(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）複数のウェーブバンドに分割された情報を担っている光放射を導くための第一及び第二の光学経路（２０，４０，５０，６０；２００，２１０；２２０，２３０）；
（ｂ）ウェーブバンドの一つ又は二つ以上に対応する放射成分を選択的に第一の経路（２００，２１０）から第二の経路（２２０，２３０）へ通信するインターフェース手段（７０，８０，９０，１００，１１０，１２０）であって、該インターフェース手段（７０，８０，９０，１００，１１０，１２０）はウェーブバンド選択方向変更手段（２５０，２６０）及びウェーブバンド選択結合手段（２８０，３００，３２０，３３０，４７０，４８０，４９０，５００，６００，６３０）を有し、該方向変更手段（２５０，２６０）は第一の経路（２００，２１０）内にあって第一の経路から一又は二以上のウェーブバンドに対応した放射成分の方向を変えて方向が変えられた放射を与え、結合手段（２８０，３００，３２０，３３０，４７０，４８０，４９０，５００，６００，６３０）は方向が変えられた放射の中にある一又は二以上の放射成分を第二の経路（２２０，２３０）に結合するよう動作するものである；
を含んで構成され、
前記方向変更手段は、
（ｃ）第一の経路に沿って伝播している情報を担う放射の少なくとも一部を空間的に分離した放射線に分離するウェーブバンド選択フィルタ手段（８００）を含み、各放射線は関連するウェーブバンドの放射に対応するものであり；
（ｄ）各放射線ごとに関連づけて設けられ、放射線のウェーブバンドに対応する放射を選択的に導く液晶減衰手段（８１８，８２０，８２５）を含み、導かれた放射は結合手段に与えられた方向を変えられた放射に寄与するものであり；
（ｅ）マルチプレクサ（８３０）を含み、該マルチプレクサは前記液晶減衰手段によって選択的に導かれた放射を再結合して前記結合手段に与えるものであり、
前記結合手段は、
（ｆ）方向を変えられた放射の少なくとも一部を空間的に分離した放射線に分離するウェーブバンド選択フィルタ手段（８００）を含み、各放射線は関連するウェーブバンドに対応するものであり；
（ｇ）各放射線ごとに関連づけて設けられ、放射線のウェーブバンドに対応する放射を選択的に伝送し又は方向を変える液晶減衰手段（８１８，８２０，８２５）を含み、これにより選択的に第二の経路への出力に放射を与えるものである、
ことを特徴とする光通信システム（１０）。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第二の経路は第二の経路（２２０，２３０）に沿って伝播するウェーブバンドの放射を減衰させるためのウェーブバンド選択減衰手段（３５０，３６０）を含んでおり、前記結合手段は第一の経路からの放射を前記減衰手段から出力される放射に加えるよう動作し、前記減衰手段は前記結合手段によって加えられる放射と波長が一致する第二の経路に沿って伝播しているウェーブバンドの放射を減衰させるよう動作することを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項２記載のシステムにおいて、前記減衰手段は、
（ａ）第二の経路に沿って伝播している放射を空間的に分離した放射線に分離するウェーブバンド選択フィルタ手段（８００）を含み、各放射線は関連するウェーブバンドの放射に対応するものであり；
（ｂ）各放射線ごとに関連づけて設けられ、放射線のウェーブバンドに対応する放射を選択的に伝送し又は方向を変える液晶減衰手段（８１８，８２０，８２５）を含み、これにより第二の経路に沿ってさらに伝播するよう結合手段からのものに加えるための放射を与えるものである、
ことを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のシステムにおいて、前記方向変更手段、前記減衰手段及び前記結合手段は、光学領域において情報を担う放射に対して作用し、放射の一部でも対応する電気信号に変換したり対応する光放射に戻す必要性を伴わずに、第一の経路からの放射の少なくとも一部を第二の経路に結合することを特徴とするシステム。
【請求項５】
（ａ）複数のウェーブバンドに分割された情報を担っている光放射を導くための第一及び第二の光学経路（２０，４０，５０，６０；２００，２１０；２２０，２３０）；
（ｂ）ウェーブバンドの一つ又は二つ以上に対応する放射成分を選択的に第一の経路（２００，２１０）から第二の経路（２２０，２３０）へ通信するインターフェース手段（７０，８０，９０，１００，１１０，１２０）であって、該インターフェース手段（７０，８０，９０，１００，１１０，１２０）はウェーブバンド選択方向変更手段（２５０，２６０）及びウェーブバンド選択結合手段（２８０，３００，３２０，３３０，４７０，４８０，４９０，５００，６００，６３０）を有し、該方向変更手段（２５０，２６０）は第一の経路（２００，２１０）内にあって第一の経路から一又は二以上のウェーブバンドに対応した放射成分の方向を変えて方向が変えられた放射を与え、結合手段（２８０，３００，３２０，３３０，４７０，４８０，４９０，５００，６００，６３０）は方向が変えられた放射の中にある一又は二以上の放射成分を第二の経路（２２０，２３０）に結合するよう動作するものである；
を含んで構成され、
前記方向変更手段は、
（ｃ）第一の経路に沿って伝播している情報を担う放射の少なくとも一部を空間的に分離した放射線に分離するウェーブバンド選択フィルタ手段（８００）を含み、各放射線は関連するウェーブバンドの放射に対応するものであり；
（ｄ）各放射線ごとに関連づけて設けられ、放射線のウェーブバンドに対応する放射を選択的に導く液晶減衰手段（８１８，８２０，８２５）を含み、導かれた放射は結合手段に与えられた方向を変えられた放射に寄与するものであり；
（ｅ）マルチプレクサ（８３０）を含み、該マルチプレクサは前記液晶減衰手段によって選択的に導かれた放射を再結合して前記ウェーブバンド選択結合手段に与えるものであり、
前記ウェーブバンド選択結合手段は、
（ｆ）方向を変えられた放射のウェーブバンドの第一の組に搬送されている情報を、第二の経路に出力される方向を変えられた放射のウェーブバンドの第二の組に伝送するためのウェーブバンドスイッチング手段（１３３２，１４１０）を含み、
前記ウェーブバンドスイッチング手段は、
（ｇ）方向を変えられた放射の中の選択されたウェーブバンドの放射を分離するためのウェーブバンド選択手段を含む、
ことを特徴とする光通信システム（１０）。
【請求項６】
請求項５記載のシステムにおいて、前記ウェーブバンドスイッチング手段は、前記ウェーブバンド選択手段によって分離された放射を対応する電気信号に変換する検出手段（１３１０）と、前記信号によって変調され、前記選択されたウェーブバンドとは異なるウェーブバンドでこの信号を担う放射を生成するよう動作し、生成された放射を第二の経路に出力する光放射源（１３２０）とを含むことを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項５記載のシステムにおいて、前記ウェーブバンドスイッチング手段は、実質的にレーザー発信閾値（１４４０）にバイアスされている光放射源（１４３０）を含んで構成され、放射源（１４３０）は、前記ウェーブバンド選択手段によって分離された放射によって、放射源（１４３０）によって生成された誘導放射が分離された放射に搬送される情報によって変調されるようにして誘導され、この誘導放射は選択されたウェーブバンドとは相互に異なるウェーブバンドであり、誘導放射は第二の経路に出力されることを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか一項記載のシステムにおいて、結合手段には、ここを伝播する、方向を変えられた放射を再生成する再生成手段（４４０，８５０，８５２，８５４，８５６，８５８，８６０，８６２，８６４）が組み込まれていることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちいずれか一項記載のシステムにおいて、第一及び第二の経路は、これらに沿った双方向の放射伝播を持続させ、インターフェース手段は第一の経路に沿ったいずれかの方向に伝播するウェーブバンドの一つ又は二つ以上の放射を、いずれかの方向に伝播するよう第二の経路に結合させることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちいずれか一項記載のシステムにおいて、経路には一つ又は二つ以上の線形経路及びリング経路が含まれていることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載のシステムにおいて、少なくとも一つの経路はこれに沿った双方向放射伝播を持続させ、少なくとも一つの経路は、放射伝播の第一の方向からの一又は二以上のウェーブバンドの放射を少なくとも一つの経路に沿った放射伝播の第二の方向に結合するための再方向付け手段を含み、第二の方向は第一の方向とは相互に反対向きであることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
光通信システム（１０）のためのインターフェース（７０，８０，９０，１００，１１０，１２０）であって、
（ａ）複数のウェーブバンドに分割された情報を担っている光放射を導くための第一及び第二の光学経路を含み、前記インターフェースは第一の経路からの一又は二以上のウェーブバンドに対応した放射を第二の経路に選択的に通信するよう動作し、
（ｂ）ウェーブバンド選択方向変更手段及びウェーブバンド選択結合手段を含み、前記方向変更手段は第一の経路に含まれ、第一の経路からの一又は二以上のウェーブバンドに対応した放射の方向を変更して方向が変えられた放射を与え、前記結合手段は、方向を変えられた放射の中の一又は二以上のウェーブバンドの放射を第二の経路に結合し、
前記方向変更手段は、
（ｃ）情報を担う放射の少なくとも一部を空間的に分離した放射線に分離するウェーブバンド選択フィルタ手段（８００）を含み、各放射線は関連するウェーブバンドの放射に対応するものであり；
（ｄ）各放射線ごとに関連づけて設けられ、放射線のウェーブバンドに対応する放射を選択的に導く液晶減衰手段（８１８，８２０，８２５）を含み、導かれた放射は結合手段のための方向を変えられた放射に寄与するものであり、
（ｅ）マルチプレクサ（８３０）を含み、該マルチプレクサは前記液晶減衰手段によって選択的に導かれた放射を再結合して前記結合手段に与えるものであり、
前記結合手段は、
（ｆ）方向を変えられた放射の少なくとも一部を空間的に分離した放射線に分離するウェーブバンド選択フィルタ手段（８００）を含み、各放射線は関連するウェーブバンドの放射に対応するものであり；
（ｇ）各放射線ごとに関連づけて設けられ、放射線のウェーブバンドに対応する放射を選択的に伝送し又は方向を変える液晶減衰手段（８１８，８２０，８２５）を含み、これにより選択的に第二の経路への出力に放射を与えるものである、
ことを特徴とするインターフェース。
【請求項１３】
請求項１２記載のインターフェースにおいて、前記方向変更手段及び前記結合手段は、光学領域において情報を担う放射に対して作用し、放射の一部でも対応する電気信号に変換したり対応する光放射に戻す必要性を伴わずに、第一の経路からの放射の少なくとも一部を第二の経路に結合することを特徴とするインターフェース。
【請求項１４】
光通信システム（１０）のためのインターフェース（７０，８０，９０，１００，１１０，１２０）であって、
（ａ）複数のウェーブバンドに分割された情報を担っている光放射を導くための第一及び第二の光学経路を含み、前記インターフェースは第一の経路からの一又は二以上のウェーブバンドに対応した放射を第二の経路に選択的に通信するよう動作し、
（ｂ）ウェーブバンド選択方向変更手段及びウェーブバンド選択結合手段を含み、前記方向変更手段は第一の経路に含まれ、第一の経路からの一又は二以上のウェーブバンドに対応した放射の方向を変更して方向が変えられた放射を与え、前記結合手段は、方向を変えられた放射の中の一又は二以上のウェーブバンドの放射を第二の経路に結合し、
前記方向変更手段は、
（ｃ）情報を担う放射の少なくとも一部を空間的に分離した放射線に分離するウェーブバンド選択フィルタ手段（８００）を含み、各放射線は関連するウェーブバンドの放射に対応するものであり；
（ｄ）各放射線ごとに関連づけて設けられ、放射線のウェーブバンドに対応する放射を選択的に導く液晶減衰手段（８１８，８２０，８２５）を含み、導かれた放射は結合手段のための方向を変えられた放射に寄与するものであり、
（ｅ）マルチプレクサ（８３０）を含み、該マルチプレクサは前記液晶減衰手段によって選択的に導かれた放射を再結合して前記ウェーブバンド選択結合手段に与えるものであり、
前記ウェーブバンド選択結合手段は、
（ｆ）方向を変えられた放射のウェーブバンドの第一の組に搬送されている情報を、第二の経路に出力される方向を変えられた放射のウェーブバンドの第二の組に伝送するためのウェーブバンドスイッチング手段（１３３２，１４１０）を含み、
前記ウェーブバンドスイッチング手段は、
（ｇ）方向を変えられた放射の中の選択されたウェーブバンドの放射を分離するためのウェーブバンド選択手段を含む、
ことを特徴とするインターフェース。
【請求項１５】
請求項１４記載のインターフェースにおいて、前記ウェーブバンドスイッチング手段は、前記ウェーブバンド選択手段によって分離された放射を対応する電気信号に変換する検出手段（１３１０）と、前記信号によって変調され、前記選択されたウェーブバンドとは異なるウェーブバンドでこの信号を担う放射を生成するよう動作し、生成された放射を第二の経路に出力する光放射源（１３２０）とを含むことを特徴とするインターフェース。
【請求項１６】
請求項１４記載のインターフェースにおいて、前記ウェーブバンドスイッチング手段は、実質的にレーザー発信閾値（１４４０）にバイアスされている光放射源（１４３０）を含んで構成され、放射源（１４３０）は前記ウェーブバンド選択手段によって分離された放射によって、放射源（１４３０）によって生成された誘導放射が分離された放射に搬送される情報によって変調されるようにして誘導され、この誘導放射は選択されたウェーブバンドとは相互に異なるウェーブバンドであり、誘導放射は第二の経路に出力されることを特徴とするインターフェース。
【請求項１７】
請求項１２乃至１６のうちいずれか一項記載のインターフェースにおいて、結合手段には、ここを伝播する、方向を変えられた放射を再生成する再生成手段（４４０，８５０，８５２，８５４，８５６，８５８，８６０，８６２，８６４）が組み込まれていることを特徴とするインターフェース。
【請求項１８】
請求項１２乃至１７のうちいずれか一項記載のインターフェースにおいて、第一及び第二の経路は、これらに沿った双方向の放射伝播を持続させ、当該インターフェースは第一の経路に沿ったいずれかの方向に伝播するウェーブバンドの一つ又は二つ以上の放射を、いずれかの方向に伝播するよう第二の経路に結合させることを特徴とするインターフェース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業の属する技術分野】
本発明は、光通信システムに関するものであり、そのうち特に相互接続された光通信リングを含む光通信システムに関連するが、これに限られるものではない。また、本発明は、このようなシステムを動作させる方法にも関連する。さらに、本発明は、このシステムで使用されるインターフェースにも関連する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようする課題】
従来の光通信システムは、光ファイバー導波路によって相互に接続された複数のノードを有している。通信トラフィックは、通信トラフィックによって変調された光放射を、導波路を介して送ることによって、ノード間で伝達される。光放射は、本発明との関連では、自由空間波長が５６０ｎｍから２０００ｎｍまでの範囲の電磁放射として定義されるが、このうち実際上は自由空間波長が１５５０ｎｍの電磁放射が好ましい。
【０００３】
各ノードは、変調された放射を受け取って対応する電気信号に変換することができる。各ノードはまた、電気信号を対応する変調された光放射に変換し、この放射を接続されている導波路内へ放出することができる。例えば、システム内での伝送のためにノードに接続されているクライアントへ信号を送ったり、クライアントから信号を受け取る必要がある場合は、ノードへ電気信号を入出力することが可能である。
【０００４】
インターフェースを有する従来の光通信システムの例を先行技術に見出すことができる。以下、これについて説明する。
【０００５】
公開されたＰＣＴ特許出願ＰＣＴ／ＳＥ９６／０１２６５では、光クロス接続ノードアーキテクチャが説明されており、これは多数の光ファイバー入出力リンクをインターフェース接続することが可能であり、各リンクそれ自身は多数の波長分割多重（ＷＤＭ）されたチャネルを与えている。説明されているこのアーキテクチャの第一の実施例では、入力リンクは光カプラに接続されている。同調可能な光ファイバー導波路と光波長コンバータからなる複数の組は、それぞれが光カプラーの出力ポートに接続され、波長チャネルのルーティング及び波長領域でのスイッチングを実行する。すなわち光空間スイッチを必要としない。説明されている前述のアーキテクチャの第二の実施例では、入力波長コンバータが入力ファイバーリンクに追加して接続され、各リンク上の多数の波長チャネルを、インターフェース接続されていない異なる波長へと変換する。このような変換を行うと、入力波長コンバータが接続されている光カプラ内では、波長の競合が防止される。新しいファイバーリンクを、モジュラー形式で追加することが可能であり、これにより既存の光クロス接続構造に重大な影響を与えずにすむ。同様に、ノードの構成を変えずに波長のモジュラリティーを与えるよう、新しい波長チャネルを既存のファイバーに多重送信する（multiplex）こともできる。
【０００６】
米国特許第５７２６７８５号では、光通信で使用するマルチプレクサが説明されている。このマルチプレクサは、波長λ1からλNまでのグループに属する既存のＷＤＭ光放射の成分に、別のＷＤＭ光放射の成分を追加するよう動作する。さらにこのマルチプレクサは、既存の成分のグループから、前述の波長グループの中から選ばれた所定の波長の最低一つのＷＤＭ光成分を取り出すこともできる。このマルチプレクサは、少なくとも一つの既存のＷＤＭ成分のグループを受信するための光入力ポート及び光出力ポートを有するサーキュレータ、およびこれらの一方の側でこのサーキュレータに結合されている光選択手段を含んでいる。この選択手段は、光作用で得られた、対応する波長に関連した最低一つのブラッグ格子を含んでいる。この格子は、第一の状態と第二の状態の間を、選択的に切り換えることができる。この格子は、第一の状態では、与えられた波長を有するＷＤＭ放射成分を反射し、前記与えられた波長とは異なる波長を有するＷＤＭ放射成分を透過する。第二の状態では、全てのＷＤＭ放射成分を透過する。そして、第一の状態と第二の状態の間で格子を切り換える選択手段を制御するための手段が設けられている。さらに、この選択手段は、各光サーキュレータと協働して、一つ又は二つ以上のＷＤＭ放射成分を追加し又は取り出す。このように米国特許第５，７２６，７８５号は、主としてＷＤＭ放射成分の選択的なルーティングの問題を扱っている。
【０００７】
ヨーロッパ特許ＥＰ０８６２０７１Ａ１では、光分岐デバイス（optical branching device）について説明されている。この出願では、ＷＤＭ放射成分をルーティングするための光分岐デバイスを含む光伝送システムにおいては、動作中の多くの理由によって放射成分の数が変わるか、あるいは成分の強度が変わりうることが確認されている。このような変化を補償して実質的に一定の出力パワーが得られるよう、このようなシステムには出力光増幅器を含めることができる。しかしながら放射成分の数が変わると、デバイスの最適な動作条件からの逸脱を表す補償によって、残りの各成分のパワーが変化する可能性がある。このため同出願には、二つの光サーキュレータと、直列に配置された多数の光ファイバー格子を含む光分岐デバイスが設けられている。格子は、二つの光サーキュレータとの間に接続されている。各格子は、透過する放射成分とは異なる波長を有する一又は二以上の放射成分を反射するよう動作する。故障や同様の異常が起こった場合、このデバイスは、透過した放射成分とは異なる一又は二以上の放射成分を、このデバイスを含む第一のノードから、端末ノードから離れた予備的なノードの方へ向きを変え、これにより、第一のノードを透過する放射成分を予め定められたパワーに維持し、例えば光増幅器が確実にその最適な動作点で動作するようにしている。このように、特許出願ＥＰ０８６２０７１Ａ１は、動作時に成分の数が動的に変化するときに、光学的な動作パワーレベルを維持するようＷＤＭ放射成分を選択的に向きを変えるという問題に関連している。
【０００８】
他のヨーロッパ特許出願ＥＰ０９２６８５３Ａ２では、ＷＤＭ光信号にスペクトル成分を追加したり、及び／又は、スペクトル成分を減らすための、波長選択アッド・ドロップ（add-drop）マルチプレクサが説明されている。このマルチプレクサには、１×１及び２×２の光スイッチが含まれており、これらのスイッチは単独で使用される他に他の光学素子と連携して使用され、他のスペクトル成分を減らすためにＷＤＭスペクトル成分を分離させる。これらのスイッチは、マルチプレクサ内でのルーティングを制御するために反射デバイスをスペクトル成分の経路内へ或いは経路外へ位置決めするための微少電気機械アクチュエータ（micro-electromechanical actuator）として開示されている。このように、特許出願ＥＰ０９２６８５３Ａ２は、光通信システム内における選択的なＷＤＭスペクトル成分のルーティングの問題の取り扱いに関連している。
【０００９】
英国特許出願ＧＢ２３２１８０９Ａでは、アッド・ドロップ（add/drop）マルチプレクサが、ＷＤＭ光ネットワーク内での幹（trunk）と枝（branch）の光ファイバー導波路の結合について説明されている。このマルチプレクサは、特定の搬送波長λ1、λ2を、第一及び第二の幹の入力から第一、第二及び第三の幹及び枝の出力へと選択的に供給し、そして、第三の枝の入力から第一及び第二の枝の出力へと選択的に供給する。ＷＤＭスペクトル成分は、例えば、反射フィルタとして作用するファイバー・ブラッグ格子によって選択され、サーキュレータを通してルーティングされる。このようなルーティングの間に、スペクトル成分を、ポンピングされドープされた双方向光ファイバー増幅器によって増幅してもよい。このように、特許出願ＧＢ２３２１８０９Ａは、ＷＤＭスペクトル成分のルーティング及び増幅の問題に関連している。
【００１０】
他のヨーロッパ特許ＥＰ０７２０４０８Ａ２では、二つの入力ＷＤＭ信号と二つの出力ＷＤＭ信号との間で任意にチャネル配置ができる、同調可能なアッド・ドロップ（add/drop）光フィルタが説明されている。このフィルタは、二つのＮポートの波長格子ルータ（ＷＧＲ）を含んでおり、これらはＷＧＲ内で２×２光スイッチによって接続されている。これらのスイッチは、例えば、５０ｍｓのスイッチングが可能な光機械スイッチ（opt-mechanical switch）とすることができる。このように、特許出願ＥＰ０７２０４０８Ａ２は、ＷＤＭ信号のスペクトル成分の選択的なルーティングに関連している。
【００１１】
Bononi及びCastanonによる科学上の文献である「Analysis of Hot-Potato Optical Networks with Wavelength Conversion」（Journal of Lightwave Technology, Vol. 17, No.4 April 1999）には、ＷＤＭスペクトル成分のルーティングの一般的な分析が説明されている。しかしながら、このようなルーティングを実行するための実際のハードウェアは、この文献には開示されていない。
【００１２】
前述の従来のシステムでは、この中での光放射の伝播は、典型的には１５５０ｎｍのオーダーの波長を有している。この波長は、放射周波数で言うと２００ＴＨｚに対応し、エイリアシングや情報の欠損を回避するには搬送放射は変調する信号の最高周波数の少なくとも２倍の周波数を有していなければならないというナイキストの規準を考慮すると、理論上は最大１００ＴＨｚのオーダーの通信バンド幅が可能となる。前に説明したように、従来のシステムで放射伝播をそれぞれが情報を担った複数の放射となるウェーブバンドに分割することは、従来から行われており、このような分割はＷＤＭとして知られている。
【００１３】
実際には、従来のシステムで光放射を各ノードで対応する電気信号に変換することは、これらのシステムにより理論上与えられる通信バンド幅に対して、厳しい制約を課すことになる。このようなバンド幅の制約は、従来のシステムについての重大な第一の問題となる。
【００１４】
この第一の問題を解決すべく、近年、光学システム内を伝播する光ソリトン波の理論的な研究がなされている。このようなソリトン波は、光導波路内を、無視できる程度の分散や欠損を受ける程度で、相対的に長い距離にわたって伝播することができる。従来の光通信システムでは、変調された光放射と対応する電気信号との間での変換がこのようなシステム内では頻繁に起こることから、ソリトン波の伝播を利用することは可能ではなかった。このような変換は、ソリトン伝播を利用することのどのような潜在的利点も無効にしてしまう。
【００１５】
発明者らは、光通信システム内では、第一の問題を解決するためには光学領域でできるだけ多くの処理を実行し、例えば信号の再生成（regeneration）といった特殊な機能を実行するような絶対に必要とされるときに光学放射と対応する電気信号との間だけで変換するようにする、ということが非常に望ましいということを認識した。再生成は、光信号を光ファイバー導波路の相対的に長い距離、例えば１００ｋｍといった距離を伝送するときに生じる分散の効果を、少なくとも部分的に反転する（reverse）ために必要とされる。そこで発明者らは、通信システムのための再生成のインターフェースを考えた。このインターフェースは、できるだけ多くの光学処理を実行しながら、通信トラフィックの柔軟な再ルーティングが可能である。従来における一つのシステムてすべての光通信を与えようとする試みは、これまで、技術的な困難、特にすべての光で再配置可能な放射ルーティングを達成することに関連した困難によって挫折してきた。
【００１６】
さらに、発明者らは、システムのウェーブバンドの無駄な使用から生じるバンド幅の制約に関する従来の通信システムにおける第二の問題を認識した。発明者らは、システムが動作時に通信トラフィックによって大きな負荷が掛かったときにその完全な通信バンド幅を確実に与えられるようにするには、システム内のウェーブバンドの間で通信トラフィックを再配分できることが望ましいことに気づいた。
【００１７】
さらに、発明者らは、バンド幅の制約につながる情報を担った放射を対応する電気信号に変換する必要がなく、通信トラフィックをシステム内で再配分できるようにすることが非常に望ましいという第三の問題を認識した。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の観点によれば、
（ａ）複数のウェーブバンドに分割された情報を担っている光放射を導くための第一及び第二の光学経路；
（ｂ）ウェーブバンドの一つ又は二つ以上に対応する放射成分を選択的に第一の経路から第二の経路へ通信するインターフェース手段であって、該インターフェース手段はウェーブバンド選択方向変更手段及びウェーブバンド選択結合手段を有し、該方向変更手段は第一の経路内にあって第一の経路から一又は二以上のウェーブバンドに対応した放射成分の方向を変えて方向が変えられた放射を与え、結合手段は方向が変えられた放射の中にある一又は二以上の放射成分を第二の経路に結合するよう動作するものである；
を含んで構成され、
前記方向変更手段は、
（ｃ）第一の経路に沿って伝播している情報を担う放射の少なくとも一部を空間的に分離した放射線に分離するウェーブバンド選択フィルタ手段を含み、各放射線は関連するウェーブバンドの放射に対応するものであり；
（ｄ）各放射線ごとに関連づけて設けられ、放射線のウェーブバンドに対応する放射を選択的に導く液晶減衰手段を含み、導かれた放射は結合手段に与えられた方向を変えられた放射に寄与するものである、
ことを特徴とする光通信システムが与えられる。
【００１９】
本発明のシステムは、前述の第一、第二、第三の問題の一つ又は二つ以上を解決するという効果がある。
【００２０】
このシステムは、情報を担う放射の選択された部分を、第一の経路から第二の経路へインターフェース手段を介して、インターフェース手段の中にある光部品を用いることによりシステム内の放射を対応する電気信号に変換するという必要性を伴わずに、通信することができる。さらにこのシステムは、再度ルーティング可能な再生成する、第一の経路から第二の経路への接続が可能である。またこのシステムは、搬送される通信トラフィックのウェーブバンドのスイッチング、およびウェーブバンドがシフトされた通信トラフィックをシステムの経路間で選択的に再度導くことが可能である。このシステムは、液晶技術を利用することにより、前述の一又は二以上の問題を解決することができる。
【００２１】
前記結合手段は、
（ａ）方向を変えられた放射の少なくとも一部を空間的に分離した放射線に分離するウェーブバンド選択フィルタ手段を含み、各放射線は関連するウェーブバンドに対応するものであり；
（ｂ）各放射線ごとに関連づけて設けられ、放射線のウェーブバンドに対応する放射を選択的に伝送し又は方向を変える液晶減衰手段を含み、これにより選択的に第二の経路への出力に放射を与えるものであることが望ましい。
【００２２】
より有益なものとしては、等しいウェーブバンドの放射が加えられて競合するのを避けるために、前記第二の経路は第二の経路に沿って伝播するウェーブバンドの放射を減衰させるためのウェーブバンド選択減衰手段を含んでおり、前記結合手段は第一の経路からの放射を前記減衰手段から出力される放射に加えるよう動作し、前記減衰手段は前記結合手段によって加えられる放射と波長が一致する第二の経路に沿って伝播しているウェーブバンドの放射を減衰させるよう動作する。このシステムを実際に構成する場合には、前記減衰手段は、
（ａ）第二の経路に沿って伝播している放射を空間的に分離した放射線に分離するウェーブバンド選択フィルタ手段を含み、各放射線は関連するウェーブバンドの放射に対応するものであり；
（ｂ）各放射線ごとに関連づけて設けられ、放射線のウェーブバンドに対応する放射を選択的に伝送し又は方向を変える液晶減衰手段を含み、これにより第二の経路に沿ってさらに伝播するよう結合手段からのものに加えるための放射を与えるものであるようにするのが便利である。
【００２３】
通信システムでは、いつくかのウェーブバンドが他のウェーブバンドよりも通信トラフィックによって負荷が大きくなりる。このためめ、ウェーブバンド間でトラフィックの負荷を平均化するために、システム内で通信トラフィックを筆のウェーブバンドから別のウェーブバンドに移すと便利である。このため、ウェーブバンド選択結合手段は、方向を変えられた放射のウェーブバンドの第一の組に搬送されている情報を、第二の経路に出力される方向を変えられた放射のウェーブバンドの第二の組に伝送するためのウェーブバンドスイッチング手段を含むことが望ましい。
【００２４】
ウェーブバンドスイッチング手段は、多くの部品から構成される。第一の構成として、ウェーブバンドスイッチング手段は、方向を変えられた放射の中の選択されたウェーブバンドの放射を分離するためのウェーブバンド選択手段と、分離された放射を対応する電気信号に変換する検出手段と、前記信号によって変調され、前記選択されたウェーブバンドとは異なるウェーブバンドでこの信号を担う放射を生成するよう動作し、生成された放射を第二の経路に出力する光放射源とを含む。この第一の構成は、直ちに入手可能な光部品を用いているので、実現するのが容易である。
【００２５】
第二の構成では、システムのバンド幅を妥協しないために、前記方向変更手段、前記減衰手段及び前記結合手段は、光学領域において情報を担う放射に対して作用し、放射の一部でも対応する電気信号に変換したり対応する光放射に戻す必要性を伴わずに、第一の経路からの放射の少なくとも一部を第二の経路に結合することが望ましい。このため、ウェーブバンドスイッチング手段は、方向を変えられた放射の中の選択されたウェーブバンドの放射を分離するためのウェーブバンド選択手段と、実質的にレーザー発信閾値にバイアスされている光放射源とを含んで構成され、放射源は分離された放射によって、放射源によって生成された誘導放射が分離された放射に搬送される情報によって変調されるようにして誘導され、この誘導放射は選択されたウェーブバンドとは相互に異なるウェーブバンドであり、誘導放射は第二の経路に出力されるようにするのが望ましい。
【００２６】
情報を担う放射が例えば２０ｋｍを超えるような相対的に長い距離にわたって通信されるときは、放射の劣化が起こりうる。この劣化は少なくとも部分的には、再生成によって補正することができる。このため、結合手段には、ここを伝播する、方向を変えられた放射を再生成する再生成手段が組み込まれていることが望ましい。加えて、システムの他の部分における再生成を実行することも有益である。すなわち、少なくとも一つの経路に、ここを通過する情報を担う放射伝播を再生成する再生成手段を含めることが望ましい。
【００２７】
このシステムでは、経路が一つの方向で不良になった場合の保護手段しとて、また、通信トラフィックをシステム内でより均等に分布させるために、双方向放射伝播を持続させるようにするのが有利である。
このため、第一及び第二の経路は、これらに沿った双方向の放射伝播を持続させ、インターフェース手段は第一の経路に沿ったいずれかの方向に伝播するウェーブバンドの一つ又は二つ以上の放射を、いずれかの方向に伝播するよう第二の経路に結合させることのが有利である。
【００２８】
このシステムに、一又は二以上のリング通信経路、例えば多数の互いに相互接続されたリング経路を設けると便利である。望ましくは、経路には、一つ又は二つ以上の線形経路及びリング経路を含ませる。
【００２９】
状況によっては、通信トラフィックの負荷を分散させるため、またシステムの伝送ノードから受信ノードへの通信経路を短くするために、選択された一又は二以上のウェーブバンドに関連する通信トラフィックをシステムの経路に沿って一つの方向からもう一つの方向に再度方向付けできるようにするの有利な場合がある。このため、少なくとも一つの経路はこれに沿った双方向放射伝播を持続させ、少なくとも一つの経路は、放射伝播の第一の方向からの一又は二以上のウェーブバンドの放射を少なくとも一つの経路に沿った放射伝播の第二の方向に結合するための再方向付け手段を含み、第二の方向は第一の方向とは相互に反対向きであることが望ましい。
【００３０】
本発明の第二の観点によれば、光通信システムのためのインターフェースであって、
（ａ）複数のウェーブバンドに分割された情報を担っている光放射を導くための第一及び第二の光学経路を含み、前記インターフェースは第一の経路からの一又は二以上のウェーブバンドに対応した放射を第二の経路に選択的に通信するよう動作し、
（ｂ）ウェーブバンド選択方向変更手段及びウェーブバンド選択結合手段を含み、前記方向変更手段は第一の経路に含まれ、第一の経路からの一又は二以上のウェーブバンドに対応した放射の方向を変更して方向が変えられた放射を与え、前記結合手段は、方向を変えられた放射の中の一又は二以上のウェーブバンドの放射を第二の経路に結合し、
前記方向変更手段は、
（ｃ）情報を担う放射の少なくとも一部を空間的に分離した放射線に分離するウェーブバンド選択フィルタ手段を含み、各放射線は関連するウェーブバンドの放射に対応するものであり；
（ｄ）各放射線ごとに関連づけて設けられ、放射線のウェーブバンドに対応する放射を選択的に導く液晶減衰手段を含み、導かれた放射は結合手段のための方向を変えられた放射に寄与するものであることを特徴とするインターフェースが与えられる。
【００３１】
本発明の第三の観点によれば、本発明の第一の観点に基づいたシステムの第一の経路から第二の経路へ、情報を担う放射を通信する方法であって、
（ａ）第一の経路に沿ってシステムのインターフェース手段へ情報を担う放射を伝播させるステップ；
（ｂ）インターフェース手段の方向変更手段に放射を供給するステップ；
（ｃ）方向変更手段において受け取られた情報を担う放射の少なくとも一部を空間的に分離した、それぞれが関連するウェーブバンドの放射に対応する放射線に分離するステップ；
（ｄ）関連する液晶減衰手段において各放射線を受け取り、減衰手段において情報を担う放射の中の一又は二以上のウェーブバンドに対応して選択的に放射の方向を変えて、方向が変えられた放射を与えるステップ；
（ｅ）方向が変えられた放射の一又は二以上のウェーブバンドの放射を結合手段を通して第二の経路に結合するステップ；
という各ステップからなることを特徴とする方法が与えられる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明するが、これらはあくまでも例示を目的とするものである。
【００３３】
まず、図１を参照する。図１において、本発明の光通信システム全体を、符号１０で指し示す。システム１０は、五つの相互にリンクされた双方向光通信リング２０，３０，４０，５０，６０からなっている。リング２０，３０，４０，５０，６０の直径は１０ｋｍから１００ｋｍの範囲であり、国レベル及び地方レベルでの通信リンクを与えるよう動作する。リング２０，３０は、例えば６５などのリピータノードを含んでいる。これらはリング２０，３０の周囲に×印で示してある。さらに、リング２０は、インターフェース７０を介してリング３０に接続されている。同様に、リング３０はインターフェース８０を介してリング４０に接続されている。リング４０は、その第一及び第二の位置で、それぞれインターフェース９０，１００を介してリング５０に接続されている。同様に、リング５０は、その第三及び第四の位置で、それぞれインターフェース１１０，１２０を介してリング６０に接続されている。インターフェース７０〜１２０は同種のものであり、これらについては後により詳しく説明する。
【００３４】
リング２０〜６０は、それぞれ、二つの並行光ファイバー導波路ループを有しており、その一方は、光放射をリングの周囲に時計周りの方向に搬送し、もう一方は、光放射をリングの周囲に反時計周りの方向に搬送する。ループの一方が例えばファイバーの切断などで故障した場合にも確実に機能し続けることができるよう、各リングには二つのループが含まれている。さらに二つのループは、システム１０に確実に最適な通信トラフィックの負荷がかかるよう、トラフィックがループ間で割り当てられるようにしている。
【００３５】
システム１０を通して伝播する光放射は、通信トラフィックで変調される。リング２０〜６０の各ファイバーループは、変調された光放射を搬送する。この放射は、３２個の明瞭な、それぞれの通信チャネルに対応して変調された放射成分からなる。各チャネルは、その隣のチャネルと０．８ｎｍだけ異なる波長で分離されている。この波長差は、チャネル間での１００ＧＨｚの周波数間隔に等しい。このように、各ファイバーは、実質的に２５ｎｍの波長範囲にわたって広がった３２チャネルからなる名目上１５５０ｎｍの波長光放射を搬送する。
【００３６】
次に、リング２０上のノードＡからリング６０上のノードＢへ通信トラフィックを伝達するシステム１０の動作を説明する。しかしながら、ノードＡ、Ｂは一例として挙げたものであり、システム１０は、この中のノードと他のノードとの間で通信することができる。電気信号はノードＡによって受信され、これはこの信号を、３２チャネルのうちの一つに関連した対応する光放射に変換する。この放射は、ノードＡからリピータノード６５を通ってインターフェース７０へ伝播し、そこからリング３０のリピータノードを通ってインターフェース８０へ伝播する。この放射は、インターフェース８０から反時計回りにリング４０を回ってインターフェース１００へ伝播する。次に、放射はインターフェース１００からリング５０の一部を通ってインターフェース１２０へ伝播し、ここを通ってリング６０へ伝わり、これを回ってノードＢへ達する。ノードＢは、この放射を受信し、これをう対応する電気信号に変換する。この放射のノードＡからノードＢへ至るシステム１０を通っての伝播は、純粋に光学的に実行される。
【００３７】
ノードＡからノードＢへの伝播の過程において放射は多くのリピータ及びインターフェースを通過する。このため、光学増幅器を設けてはいるが、放射は減衰や分散によって劣化する。可能な場合、システム１０のノードに、再生成装置（regenerator）や、あるいは位相分散及び等化（equalisation）の補正ユニットを含める。このような再生成は、純粋に光学的に行うのが望ましい。その理由は、再生成を行うために放射を対応する電気信号へ変換すること、および対応する光放射への再変換して戻すことは、バンド幅を制約するシステム１０上の制約条件となるからである。同様に、位相分散及び等化の補正も、純粋に光学的に実行するのが望ましい。システム１０内でこのような再生成及び分散補正を純粋に光学的に実行することが可能なところでは、電気信号への変換及び電気的な領域における再生成及び分散の補正が実行されなければならない。
【００３８】
次に、図２を参照する。図２には、システム１０に含まれている第一のタイプの光インターフェース、すなわち点線１８０内に含まれるインターフェース７０が示されている。リング２０は第一の時計方向のファイバーループ２１０を含んでおり、放射はこれを通ってインターフェース７０内を東（Ｅ）から西（Ｗ）の方向へ伝播する。さらに、リング２０は、反時計方向のファイバーループ２００を含んでおり、放射はこれを通ってインターフェース７０内を西（Ｗ）から東（Ｅ）の方向へ伝播する。ここで東（Ｅ）及び西（Ｗ）という方向は、図中で伝播方向を指し示すために用いているだけであり、実際の地理的な西や東とは関係ない。
【００３９】
同様に、リング３０は、第一の時計方向のファイバーループ２２０を含んでおり、放射はこれを通ってインターフェース７０内を西（Ｗ）から東（Ｅ）の方向へ伝播する。さらに、このリングは第二のファイバーループ２３０を含んでおり、放射はこれを通ってインターフェース７０内を東（Ｅ）から西（Ｗ）の方向へ伝播する。
【００４０】
インターフェース７０は、１２個のチャネル制御ユニット（ＣＣＵ）２５０〜３６０と、関連する光増幅器４００〜５５０を含んでおり、これらは図２に示すように相互に接続されている。このうち光学増幅器４４０〜５００は、再生成光学増幅器であり、これらは、ここを純粋に光学的に増幅されて透過するようにするか、再生成的に光学的にされて透過するようにするかを選択することができる。インターフェース７０は、さらに、一つのファイバーから別のファイバーに放射を結合させるファイバーカプラ６００〜６９０を含んでいる。これらのカプラは、光ファイバー融着接続技術を用いて製造されたものであるが、代わりに別の種類のカプラ、例えばここに参照として組み入れられる米国特許第４９５００４５号において説明されている形態のカプラを用いることもできる。インターフェース７０は、複雑であるために相対的に高価な部品ではあるが、リング２０，３０間で光放射を選択的に結合するときに、大きな柔軟性が得られる。このような柔軟性が必要ない場合には、インターフェース７０を簡素化してコストを下げることもできる。このような簡素化については後述する。例えば、一つの可能な簡素化の例は、再生成増幅器４４０〜５００のうちの一つ又は二つ以上を、光増幅器４００〜４３０，５２０〜５５０と同じ光増幅器で代用することである。
【００４１】
次に、カプラ６００〜６９０、ＣＣＵ２５０〜３６０、光増幅器４００〜５５０の間の詳細な相互接続について、図２を参照しながら説明する。カプラ６００〜６９０は、互いに同種類のものである。また、増幅器４００〜５５０も、増幅器４４０〜５００が追加の再生成部品を含んでいる点を除いて、互いに同種類のものである。さらに、ＣＣＵ２５０〜３６０も、互いに同種類である。
【００４２】
リング２０のファイバー２００は、西（Ｗ）方向から増幅器４００の入力ポートに接続されている。増幅器４００は出力ポートを有しており、この出力ポートは光ファイバーを通してカプラ６００に接続され、また、ここを通ってＣＣＵ２５０の入力ポートＡに接続されている。ＣＣＵ２５０は出力ポートＢを有しており、これは光ファイバーを介してカプラ６１０に接続され、ここを通って増幅器４１０の入力ポートに接続されている。ファイバー２００は、東（Ｗ）方向から増幅器４１０の出力ポートへ接続されている。
【００４３】
同様に、リング２０のファイバー２１０は東（Ｅ）方向から、増幅器４３０の入力ポートに接続されている。増幅器４３０は出力ポートを有しており、これは光ファイバーを介してカプラ６４０に接続され、ここを通ってＣＣＵ２６０の入力ポートＡに接続されている。ＣＣＵ２６０は出力ポートＢを有しており、ここを通って増幅器４２０の入力ポートへ接続されている。ファイバー２１０は西（Ｗ）方向から増幅器４２０の出力ポートに接続されている。
【００４４】
同じように、リング３０のファイバー２２０は西（Ｗ）方向から増幅器５２０の入力ポートに接続されている。増幅器５２０は出力ポートを含んでおり、これは光ファイバーを介してカプラ６９０へ接続され、ここを通ってＣＣＵ３５０の入力ポートＡに接続されている。ＣＣＵ３５０は出力ポートＢを含んでおり、これは光ファイバーを介してカプラ６６０に接続され、これを通って増幅器５３０の入力ポートに接続されている。ファイバー２２０は東（Ｅ）方向から増幅器５３０の出力ポートへ接続されている。
【００４５】
同様に、リング３０のファイバー２３０は、東（Ｅ）方向から増幅器５５０の入力ポートへ接続されている。増幅器５５０は出力ポートを含んでおり、これは光ファイバーを介してカプラ６８０に接続されてり、ここを通ってＣＣＵ３６０の入力ポートＡへ接続されている。ＣＣＵ３６０は出力ポートＢを有しており、これは光ファイバーを介してカプラ６７０に接続されており、ここを通して増幅器５４０の入力ポートへ接続されている。ファイバー２３０は西（Ｗ）方向から増幅器５４０の出力ポートへ接続されている。
【００４６】
カプラ６００〜６４０は、一連の接続網を通してカプラ６６０〜６９０に接続されており、各接続網は直列に接続された光増幅器及び関連するＣＣＵを含んでいる。
【００４７】
次に、リング２０からリング３０への接続について説明する。カプラ６００は、第一及び第二の出力ポートを含んでいる。カプラ６００の第一のポートは光ファイバーを介して、増幅器４８０に接続され、ＣＣＵ２８０を通ってカプラ６６０の第一の入力ポートに接続されている。さらに、カプラ６００の第二のポートは光ファイバーを介して、増幅器４７０に接続され、ＣＣＵ３００を通ってカプラ６７０の第一の入力ポートに接続されている。さらに、カプラ６４０は、第一及び第二の出力ポートを含んでいる。カプラ６４０の第一のポートは光ファイバーを介して、増幅器４９０に接続され、ＣＣＵ３２０を通ってカプラ６７０の第二の入力ポートに接続されている。さらに、カプラ６４０の第二のポートは光ファイバーを介して、増幅器５００に接続され、ＣＣＵ３３０を通ってカプラ６６０の第二の入力ポートに接続されている。
【００４８】
続いて、リング３０からリング２０への接続について説明する。
カプラ６９０は、第一及び第二の出力ポートを含んでいる。カプラ６９０の第一のポートは光ファイバーを介して、増幅器４４０に接続され、ＣＣＵ２７０を通ってカプラ６３０の第一の入力ポートに接続されている。同様に、カプラ６９０の第二のポートは光ファイバーを介して、増幅器４６０に接続され、ＣＣＵ２９０を通ってカプラ６１０の第一の入力ポートに接続されている。さらに、カプラ６８０は、第一及び第二の出力ポートを含んでいる。カプラ６８０の第一のポートは光ファイバーを介して、増幅器４８０に接続され、ＣＣＵ３１０を通ってカプラ６３０の第二の入力ポートに接続されている。さらに、カプラ６８０の第二のポートは光ファイバーを介して、増幅器５１０に接続され、ＣＣＵ３４０を通ってカプラ６１０の第二の入力ポートに接続されている。
【００４９】
各ＣＣＵは、ここを通る放射伝播を、３２チャネルのうちの一又は二以上に対応して選択的に減衰させることができる。ＣＣＵ２５０，２６０，３５０，３６０において選択的な減衰を行わせると、光放射を各ＣＣＵの前にあるカプラ６００，６４０，６９０，６８０それぞれの方へ向きを変える効果がある。このように迂回させると、迂回されたチャネルに対し、ＣＣＵ２５０，２６０，３５０，３６０に続くカプラ６１０，６３０，６６０，６７０において放射を加算させることができる。
【００５０】
動作時に、インターフェース７０は、リンク２０と３０の間で純粋に光学的な経路を与えることができ、このような経路はバンド幅には制約されない。しかし、これらの間の増幅器４４０から５００までのうちの一つ又は二つ以上で電気的な再生成が行われるときには、バンド幅の制約が生じる。さらに、インターフェース７０は、リング２０から選択された特定のチャネルを結合し、そしてこれらをリング３０のいずれの方向へも向けさせることができる。また、これとは逆に、インターフェース７０は、リング３０から選択された特定のチャネルを結合し、そしてこれらをリング２０のいずれの方向へも向けさせることができる。図２及び後述の図にいて、北（Ｎ）、南（Ｓ）、東（Ｅ）、西（Ｗ）は地理的な磁気方位とは関係なく、単に図中における方向を指し示すのに用いているだけである。
【００５１】
通信システム１０において、ノードがインターフェース７０のすべてのけ接続機能を果たすことは必ずしも必要ではない。このような広い機能が必要ない場合は、接続網のいくつかを省略してインターフェース７０を簡素化し、複雑さ及びコストを下げることができる。
【００５２】
インターフェース７０において、再生成及び等化の機能は、前述の接続網の中に含めることができる。このような機能は、システム１０内でソリトンが伝播するという利点を考えると、可能であれば光学的に実行することが望ましい。光学的な等化は、ここに参照文献として組み入れられる米国特許代５８５９９３９号において説明されている方法で、偏波に依存する（polarization dependent）ビームスプリッタ及びスイッチ光学遅延線（switched optical delay line）を用いて実行できる。
【００５３】
光学的な再生成はシステム１０内で実行されるが、代わりに電気的な再生成及び等価を用いることもできる。ただし、このような再生成及び等価を行うと、潜在的にシステム１０上のバンド幅の制約が課され、例えばシステム内でソリトンが伝播するといった利点が得られなくなる。必要ならば光学的又は電気的な再生成を、インターフェース７０での再生に加え、あるいはこれに代えて、リング２０，３０の周囲のリピータノードにおいて実行することも可能である。
【００５４】
実際に、商業的に入手可能な光増幅器、ＣＣＵ、光カプラを接続して、インターフェース７０を構成することが可能である。例えば、光増幅器４００〜５５０は、光ポンピングされ、エルビウムがドープされたスーパー蛍光（super-fluorescent）光ファイバーを能動光学利得部品として含んだ独占販売されているユニットとすることが望ましい。同様に、ＣＣＵ２５０〜３６０は米国の業者から入手することが可能であり、例えば、ＣＣＵは、一つのユニットが一対のＣＣＵからなるユニットとして商業的に入手することができる。このそれぞれは、光学格子、可変光減衰器として機能する液晶開口のマトリックス、自由空間光学経路を含んでおり、これによりコンパクトな構成と、減衰器を名目上ゼロ減衰にセットしときにＣＣＵ光入力ポートからＣＣＵ光出力ポートへの６ｄＢという小さい最少挿入ロスとが達成される。インターフェース７０内で使用するＣＣＵの数を考えると、このような商業的に入手可能な挿入ロスの小さいＣＣＵを用いることは、インターフェース７０の性能にとって有益であり、また、このような挿入ロスの小さいＣＣＵは、増幅器として必要とする性能を緩和し、したがってシステム１０のＳ／Ｎ比を向上させる。
【００５５】
インターフェース７０の動作をさらに説明するために、図３を参照しながらＣＣＵ２５０〜３６０についてより詳しく述べる。図３には、ＣＣＵ２５０ブロック図が示してある。他のＣＣＵ２６０〜３６０の構成及び機能は、ＣＣＵ２５０と同様である。
【００５６】
ＣＣＵ２５０には、放射を受け取るための光入力ポートＡ、放射を出力するための光出力ポートＢ、予備の光出力Ｃ、予備の光入力Ｄ、ＣＣＵ２５０の動作を制御するための電気信号を入力するための電気入力ポートＥが含まれている。このポートＥは、例えば、減衰器の減衰設定を制御するための電気信号を入力するのに使用される。ＣＣＵ２５０はその内部に、デマルチプレクサ８００、マルチプレクサ８１０、点線８２０内に含まれるよう示された２３個の液晶減衰器のマトリックス８１８を含んでおり、減衰器８１５はマトリックス８１８内の一つの減衰器の一例である。デマルチプレクサ８００は３２個の光出力を有しており、これらはマトリックス８１８内の対応する液晶減衰器に放射を送り出すようにされている。減衰器からの出力は、マルチプレクサ８１０光入力に入り、マルチプレクサ８１０は減衰器を通ってきた放射を再結合してポートＢにおける出力放射とする。減衰器が入ってきた放射を減衰するよう設定されているときは、放射はマルチプレクサ８３０の方へ向きを変え、マルチプレクサ８３０は向きを変えた放射を結合してポートＣにおける対応する放射出力とする。同様に、ポートＤはデマルチプレクサ８４０に接続されており、マルチプレクサ８１０８４０はポートＤにおける放射入力を減衰器に導き、前方のマルチプレクサ８１０に向かって伝播し、ポートＢでの出力となるように動作する。インターフェース７０では、ＣＣＵのポートＣ及びＤは、例えば一つのチャネルから別のチャネルへトラフィックをスイッチングするために波長シフトを行うといった特別の状況で使用することはできるが、通常は使用しない。このようなシフトについては後述する。
【００５７】
減衰器は、各減衰器を通るときに０．１ｄＢから３０ｄＢの範囲で減衰するように電子的に制御することができる。インターフェース７０に含まれている、米国内の業者から供給されるＣＣＵは、自由空間光学を用いて６ｄＢという最少挿入ロスを得ている。ＣＣＵを、自由空間光学を用いずに、例えばより一般的な融着接続ファイバー光学を用いて構成した場合には、デマルチプレクサ８００及びマルチプレクサ８１０における光学ロスは、それぞれ約７．５ｄＢ及び約４．５ｄＢとなり、結果として合計の最少挿入ロスは１２ｄＢとなる。さらに、インターフェース７０内で使用する商業的に入手可能なＣＣＵがこのようなコンパクトな自由空間光学構造を用いていないとしたら、ＣＣＵはかなり高価で、かつかさばったものになるだろう。
【００５８】
デマルチプレクサ８００はフィルタ動作を行って、ポートＡにおける複合放射入力を前述の波長０．８ｎｍのチャネル間隔で３２チャネルのそれぞれの放射成分に分ける。各減衰器は対応する放射成分を減衰させることができ、これによりデマルチプレクサ８００への放射入力に含まれる各チャンネルを選択的に減衰させ、ポートＣの方へ方向を変えることができる。インターフェース７０でＣＣＵ２５０内の特定のチャネルに対応する放射成分を減衰させると、その放射はカプラ６００を通ってその第一及び第二の出力ポートの方へ向きを変える。リング２０，３０内で並んで接続されているＣＣＵ２６０，３５０，３６０についても同様である。
【００５９】
ＣＣＵ２５０〜３６０は、クライアントからの要求に応じてシステム１０内で通信トラフィックをルーティングしている管理制御ユニット（不図示）から送られてくる電気的な命令によって制御される。したがってインターフェース７０は、非常に再構成しやすく設計されており、これにより、リング内の一つを伝播している任意のチャネルの通信トラフィックは、両方のリング方向で、すなわちリング内の放射伝播の両方の方向で、他のリングに選択的に結合されることができる。
【００６０】
次に、図４を参照して、再生成増幅器４４０〜５００について説明する。増幅器４４０〜５００は同種のものなので、増幅器４４０についてだけ詳細に説明する。再生成増幅器４４０は、光スイッチ８５０、カプラ８５２、光学増幅器８５４、同様の再生成接続網を介してマルチプレクサ８６４に接続されている３２個の出力を有するウェーブバンド選択デマルチプレクサ８５６を含んでいる。一例として、一つの接続網は、検出器８５８、電気的再生成ユニット８６０、そして変調レーザー源８６２を含んでいる。各接続網は、その出力において、マルチプレクサ８６４の対応する光入力に接続されている。光学増幅器８５４は、非再生成光学増幅だけを行うよう動作する。
【００６１】
続いて再生成増幅器４４０の部品の接続について説明する。増幅器４４０の入力ポートは、光スイッチ８５０の光入力ポートＪ1に接続されている。この光スイッチの出力Ｊ2は、カプラ８５２の第一の光入力ポートからカプラ８５２を介して光増幅器８５４の入力ポートＫ1につながっている。増幅器８５４の出力ポートＫ2は、再生成増幅器４４０の光出力を与えるように接続されている。
【００６２】
スイッチ８５０の出力ポートＪ3はデマルチプレクサ８５６の光入力ポートＨ１に接続されている。デマルチプレクサ８５６は、３２個の光出力ポートＦ1〜Ｆ32を有しており、光ポートＨ1へ入力された放射はこの光出力ポートＦ1〜Ｆ32から出力される。３２個の出力それぞれは、システム１０の関連するウェーブバンドに対応する放射を担う。３２個の出力それぞれは、対応する再生成接続網を介してマルチプレクサ８６４の対応する入力に接続されている。マルチプレクサ８６４の光出力ポートＨ2は、カプラ８５２の第二の入力ポートに接続され、ここからカプラ８５２を通り、増幅器８５４の入力ポートＫ1に接続されている。
【００６３】
次に、図４を参照して、再生成増幅器４４０の動作について説明する。入力ポートＪ1は放射を受信する。スイッチ８５０がどのようにプログラムされているかによって次のいずれかのように動作する：
（ａ）放射をカプラ８５２を通して増幅器８５４で増幅し、続いてＫ2から出力するように導く。これにより、純粋に光学的に増幅器４４０を通過させる。
（ｂ）放射をデマルチプレクサ８５６へ導き、ここで放射をウェーブバンドに対応した放射成分に分離し、各成分を関連する接続網を伝播させ、ここで再生成を行う。再生成されたらここからマルチプレクサ８６４へ伝播させ、マルチプレクサ８６４は接続網から受信した再生成された放射成分を結合して再生成された放射をカプラ８５２へつながるポートＨ2へ出力する。カプラ８５２は再生成された放射を光増幅器８５４に結合してここで光増幅を行い、続いて出力ポートＫ2において出力する。
【００６４】
このように、再生成増幅器４４０は、単純で純粋な光増幅か、あるいは再生成を行う増幅のうちのいずれかを選択的に行うことができる。
【００６５】
次に、増幅器４４０の接続網の動作をより詳しく説明する。検出器８５８は、入射した光放射（ｏ）を対応する電気信号（ｅ）に変換して出力するフォトダイオードを有している。再生成ユニット８６０は、一連のデータの流れからなる電気信号（ｅ）を、例えば１０Ｇビット／秒というビットレートで受け取り、ヒステリシス処理及び同期処理を施してそのデータのエッジを元々の形状に近づける。レーザー源８６２は、対応する再生成ユニット８６０から電気信号（ｅ）を受け取り、これを、接続網に関連するウェーブバンドに放射を出力するよう同調されたレーザーを変調するのに用いる。増幅器４４０の接続網は、各接続網がそれぞれに対応したウェーブバンドの変調された放射を出力するよう構成されている点を除き、それぞれが同じように機能する。
【００６６】
インターフェース７０は、双方向リング間、例えばリング２０と３０の間の相互接続を与えることができるが、一つ双方向リング内の特定のチャネルを別のチャネルに切り換える必要性、例えばリングの時計方向のループからこれに関連する反時計方向のループに切り換える必要性がしばしば生じる。このような選択的なスイッチング機能を実現するために、インターフェース７０を簡素化したものをリング内に含めることができる。このインターフェース７０を簡素化したものの例を図５に例示し、全体を符号９００で指し示す。簡素化したインターフェース９００は、四つのＣＣＵ９１０〜９４０、六つの光増幅器９５０〜１０００、そして四つのファイバーカプラ１０１０〜１０４０を有している。ＣＣＵ９１０〜９４０それぞれはＣＣＵ２５０と同種のものである。増幅器９７０，９８０は図４に例示したのと同じタイプのものであり、純粋に光学的な増幅か或いは再生成された増幅を行う。
【００６７】
次に、簡素化したインターフェース９００のＣＣＵ、増幅器、及びファイバーカプラについて説明する。増幅器９５０，９６０、ＣＣＵ９１０及びカプラ１０１０，１０２０は、リング２０の第二のファイバーループ内で一列に接続されている。西（Ｗ）方向からの第二のループのファイバー２００は、増幅器９５０の光入力に接続されている。増幅器９５０の光出力は、光ファイバーを介してカプラ１０１０に接続され、ここからＣＣＵ９１０の光入力ポートＡに接続されている。ＣＣＵ９１０の光出力ポートＢは、光ファイバーを介してカプラ１０２０に接続され、ここから増幅器９６０の光入力に接続されている。増幅器９６０の光出力は、東（Ｅ）方向に向かうファイバー２００に接続されている。
【００６８】
同様に、増幅器９９０，１０００、ＣＣＵ９２０及びカプラ１０３０，１０４０は、リング２０の第一のファイバーループ内で一列に接続されている。東（Ｅ）方向からの第一のループのファイバー２１０は、増幅器１０００の光入力に接続されている。増幅器１０００の出力は、光ファイバーを介してカプラ１０４０に接続され、ここからＣＣＵ９２０の光入力ポートＡに接続されている。ＣＣＵ９２０の光出力ポートＢは、光ファイバーを介してカプラ１０３０に接続され、ここから増幅器９９０の光入力に接続されている。増幅器９９０の光出力は、西（Ｗ）方向に向かうファイバー２１０に接続されている。
【００６９】
増幅器９７０及びこれに関連するＣＣＵ１０３０は直列に接続され、ファイバー２００よりなる第二のループからファイバー２１０よりなる第一のループへ、通信トラフィックを選択的にリンクする第一の接続網を与える。同様に、増幅器９８０及びこれに関連するＣＣＵ９４０は、第一のループから第二のループへ通信トラフィックを選択的にリンクする第二の接続網を与える。
【００７０】
動作時には、簡素化したインターフェース９００は、ＣＣＵ９１０、９２０によって、ループ内を流れる特定のチャネルに関連する通信トラフィックをブロックし、このトラフィックを、ＣＣＵのポートＥに送られてくる命令に応じて一つ又は二つ以上のチャネルを選択的に伝送できる接続網に導く。一般に、ＣＣＵ９１０は、ＣＣＵ９３０が選択的に伝送するよう設定された一又は二以上のチャネルの放射を減衰するよう設定される。同様に、ＣＣＵ９２０は、ＣＣＵ９４０が選択的に伝送するよう設定された一又は二以上のチャネルの放射を減衰するよう設定される。このように、インターフェース９００は、選択された特定のチャネルを、リング２０の一つの方向へ伝播している状態から逆方向となるようスイッチングされるようにする。このインターフェースは、リング２０の二つのループの間で通信トラフィックの量がより均等に分布するようにし、これによりシステム１０が十分に利用されるようにする。インターフェース９００は、また、一又は二以上の光増幅器及び再生成増幅器を行い、これは、システム１０内における光放射の振幅を維持するのに役立つ。
【００７１】
システム１０内のリング間で通信トラフィックを結合するとき、及びシステム１０の一又は二以上のリング内で選択されたチャネルの方向をスイッチングするときは、通信トラフィックを、特定のループ又はリングに沿って、一つのチャネルから別のチャネルへシフトさせるようにすると、しばしば便利である。これはしばしば波長シフトと呼ばれる。波長シフトを行うと、システム１０のチャネルを、通信トラフィックを搬送するのに十分に利用することができ、これはシステム１０のトラフィックの処理量を最適化する助けとなる。
【００７２】
このような波長シフトは、システム１０にバンド幅の制約が課されるのを避けるために、純粋に光学領域において実行するのが望ましい。光波長シフト動作は、光ミキシングを実行できる非線形光学部品により光ヘテロダイン技術を用いて行うことができる。あるいはまた、第一周波数の光放射を、レーザー発振閾値近傍にバイアスされ第二周波数で光放射を出力するよう同調されたレーザーをポンピングするのに用いることにより、第一周波数の光放射を変調する通信トラフィックで第二周波数のレーザーから出力される放射を変調できるようにしても、波長シフト動作を行うことがでのる。第一周波数の放射がシステム１０の一つのチャネルに対応し、第二周波数の放射が別のチャネルに対応している場合には、一つのチャネルから別のチャネルへのトラフィックのスイッチングを実行することができる。
【００７３】
システム１０の特定のチャネルと関連する第一波長で変調された放射を対応する電気信号に変換し、そして、この電気信号をレーザーを振幅変調するのに用いて、電気信号によってシステム１０の別の特定のチャネルに関連する第二の波長で振幅変調された放射を出力することによっても、波長のスイッチングを実行することができる。このよような波長シフト動作は、システム１０の一つのリングからの通信トラフィックを別のものと結合させるときに、しばしば必要とされる。
【００７４】
次に、図６を参照する。図６には、システム１０の二つの通信リングを接続する波長スイッチグインターフェースが示されている。このインターフェース全体を符号１２００で示す。インターフェース１２００は、二つのＣＣＵ１２１０，１２２０、四つの光増幅器１２３０〜１２６０、四つの光カプラ１２７０〜１３００、同調可能なフィルタ及び検出器１３１０変調された同調可能なレーザー源１３２０を有している。二つのＣＣＵ１２１０，１２２０は、いずれも前に説明したＣＣＵ２５０と同種のものである。増幅器１２３０，１２４０、ＣＣＵ１２１０及びカプラ１２７０，１２８０は、リング２０の第二のループに接続されている。このループは、ファイバー２００を含んでいる。同様に、増幅器１２５０，１２６０、ＣＣＵ１２２０及びカプラ１２９０，１３００は、リング３０の第一のループに接続されている。このループは、ファイバー２１０を含んでいる。同調可能なフィルタ及び検出器１３１０及びレーザー源１３２０は、点線１３３０内に示した、符号１３３２で指し示すトランスポンダを構成する。これはカプラに接続され、ループの一つから選択されたチャネルを波長シフトするよう動作し、別の波長で、同じループに戻すよう出力するかあるいは他のループへ出力する。
【００７５】
続いて、インターフェース１２００の接続について説明する。リング２０の第一のループのファイバー２１０は、西（Ｗ）方向から増幅器１２３０の光入力に接続されている。増幅器１２３０からの光出力はカプラ１２７０に接続され、ここを通ってＣＣＵ１２１０の光入力ポートＡに接続されている。ＣＣＵ１２１０の光出力ポートＢは、光ファイバーを介してカプラ１２８０に接続され、ここから増幅器１２４０の光入力へ接続されている。ファイバー２００は、第二のループの東（Ｅ）方向から増幅器１２４０の光出力に接続されている。
【００７６】
同様に、リン３０の第一のループのファイバー２１０は、東（Ｅ）方向から増幅器１２６０の光入力に接続されている。増幅器１２３０からの光出力はカプラ１３００に接続され、ここを通ってＣＣＵ１２２０の光入力ポートＡに接続されている。ＣＣＵ１２２０の光出力ポートＢは、光ファイバーを介してカプラ１２９０に接続され、ここから増幅器１２５０の光入力へ接続されている。ファイバー２１０は、第二のループの西（Ｗ）方向から増幅器１２５０の光出力に接続されている。
【００７７】
カプラ１２７０の光出力は、光ファイバーを介して同調可能なフィルタ及び検出器１３１０の第一の光入力（Ｗ）に接続されている。同様に、カプラ１３００の光ポートは、光ファイバーを介してフィルタ及び検出器１３１０の第二の光入力（Ｅ）に接続されている。
【００７８】
カプラ１２９０の光入力は、光ファイバーを介して、レーザー源１３２０の第一の光出力（Ｗ）に接続されている。同様に、カプラ１２８０の光入力ポートは、光ファイバーを介して、レーザー源１３２０の第二の光出力（Ｅ）に接続されている。
【００７９】
同調可能なフィルタ及び検出器１３１０は、第一及び第二のポートにおいて受信した放射を結合するカプラと、同調可能なフィルタ及び検出器を含んでいる。これは放射を受信し、シフトされるチャネルに対応した放射を濾波し、濾波された放射を検出して対応する復調された電気信号を出力するよう動作する。この電気信号は、出力Ｐ１において得られる。レーザー源１３２０は、レーザー源１３２０の電気入力Ｐ２に印加さた電気信号によって変調された出力放射を生成するための同調可能なレーザーを含んでいる。レーザー源１３２０が、フィルタ及び検出器１３１０のフィルタ周波数とは互いに異なる周波数で動作するよう同調されているときに、Ｐ１に出力される電気信号が入力Ｐ２に注入されると、チャネル間におけるトラフィックの周波数シフト動作が起こる。
【００８０】
ＣＣＵ１２１０は、リング２０の第二のループの周囲を伝播する放射に含まれている一又は二以上の選択されたチャネルを減衰させるよう動作する。このような減衰によって、減衰された放射はカプラ１２７０及びその先のフィルタ及び検出器１３１０の第一の入力の方へと向きを変える。フィルタ及び検出器１３１０が、ＣＣＵ１２１０において減衰されたチャネルの波長に同調されているときには、放射は検出器の方へ通過して伝播し、出力Ｐ１に電気信号を生成する。出力Ｐ１からの信号は入力Ｐ２へ導かれ、レーザ源１３２０によって生成される放射を変調する。そしてレーザー源１３２０は、管理制御ユニット（不図示）から受け取る命令に応じて第一又は第二の出力に変調された放射を選択的に出力する。
放射がレーザー源１３２０の第二の出力部に出力されると、この放射はカプラ１２８０に向かって伝播し、第二のループに結合してさらにリング２０の第二のループの周囲をファイバー２００を通って東（Ｅ）方向に伝播する。反対に、放射がレーザー源１３２０の第一の出力部に出力されると、この放射はカプラ１２９０に向かって伝播し、ここを通って増幅器１２５０に向かい、リング３０の第一のループのファイバー２１０に沿って西（Ｗ）方向へ進む。
【００８１】
ＣＣＵ１２２０もまた、リング３０の第一のループにおいて伝播する一又は二以上の選択されたチャネルに対応した放射を減衰させるよう動作し、放射をカプラ１３００を通してフィルタ及び検出器１３１０の第二の入力へと導く。フィルタ及び検出器１３１０は、放射成分を分離するよう動作し、これらを検出して、対応する電気信号を出力Ｐ１に生成する。この電気信号は、レーザー源１３２０へ導かれたときに、レーザー源１３２０を変調して、変調された放射を生成する。この放射は、リング２０へ又はリング３０へ選択的に導かれる。
【００８２】
このようにインターフェース１２００は、一つのチャネルからの通信トラフィックを別のチャネルへ選択的にシフトさせることができる。さらに、チャネルがリング２０へ或いはリング３０へシフトされたときに、このようなトラフィックを、リング２０からも、あるいはリング３０からも受け取ることができ、選択的にトラフィックを出力することができる。このインターフェースによれば、このように柔軟かつ再構成可能な周波数シフト動作及びルーティング機能が可能となる。もし必要であれば、レーザー源１３２０の東（Ｅ）及び西（Ｗ）の出力の後に、図４との関連で説明したような純粋な光学増幅又は再生成光学増幅を含めることも可能である。
【００８３】
図７を参照する。図７には、全体を符号１４００で示した、本発明のインターフェースを例示している。インターフェース４００は、機能的にはインターフェース１２００と類似しており、インターフェース１２００におけるトランスポンダ１３３２がインターフェース１４００では符号１４１０で示すトランスポンダに置き換わっている点を除き、インターフェース１２００で用いられているのと同じ部品が用いられている。
【００８４】
トランスポンダ１４１０は、図７において点線１４１２の内部に示されている。トランスポンダ１４１０は、選択可能な二つの入力ポート（Ｅ，Ｗ）を有する同調可能なフィルタ１４２０、同調可能なレーザー源１４３０、そしてバイアス制御ユニット１４４０を含んでいる。フィルタ１４２０の光出力ポートＱ1は、レーザー源１４３０の光入力Ｑ2に接続されている。さらに、レーザー源１４３０は、二つの光出力ポート（Ｅ，Ｗ）及び光モニタ用ポートＱ3を含んでいる。ポートＱ3は、バイアス制御ユニット１４４０の入力ポートに接続されている。ユニット１４４０もまた、レーザー源１４３０の電気入力Ｓ2に接続された電気出力Ｓ1を有している。
【００８５】
続いて、インターフェース１４００の動作について説明する。３２個のウェーブバンドに分割された情報を担った放射は、ファイバー２００に沿って西方向から増幅器１２３０に伝播する。増幅器１２３０は対応する放射を増幅し、増幅された放射はさらに増幅器１２３０からカプラ１２７０を通ってＣＣＵ１２１０へ伝播する。ＣＣＵ１２１０は管理制御ユニット（付図示）からルーティング命令を受け取り、選択された一又は二以上のウェーブバンドの放射の向きをそこから後方のカプラ１２７０の方へ、すなわち、同調可能フィルタ１４２０のＷ入力ポートの方へ変える。フィルタ１４２０は、管理制御ユニットからの命令に基づいてそのＷ入力ポートを選択することにより、この迂回した放射を受け取る。そしてフィルタ１４２０は、周波数シフトを行うべき特定のウェーブバンドに関連した放射を濾波し、出力ポートＱ1に濾波した放射を出力する。濾波された放射は、レーザ源１４３０において、この中の同調可能レーザーのための誘導用の放射（stimulating radiation）として用いられる。このレーザーは、濾波された放射とは異なる波長に同調される。濾波された放射は、レーザーからの放出を誘導して、選択的に出力される対応する誘導放射を、管理制御ユニットからの命令に応じてレーザー源１４３０のＷポート又はＥポートへ出力する。Ｗポートが選択されたときは、誘導放射はカプラ１２９０へ導かれ、ファイバー２１０に沿って西方向に伝播することによって継続する。反対にＥポートが選択されたときは、誘導放射はカプラ１２８０へ導かれ、ファイバー２００に沿って東方向に伝播することによって継続する。
【００８６】
バイアス制御ユニット１４４０は、レーザーからの誘導放射をモニタする。放射は存在するが変調されていないという場合は、ユニット１４４０はこれをレーザー発振閾値よりもレーザーのバイアスが強すぎると解釈し、１４４０はＳ1出力に供給されているレーザーバイアス電流を減らし、結果的にレーザーを流れる電流を減少させるように応答する。逆に、放射が全くない場合には、ユニット１４４０はこれをレーバー発信閾値よりもレーザーのバイアスが弱すぎると解釈し、１４４０はＳ1出力に供給されているレーザーバイアス電流を増やし、結果的にレーザーを流れる電流を増加させるように応答する。
【００８７】
また、放射を増幅して対応する増幅された放射を与える増幅器１２６０へ東方向からファイバー２１０に沿って放射が伝播している場合は、インターフェース１４００はこの情報を担った放射に応答する。増幅された放射はカプラ１３００を通ってＣＣＵ１２２０へ伝播する。ＣＣＵ１２２０は管理制御ユニットから、増幅された放射のうち選択された一又は二以上のウェーブバンドの放射をカプラ１３００側へ戻し、ここからフィルタ１４２０のＥポートへ導くよう命令される。フィルタ１４２０は管理制御ユニットから、Ｅポートで放射を受け取るよう命令される。前述のように、対応するシフトされた放射が、管理制御ユニットから送られてくる命令に応じて東方向のファイバー２００或いは西方向のファイバー２１０に出力される場合には、Ｅポートに入来した選択された放射のウェーブバンドの処理は、上で述べたように、レーザー源１４３０内で行われる。
【００８８】
このように、動作時には、インターフェース１２００，１４００は、波長スイッチングを行うだけでなく、チャネルの通信トラフィックのルーティングも行い、それも東と西においてだけでなく北と南の方向においても行う。ここで北方向や南方向は、東方向や西方向と同じように、地理的な方向には関係なく、単に図面内の伝播方向を参照するためだけに用いている。
【００８９】
インターフェース１２００，１４００には、一つのウェーブバンドよりも多くの放射を同時にＥのウェーブバンドにシフトさせることができるよう、多数のトランスポンダ１３３２，１４１０を並列に含めることができる。このように修正するには、カプラ１２７０，１３００が複数の光出力を持ち、各出力が対応するトランスポンダに接続されていることが必要となる。同様に、カプラ１２８０，１２９０も複数の光入力を持ち、各入力が対応するトランスポンダに接続されていなければならない。もし必要であれば、図４との関連で説明したような純粋に光学的な増幅又は再生成を行う光学増幅を、レーザー源１３２０，１４３０の東（Ｅ）及び西（Ｗ）の出力のうちの一つ又は二つ以上の後に含めることができる。
【００９０】
図６の点線１３３０内に示したトランスポンダ１３３２、あるいは図７の点線１４１２内に示したトランスポンダ１４１０を、図１に示したインターフェース７０の中に含めて、図８に符号１５００として示した本発明のインターフェースの変形例を与えることができる。このような変形インターフェース１５００は、高度に再構成可能なチャネル接続制御が可能になるだけでなく、通信トラフィックをチャネル間でスイッチングして、利用可能なチャネル間でのトラフィックの過大に不均一な分布を確実に防ぐようシステムを最適に動作させることが可能である。
【００９１】
インターフェース１５００では、各トランスポンダ１３３２は、そのフィルタ及び検出器１３１０の入力は関連するＣＣＵ光出力ポートＣに結合され、そのレーザー源１３２０の出力は関連するＣＣＵ光入力Ｄに結合されている。トランスポンダ１３３２はＣＣＵ２７０，３３０だけと結合しているように示されているが、必要であれば、もっと多くのトランスポンダをインターフェース１５００に含めることもできる。たとえば、すべてのＣＣＵ２７０〜３４０が、そこに導かれてきた通信トラフィックの波長シフト動作を実行できる関連するトランスポンダ１３３２，１４１０を持つようにすることができる。
【００９２】
システム１０及びインターフェース７０，９００，１２００，１５００に対して、本発明の範囲から逸脱することなく修正が可能であることは明らかである。例えば、システム１０は一つの送信ノードＡ及び一つの受信ノードＢを有するように示されているが、システム１０は、全体に分布する多くの送信ノード及び受信ノードを持つこともできる。システム１０を、インターフェース７０，９００，１２００，１５００の中に含まれるタイプのインターフェースによって相互にリンクされたリング及び線形通信経路の組み合わせを種々の位置に含むように変形することもできる。さらに、必要とされる特定のシステム構成に適合するよう、上で述べたようにインターフェース７０，９００，１２００，１５００を簡素化したり、より複雑にすることも可能である。例えばシステム１０を、１００個の双方向リングを含み、各リングがインターフェース９００と類似した１０個のインターフェースを含み、これらのリングをインターフェース１５００と類似したインターフェースを介して互いに接続するように修正することができる。さらにまた、システム１０を、リング２０〜６０にソリトンの伝播がを可能な光ファイバーを含めて、追加の再生成及びリピータを必要とせずに非常に長い通信距離が可能となるように修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多数の互いに結合された双方向通信リングを含む本発明の光通信システムの略図である。
【図２】図１に示したシステムの光インターフェースの第一のタイプの例示であり、このインターフェースは二つの双方向通信リングの間をインターフェース接続し、一つのリングからもう一つのリングに対してＥ−Ｗ方向の接続を与えている。
【図３】図２に例示した光インターフェース内に含まれるチャネル制御ユニットのブロック図である。
【図４】図２に例示した光インターフェース内に含まれる再生成増幅器のブロック図である。
【図５】図１に示したシステムの光インターフェースの第二のタイプの例示であり、この接続は、双方向リングの反対方向を向いたファイバーループ間での接続を与えている。
【図６】図１に示したシステムの二つの通信リングを接続する光インターフェースの第三のタイプの例示である。
【図７】図１に示したシステムの二つの通信リングを接続する光インターフェースの第四のタイプの例示である。
【図８】図１に示したシステムの一つのインターフェースのチャネル制御ユニットの周囲で実行される波長スイッチングの例示である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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