(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長多重化されたチャネルの通信のための光通信システムであって、該通信システムがノード（10,30,m）を含み；前記ノードはチャネルごとに１つの、複数のアドドロップ多重化（ＡＤＭ）手段（11,12,・・・・1n）を含み；各ADM手段は分岐手段（310,311,312,313,320,321,322,323,3（n-1）1,3（n-1）2,3（n-1）3,3n）を含み；前記ＡＤＭ手段は前記分岐手段により相互接続され；前記ＡＤＭ手段のそれぞれは、前記波長多重化されたチャネルの間で個々のメッセージをスイッチングするスイッチング手段を含んでいる光通信システム。
【請求項２】
前記複数の波長多重化されたチャネルの伝送のための一本の光ガイド（2,3）を含む請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
請求項１の前記第１のノードと隣接するノードとの間の前記複数の波長多重化されたチャネルの伝送のための複数の光ガイド（21,22,2n）を含む請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記分岐手段が、デイジーチェーン状またはメッシユの形またはリングの形で前記ＡＤＭ手段を相互接続する上記請求項のうちいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記ＡＤＭ手段を相互接続するための電気的なノンブロッキング手段を含む請求項１に記載の通信システム。
【請求項６】
前記分岐手段が、前記ＡＤＭ手段を相互接続するための電気光変換手段、光ガイド手段および光電気変換手段を含む上記請求項１に記載の通信システム。
【請求項７】
前記分岐手段が、前記ＡＤＭ手段を相互接続するための光スイッチ手段を含む請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
光通信システムの波長多重化されたチャネル間で個々の時分割多重化メッセージをスイッチングする方法であって、波長多重化チャネルごとに１つの、複数のアドドロップ多重化（ＡＤＭ）手段を含むスイッチ手段を設けるステップを含み、各ＡＤＭ手段が分岐手段を含み、前記分岐手段を経由して前記ＡＤＭ手段を相互接続するステップを含むメッセージをスイッチングする方法。
【請求項９】
時分割多重化データの複数のストリームの間で個々の時分割多重化メッセージをスイッチングする方法であって、時分割多重化データの各ストリームが波長多重化された光通信システムのチャネルに含まれ、ノードを用意するステップと；前記ノードに波長多重化チャネルごとに１つの、複数のアドドロップ多重化（ＡＤＭ）手段を用意するステップと；各ＡＤＭ手段に分岐手段を用意し前記分岐手段を経由して前記ＡＤＭ手段を相互接続するステップを含むメッセージをスイッチングする方法。
【請求項１０】
複数の波長多重化されたチャネルの通信のための、波長多重化された光通信システムにおける時分割多重化（ＴＤＭ）データの複数のストリーム間で個々のメッセージをスイッチングする手段であって、各チャネルが前記ＴＤＭデータストリームの１つを含み；前記スイッチングする手段がスイッチ手段を含み；前記スイッチ手段がチャネルごとに１つの、複数のアドドロップ多重化（ＡＤＭ）手段を含み；各ＡＤＭ手段が分岐手段を含み；前記ＡＤＭが前記分岐手段によって相互接続されているメッセージをスイッチングする手段。
【請求項１１】
複数の波長多重化されたチャネルの伝送のための一本の光ガイドを含む請求項１０に記載の手段。
【請求項１２】
請求項１０の前記第１のノードと隣接するノードとの間で前記複数の波長多重化されたチャネルの伝送のための複数の光ガイドを含む請求項１０に記載の手段。
【請求項１３】
前記分岐手段が、デイジーチェーン状またはリングの形またはメッシュの形で前記ＡＤＭ手段を相互接続する請求項１０に記載の手段。
【請求項１４】
前記ＡＤＭ手段を相互接続するための電気的なノンブロッキング手段を含む請求項１０に記載の手段。
【請求項１５】
前記分岐手段が、前記ＡＤＭ手段を相互接続するための電気光変換手段、光ガイド手段および光電気変換手段を含む請求項１０に記載の手段。
【請求項１６】
前記分岐手段が、前記ＡＤＭ手段を相互接続するための光スイッチ手段を含む請求項１０に記載の手段。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、波長多重光通信システムの分野に係り、特に、異なる波長の多重化されたチャネル間で通信トラヒックをスイッチングするシステムに関する。
【０００２】
【従来技術】
光通信システムは、重要で急成長している通信ネットワークの構成要素である。ここで使われている“光通信システム”と言う表現は、情報を光媒体を通して伝えるために光信号を使用するあらゆるシステムに関する。そのような光システムは、遠隔通信システム、ケーブルテレビジョンシステム、ローカル、メトロポリタンおよび広域エリアネットワーク（ＬＡＮｓ、ＭＡＮｓ、およびＷＡＮｓ）を含んでいるが、これらに限定されるものではない。光システムは、ゴワー（Ｇｏｗａｒ）著の「光通信システム」（プレンティスホール、ニューヨーク（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ  Ｈａｌｌ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ））に述べられている。最近では、光通信システムの大部分は、１つのまたは１連の光ガイドからなる光通路上を、相対的に広い波長スペクトル帯域で単一の光チャネルを通すように構成されている。たとえば複数の情報ソースからの、増加した情報量を伝えるために、波長分割多重化（ＷＤＭ）が現在使われている。ＷＤＭシステムでは，各々が一般的には狭い波長スペクトル帯域をもち、各帯域は異なる波長の中心にある複数の光信号が、１本の光ガイドで運ばれる。ここで“光ガイド”は、光ファイバおよび光導波管を含めて、あらゆる適した光媒体を示すものとして使われている。
【０００３】
ＷＤＭは通常は確立された時分割多重化（ＴＤＭ）技術と組合せて使われている。このことから、各々のＷＤＭチャネルは一般的には時間領域で共に多重化されている複数の異なったメッセージを転送するために使用されるであろう。アド−ドロップ多重化装置（ＡＤＭ）が、光ガイドのような通信リンクを通るデータストリームを形成しているＴＤＭ通信トラヒックの全てあるいはその一部分にアクセスするための安価な手段を提供している。ＡＤＭを通過する通信トラヒックは“ラインポート”を経由してそれを行っている。通信リンクを通るデータまたはメッセージは、ＡＤＭのスイッチング回路によって選択的に時間多重分離され、いわゆる分岐ポートを経由して最終宛先に送られる。同様に、通信リンクに加わるデータまたはメッセージは、分岐ポートを経由してＡＤＭへフィードされ、そしてＡＤＭのスイッチング回路によってメッセージストリームの中に時間多重化される。このスイッチングおよび多重化機能は電気領域で行われる。光の担い手とインターフェースするために、ＡＤＭは光検知器およびレーザ信号発生器を含んでいる。
【０００４】
最近の光通信ネットワークは、光通信リンクによってともにリンクされた電気的な中継器／再生器／アド／ドロップ用電子機器を含むリングあるいはメッシュから構成されている。これらのリンクは一般的に光ファイバから成っている。光リンクとインタフェースするために、ノードはレーザベースの送信器（電気から光への変換器）と広い光帯域受信器（光から電気への変換器）を含んでいる。ＷＤＭは最近では長距離ラインシステムでは確立されてきたが、フィーダネットワークまでには浸透していない。‘フィーダネットワーク’はユーザーからの通信トラヒックを接続したり集めたりまた統合したりして、トラヒックをＭＡＮ、ＷＡＮおよびＬＡＮへ渡すものであり、例えばアクセスネットワークは‘フィーダネットワーク’であるかも知れない。フィーダネットワークは何らかのスイッチング能力、一般的には電子ＡＤＭの形体で取入れている電子ノードから構成されている。一般的には、これらのノードはＳＤＨあるいはＳＯＮＥＴ電気通信標準プロトコルに従ってデジタル通信トラヒックを取扱うように設計されているが、ＡＴＭとＩＰプロトコルもまたますます確立されてきている。特に高い通信トラヒックを経験したネットワークの区域では、より高速のＴＤＭ信号を処理するために、これらの区域をアップグレードすることによってノードと通信路の容量が増大されていて、例えば１５５Ｍｂｉｔ／ｓＳＤＨおよびＳＯＮＥＴ標準（ＳＴＭ−１）が広く使用されており、さらに６２２Ｍｂｉｔ／ｓ（ＳＴＭ−４）、２．４Ｇｂｉｔ／ｓ（ＳＴＭ−１６）および１０Ｇｂｉｔ／ｓ（ＳＴＭ−６４）が必要なところでは使用されている。
【０００５】
通信需要における現在の急激な高まりとともに、より大きな容量をさらに提供する必要がある。設置されている光ファイバ基盤をもっと伸ばすかあるいはもっと利用することが必要であろう。ファイバを敷設するための高いコストが、ＴＤＭの信号速度を出来るだけ増大し、既設のファイバを充分に利用することの原動力となることを意味する。
複数のＷＤＭチャネルを通して通信トラヒックを並行して走らせることが必要となるにつれて、新しいスイッチングのニーズ、即ちひとつのチャネルを走っている通信トラヒックを他のチャネルとつなぐことの要求が生じている。更に、増加したノードあたりのスイッチング要求は、典型的にはＷＤＭチャネルごとに１つのＡＤＭを用意することになりノードごとに追加のＡＤＭを必要とするであろう。
【０００６】
これらのリンクされたＡＤＭネットワークの中に光多重化装置および光多重分離装置を導入することによって、１本のファイバを複数のＷＤＭチャネルを処理するように使うことができ、その結果その部分の正味の容量が高められる。これを達成する手段はマルコニー・コミュニケーションズ（ＭａｒｃｏｎｉＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）のコーペンディングの特許出願（ファイル番号  Ｐ／６２０００）に記載されている。
多数のリングを配列し、かつ他の多数のリングと接続することを要求される近い将来の状況は、ノードにおけるＡＤＭの相互接続に対して新しい要求をもたらしている。この開発が、ＡＤＭの統合レベル、コストおよび組入れられているスイッチサイズを推し進め、その結果完成したネットワークの機能性と複雑性をさらに押し進めるであろう。
そのため、波長多重光通信システムの異なるチャネル間で通信トラヒックを転送するより柔軟な方法に対するニーズが存在する。
【０００７】
【発明の開示】
本発明は、複数の波長多重化されたチャネルの通信のための光通信システムであって、通信システムがノードを含み；ノードはチャネルごとに１つの、複数のアドドロップ多重化（ＡＤＭ）手段を含み；各ＡＤＭ手段は分岐手段を含み；ＡＤＭが分岐手段により相互接続されている光通信システムを提供する。
本発明はまた、光通信システムの波長多重化されたチャネル間で個々の時分割多重化メッセージをスイッチングする方法であって、波長多重化チャネルごとに１つの、複数のアドドロップ多重化（ＡＤＭ）手段を含むスイッチ手段を設けるステップを含み、各ＡＤＭ手段が分岐手段を含み、この分岐手段を経由してＡＤＭ手段を相互接続するステップを含むメッセージをスイッチングする方法を提供する。
【０００８】
本発明はまた、時分割多重化データの複数のストリームの間で個々の時分割多重化メッセージをスイッチングする方法であって、時分割多重化データの各ストリームが波長多重化された光通信システムのチャネルに含まれ、ノードを用意するステップと；ノードに波長多重化チャネルごとに１つの、複数のアドドロップ多重化（ＡＤＭ）手段を用意するステップと；各ＡＤＭ手段に分岐手段を用意し分岐手段を経由してＡＤＭ手段を相互接続するステップを含むメッセージをスイッチングする方法を提供する。
【０００９】
本発明はまた、複数の波長多重化されたチャネルの通信のための、波長多重化された光通信システムにおける時分割多重化（ＴＤＭ）データの複数のストリーム間で個々のメッセージをスイッチングする手段であって、各チャネルがＴＤＭデータストリームの１つを含み；スイッチングする手段がスイッチ手段を含み；スイッチ手段はチャネルごとに１つの、複数のアドドロップ多重化（ＡＤＭ）手段を含み；各ＡＤＭ手段が分岐手段を含み；ＡＤＭが分岐手段によって相互接続されているメッセージをスイッチングする手段を提供する。
本発明の実施形態を、図面を参照した事例によって説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、例えばファイバの連続した部分がスイッチ手段10,30,mにより連結されている部分2,3,4,・・・・を含む光ファイバのような光通信路を含む従来技術のＷＤＭ光通信システムを示している。各スイッチ手段は、複数のアドドロップ多重化装置11,12,・・・・1n；31,32,・・・・3n；m1,m2,・・・・mnを含み；各ＡＤＭは複数のアドドロップ分岐31,32,・・・・3nを備えている（図２参照）。
ＷＤＭ光通路2,3,4,・・・・はＷＤＭによるいくつかの光チャネルを持っており、即ち各チャネルはスペクトルの異なった部分を専有している。図２に示されるように、各スイッチ手段10,30,・・・・mは光多重分離装置25を含む。光多重分離装置25 は、ＷＤＭ光通路2,3,4,・・・・を通して受信された各々のＷＤＭチャネルを異なった個々の光ガイド21,22,・・・・2nへと分離する。個々の光ガイド21,22,・・・・2nの各々は、上述されたように適切なアド／ドロップ機能を遂行するＡＤＭ11,12,・・・・1n（スイッチングノード10の場合）の異なったひとつへフィードされる。各々のスイッチングノード10,30,・・・・mはまた光多重化装置26を含む。光多重化装置26はＡＤＭ11,12,・・・・1nの各々の出力を再多重化して光通路2,3,4,・・・・に戻している。
【００１１】
上に示したように、もしメッセージのソース121（図１参照）が、光チャネルの最初のチャネル、仮にλ1チャネルとする、につながれたＡＤＭと通信し、さらに意図した宛先m14がλ1チャネルは受信しないがλ2、λ3およびλ4チャネルは受信するスイッチングノードmにつながれているとすると、従来の構成ではひとつの問題が生じてくる。これは４つのチャネル全てとは言っても、λ1、λ2、λ3およびλ4はそれらの波長に対する部分で同一の光ガイドを通り抜けているのである。
【００１２】
λ1チャネル上のメッセージが異なるチャネル、仮にλ2とする、上で受信されるためには、λ1チャネル上で信号を受信してひとまとめにしてλ2チャネル上で送信することができるカラライジング・トランスボンダを挿入することが過去においては必要とされてきた。その様なトランスボンダは、λ1を含む（しかし全てのＷＤＭ波長を含んでいてもよい）波動帯を感知する光検出器とλ2波動帯で正確に発信する高精度のレーザから構成されている。その様なトランスボンダは高価であり、これらを使うことはλ1チャネルの全内容がλ2チャネルに転送される結果、一般的には、ひとつのメッセージのみがその様に転送されることが必要になると、チャネル間での転送の正しいメッセージを選択するための追加的なスイッチング機能が必要となる。これはマルコニー・コミュニケーションズ（ＭａｒｃｏｎｉＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）のＰＭＡ８光多重化装置で最近行われていることである。光チャネル間ですべてに円滑にスイッチする経済的な方法が以前は明らかでなかったと言うことを、ニーズが今明らかにしている。
【００１３】
図３は本発明によるスイッチングノードの一部を示している。図３においてスイッチングノード10のＡＤＭ11,12,・・・・1nがより詳細に示されている。特に、各ＡＤＭに関連する分岐接続31,32,3nが２つのサブグループに分けられて示されている。第１のＡＤＭ11からの第１のサブグループ311,312,313は次のＡＤＭ12に受け取られ、こうしてそこの間の多重分解されたメッセージの相互交換が可能となる。第１のＡＤＭ11からの第２のサブグループ310は、前にあるように多重分解されたメッセージをユーザーへ送り、かつユーザーからのメッセージを多重化のためにＡＤＭに入力するように機能している。
【００１４】
同様の方法で第２のＡＤＭ12からのサブグループ321,322、323は、第３のＡＤＭ（図示されていない）に受け取られる。これは繰り返され、その結果、スイッチノード10の最後から２番目のＡＤＭ（図示されていない）が最後のＡＤＭ１nに受け取られる分岐接続3（n-1）,3（n-1）2,3（n-1）3で接続するまで、各ＡＤＭはサブグループの分岐接続を経由して次のＡＤＭと相互接続される。
このいわゆる“デイジーチェーン(daisy chain:ひな菊の花づな)”配列によると、各ＡＤＭは、分岐接続を経由して隣接するＡＤＭから受信したがずっと離れた他のＡＤＭを意図しているメッセージを、最終宛先であるＡＤＭに到達するまで、“デイジーチェーン（ひな菊の花づな）”に添ってパスするように構成されている。分岐接続を経由してそのＡＤＭによって処理されるチャネルを予定しているメッセージを受信した時には、ＡＤＭは従来の分岐入力を経由してユーザーから受信したメッセージと同様の方法で、そのチャネルに対するメッセージストリームの中へそのメッセージを再多重化するであろう。
【００１５】
このことから、図３のスイッチノードは、第１のＷＤＭチャネルからのメッセージを電気領域に変換し、従来のＡＤＭ回路を使って多重分離し、さらにその多重分離された電気状態でそのスイッチノードのＡＤＭの選択された他の１つへパスし、そこでその状態が従来のＡＤＭ回路を使って第２のＷＤＭチャネルのデータストリームの中に多重化され、第２のＷＤＭチャネルの適当な波動帯で光領域に変換し戻されることを有利に行うことができる。有利なことは、ＡＤＭによって処理されるいかなる粒状レベルのメッセージでも、この方法においてスイッチされることができる。
【００１６】
図３による図解がノードのＡＤＭの“デイジーチェーン（ひな菊の花づな）”による相互接続を示しているけれども、本発明の好ましい実施形態によると、完全メッシュあるいは部分メッシュ、“最も近くの隣人”メッシュまたはリングを含む他の相互接続パターンが使用できる。この相互接続は、増大する通信トラヒック需要に適応するためにノード向上の装備を拡大する方法、例えば必要に応じてノードに余分のＡＤＭを追加することによって、効果的な相互接続性が達成されるその様な方法でノード内部で実施できる。
【００１７】
図４の実施形態によれば、関連する分岐ポートは、要求されるスイッチ接続と容量を備えるように設計された別のスイッチユニット50を経由して相互接続されている。スイッチユニット50はノンブロッキングの方がより好ましい。ノンブロッキングとは、第１の入力Ｉiから第１の出力Ｏjへのどんな接続も異なる入力Ｉpから異なる出力Ｏqへのいかなる他の接続が完成するのを妨げないことを意味している。スイッチ50はまた増設することでアップグレード可能である。この新しいスイッチ要素は、強化されたネットワーク管理システム内で管理することができる。
【００１８】
最近の建替えビルディングのスペース上の制約の理由で、ノードのすべてのＡＤＭを一箇所に配置しないことが望まれるかも知れないが、その結果、図３の分岐311,312,313等の相互接続には、相対的に長い距離にわたるデジタルデータの配送を伴うこととなろう。本発明のもっと好ましい実施形態によれば、ＷＤＮ原理を使った光ファイバの相互接続が、ＡＤＭ分岐の相互接続に適用されている。別の実施形態によれば、ＴＤＭ速度および分岐の相互接続の数が増大するにつれて、スイッチ50は分岐の相互接続間でメッセージをスイッチするために光マトリックススイッチングを具備するかも知れない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のＷＤＭ光通信システムを示す図である。
【図２】図１のシステムをより詳細に示す図である。
【図３】本発明の実施形態によるＷＤＭ光通信システムの一部を示す図である。
【図４】本発明の別の実施形態によるＷＤＭ光通信システムの一部を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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