８で始まる。ステップ１１１８において、サブルーチン１１１６は、問題の１つ以上の光信号によって導入されたノイズレベルを計算する。ステップ１１２０において、サブルーチン１１１６は、非線形の自己誘導ノイズを特定する。ステップ１１２２において、サブルーチン１１１６は、他の搬送波から誘導された可能性のある非線形ノイズを特定する。ステップ１１２４において、サブルーチン１１１６は、すべての搬送波からの増幅器非線形ノイズを特定する。ステップ１１２６において、サブルーチン１１１６は、すべての搬送波からの減衰器非線形ノイズを特定する。サブルーチン１１１６の先行するステップは、リストされた順序で、異なる順序で、又は同時に実行されることができる。非線形成分のノイズが特定されると、サブルーチン１１１６はステップ１１２８に進む。ステップ１１２８は判定ステップである。ステップ１１２８において、サブルーチン１１１６は、検証されたＯＳＮＲレベルが電力レベルの調整を保証するか否かを判定する。電力レベルの調整が保証される場合、サブルーチン１１１６はステップ１１１８に戻り、ノイズレベルを再計算し、上記のように非線形成分を特定する。一方、電力レベルの調整が保証されない場合、サブルーチン１１１６は完了し、サブルーチン１１１６の呼び出しに続くステップ（この場合、ステップ１１３０）に戻る。代替的な実施形態において、サブルーチン１１１６は、特定の光信号の配置後の任意の時点で呼び出すことができる。
【０１２６】
ステップ１１３０において、光信号の第３の配置を行い（例えば、図６Ｃ）、一般に堅牢であると考えられる信号にスペクトルを割り当て、したがってファイバリソースに最も重大に影響する信号に比較的近接してこのような信号を割り当てる。そのように割り当てられると、サブプロセス１１００は、サブルーチン１１１６を呼び出すステップ１１３２に進む。サブルーチン１１１６が完了すると、サブプロセス１１００はステップ１１３２からステップ１１３４に進む。ステップ１１３４において、光信号の第４の配置を行い（例えば、図６Ｄ）、最適な状態を提供する残りの空いているチャネルにおいて、以前に割り当てられた信号と比較して、次善のチャネル状態を必要とする信号にスペクトルを割り当てる。ステップ１１３４の例示的な実施形態において、光信号の配置は、この特定の光信号のグループのクラスタリングによりチャネル状態の悪化を回避するように行われる。オプションとして、ステップ１１３４の後、サブプロセス１１００はファイバリソースに最も大きな影響を与える信号に比較的近接して、一般に堅牢であると考えられる光信号を配置するために、追加のステップ１１３６を実行することができる。これらの光信号がそのように配置されると、サブプロセス１１００はステップ１１３８に進み、サブルーチン１１１６を再び呼び出し、その後、サブプロセス１１００はプロセス８００（図８）、具体的にはステップ８０８に戻る。
【０１２７】
図１２は、図３、４、及び５にそれぞれ示したファイバ通信システム３００、４００、及び５００で実装可能な代替的なハイブリッドＯＤＣ１２００を示す。例示的な実施形態において、ハイブリッドＯＤＣ１２００は、光学部分１２０２とＨＦＣ部分１２０４とを含む。光学部分１２０２は、上述のＯＤＣ４０４（図４）及びＯＤＣ５０４（図５）と同様のアーキテクチャを含む。ＨＦＣ部分１２０４は、やはり上述のディープノード３０６（図３）と同様のアーキテクチャを含む。図示のように、ハイブリッドＯＤＣ１２００は、その一体構造内に少なくとも１つのＨＦＣ部分１２０４を含むが、デバイス構造内に複数のＨＦＣ部分１２０４を含むことができ、すなわち、部分１２０２及び１２０４は物質的な距離によって分離されない。
【０１２８】
例示的な実施形態において、ハイブリッドＯＤＣ１２００は、ダウンストリーム長尺ファイバ１２０６及びオプションのアップストリーム長尺ファイバ１２０８によって光ハブ（例えば、光ハブ３０２、４０２、又は５０２）に接続する。ハイブリッドＯＤＣ１２００は、短尺ファイバ１２１２を介してそれぞれのエンドユーザ（例えば、エンドユーザ３０８、４０６、５０６）の光トランシーバ１２１０と通信する。同様に、ハイブリッドＯＤＣ１２００は、専用ファイバ１２１６を介してＨＦＣ部分１２０４の光トランシーバ１２１４と通信する。短尺ファイバ１２１２は、数千フィートまでの距離に及ぶことができ、専用ファイバ１２１６は、数フィート未満の距離に及び、統合デバイスアーキテクチャ内で光学部分１２０２をＨＦＣ部分１２０４に接続することができる。この代替的な構造によれば、ハイブリッドＯＤＣ１２００は、光ハブ（図１２には図示せず）と通信するための少なくとも１つの入力光インターフェース１２１８と、光信号を直接受信及び送信するように構成されていないそれぞれのエンドユーザ（図１２には図示せず）と通信するための１つ以上の出力電気インターフェース１２２０とを含む。説明を簡単にするために、トランシーバ１２１０への出力光インターフェースは示されていない。いくつかの実施形態において、トランシーバ１２１０、１２１４は、別個の送信機及び受信機を含むことができる。
【０１２９】
本明細書に示される例示的な実施形態に示されるように、複数の異なる光信号（すなわち、アナログ、直接、差動、コヒーレントなど）をインテリジェントに監視し、同じファイバセグメント上で同時に割り当てることができ、異なる異種搬送波を伝送するために新たなファイバの再トレンチングを必要としない。ファイバリソースが限られているネットワーク環境では、本システム及び方法の実施により、光信号を効率的に多重化する（例えば、光ハブの）能力が大幅に向上する。このような光ファイバ配信ネットワークは、有利なことに、同じネットワーク内で共存する様々な光伝送システムを利用する能力を実現する。それでも、このような様々な光伝送システムは、構成パラメータのセットに基づいて共存していても、異なる性能メトリックに基づいて信号配置を最適化する、本明細書で説明されているいくつかのプロセス、サブプロセス、及びアルゴリズムの１つ以上によって選択することができる。
【０１３０】
インテリジェントエッジツーエッジ光システム及び波長サービスプロビジョニング
上記の実施形態に加えて、特に本明細書に記載の性能基準に基づいてエッジツーエッジ波長接続サービスをプロビジョニングできるシステム及び方法を提供することが望ましい。さらに、効率的な方法でコスト基準を考慮するために、技術的パフォーマンスを一般的及びリアルタイムの両方で最適化することができるようにネットワーク及びそのコンポーネントを操作できることがさらに望ましい。本実施形態は、光コヒーレント伝送のためのこのようなプロビジョニングシステムを提供し、これは、非コヒーレント伝送サービスに関して、特に、光エッジツーエッジネットワークのアクセス、地域、及び／又はメトロ／バックボーン部分のリソースを横断して管理する、リソースの管理を横断して必要とする伝送に関しては展開できない利点を有する。
【０１３１】
上記のように、ビジネスサービスの伝送容量に対する需要は指数関数的に増加している。同時に、ブロードバンドアクセスプロバイダーは、事実上すべての顧客に適度に近いところまで、ファイバインフラストラクチャをますます深く展開している。ケーブル事業者の範囲内で、事業者ネットワークのかなりの部分がＮ＋０アーキテクチャに移行している。このような移行されたシステムでは、特定の消費者の場所までの物理的な距離は約１０００フィート（３０４．８メートル）以下であると予想される。したがって、顧客への直接ファイバ接続を通じて波長サービスを提供するには、コスト面で有利になっている。
【０１３２】
しかしながら、このように広範囲にわたるファイバのカバー率が増加しているにもかかわらず、利用可能なファイバ又は使用されていないファイバの数は依然として非常に限られている。このファイバ不足の問題に対処するために、ＷＤＭ技術が従来から利用されてきた。これらの従来の技術は、波長スペクトルを管理して、光リソース、光信号パワー、及び光搬送波がファイバ内の波長スペクトル全体にわたって生じるクロストークノイズを評価する機能を提供する。
【０１３３】
また、アクセスネットワークでは、アナログ光学系を利用する光リンクが知られている。アナログ光リンクは、ケーブルによるダウンストリーム方向の光搬送波とアップストリーム方向のＲＦスペクトルの強度変調を実施する。アナログ光リンクは、サブキャリア多重光リンクとも呼ばれる。これは、異なるＲＦビデオ及びデータチャネルが周波数多重化されてケーブルＲＦスペクトルを形成するためである。光搬送波の観点から見ると、このスペクトルのＲＦチャネルはサブキャリアと見なされる。全体として、これらのサブキャリアは、光搬送波を変調するＲＦ信号を形成する。
【０１３４】
例えば、ＤＯＣＳＩＳ伝送は、高いＲＦ信号品質、すなわち高いＳＮＲを必要とする。（他の種類の信号でも必要とされる）このような高いＲＦ信号品質のニーズを達成するために、使用される光パワーのレベルも非常に高くなり、ファイバの動作条件が非線形になるレベルに近づく。このような場合、単一のファイバが処理できる総光パワーには制限がある。したがって、ファイバの光搬送波の最大数は、ファイバの総光パワーを許容可能な閾値内に維持できるように特定される。例えば、アナログ光リンクは、「高」光パワー（例えば、１０ｄＢｍ以上）で動作すると見なされ、強度変調直接検出リンク（ＩＭ−ＤＤ）などの非コヒーレント光リンクは、「中」光パワーで動作すると見なされ、コヒーレント光リンクは、コヒーレント光リンクが動作する感度レベルが高いため、「低」光パワー（すなわち、他の技術に比べて最も低いパワーレベル）で動作すると見なされる。
【０１３５】
上述の実施形態は、同じファイバを共同使用するすべての異なる搬送波タイプ間での好適な共存を（すなわち、同じタイプの異なる搬送波信号の共存に加えて）可能にする特定の解決策を提示する。これらの実施形態によれば、複数の搬送波タイプ（例えば、アナログ、ＮＲＺ、ＰＡＭ、ＱＡＭ、ＱＰＳＫなど）を単一のファイバに沿って効率的に伝送することができるが、従来のシステムは同じ搬送波タイプの複数の信号しか伝送しない。本システム及び方法は、他の光チャネル及びタイプからの光エネルギー放出を管理するように構成されている。これらの有利な技術は、エッジツーエッジのエンドポイント間により多くのファイバを張る、非常に高価な、エッジツーエッジ光ネットワークのファイバ不足に対処する従来の試みよりも良くなっている。
【０１３６】
したがって、本明細書でさらに説明するシステム及び方法は、Ｏバンド、Ｓバンド、Ｃバンド、及びＬバンド内の波長リソースを利用する追加の波長ベースの解決策を提供する。
【０１３７】
図１３Ａ〜Ｂは、２つのエンドポイントＥＰ１とＥＰ２との間のポイントツーポイント光接続１３００と、５つのエンドポイントＥＰ−１からＥＰ−５のマルチエンドポイントネットワーク１３０２とを示す。例示的な実施形態において、波長サービスは、例えば、マルチエンドポイントネットワーク１３０２に関して示されるように、光接続１３００などのポイントツーポイント接続、又はエンドポイントの完全メッシュ接続セットの形で提供されることができる。説明を簡単にするために、マルチエンドポイントネットワーク１３０２は５つのエンドポイントを含むように示されている。実際には、完全にメッシュ化されたネットワークは、はるかに多くのエンドポイントを含むことができる。したがって、光接続１３００のポイントツーポイントの解決策は、複数のポイントツーポイントリンク１３０４を含むマルチエンドポイントネットワーク１３０２の基本的な構成要素を形成する。
【０１３８】
一実施形態において、マルチエンドポイントネットワーク１３０２の各ポイントツーポイントリンク１３０４は、それぞれのリンク１３０４のそれぞれのエンドポイントの添え字（ｊ、ｋ）によってインデックス付けすることができる。以下の表１は、対向するエンドポイント対に対するエンドポイントインデックス（ｎ（ｊ）、ｎ（ｋ））の、マルチエンドポイントネットワーク１３０２に対するそれぞれの光接続インデックスｍ（ｉ）への関連付けを示す。
【表１】
0006740484.tif 000002
【０１３９】
したがって、表１に示すエンドポイントインデックスの関連付けは、エッジツーエッジネットワークを説明するのに特に役立つ。エッジツーエッジネットワークでは、ポイントツーポイントリンク１３０４が特定のアクセスネットワークに完全に限定されることもあり、個々のポイントツーポイントリンク１３０４がアクセスネットワークに関連付けられた地域ネットワーク又はメトロネットワークを横断することもある。場合によっては、１つ以上のポイントツーポイントリンク１３０４が、バックボーン光ネットワークを横断する全国的なリンクを形成することがある。多くの場合、プライマリ光リンクがほとんどの時間、目的の信号を伝送する。プライマリ光リンクの接続は、伝送障害の場合など、冗長性のために使用される１つ以上のセカンダリリンクも有することがある。また、プライマリ光リンクは、複数の光伝送セグメントを含むことができ、このような各光伝送セグメントは、異なるレベルの冗長性を有することができる。ネットワークのバックボーン部分の冗長性は、一般に利用可能であるが、ネットワークのアクセス部分の冗長性は、利用できないか、追加費用でのみ利用可能である。
【０１４０】
図１４は、エンドツーエンドファイバインフラストラクチャの例示的なアーキテクチャ１４００の概略図である。例示的な実施形態において、アーキテクチャ１４００は、バックボーン部分１４０２と、地域部分１４０４と、アクセス部分１４０６とを含む。バックボーン部分１４０２は、例えば、プライマリバックボーンネットワーク１４０８及びセカンダリバックボーンネットワーク１４１０、並びに複数のそれぞれのバックボーン波長スイッチ１４１２を含むことができる。地域部分１４０４は、例えば、１つ以上の地域ネットワーク１４１４、並びに複数のそれぞれの地域波長スイッチ１４１６を含むことができる。アクセス部分１４０６は、例えば、１つ以上のアクセスネットワーク１４１８を含むことができる。例示的な実施形態において、顧客宅内機器（ＣＰＥ）１４２０は、１つ以上の光端末１４２４を含むことができる顧客ネットワーク１４２２を介してアクセスネットワーク１４１８に接続する。いくつかの実施形態において、アーキテクチャ１４００は、プライマリパス１４２６及びセカンダリパス１４２８を含む。
【０１４１】
ケーブル環境では、アーキテクチャ１４００のアクセス部１４０６は、光リンクのエッジ又はエンドポイントでのハブ又はヘッドエンド（図１５参照、図１４には図示せず）と加入者（例えば、顧客宅内機器１４２０）との間の光伝送ネットワークとして機能する。したがって、ハブ／ヘッドエンドは、光信号がアクセスネットワーク１４１８から地域又はメトロネットワーク１４１４に移行するネットワークの位置になる。従来のアクセスケーブル環境では、ハブからＨＦＣファイバノードまでファイバが走っていた（図１５参照、図１４には図示せず）。しかしながら、本実施形態によれば、ファイバランは、有利なことに、ビジネス加入者、基地局、又は住宅加入者など、特定のファイバノードを超えて延長することができる。ハブとノード間の接続については、図１５を参照して以下でさらに説明する。
【０１４２】
図１５は、例示的なハブ及びファイバアクセス配信ネットワーク１５００の概略図である。図１５に示す実施例において、ネットワーク１５００は、光ファイバ１５０６を介して複数の光ファイバノード１５０４に接続された光ハブ１５０２を含む。例示的な実施形態において、各ファイバノードサービングエリア１５０８に対して少なくとも１つのファイバノード１５０４が存在する。例えば、ファイバ通信システム３００（図３）は、特定のファイバノードサービングエリア１５０８の詳細な概略実施形態を表すことができる。図１５にさらに示すように、光ファイバノード１５０４の特定の１つ（すなわち、図１５のテストファイバノード１５０４T）は、プライマリファイバパス１５１０及びセカンダリファイバパス１５１２の両方によって光ハブ１５０２に接続される。
【０１４３】
例示的な実施形態において、ファイバノードサービングエリア１５０８は、図３に関してより詳細に上述したように、各サービングエリア１５０８に対して少なくとも１つのＯＤＣ３０４（例えば、図４のＯＤＣ４０４としてより詳細に示されている）を含む、ファイバディープアーキテクチャにアップグレードされた旧来のＨＦＣネットワークを表す。図３に示す実施例において、旧来のＨＦＣファイバノード（例えば、ファイバディープノード３０６）からハブ３０２までの特定のファイバセグメントは、既存の旧来のファイバインフラストラクチャを再利用することがわかる。したがって、ＯＤＣ３０４から光ネットワークの端（エッジ）にあるエンドポイント（すなわち、エンドユーザ３０８）までのファイバセグメント３１２は、トラフィック消費が増加するにつれて設置され続け、それにより光ネットワークの新しい部分（例えば、ラストマイル）を通過するかなりの数のファイバ素線が追加される。これらの新しいファイバセグメント３１２が現れると、ネットワークの端にある個々のエンドユーザ／加入者にはそれぞれ専用のファイバが提供され、ＯＤＣ３０４は波長及びファイバの管理（すなわち、波長ルーティング及びファイバ切り替え）が発生する場所に最も近い加入者位置に最適に配置される。ネットワークのこの最終部分にファイバセグメント３１２が既に組み込まれている場合（ＲＦｏＧ配置及びＥＰＯＮ配置など）、及び増加する加入者の密度に対して利用できるファイバリソースが限られている場合、追加の波長多重化を実施することができる。
【０１４４】
いくつかの実施形態において、特定のエンドユーザ３０８を接続する特定のファイバに専用の波長の選択は、適切な波長デマルチプレクサ出力を、所定のエンドユーザ／加入者３０８／４０６に送信する適切なファイバ素線（例えば、ダウンストリーム短尺ファイバ４１２）に手作業で接続することにより達成されることができる。代替的な実施形態において、このような機能は、例えば、制御可能なノンブロッキング光スイッチ（例えば、図４の光スイッチ４４８）の実装により、所望の逆多重化ポートをコマンドによって所望の加入者ファイバ（例えば、短尺ファイバ４１２）に合わせるように自動的に実行されることができる。
【０１４５】
図１６Ａ〜Ｂは、例示的なファイバケーブル１６００及びファイバ導管１６０２の断面図をそれぞれ示す。ファイバケーブル１６００は、例えば、１つ以上のファイバチューブ１６０６を囲むファイバシース１６０４を含み、各ファイバチューブ１６０６は複数のファイバ素線１６０８を含む。いくつかの実施形態において、ファイバケーブル１６００は、ファイバシース１６０４の全長に沿って配置された中央強化部材１６１０をさらに含む。光ファイバチューブ１６０６は一般に、複数（通常は１２の倍数）のファイバ（例えば、１２個又は２４個のファイバ素線１６０８）を運ぶケーブル内に束で配置される。これらのファイバは、キャビネット又は成端箱（図示せず）にあるコネクター（図示せず）で終端しているか、ファイバセグメントの長さを延長する連続ファイバに接続（例えば、融着接続）されている。場合によっては、少数のファイバが束から剥がされて、よりファイバ数の少ないケーブル（図示せず）に接続する。少なくとも１つの実施形態において、架空施設で利用される場合に外部メッセンジャーケーブル（図示せず）が設けられ、その場合は、ファイバのシース（又は複数のシース）を接続点から接続点まで電柱間で撚り合わせることができる。
【０１４６】
他の実施例において、ファイバケーブル１６００は、図１６Ｂに示されるファイバ導管１６０２のような地上又は地下の導管内に配置される。ファイバ導管１６０２は、例えば、図１６Ａのファイバケーブル１６００の複数のシースを含む。この実施例において、ファイバ導管１６０２内の個々のファイバケーブル１６００は、異なる量のファイバチューブ１６０６を含む。本システム及び方法によれば、光ネットワークは、光ネットワーク全体に配置された多数のファイバ、及びそれら専用のそれぞれの波長を管理できるように構成されている。すなわち、本実施形態は、有利なことに、ファイバ導管１６０２内の各ファイバシース１６０４を識別し、識別されたファイバシース１６０４内の各ファイバチューブ１６０６を識別し、かつ識別されたファイバチューブ１６０６内の各ファイバ素線１６０８を識別する技術を実施することができる。
【０１４７】
従来の方法では、カラーコーディングスキームを用いて、ファイバチューブ１６０６内の１２束又は２４束のファイバ素線１６０８内のファイバを識別する。この従来のカラーコーディングスキームラベルは、各ファイバに１〜１２又は１〜２４の番号を付ける。ファイバシース１６０４内のファイバチューブ１６０６を識別するための異なるカラーコーディングスキームも従来から知られている。図１６Ｂに示される例示的なファイバ導管１６０２において、各ファイバシース１６０４に対して２４個のファイバ素線１６０８が想定される場合、ファイバ導管１６０２は、１４４個のファイバ素線１６０８を有する３個のファイバシース１６０４、及び９６個のファイバ素線を有する４個のファイバシース１６０４を含む。本システム及び方法は、有利なことに、個々のファイバ素線１６０８を個別に識別するように、及び／又はこれらの従来のカラーコーディングスキームに従ってファイバ素線１６０８を識別するように構成されることができる。ファイバ素線１６０８が識別されると、本ネットワークはさらに、図１７に関して以下に説明されるように、チャネルパラメータ内の波長を識別するように構成されている。
【０１４８】
図１７は、Ｃバンド及びＬバンドの一部の例示的なチャネルマップ１７００を示す。例示的な実施形態において、Ｃバンド及びＬバンドの個々のチャネルは、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．６９４．１に従う。チャネルマップ１７００は、特定の光伝送帯域の可用性の判定に従って、各ファイバセグメントでの波長使用の識別を示す。説明のために、ＣバンドとＬバンドの一部を図１７に示す。例えば、Ｃバンドは、ＥＤＦＡによる増幅を活用できるため、プレミアム使用帯域と見なされる。この実施例において、Ｌバンドが利用可能であることが示されているが、増幅が不要な場合にのみ使用することが望ましい可能性がある。
【０１４９】
Ｏバンドの光搬送波（例えば、１３１０ｎｍ、図１７には図示せず）は、ネットワークのアクセス部分（例えば、図１４のアクセス部分１４０６）で使用することができるが、これらの搬送波は、一般に旧来のサービスに限定されているため、エンドツーエンドサービスを提供するのには使用されない可能性がある。それにもかかわらず、本実施形態はさらに、有利なことに、以下でさらに説明するプロセス及びサブプロセスにおいてＯバンドキャリアを考慮することができる。これらの付加的な搬送波の考慮により、本実施形態は、スペクトルのこれらの搬送波に関連する部分をより効率的に除去し、そこからの光パワーが同じファイバを利用する他の光搬送波に与える影響をさらに正確に見積もることができる（上記図６−７参照）。
【０１５０】
識別されたファイバ素線（例えば、図１６のファイバ素線１６０８）の識別された波長及びチャネル（例えば、図１７）を管理する際に、本実施形態はさらに、有利なことに、様々な光スイッチ、波長デマルチプレクサ、マルチプレクサ、及びＲＯＡＤＭに対して構成される。例えば、図４に関して説明されるように、ＯＤＣ４０４は、光スイッチ又はＮ×Ｎノンブロッキング光スイッチを利用するように説明される。加えて、又は代わりに、ＯＤＣ４０４は、単一ファイバ入力及び異なる波長の複数のファイバにわたる出力を有するデマルチプレクサ、及び／又は異なる波長の多数のファイバ入力及び単一ファイバ出力を有するマルチプレクサを実装するように構成されることができる。
【０１５１】
少なくともいくつかの実施形態において、本実施形態は、再構成可能な光アドドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）を利用する。このようなＲＯＡＤＭ実装は、例えば、その中の各デマルチプレクサ又はマルチプレクサに対して単一のドロップポート又は単一のアドポートのみを利用することができるが、代わりに複数のアドポート及び／又はドロップポートを利用することができる。複数のアドポート及び／又はドロップポートを利用する場合、それぞれの追加の波長（又は色）はＲＯＡＤＭのバイパスセクションからなくなっている。一実施形態において、ＲＯＡＤＭは、単一層で実装されることができ、又は複数のファイバイン及び複数のファイバアウトを管理する内部光ファイバスイッチを有する複数の層を含むことができる。このような内部光ファイバスイッチは、例えば、波長レベルで実装されることができる。すなわち、波長選択スイッチは、ＭＥＭＳ、液晶、又はシリコン上の液晶構造に基づいてもよい。
【０１５２】
図１８は、ケーブルベースのエンドツーエンドファイバインフラストラクチャの例示的なトポロジー１８００の概略図である。全体的な構造において、トポロジー１８００は、上記の図１４のアーキテクチャ１４００と同様であり、バックボーン部分１８０２と、地域部分１８０４と、アクセス部分１８０６とを含む。バックボーン部分１８０２は、一次バックボーン１８０８及び二次バックボーン１８１０を含むことができる。この実施例において、一次バックボーン１８０８は１２ファイバリングとして示され、二次バックボーン１８１０は６ファイバリングとして示されている。この実施例に加えて、地域部分１８０４Aは地域ネットワーク１８１２A（事業者Ａ）９６ファイバリングとして示され、地域部分１８０４Bは地域ネットワーク１８１２B（事業者Ｂ）４８ファイバリングとして示される。アクセス部分１８０６（２）及び１８０６（３）はそれぞれ、図１５のアクセスネットワーク１５００の全体的なトポロジーと同様である（ＨＦＣノードサービングエリアの詳細は図１５に示されていない）。
【０１５３】
本開示のこの例示的な実施形態において、インテリジェント構成機能は、（Ａ）それぞれのエンドデバイスの機能に関する知識、（Ｂ）ファイバネットワークルート内の２つのエンドポイント間で利用可能なファイバ素線（図１６など）の波長占有率（図１７など）の知識及び制御のような情報を活用すること、（Ｃ）上記及び以下で説明するように、個々の光伝送コンポーネントの制御、構成、及び接続を活用することにより、それぞれの２つのエンドポイント間の信号接続を確立する。したがって、図１８のエッジツーエッジケーブルインフラストラクチャのトポロジー１８００の詳細なケーブル固有の例を示す。
【０１５４】
トポロジー１８００の例示的な実施形態において、アクセス部分１８０６Aのハブ‘２内のノードサービングエリア１８１４A（すなわち、この実施例における網掛けエリア）の加入者（例えば、図３のエンドユーザ３０８）から波長がプロビジョニングされ、ハブ３内のノードサービングエリア１８１４B（別個に網掛け）のエンドユーザに送信される。したがって、プロビジョニングされた波長のプライマリパスは、事業者Ａの地域ネットワーク１８１４Aからハブ‘２、ハブ‘３、ハブ‘４、及びハブ‘０を通過し、一次バックボーン１８０８を介してハブ０に接続し、事業者Ｂの地域ネットワーク１８１４Bの１、ハブ２、及びハブ３を通過してから、エンド加入者が配置されているノードに到達する。セカンダリ波長パスは、事業者Ａの地域ネットワーク１８１４Bからハブ‘２及びハブ‘１を通過し、二次バックボーン１８１０を介してハブ４に接続し、事業者Ｂの地域ネットワーク１８１４Bのハブ３を通過してから、エンド加入者が配置されているハブ３内のノードに到達する。
【０１５５】
図１９は、選択又は所望された波長の光信号が通過する構成要素の例示的なシーケンス１９００のブロック図である。シーケンス１９００は、例えば、起点トランシーバ１９０２、第１の起点アクセスファイバセグメント１９０４（例えば、ファーストマイル／ラストマイル用）、起点ノードマルチプレクサ１９０６、第２の起点アクセスファイバセグメント１９０８、起点ハブＲＯＡＤＭ１９１０、起点コアファイバセグメント１９１２、起点光増幅器１９１４、コアＲＯＡＤＭ１９１６、送信先光増幅器１９１８、送信先コアファイバセグメント１９２０、送信先ＲＯＡＤＭ１９２２、第１の送信先アクセスファイバセグメント１９２４、送信先ノードデマルチプレクサ１９２６、第２の送信先アクセスファイバセグメント１９２８（例えば、ラストマイル／ファーストマイル用）、及び送信先トランシーバ１９３０のうちの１つ以上を含むことができる。
【０１５６】
シーケンス１９００の例示的な動作において、異なる搬送波タイプの光信号の波長が共通のファイバを共同使用して共存することができるように、上述の実施形態に従って、送信された光信号の主要なパラメータが管理される。これらの主要なパラメータは、送信電力、変調形式（コヒーレント又は非コヒーレント）、変調次数、変調帯域幅又はシンボルレート、波長又は中心周波数を含む。少なくともいくつかの実施形態において、隣接チャネル及び／又は他のチャネルでの放射も重要なパラメータであり、このパラメータも同じファイバで送信される異なる搬送波タイプの共存を最適化するために管理される。
【０１５７】
図２０は、例示的な電力管理分布２０００を示すグラフ図である。分布２０００は、特定の送信チャネル２００４で最大ピーク電力２００２を管理する方法を強調している。分布２０００は、最大許容エネルギーが送信チャネル２００４の外側、例えば波長スペクトルにおける隣接チャネル２００６及び他のチャネル２００８でどのように定義され得るかをさらに示す。この例示的な分布２０００によって、当業者は、ファイバリソースの使用を最適化するために、波長スペクトル全体で電力及び不要なノイズ放射を管理する手法をより容易に決定することができる。例示的な実施形態において、これらのパラメータは、加入者が特定のサービスレベル契約（ＳＬＡ）を順守できるように、波長サービス加入者の伝送ノイズ放射性能要件を最適化するために、本明細書の実施形態に従ってさらに管理される。
【０１５８】
分布２０００は、チャネルの波長又は中心周波数、及びその周囲の状況のみに基づいた制限の最適な管理を示す。それにもかかわらず、本実施形態はさらに、送信信号の発信元などの追加の制限を考慮して、同じファイバ内の異なる搬送波タイプの最適な配置を有利に管理することができる。バックボーン部分は一般に、ネットワークのアクセス部分又は地域／メトロ部分よりも大きな価値があると見なされるため、バックボーン部分などのネットワークの特定の部分は、ネットワークの他の部分とは異なる最適化の考慮事項を必要とする可能性が高いため、信号の発信元は重要な考慮事項である。以下の表２は、ネットワークのアクセス部分でのチャネルごとの最大出射パワーと、ネットワークのメトロ部分及びバックボーン部分でのチャネルごとの最大出射パワーの例を示す。したがって、表２に示すように、出射パワーは、信号の発信元に基づいて様々な制限を受ける可能性がある。
【表２】
0006740484.tif 000003
【０１５９】
表２からわかるように、ネットワークのメトロ部分とバックボーン部分の光パワーは、ネットワークのアクセス部分の光パワーよりも低いため、より多くのチャネルが許可され、容量の最適化が最も望ましいネットワークの部分のファイバ波長スペクトルに沿って、不要な放射が少なくなる。少なくともいくつかの実施形態において、上記で検討した個々の光信号パラメータに加えて、本実施形態はさらに、搬送波共存の決定に最大集約光パワーなどの集約ファイバパラメータを考慮することができる。すなわち、本技術は、特定のファイバ内で送信されるすべての信号の相加効果をさらに有利に考慮して、ファイバ素線の全体的な容量に影響を及ぼす可能性のあるファイバの非線形挙動を防ぐことができる。
【０１６０】
共同使用されるファイバ環境で容量を最適化するために、本システム及び方法は、様々な光搬送波タイプのパラメータの革新的かつ正確な管理技術を実現する。独自の光送信機を使用する加入者の観点から、このような加入者送信機は、本明細書に記載されている原理と連携して動作する搬送波共存契約（ＣＳＡ）を順守する必要がある。サービスプロバイダが送信機を制御している場合、サービスプロバイダは同じＣＳＡの構成閾値に従う必要があり、それによりサービスプロバイダは、エンドツーエンドの波長サービスを提供するときにＳＬＡを有効にすることができる。
【０１６１】
本実施形態の革新的な技術はさらに、最適な波長サービスプロビジョニング方法の開発を可能にし、波長リソースを識別し、より効率的に利用して、例えば、サービスプロバイダが、サービスの実施の複雑さ、パフォーマンス、及び／又はコストに基づいてサービスに対してより正確に加入者に請求することができるようにする。すなわち、本明細書に提示された新規の技術的解決法により、加入者ごと、ファイバノードサービングエリアごと、又はアクセスネットワークごとのサービスコストを見積もるための当て推量が少なくなる。
【０１６２】
理論的には、Ｃバンド及びＬバンドで任意の波長を使用する多くのオプションがあるかもしれないが、実際には、これらの帯域の様々な波長での送信機及び受信機の可用性及び使用に考慮しなければならない特定の考慮事項がある。また、増幅（例えば、ＥＤＦＡによる）の必要性、又はＥＤＦＡがＬバンドで利用できないことなど、他の考慮事項も比較検討する必要がある。現在、従来の非コヒーレント送信機及び受信機は、コヒーレント送信機及び受信機よりも安価である。しかしながら、コヒーレント信号は非コヒーレント信号に対して比較的非常に狭い帯域幅で効率的にパックできるため、本明細書に記載されたコヒーレント技術を利用すると、既存のファイバリソースの利用効率が大幅に向上する。したがって、コヒーレント技術によって達成される効率の向上に起因する再トレンチの必要性の低下は、技術を実施するのに使用される個々のコヒーレント送信機及び受信機のコストの増加を大幅に上回る。これらのコスト上の利点は、コヒーレントコンポーネントの相対的なコストが、非コヒーレントコンポーネントに比べて時間の経過とともに減少しない場合でも実現される（それでもなお予測される）。
【０１６３】
これらの効率の利点は、ケーブル環境の事業者にとって特に有利である。なぜなら、現在のケーブル事業者は一般にかなりのファイバ普及率を有しているが、さらなる拡張に利用できるファイバ素線の数は限られているからである。したがって、非コヒーレント波長サービスは、最初は（例えば、安価なハードウェアコンポーネントから）より低いエンドポイントコストを示すと考えられるが、非コヒーレント波長サービスのエンドポイントへの動作は、非コヒーレント技術によって消費される帯域幅及び電力リソースがかなり大きいため、実際には全体的により費用がかかる。以下でさらに説明するアルゴリズムのいくつかは、多くのシナリオで、従来の非コヒーレント技術と比較して、本明細書に記載されたコヒーレントシステム及び方法を用いて波長サービスを実施する方がより費用効率的であることを具体的に示している。
【０１６４】
上記のように、コヒーレント光リンクは非コヒーレント光リンクよりも感度が高く、比較的低い送信電力しか必要としない。また上記のように、ファイバの最大総出力は、ファイバに過度のエネルギーを与えることに起因する非線形挙動による、容量制限現象として評価する重要なパラメータである。コヒーレントリンクが経験するこの感度の利点により、追加の増幅なしで長距離の伝送がさらに可能になり、それによりコヒーレント技術を用いてハードウェアコストをさらに削減することができる。
【０１６５】
図１７に関して上述したように、チャネルマップ１７００は、Ｃバンド及びＬバンドの部分を含む。本明細書でさらに説明するように、チャネルマップ１７００に示すチャネルの一部又はすべてなど、利用可能なスペクトルのチャネルをより効率的に割り当てるために、波長マッピング及び選択の基準及び技術が提供される。一般に、アクセスネットワークには、ハブからノードまでの限られたファイバ素線が利用可能であることが予測される。それにもかかわらず、新しい加入者ごとに新しいファイバをノードからインストールする必要があるため、この最後のノードから加入者までのセグメントに十分なファイバリソースが利用できると考えられる。
【０１６６】
さらに、ネットワークのバックボーン部分だけでなく、ハブツーハブからも限られたファイバリソースが利用可能であることが予測される。すなわち、最長距離のリンクを含むバックボーン部分は、ファイバリソースが制限されており、ネットワークのより慎重に管理されかつ増幅段を含む可能性が最も高い部分である。プロバイダーの地域ネットワークは、そのバックボーン部分よりもファイバの利用可能性が高い場合があるが、プロバイダーはそれらの付加的なリソースを使用する様々な光技術も有する場合がある。このようなすべてのリソースの利用は、波長サービスを提供するためのコスト及びパフォーマンスに影響する。したがって、本技術の波長選択方法はさらに、有利には、これらの他のリソースからのネットワーク及びファイバ波長分布への影響を考慮するように構成される。
【０１６７】
短い距離を通過する波長サービスの場合、増幅の必要がない場合がある。このような場合、すなわち、アクセス部分又はアクセスネットワークといくつかのハブを通る短いパスのみを通過する可能性のあるサービスの場合、波長選択方法は、ＬバンドとＣバンドの小さい部分のみを割り当てることができる。ただし、複数のハブ又はバックボーンの一部を通過する長距離伝送の場合、増幅機能を備えたＣバンドをより最適に割り当てることができる。
【０１６８】
したがって、本システム及び方法は、包括的なデータベースを実装して、リソース分析及びコストファクタリングを実行するように構成されている。包括的なデータベースは、エンドツーエンドで利用可能なファイバリソースに関する情報と、ファイバセグメントごとの波長割り当てとを含む。したがって、波長スペクトルの特定の部分が使用されていない場合でも、特定の波長は、事業者がよく使用するサービス用に予約されている場合がある。このような予約された波長は、例えばＥＰＯＮ、ギガビットイーサネット（登録商標）、アナログオプティクス、及びその他の信号で通常使用される波長を表す場合がある。したがって、包括的なデータベースは、詳細な波長チャネルマップ（例えば、図１７のチャネルマップ１７００）と、信号の種類、変調次数、帯域幅又はシンボルレート、送信元での送信パワー、ファイバセグメント、中心周波数又は波長でのピーク光パワーなどの１つ以上を含む追加の光信号属性の情報とを含むことができる。
【０１６９】
考慮すべきファイバセグメントの重要な属性は、そのセグメントにおける光信号ごとのコスト要因である。このコスト要因の一因となる要因は、そのセグメントの波長及び帯域幅の不足、中心周波数、及びその中心周波数に関連する帯域などの考慮事項を含む。また、Ｌバンドにおける増幅がないため、Ｌバンドチャネルは現在、Ｃバンドチャネルよりも安価であると考えられる。考慮すべきもう１つの重要なコスト要因は、電子発射力である。ファイバ素線内の高い総光パワーによって誘導される非線形挙動があるため、少なくとも１つの実施形態において、本技術は、閾値与えることによりこの制限に対処し、この閾値を超えると、この閾値付近、又はそれ以上で送信するためにコストプレミアムが追加される。
【０１７０】
本技術はさらに、一実施形態において、事業者が他の加入者のサービスに対応するために波長を再配置することができるため、柔軟な波長のエンドポイントがより低い運用コストを示すことを明らかにする。したがって、固定波長はより制限的である。したがって、加入者が固定波長サービスを購入している場合、事業者は利用可能なエンドツーエンド波長オプションを分析し、可能性がある加入者に使用する可能性がある波長のリストを提供することができる。表３は、使用されているネットワークの長さ及びセクションに基づいたファイバ通過コスト要素のリストを示す。表３Ａは、自分自身のネットワークファイバの利用に関するコスト要素を示し、表３Ｂは、ピアネットワークファイバの利用に関するコスト要素を示す。
【表３】
0006740484.tif 000004
【０１７１】
表４は、使用されているネットワークの長さ及びセクションに基づいたサンプルのノード通過コスト要素のリストを示す。表４Ａは、自分自身のネットワークのノードあたりのコストを示し、表４Ｂは、ピアネットワークのノードあたりのコストを示す。いくつかの実施形態において、アクセスノードが事実上地域の境界にあるとしても、地域へのゲートウェイであるアクセスノードは、コストの観点から地域ネットワークノードであると見なされる。同様に、バックボーン部分へのゲートウェイとして機能する（すなわち、バックボーンの境界にある）地域ノードは、コストの観点からバックボーンネットワークノードであると見なされる。
【表４】
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【０１７２】
表５は、使用されているネットワークの長さとセクションに基づくサンプル帯域幅コスト要因のリストを示す。表５Ａは自分自身のネットワークの帯域幅コストを示し、表５Ｂはピアネットワークの帯域幅コストを示す。ネットワークのバックボーン部分に増幅を含めることもできるが、ネットワークの地域部分など、ネットワークの他の部分で増幅が必要な場合は、以下に示す決定に追加コストが追加される。例示的な実施形態において、本技術は、ＥＤＦＡとともにＲＯＡＤＭを利用するチャネル選択的増幅システムを実装する。しかしながら、上記のように、他のハードウェア構成が考えられる。
【表５】
0006740484.tif 000006
【０１７３】
本システム及び方法によれば、波長サービスは、有利には、光スイッチング技術とともに完全に自動化された波長多重化技術を利用して実行される。加えて、又は代わりに、本実施形態は、時間の経過とともに変化が少なくなると予想されるネットワークエッジに物理的に近接して実施される。いくつかの実施形態において、本システム及び方法はさらに、本明細書に開示される実施形態の一部とのオプションの相補的な技術として、手作業のファイバ接続及び特定の波長デマルチプレクサの手作業の選択を実施することができる。ネットワークのコア又はバックボーン部分では、頻繁な変更とファイバ操作が予想されるため、本システム及び方法の効率を最大化するために、このような場所では完全に自動化されたシステムが期待される。バックボーン／コアでの手作業の操作のいくつかは、本出願の範囲内で可能であるが、一般的には望ましくないと考えられる。
【０１７４】
波長サービスを提供するための最適な方法は、以下の図２１〜２３に示すフローチャートに関して説明される。図２１〜２３に記載されている例示的なプロセス及びサブプロセスは、波長接続サービスを提供するためのネットワークの様々な部分の技術に適用される特定の基準及びコスト評価を要約し、それによって効率を最大化する。
【０１７５】
図２１は、上述の実施形態で実施されることができる例示的なポイントツーポイントネットワークプロビジョニングプロセス２１００のフローチャート図である。プロビジョニングプロセス２１００は、例えば、ネットワークの光ハブ内に配置された、波長ベースのポイントツーポイントネットワークプロビジョニングシステムのプロセッサによって実施されることができる。代わりに、ネットワークプロビジョニングシステムは、光通信ネットワークの別の部分に配置されるか、又は別の部分から動作することができる。プロセス２１００はステップ２１０２で始まる。ステップ２１０２において、プロセス２１００は、所望のポイントツーポイントネットワークのすべてのｎ（ｊ）のエンドポイントを定義又は選択する。エンドポイントがＮ個の場合、次の式で表されるように、合計Ｍ個の接続がある。
【０１７６】
【数１】
0006740484.tif 000007
【０１７７】
ステップ２１０４は判定ステップである。ステップ２１０４において、プロセス２１００は、すべてのＭ個の接続について冗長性が必要か否かを判定する。冗長性が必要な場合、プロセス２１００はステップ２１０６に進み、冗長性値ｒ＝１を設定する。ステップ２１０４において、冗長性が不要であるとプロセス２１００が判定した場合、プロセス２１００は代わりにステップ２１０８に進み、冗長性値はｒ＝０に設定される。ステップ２１１０において、プロセス２１００は、すべての（ｎ（ｊ）、ｎ（ｋ））のエンドポイント対についてすべてのｍ（ｉ）の接続を特定し（例えば、Ｎ＝５について表１を参照）、値ｍ＝１を設定する。
【０１７８】
ステップ２１１２において、プロセス２１００は、図２２に関して以下で説明される波長及びファイバパス選択サブプロセス２２００を実行する。サブプロセス２２００の完了後、プロセス２１００はステップ２１１４に進む。ステップ２１１４は判定ステップである。ステップ２１１４において、プロセス２１００は、ｍ＝Ｍであるか否かを判定する。ステップ２１１４において、プロセス２１００がｍ＝Ｍであると判定した場合、プロセス２１００は終了するか、又はオプションとしてサブプロセス２２００に戻ってシステムを再評価する。しかしながら、ステップ２１１４において、プロセス２１００がｍ≠Ｍであると判定した場合、値ｍはｍ’＝ｍ＋１となるように増分され、プロセス２１００はステップ２１１２に戻り、サブプロセス２２００を繰り返す（例えば、少なくともｍ＝Ｍとなるまで）。
【０１７９】
図２２は、図２１のプロビジョニングプロセス２１００で実施することができる例示的な波長及びファイバパスサブプロセス２２００のフローチャート図である。例示的な実施形態において、波長及びファイバパスサブプロセス２２００は、２つのエンドポイント間の少なくとも単一の光リンクに関して実施される（例えば、上記の図１３参照）。
【０１８０】
サブプロセス２２００は、ステップ２２０２で始まり、ステップ２２０２において、サブプロセス２２００は、（ｎ（ｊ）、ｎ（ｋ））のエンドポイント対及び対応するｍ（ｉ）の接続／関連付けをインデックス化し、又はそのインデックス（例えば、上記の表１）を検索する。ステップ２２０４において、サブプロセス２２００は、メッシュトポロジーパス発見アルゴリズムなどのアルゴリズムを実施し、ファイバトポロジー（例えば、図１９のトポロジー１９００）内のエンドポイント間のすべての可能性があるファイバパスのセットを特定する。ステップ２２０６において、サブプロセス２２００は、それぞれ可能性があるファイバパスのすべてのファイバセグメントで利用可能な波長に基づいて、エンドポイント間の利用可能なファイバパスのサブセットを特定する。ステップ２２０８において、サブプロセス２２００は、ポイントツーポイントリンクに必要な帯域幅を用いて、ファイバパスのどのサブセットが特定の性能要件（例えば、帯域幅、待ち時間、ノイズなど）を満たすか否かを判定する。
【０１８１】
ステップ２２１０において、サブプロセス２２００は、結果として生じるそれぞれのファイバパスについて、パスが横断するすべてのノードのセット、並びにこのようなすべてのパスのセット及びそれらに対応する長さを特定する。ステップ２２１２において、サブプロセス２２００は、ファイバパス選択基準（例えば、ノードの最大数、最大長など）を追加し、追加された基準に従って計算速度を調整し、及び／又は追加された基準に基づいて可能性があるファイバパスのセットを選別（フィルタリング）する。ステップ２２１４は判定ステップである。ステップ２２１４において、サブプロセス２２００は、評価される特定のファイバ接続リンクに冗長性が必要か否か（すなわち、図２１のステップ２１０６によるｒ＝１）を判定する。ステップ２２１４において、冗長性が必要であるとサブプロセス２２００が判定した場合、サブプロセス２２００はステップ２２１６に進み、最高の直交度を有するファイバパス対のセットを提供する。本開示において、完全に直交する経路は実際には共通のセグメントを共同使用しないことが認識されている。
【０１８２】
しかしながら、ステップ２２１４において、冗長性が不要であるとサブプロセス２２００が判定した場合、サブプロセス２２００はステップ２２１８に進み、すべてのファイバパス対のセットを、アップストリーム及び／又はダウンストリーム方向に提供する。ステップ２２２０は判定ステップである。ステップ２２２０において、サブプロセス２２００は、少なくとも１つのファイバ対パスが、パス選択基準を満たす少なくとも１つのセカンダリパス（すなわち、ｒ＝１）を含むか否かを判定する。対応するセカンダリパスを有する少なくとも１つのファイバ対パスが見つかった場合、プロセス２２００はステップ２２２２に進み、ステップ２２２２において、サブプロセス２２００は図２３に関して以下で説明するコストサブプロセス２３００を実行する。しかしながら、ステップ２２２０において、パス選択基準を満たす対応するセカンダリパスが見つからない場合、サブプロセス２２２４はステップ２２２４に進み、ステップ２２２４において、選択基準が緩和され、緩和された基準が記録されるようにデータベース内で更新され、ファイバパスのセットは、ステップ２２２２に進む前に再計算され、サブプロセス２３００が実行される。
【０１８３】
ステップ２２２６において、プロセス２２００は、コストサブプロセス２３００から得られた結果に基づいて、及びセットの選択基準（例えば、元の又は緩和された）のパスに従って、各ファイバパスのコストを見積もる。コストサブプロセス２３００から得られた結果は、例えば、それぞれの通過するノードとそれぞれの通過するセグメントのコスト、波長中心周波数と帯域幅の影響、通過する全長などを評価する。ステップ２２２８において、サブプロセス２２００は、最低コストでファイバパス選択性能基準を満たすファイバパス又はファイバパス対、及び関連する波長を選択する。ステップ２２２８でファイバパスを選択すると、サブプロセス２２００は、図２１のプロセス２１００のステップ２１１４に戻る。
【０１８４】
図２３は、図２１のプロビジョニングプロセス２１００、及び図２２の波長及びファイバパスサブプロセス２２００で実施されることができる例示的なコストサブプロセス２４００のフローチャート図である。コストサブプロセス２３００はステップ２３０２で始まり、ステップ２３０２において、サブプロセス２３００はノードの場所に基づいてそれぞれの通過するノードのコストを計算する。これには、ノードが自分自身の設備かピア設備かの影響が含まれる（例えば、表４Ａ〜Ｂ参照）。ステップ２３０４において、サブプロセス２３００は、特定のファイバセグメントの位置、特定の波長でのその長さ（例えば、Ｃバンド対Ｌバンド）、及び自身対ピアファイバ（Ｃ、例えば、表３Ａ〜Ｂ）の影響に基づいて、それぞれのファイバセグメントのコスト寄与を計算する。ステップ２３０６において、サブプロセス２３００は、帯域幅の関数としてコスト要因を計算し、自分自身の設備とピア設備との影響を考慮する（例えば、表５Ａ〜Ｂを参照）。
【０１８５】
ステップ２３０８はオプションのステップである。ステップ２３０８において、サブプロセス２３００は、チャネルの選択的な増幅が必要であるか又は望ましい場合、コスト計算を調整する。ステップ２３１０もオプションのステップである。ステップ２３１０において、サブプロセス２３００は、対応するセカンダリパスの先行コストを、すなわち、特定のパスに冗長性が必要であった場合に再計算する。
【０１８６】
ステップ２３１２において、サブプロセス２３００は、選択されたチャネルの必要なノイズ条件に基づいて、少なくとも１つの追加のコスト要因を計算して追加する。ステップ２３１４もオプションのステップである。ステップ２３１４において、サブプロセス２３００は、必要に応じて、許容されるパワーレベルよりも大きいピークパワーを相殺するためのさらなるコスト要因を計算して追加する。
【０１８７】
ステップ２３１６において、サブプロセス２３００は、送信が固定波長中心周波数か構成可能な波長中心周波数かに応じて、さらなるコスト調整を計算する。例示的な実施形態において、さらなるコスト調整により、固定波長伝送のプレミアム値が追加される。ステップ２３１８において、所定のエンドポイントがサービスコストを評価しているサービスプロバイダによって管理及び／又は所有されているか否かに応じて、さらなるコスト調整が計算される。ステップ２３１８が完了すると、サブプロセス２３００は完了し、図２２の波長及びファイバパス選択サブプロセス２２００のステップ２２２６に戻る。
【０１８８】
ファイバ通信システム及び方法の例示的な実施形態は、上記で詳細に説明されている。しかしながら、本開示のシステム及び方法は、本明細書に記載されている特定の実施形態のみに限定されず、むしろ、それらの実施のコンポーネント及び／又はステップは、本明細書に記載されている他のコンポーネント及び／又はステップとは独立して別々に利用されることができる。また、例示的な実施形態は、エンドユーザ段階でファイバ及び同軸伝送を利用する他のアクセスネットワークに関連して実施及び利用することができる。
【０１８９】
本開示の様々な実施形態の特定の特徴は、いくつかの図面に示されており、他の図面には示されていない場合があるが、これは便宜上のためだけである。本開示の原理に従って、図面に示される特定の特徴は、他の図面の特徴と組み合わせて参照及び／又はクレームされることができる。例えば、以下の例示的なクレームのリストは、本明細書に記載されているシステム及び方法から可能な要素の可能性がある組み合わせの一部のみを表す。
【０１９０】
ａ（ｉ）．光ネットワーク通信システムであって、少なくとも２つの異なる光信号を監視し、単一の多重化異種信号へと多重化するように構成されているインテリジェント構成ユニットを含む光ハブと、前記多重化異種信号から前記少なくとも２つの異なる光信号を個別に分離するように構成されている光配信センターと、前記光ハブと前記光配信センターを接続する少なくとも１つのファイバセグメントであって、前記光ハブから前記多重化異種信号を受信し、前記多重化異種信号を前記光配信センターに配信するように構成されている少なくとも１つのファイバセグメントと、それぞれが前記光配信センターからそれぞれの分離された光信号の１つを受信するように構成されているダウンストリーム受信機を含む少なくとも２人のエンドユーザとを含むシステム。
【０１９１】
ｂ（ｉ）．前記インテリジェント構成ユニットは、プロセッサ及びメモリと、光マルチプレクサとを含む、請求項ａ（ｉ）のシステム。
【０１９２】
ｃ（ｉ）．前記インテリジェント構成ユニットは、光マルチプレクサをさらに含む、請求項ｂ（ｉ）のシステム。
【０１９３】
ｄ（ｉ）．前記インテリジェント構成ユニットは、光マルチプレクサから情報を受信し、光マルチプレクサに情報を送信するために制御インターフェース及び通信インターフェースの少なくとも１つをさらに含む、請求項ｂ（ｉ）のシステム。
【０１９４】
ｅ（ｉ）．前記光配信センターは、前記多重化異種信号を分離するように構成されているノード光デマルチプレクサを含む、請求項ａ（ｉ）のシステム。
【０１９５】
ｆ（ｉ）．前記光ハブは、それぞれが前記少なくとも２つの異なる光信号の１つをそれぞれ送信するように構成されている少なくとも２つのダウンストリーム送信機を含む、請求項ａ（ｉ）のシステム。
【０１９６】
ｇ（ｉ）．前記少なくとも２人のエンドユーザのそれぞれが、アップストリーム送信機をさらに含み、前記光配信センターは、ノード光マルチプレクサをさらに含み、前記光ハブは、前記少なくとも２人のエンドユーザの送信機のうちの異なる１つからそれぞれ異なる光信号を受信するように構成されている少なくとも２つのアップストリーム受信機をさらに含む、請求項ｆ（ｉ）のシステム。
【０１９７】
ｈ（ｉ）．前記インテリジェント構成ユニットは、前記少なくとも２つのダウンストリーム送信機からの少なくとも２つの異なる光信号を多重化するようにさらに構成されている、請求項ｆ（ｉ）のシステム。
【０１９８】
ｉ（ｉ）．前記少なくとも２つの異なる光信号は、アナログ信号、強度変調直接検出信号、差動変調信号、及びコヒーレント信号のうちの２つ以上を含む、請求項ａ（ｉ）のシステム。
【０１９９】
ｊ（ｉ）．前記少なくとも２人のエンドユーザは、顧客デバイス、顧客施設、ビジネスユーザー、及び光ネットワークユニットのうちの少なくとも２つを含む、請求項ａ（ｉ）のシステム。
【０２００】
ｋ（ｉ）．受動光ネットワークアーキテクチャでコヒーレント高密度波長分割多重化を実施するようにさらに構成されている、請求項ａ（ｉ）のシステム。
【０２０１】
ｌ（ｉ）．前記少なくとも２人のエンドユーザは、少なくともＮ人の加入者を含み、前記システムは、Ｎ人の加入者のそれぞれに対して少なくとも２つのファイバセグメントを含む、請求項ｋ（ｉ）のシステム。
【０２０２】
ｍ（ｉ）．波長フィルタリング及び注入同期を実施するようにさらに構成されている、請求項ａ（ｉ）のシステム。
【０２０３】
ｎ（ｉ）．前記少なくとも２人のエンドユーザは、少なくともＮ人の加入者を含み、前記システムは、２Ｎ人の加入者のそれぞれに対して少なくとも３つのファイバセグメントを含む、請求項ｍ（ｉ）のシステム。
【０２０４】
ａ（ｉｉ）．光ネットワークのファイバセグメントを介して異種波長信号を配信する方法であって、少なくとも２つの異なる送信機からの少なくとも２つの異なる光搬送波をそれぞれ監視するステップと、前記ファイバセグメントの１つ以上の特性を分析するステップと、前記少なくとも２つの異なる光搬送波の１つ以上のパラメータを特定するステップと、１つ以上の分析されたファイバセグメントの特性及び１つ以上の特定された光搬送波のパラメータに従って、少なくとも２つの異なる光搬送波のそれぞれに波長スペクトルを割り当てるステップとを含む方法。
【０２０５】
ｂ（ｉｉ）．前記割り当てるステップの後に、それぞれの割り当てられた波長スペクトルに従って前記少なくとも２つの異なる光搬送波を前記ファイバセグメントに向けて多重化することをさらに含む、請求項ａ（ｉｉ）の方法。
【０２０６】
ｃ（ｉｉ）．前記少なくとも２つの異なる光搬送波は、アナログ信号、強度変調直接検出信号、差動変調信号、及びコヒーレント信号のうちの２つ以上を含む、請求項ａ（ｉｉ）の方法。
【０２０７】
ｄ（ｉｉ）．前記ファイバセグメントの特性は、ファイバタイプ、ファイバ長、増幅デバイス及び／又は損失デバイスの実装、波長フィルタ又はスプリッタの実装、及びファイバ配信ネットワークトポロジーのうちの１つ以上を含む、請求項ａ（ｉｉ）の方法。
【０２０８】
ｅ（ｉｉ）．前記光搬送波のパラメータは、個々の搬送波の光パワーレベル、総搬送波電力、光搬送波の数、信号波長、搬送波間の波長間隔、変調フォーマット、変調帯域幅、搬送波の設定可能性、チャネルコーディング／デコーディング、偏波多重、前方誤り訂正、及び搬送波の維持可能性のうちの１つ以上を含む、請求項ａ（ｉｉ）の方法。
【０２０９】
ｆ（ｉｉ）．前記割り当てるステップは、波長スペクトルに沿って固定波長の光信号を配置する第１のサブステップと、前記波長スペクトルに沿って前記固定波長の光信号に近接して、比較的高い耐ノイズ性を有する実質的に堅牢な光信号を配置する第２のサブステップと、比較的高い信号対雑音比を有する光信号と前記固定波長の光信号との間に前記実質的に堅牢な光信号が配置されるように、前記波長スペクトルに沿って比較的低ノイズの領域内に前記比較的高い信号対雑音比を有する光信号を配置する第３のサブステップとを含む、請求項ａ（ｉｉ）の方法。
【０２１０】
ｇ（ｉｉ）．前記割り当てるステップは、前記第１、第２、及び第３のサブステップのうちの少なくとも１つの後に、配置した信号のノイズレベルを計算するサブステップをさらに含む、請求項ｆ（ｉｉ）の方法。
【０２１１】
ｈ（ｉｉ）．前記固定波長の光信号はアナログ光信号を含む、請求項ｆ（ｉｉ）の方法。
【０２１２】
ｉ（ｉｉ）．前記比較的高い耐ノイズ性を有する光信号は、ＮＲＺ光信号及びＱＰＳＫ光信号のうちの１つ以上を含む、請求項ｆ（ｉｉ）の方法。
【０２１３】
ｊ（ｉｉ）．前記比較的高い信号対雑音比を有する光信号は、ＰＡＭ４光信号、ＰＡＭ８光信号、１６ＱＡＭ光信号、及び６４ＱＡＭ光信号のうちの１つ以上を含む、請求項ｆ（ｉｉ）の方法。
【０２１４】
ａ（ｉｉｉ）．光配信センター装置であって、光ハブとの通信のための入力光インターフェースと、光信号を処理するように構成されている１つ以上のエンドユーザデバイスとの通信のための出力光インターフェースと、前記入力光インターフェースからのダウンストリーム異種光信号を複数のダウンストリーム同種光信号に分離する波長フィルタと、前記光ハブからの第１の制御信号に応答して、前記波長フィルタから前記出力光インターフェースへ前記複数のダウンストリーム同種光信号を配信するためのダウンストリーム光スイッチとを含む装置。
【０２１５】
ｂ（ｉｉｉ）．前記波長フィルタは、波長分割多重回折格子及び周期的アレイ導波路回折格子のうちの少なくとも１つを含む、請求項ａ（ｉｉｉ）の装置。
【０２１６】
ｃ（ｉｉｉ）．前記ダウンストリーム光スイッチは、前記複数のダウンストリーム同種光信号の特定のものを前記１つ以上のエンドユーザデバイスの対応するものと関連付けるように構成されているＮｘＮ光スイッチである、請求項ａ（ｉｉｉ）の装置。
【０２１７】
ｄ（ｉｉｉ）．前記第１の制御信号は、前記光ハブ内に配置されたインテリジェント構成ユニットから受信される、請求項ａ（ｉｉｉ）の装置。
【０２１８】
ｅ（ｉｉｉ）．前記光ハブからの第２の制御信号に応じて、前記出力光インターフェースから収集された複数のアップストリーム同種光信号を配信するためのアップストリーム光スイッチと、配信された前記複数のアップストリーム同種光信号を前記入力光インターフェースへの異種アップストリーム光信号に集約するための光コンバイナとをさらに含む、請求項ａ（ｉｉｉ）の装置。
【０２１９】
ｆ（ｉｉｉ）．前記光コンバイナは、波長分割多重回折格子及び受動光スプリッタのうちの少なくとも１つを含む、請求項ｅ（ｉｉｉ）の装置。
【０２２０】
ｇ（ｉｉｉ）．前記アップストリーム光スイッチは、Ｎ×Ｎ光スイッチである、請求項ｅ（ｉｉｉ）の装置。
【０２２１】
ｈ（ｉｉｉ）．前記第２の制御信号は、前記第１の制御信号の対応するコマンドである、請求項ｅ（ｉｉｉ）の装置。
【０２２２】
ｉ（ｉｉｉ）．前記光配信センターは、前記第１及び第２の制御信号を前記入力光インターフェースから別々に受信するように構成されている、請求項ｅ（ｉｉｉ）の装置。
【０２２３】
ｊ（ｉｉｉ）．前記出力光インターフェースと通信するハイブリッドファイバ同軸部分をさらに含む、請求項ｅ（ｉｉｉ）の装置。
【０２２４】
ｋ（ｉｉｉ）．前記第２の制御信号は、前記光ハブ内に配置されたインテリジェント構成ユニットから受信される、請求項ｅ（ｉｉｉ）の装置。
【０２２５】
ａ（ｉｖ）．光アクセスネットワークであって、少なくとも１つのプロセッサを含む光ハブと、複数の光ファイバセグメントによってそれぞれ前記光ハブに接続された複数の光配信センターと、複数の地理的ファイバノードサービングエリアであって、各ファイバノードサービングエリアが前記複数の光配信センターのうちの少なくとも１つの光配信センターを含む複数のファイバノードサービングエリアと、複数のエンドポイントであって、各エンドポイントが少なくとも１つの光配信センターと動作可能に通信する複数のエンドポイントと、（ｉ）第１のエンドポイントと第２のエンドポイント間の前記複数の光ファイバセグメント上のそれぞれの可能性がある通信経路を評価し、かつ（ｉｉ）所定の経路選択基準に基づいて最適なファイバパスを選択するように構成されているポイントツーポイントネットワークプロビジョニングシステムとを含むネットワーク。
【０２２６】
ｂ（ｉｖ）．前記ポイントツーポイントネットワークプロビジョニングシステムは、前記光ハブ内に配置される、請求項ａ（ｉｖ）のネットワーク。
【０２２７】
ｃ（ｉｖ）．前記第１及び第２のエンドポイントは、前記光アクセスネットワーク内に配置される、請求項ａ（ｉｖ）のネットワーク。
【０２２８】
ｄ（ｉｖ）．前記第１のエンドポイントは、前記光アクセスネットワーク内に配置され、前記第２のエンドポイントは、第２のハブを含む第２のアクセスネットワーク内に配置される、請求項ａ（ｉｖ）のネットワーク。
【０２２９】
ｅ（ｉｖ）．前記最適なファイバパスは、前記光アクセスネットワークと前記第２のアクセスネットワークとの間の少なくとも１つの地域ネットワークを通過する、請求項ｄ（ｉｖ）のネットワーク。
【０２３０】
ｆ（ｉｖ）．前記最適なファイバパスは、前記光アクセスネットワークと前記第２のアクセスネットワークとの間の少なくとも１つのバックボーンネットワークを通過する、請求項ｅ（ｉｖ）のネットワーク。
【０２３１】
ｇ（ｉｖ）．少なくとも１つのバックボーンネットワークが、プライマリバックボーンネットワークと、セカンダリバックボーンネットワークとを含み、前記可能性がある通信経路は、前記プライマリバックボーンネットワークを通る少なくとも１つのプライマリファイバパスと、前記セカンダリバックボーンネットワークを通る少なくとも１つのセカンダリファイバパスとを含む、請求項ｆ（ｉｖ）のネットワーク。
【０２３２】
ｈ（ｉｖ）．前記ポイントツーポイントネットワークプロビジョニングシステムは、前記最適なファイバパスに沿って送信する最適な光搬送波を選択するようにさらに構成されている、請求項ａ（ｉｖ）のネットワーク。
【０２３３】
ｉ（ｉｖ）．前記ポイントツーポイントネットワークプロビジョニングシステムは、選択された最適な光搬送波とは異なる搬送波タイプの第２の光搬送波を含む少なくとも１つのファイバパスに沿って前記選択された最適な光搬送波を送信するようにさらに構成されている、請求項ｈ（ｉｖ）のネットワーク。
【０２３４】
ｊ（ｉｖ）．前記選択された最適な光搬送波は、コヒーレント信号伝送を含み、前記第２の光搬送波は、非コヒーレント信号伝送を含む、請求項ａ（ｉｖ）のネットワーク。
【０２３５】
ｋ（ｉｖ）．前記ポイントツーポイントネットワークプロビジョニングシステムと動作可能に通信する少なくとも１つのデータベースをさらに含む、請求項ａ（ｉｖ）のネットワーク。
【０２３６】
ｌ（ｉｖ）．前記少なくとも１つのデータベースは、前記複数のエンドポイントのうちの異なるエンドポイント対の間のすべての可能性があるポイントツーポイント通信リンクの関連付けにインデックスを付けるように構成されている、請求項ｋ（ｉｖ）のシステム。
【０２３７】
ａ（ｖ）．マルチエンドポイント光ネットワークの２つのエンドポイント間のポイントツーポイント通信をプロビジョニングする方法であって、
【０２３８】
前記光ネットワークのすべてのエンドポイントにインデックスを付けるステップと、
【０２３９】
インデックス付けされたエンドポイント間の可能性があるそれぞれのポイントツーポイント接続を画定するステップと、
【０２４０】
画定されたそれぞれのポイントツーポイント接続に対してトポロジカルなファイバパスを特定するステップであって、それぞれのトポロジカルなファイバパスが１つ以上の光ファイバセグメントを含むステップと、
【０２４１】
前記１つ以上のファイバセグメントのそれぞれについて利用可能な伝送波長を計算するステップと、
【０２４２】
特定されたトポロジカルなファイバパスと計算された利用可能な伝送波長に基づいて、前記２つのエンドポイント間の最適なファイバパスを選択するステップと、
【０２４３】
選択された最適なファイバパスに沿って前記２つのエンドポイント間にポイントツーポイント通信リンクをプロビジョニングするステップと
を含む方法。
【０２４４】
ｂ（ｖ）．前記特定するステップは、１つ以上のネットワーク性能要件に対してそれぞれのトポロジカルなファイバパスを分析することを含む、請求項ａ（ｖ）の方法。
【０２４５】
ｃ（ｖ）．前記１つ以上のネットワーク性能要件は、帯域幅パラメータ、待ち時間パラメータ、及びノイズパラメータのうちの１つ以上を含む、請求項ｂ（ｖ）の方法。
【０２４６】
ｄ（ｖ）．前記特定するステップは、それぞれのトポロジカルなファイバパスを分析して、それぞれのファイバパスに沿って横断するすべてのノードのセットと、それぞれのファイバパス上で横断する１つ以上のファイバセグメントの対応する長さとをさらに特定することを含む、請求項ａ（ｖ）の方法。
【０２４７】
ｅ（ｖ）．所定のファイバパス選択基準を満たさないそれぞれのトポロジカルなファイバパスを除去するステップをさらに含む、請求項ｄ（ｖ）の方法。
【０２４８】
ｆ（ｖ）．前記所定のファイバパス選択基準は冗長性要件を含む、請求項ｅ（ｖ）の方法。
【０２４９】
ｇ（ｖ）．選択した最適なファイバパスに対応するセカンダリパスを見つけるステップをさらに含む、請求項ｆ（ｖ）の方法。
【０２５０】
ｈ（ｖ）．前記最適なファイバパスは、対応するセカンダリパスとの高度な直交性に基づいて選択される、請求項ｇ（ｖ）に記載の方法。
【０２５１】
いくつかの実施形態は、１つ以上の電子デバイス又はコンピューティングデバイスの使用を伴う。このようなデバイスは一般に、汎用中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジック回路（ＰＬＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ＤＳＰデバイス、及び／又は本明細書に記載されている機能を実行することができる他の回路又はプロセッサなどのプロセッサ又はコントローラを含む。本明細書に記載されているプロセスは、ストレージデバイス及び／又はメモリデバイスを含むがこれらに限定されないコンピュータ可読媒体に組み込まれた実行可能命令としてエンコードされることができる。このような命令は、プロセッサによって実行されると、プロセッサに、本明細書に記載されている方法の少なくとも一部を実行させる。上記の実施例は単なる例であり、したがって、「プロセッサ」という用語の定義及び／又は意味を決して限定することを意図したものではない。
【０２５２】
この書面による説明は、実施例を用いて、最良のモードを含む実施形態を開示し、また、任意のデバイス又はシステムを作成及び使用し、組み込まれた方法を実行することを含む実施形態を当業者が実施できるようにする。本開示の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、当業者が思い付く他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、又は特許請求の範囲の文言と実質的な違いのない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図している。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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