(57)【要約】スイッチレディー光ネットワークのための分散補償アーキテクチャは、特定された、最大伝播長さを有するスイッチレディー光ネットワーク領域と、該領域の１つの分散セクションが１つのセクション長さを有する特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域と、前記分散セクションに対して動作可能に使用される分散補償手段とを含み、分散補償手段は、領域総分散の少なくとも１つの決定された領域ターゲット値と、セクション長さと、最大伝播長さとに基づいて選択される。
2006515719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ネットワークに用いられる区分分散補償アーキテクチャであって、このアーキテクチャは：
最大伝播長さを有する特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域と；
セクション長さを有する前記領域の分散セクションと；
前記分散セクションに対して動作可能に使用される分散補償手段とを含んでおり、前記分散補償手段は、該セクション長さと、該最大伝播長さと、領域総分散の少なくとも１つの決定された領域ターゲット値とに基づいて選択されることを特徴とするアーキテクチャ。
【請求項２】
前記の特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域は：
光領域の光信号を作るように動作可能な送信ノードと；
該光領域の信号を受け取って該信号を電気領域に変換するように動作可能な受信ノードと；
該光領域の信号を前記領域を通して経路指定するように動作可能な光スイッチング・ノードと；
該光領域の信号を前記の特定されたスイッチレディー領域の複数のノード間で伝送するように動作可能な光伝送媒体と；
を含み、該送信ノードから該受信ノードへ光信号のための少なくとも２つの透明な伝送経路が存在することを特徴とする請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項３】
前記分散セクションは、前記の特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域の２つの隣接するノードの関連する部分を含み、該ノードの少なくとも１つは光スイッチング・ノードであり；
前記分散セクションは前記光伝送媒体のセクション部分を含み、前記セクション部分は光領域の信号を前記２つの隣接するノード間で伝送することを特徴とする請求項２に記載のアーキテクチャ。
【請求項４】
前記分散補償手段は：
前記セクション部分が光信号バンドを伝送している伝送ポイントにおいて前記光伝送媒体の前記セクション部分と列を成すように動作可能に配置された複数のバンド・レベル・ライン補償器と；
前記セクション部分が光信号バンドを伝送している伝送ポイントにおいて前記セクション部分と列を成すように動作可能に配置されたバンド・レベルの前置補償器及び後置補償器と；
を含むことを特徴とする請求項３に記載のアーキテクチャ。
【請求項５】
前記分散補償手段は、該光信号バンドを伝送している領域の光伝送媒体と列を成すように配置されている分散補償手段を介して、決定された最大伝播長さにおいて少なくとも１つの決定された領域ターゲット値を達成することが可能な光信号バンドの特定された波長範囲に基づいて選択されることを特徴とする請求項４に記載のアーキテクチャ。
【請求項６】
前記分散補償手段は、前記セクション部分が光信号バンドのサブバンドを伝送しているが光信号バンドを伝送してはいない伝送のポイントにおいて前記セクション部分と列を成すように動作可能に配置されたサブバンド・レベル分散補償手段を含み、
前記バンド・レベル分散補償手段と前記サブバンド・レベル分散補償手段とは該特定された範囲に基づいて選択されることを特徴とする請求項５に記載のアーキテクチャ。
【請求項７】
前記サブバンド・レベル分散補償手段は、前記の特定されたスイッチレディー領域の受信ノードに存する調整可能な分散補償手段を含むことを特徴とする請求項６に記載のアーキテクチャ。
【請求項８】
前記サブバンド・レベル分散補償手段は、前記分散セクションの前記の隣接するノードに存する固定された分散補償手段を含むことを特徴とする請求項６に記載のアーキテクチャ。
【請求項９】
前記分散補償手段は、前記セクション部分が光信号バンドの１つの波長を伝送しているが光信号バンドを伝送してはいない伝送のポイントで前記セクション部分と列を成すように動作可能に配置された波長レベル分散補償手段を含んでおり、
前記バンド・レベル分散補償手段と前記波長レベル分散補償手段とは、該特定された範囲に基づいて選択されることを特徴とする請求項５に記載のアーキテクチャ。
【請求項１０】
前記波長レベル分散補償手段は、前記の特定されたスイッチレディー領域の受信ノードに存する調整可能な分散補償手段を含むことを特徴とする請求項９に記載のアーキテクチャ。
【請求項１１】
総分散の前記の決定された領域ターゲット値は、最大伝播長さ、光信号の変調フォーマット、光信号の光学的パワー・レベル、及び光伝送媒体のファイバーのタイプに基づくことを特徴とする請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項１２】
総分散の前記の決定された領域ターゲット値は、前記の特定されたスイッチレディー領域の少なくとも１つの受信ノードの分散許容範囲に基づくことを特徴とする請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項１３】
決定された領域ターゲット値は、非理想的動作条件下での少なくとも１つの光通信システムの動作の不確定性に基づくことを特徴とする請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項１４】
前記分散補償手段の選択は、決定された領域ターゲット値と、分散セクションの長さと、決定された最大伝播長さとに基づく前記分散セクションについての総分散のセクション・ターゲット値の決定を含むことを特徴とする請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項１５】
分散セクションについての総分散のセクション・ターゲット値Ｄsecの決定は：
Ｄsec＝Ｄreach*Ｌsec／Ｌreach
に従って、決定された領域ターゲット値Ｄreach、分散セクションの長さＬsec、及び決定された最大伝播長さＬreachに基づくことを特徴とする請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項１６】
光ネットワークに用いられる区分分散補償アーキテクチャを構築する方法であって：
該方法は、スイッチレディー光ネットワーク領域について最大伝播長さを決定するステップを含み、該スイッチレディー光ネットワーク領域は光伝送媒体により相互に結合された複数の光ネットワーク・ノードを含み、該領域の少なくとも１つのノードは該領域の他の２つのノード間で少なくとも１つの光信号を透明に経路指定する光スイッチング・ノードであり；
該方法は、決定された最大伝播長さに基づいて総分散の少なくとも１つの領域ターゲット値を決定するステップを含み；
該方法は、その決定された領域ターゲット値を該領域の分散セクションに割り当てるステップを含み、分散セクションは、該領域の２つの隣接するノードと、該２つの隣接するノードを結合させる光伝送媒体とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記の割り当てに基づいて分散セクションについて分散補償手段を選択するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
選択された分散補償手段を該分散セクションに対して動作可能に使用するステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記割り当ては、該領域の各分散セクションについて実行され、該方法は：
前記割り当てに基づいて該領域の各分散セクションについて分散補償手段を選択するステップと；
選択された分散補償手段を該領域の対応する分散セクションに対して動作可能に使用するステップと；
を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
総分散の領域ターゲット値の前記決定は、光信号の変調フォーマットと、光信号の光学的パワー・レベルと、光伝送媒体のファイバーのタイプとに基づくことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記の領域ターゲット値の決定はスイッチレディー領域の少なくとも１つの受信装置の分散許容範囲に基づくことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記の領域ターゲット値の決定は、非理想的動作条件下での少なくとも１つの光通信システムのコンポーネントの動作の不確定性に基づくことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記割り当ては、決定された領域ターゲット値、分散セクションの長さ、及び決定された最大伝播長さに基づいて分散セクションについて総分散のセクション・ターゲット値を決定することに対応することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
分散セクションについての総分散のセクション・ターゲット値Ｄsecは：
Ｄsec＝Ｄreach*Ｌsec／Ｌreach
に従って、決定された領域ターゲット値Ｄreach、分散セクションの長さＬsec、及び決定された最大伝播長さＬreachに基づくことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
スイッチレディー光ネットワーク領域を特定するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
光信号バンドを伝送している領域の光伝送媒体と列を成すように配置された分散補償手段を介して、決定された最大伝播長さで領域ターゲット値を達成することのできる光学的波長範囲を特定するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２７】
前記割り当て及び特定された範囲に基づいてバンド・レベル分散補償手段を選択するステップを含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
該方法は、バンド・レベル分散補償手段をセクションの光伝送媒体と列を成すように配置するステップを含んでおり、該光伝送媒体は光信号バンドを伝送していることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記の割り当てと特定された範囲とに基づいてサブバンド・レベル分散補償手段を選択するステップを含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
該方法は、該サブバンド・レベル分散補償手段をセクションの光伝送媒体と列を成すように配置するステップを含んでおり、該光伝送媒体は光信号バンドのサブバンドを伝送しているが光信号バンドを伝送してはいないことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記の割り当てと特定された範囲とに基づいて波長レベル分散補償手段を選択するステップを含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
該方法は、波長レベル分散補償手段をセクションの光伝送媒体と列を成すように配置するステップを含んでおり、該光伝送媒体は光信号の１つの波長を伝送しているが光信号バンドを伝送してはいないことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
光通信システムであって：
該システムは光領域の光信号を作り、また受け取るように動作可能な複数のエッジ・ノードを含み；
該システムは光信号が光領域から出ないように光信号を経路指定するように動作可能な複数の光スイッチング・ノードを含み；
該システムは、該システムの隣接するノード間で光信号を動作可能に伝送する光伝送媒体を含み、所定のシステム経路指定方法によって前記光伝送媒体を通る光信号伝播の最大長さに従って最大伝播長さＬreachが定められ、最大伝播長さＬreachの実質的に最悪のケース・シナリオと、システム受信ノードの分散許容範囲と、光信号の変調フォーマットと、光信号の光学的パワー・レベルと、光伝送媒体のファイバー・タイプとに従って総分散のシステム・ターゲット値Ｄreachが定められ；
該システムは隣接するノードと該ノード間の前記光伝送媒体とに対して動作可能に使用される分散補償手段を含み、その間の前記光伝送媒体の長さに応じて分散セクション長さＬsecが定められ、前記手段は：
Ｄsec＝Ｄreach*Ｌsec／Ｌreach
に従って総分散のセクション・ターゲット値Ｄsecを補償するように選択されることを特徴とするシステム。
【請求項３４】
前記分散補償手段は、該光信号バンドを伝送している該システムの光伝送媒体と列を成すように配置されている分散補償手段を介して、最大伝播長さにおいてシステム・ターゲット値を達成することが可能な光信号バンドの特定された波長範囲に基づいて選択され、前記分散補償手段は：
前記光伝送媒体が光信号バンドを伝送している伝送ポイントで前記光伝送媒体と列を成すように動作可能に配置された複数のバンド・レベル・ライン補償器と；
前記光伝送媒体が光信号バンドを伝送している伝送ポイントで前記光伝送媒体と列を成すように動作可能に配置されたバンド・レベルの前置補償器及び後置補償器と；
前記光伝送媒体が光信号バンドのサブバンドを伝送しているが光信号バンドを伝送してはいない伝送ポイントにおいて前記光伝送媒体と列を成すように動作可能に配置されたサブバンド・レベル分散補償手段と；
を含むことを特徴とする請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記光伝送媒体が光信号バンドの１つの波長を伝送しているが光信号バンドを伝送してはいない伝送ポイントにおいて前記光伝送媒体と列を成すように動作可能に配置された波長レベル分散補償手段を更に含むことを特徴とする請求項３４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムに関し、特にスイッチレディー（ｓｗｉｔｃｈ−ｒｅａｄｙ）ＬＨネットワークおよびＵＬＨネットワークににおける分散補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
柔軟性に富んでいて、再構成可能であり、費用対効果があり、且つ、増大するトラフィック需要を支援することのできるコア光ネットワークを提供することには今日顕著な利益がある。これらの目標を達成するためには、高価な（光−電気−光）ＯＥＯ変換と、スイッチレディーのロングホウル（Ｌｏｎｇ−Ｈａｕｌ（ＬＨ））及びウルトラロングホウル（Ｕｌｔｒａ−Ｌｏｎｇ−Ｈａｕｌ（ＵＬＨ））光ネットワークにおける波長あたりの電気的再生とを無くする必要がある。従って、電気的スイッチ構造を有するポイントツーポイント光接続よりも、透明性の高いマルチチャネル光ネットワークのほうが好ましい。
【０００３】
従来の光ネットワークは、通常は、〜６００ｋｍ以下（ＬＨ）の固定されたポイントツーポイント光リンクを電気的スイッチ構造と組み合わせて使用していた。すべてのノードにおける交換ポートが予め装備されてチャネルあたりのトランスポンダーにハード配線されていない場合には（そうすることはコストの観点からあまりに高価である）、トラフィック要求が変化した場合にそれらを再構成することは困難である。必要な多数の電気再生器は、ノードとチャネルとの数が増えるにつれてシステムの費用対効果を急速に低下させる。
【０００４】
より新しいＵＬＨ（２０００ｋｍ−４０００ｋｍ）ネットワークは、ＯＥＯ変換の数を減らすことを可能にする遥かに大きな光学的到達範囲を有し、光学的アド・ドロップ・マルチプレクサ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ（ＯＡＤＭ））などの光学的屈曲ポイントをトラフィック入り口−出口ポイントに付け加える。しかし、これらのネットワークは、ＵＬＨ輸送のために最適化されていて在来のＬＨリンクより遥かに高価であり、それ故に、これらを短リンク要求のために使用することは経済的に非能率的となり、また、短期の要求に配慮して追加のＬＨシステムを付け加えることが必要となる。ＵＬＨ及びＬＨトラフィックを支援する透明なスイッチレディー光ネットワークを設けることに対する１つの障害は、色彩分散に関連する一連の問題である。
【０００５】
色彩分散は、光ファイバーを通って伝播することに起因する光信号の劣化の１つの様相であり、長いリンクは顕著な色彩分散をもたらす可能性を有する。更に、劣化と、従って再調整の量及び特性とは、信号を伝える光が経験したリンク分散及び非線形性の特定の組み合わせに依存し、このことは同じ受信装置サイトにおける種々の“履歴（ｈｉｓｔｏｒｉｅｓ）”（種々の入り口場所）を有する信号に適応させることを困難にする。更に、伝送ファイバー分散は波長に依存し（“分散勾配”）、従って種々の光チャネルに対して異なる量の補償が必要である。このような、経路に依存するとともに波長に依存する光信号の劣化は、光学的スイッチング及び波長経路指定の実施にとって最大の原理的障害の１つであったが、従来の解決策ではこれらの問題に十分に対処することはできなかった。
【０００６】
前述の問題に十分に対処し得ない解決策が幾つか実行または提案された。例えば、１つの提案された解決策は、個々のチャネルへのリンク沿いに伝送される信号をチャネルあたり分散補償及び増幅のために周期的にデマルチプレクシングすることを必要とし、システム・コストを大幅に増大させる。他の一つの解決策は、これらのシステムをスイッチ・ポイントで不透明にし、従って、信号を“調整”するために電気的再生器を必要とする。更に別の解決策は、経路依存信号劣化に対処するために低ビットレートを使用し、従ってトランスポンダーの数が増える。従って、コアに存するチャネルあたりのＯＥＯ変換器を含む電気的スイッチ及び／又は不透明な光学スイッチがＵＬＨリンクに追加され、ネットワークのコストを更に高める。
【０００７】
透明な、スイッチレディー光ネットワークにおいて色彩分散を補償することに関連する問題に対する解決策が依然として必要である。そのような解決策を提供することが本発明の課題である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、スイッチレディー光ネットワークのための分散補償アーキテクチャである。該アーキテクチャは、特定された、最大伝播長さを有するスイッチレディー光ネットワーク領域と、セクション長さを有する該領域の分散セクションと、前記分散セクションに対して動作可能に使用される分散補償手段とを含んでおり、該分散補償手段は、領域総分散の少なくとも１つの決定された領域ターゲット値と、該セクション長さと、該最大伝播長さとに基づいて選択される。
【０００９】
一般的に、本発明はリンク中心分散アーキテクチャに取って代わるものであって、リンクはＥＯからＯＥへの経路として定められ、メッシュネットワークに適するセクション中心アーキテクチャを伴う。本発明では、（スイッチ・ポイントとスイッチ・ポイントの間の）各セクションの分散マップは、通過する各経路について最大到達範囲を支援するために該セクションを通過する全てのトラフィックの特定の入口−出口ポイントとは無関係に作られる。重要な利点は、透明なスイッチング可能性が保存されることである。
【００１０】
本発明は、透明なスイッチングを支援しながら高価なＯＥＯ変換を減少させる点において従来の分散補償アーキテクチャより有利である。本発明は、最大伝播長さにおけるターゲット分散を達成することができない波長の戦略的サブバンド・レベル（及び／又は波長／チャネル・レベル）分散補償を取り入れていて、同時にＵＬＨネットワークにおいて受信ノードでの調整可能な分散補償手段の必要を減少させる点において更に有利である。
【００１１】
本発明を応用し得る更なる領域は、以降の詳細な説明から明らかになろう。この詳細な説明と具体的な例とは、本発明の好ましい実施態様を示しているけれども、説明のみを目的としていて本発明の範囲を限定することを目的としてはいないことが理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、スイッチレディー光ネットワークに用いられる分散補償アーキテクチャであり、このアーキテクチャでは特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域の分散セクションは、高価なＯＥＯ変換を必要とせずに該領域内でのスイッチングに適応して分散補償される。特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域と該領域の分散セクションとは、図１及び２を参照して以下で充分に定義される。
【００１３】
図１を参照すると、光通信システム１００は、エッジ・ノード１０２Ａ−１０２Ｇ（トランスポンダー、送信ノード、受信ノード、再生器など）と、光スイッチング・ノード１０４Ａ及び１０４Ｂとから成っており、ここで、光スイッチング・ノードは時々トラフィックを付け加えたり落としたりすることもできるけれども、光信号を光学的領域から出て行かせずに光信号をエッジ・ノード間で経路指定し得るということが考えられる。特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域１０６Ａ及び１０６Ｂは、ＯＥＯ変換を必要とするエッジ・ノードと、光学スイッチング・ノードの全光学コア・スイッチング構造とを有する。例えば、特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域１０６Ｂは、エッジ・ノード１０２Ｄ−１０２Ｇと、複数のスイッチング・ノード１０４Ｂとを有する。特定されたスイッチレディー領域の境界は、光信号が光学的領域から出てゆくところに存在し、境界は波長特有であり得る。従って、再生器が常に伝送帯域の全部の波長ではなくて一定の特別の波長を再生する場合、境界は、それらの波長については該再生器に存在するが、通過トラフィックについては該再生器には存在しない。同様に、送信及び／又は受信ノードは、一部のトラフィックを透明にスイッチングするが他のトラフィックを落としたり付け加えたりしてもよく、該領域の境界は、その付け加えられたり落とされたりするトラフィックのみについてはそのようなノードに存在する。もっと一般的な意味においては、特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域の境界はエッジ・ノードに存在する。最小で、特定されたスイッチレディー領域は少なくとも３つのノードを含んでいなければならず、そのうちの少なくもと１つのノードは送信ノードであり、少なくとも１つのノードはスイッチング・ノードであり、少なくとも１つのノードは受信ノードであり、透明な伝送の少なくとも２つの潜在的な経路が該送信ノードから受信ノードへの領域の中に存在する。
【００１４】
図２Ａを参照すると、特定されたスイッチレディー領域１０６Ｂは、２つの隣接するノードの相補的部分に対応する分散セクション１０８Ａ−１０８Ｅと、その２つの隣接するノード間に通信を提供する光伝送媒体とから成る。該部分は、隣接するノード間の同じリンクを含む点において相補的である。分散セクションは、セクション１０８Ｃのように２つのスイッチング・ノードの相補的部分から構成され得る。また、分散セクションは、セクション１０８Ａ、１０８Ｂ、及び１０８Ｄのようにスイッチング・ノードと送信及び／又は受信ノードとの相補的部分から構成され得る。更に、分散セクションは、セクション１０８Ｅのようにスイッチング・ノードと再生器との相補的部分から構成され得る。特に、再生器は信号を受け取って再生するけれどもトラフィックを付け加えたり落としたりはせず、それ故に、再生器は送信及び／又は受信をするノードと同様に扱われるとともに同様に称される。
【００１５】
分散セクションの境界は、更に、図２Ｂでノードを切断するスイッチ平面と称される。ここでは、アド・ドロップ・ノード１０９は２次ノードであり、スイッチング・ノード１１０は３次ノードである。スイッチ平面１１１及び１１２Ａ−１１２Ｃは、トラフィックが１つのノードから他のノードへスイッチング可能に且つ透明に経路指定されるところに存在する。分散補償手段（ＤＣＭｓ）１１３Ａ−１１３Ｅは、セクション帯域前置補償器及びセクション帯域後置補償器に対応し、ラインＤＣＭｓとともにノード間に増幅器サイトがあってもよい。隣接するノード１０９及び１１０の相補的部分１１４はスイッチ平面１１１、１１２Ａ及び１１２Ｃにより区切られる。リンクの光伝播媒体とともに、それらはノード間の分散セクションを含む。
【００１６】
特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域で分散補償を実行する１つの魅力的に思われる方法を図３を参照して論じるが、この図では正確な補償方式による伝播長さに対する累積分散が示されている。ここでは、送信サイト１１５からスイッチング・サイト１１７を経て受信サイト１１６に進む光信号における色彩分散は、ライン・サイト１１８及び各ノードでライン補償器を介して補償される。この正確な補償方式によれば、ライン補償器は、光伝送媒体を経た伝播に起因する、前のファイバー分散（受信装置からの、あるいは最後のライン補償器からの）を精密に補償するように選択される。あいにく、正確な補償は、大きな非線形ペナルティーをもたらし、光学的到達範囲を減少させるので、正確な補償はＵＬＨネットワークでは実用的ではない。従って、ラインサイトでの過剰補償または不足補償を伴う前置補償方式及び／又は後置補償方式が一般に好ましく、特にＵＬＨネットワークでは好ましい。
【００１７】
不足補償方式の例が図４に示されており、この場合には分散はノードで前置補償及び後置補償され、バンド・レベル・ライン補償器は、前のスパンのそれよりも小さい絶対分散値を有する。この方式は、ネットワーク・ノードにおける累積した分散が信号の履歴に依存して、この方式を実施する領域が真にスイッチレディーではないという点において不適当である。そのようなネットワーク領域は、ＵＬＨ伝播を支援し得るであろうけれども、スイッチングに適応させるために受信ノードに多数の広範囲調整可能後置補償器を必要とするであろう。
【００１８】
図３及び４の分散補償方式とは対照的に、本発明の区分分散補償方式は、トラフィックのスイッチングに適応させる一方、受信ノードにおける調整可能な分散補償手段の必要を減少させる。図５は区分分散補償方式を示し、この方式では、正の正味マップ分散はセクション内で累積分散の上昇傾向をもたらし、セクションのための分散補償手段は、特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域について全分散許容範囲の小部分を達成するように選択され、その小部分はセクションの長さと、特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域の最大伝播長さとの比較に基づく。この方式は、調整可能なＤＣＭの必要性を減少させ、また高価なＯＥＯ変換を要することなく、光信号が１つの受信サイトから他の受信サイトへスイッチングされ得ることを保証する。
【００１９】
図６は、本発明による同様の分散補償方式を示しており、この場合には各セクションで過剰補償が使用されている。負の正味マップ分散は、各セクション内では下降累積分散傾向をもたらす一方で正の正味リンク分散傾向とをもたらす。本発明による付加的な分散補償方式を外挿することができ、該方式ではセクション内での不足補償方式及び過剰補償方式を負の正味リンク分散傾向と組み合わせることができる。
【００２０】
本発明による区分分散補償アーキテクチャを構築する方法１１９が図７に示されている。方法１１９は１２０から始まってステップ１２２に進み、ここでスイッチレディー光ネットワーク領域が特定される。この領域は、好ましくはネットワーク全体であるが、再生器を必要とすること、再生器が先在すること、先在するネットワークに加わる必要があること、及び／又は２つの光ネットワークを結合させる必要があることは、ネットワーク全体には及ばない領域に対応する特定されたスイッチレディー領域をもたらし得る。スイッチレディー領域の特定は、ネットワークの成長の必要性、及び／又は、将来の技術の利用可能性、資金、時間、及び／又は便益に基づいてネットワークのコンポーネントが不透明コンポーネントから透明なコンポーネントに移行することも考慮に入れることができる。
【００２１】
ステップ１２２でのスイッチレディー光ネットワーク領域の特定後に、方法１１９はステップ１２４に進み、ここで、特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域内での最大伝播長さが決定される。好ましくは、この長さは、今日のネットワークの物理的境界ではなくて、ネットワーク内での光学的到達範囲に基づいて、また歪み及びノイズの累積に基づいて選択される。例えば、領域の境界を定めるエッジ・ノードは、後に、ネットワークがアップグレードされたときにスイッチ・ノードになり得る。また、新しいファイバーが敷設されてもよく、新しいノードが追加されてもよい。更に、２つ以上の既存のネットワークを統合してもよい。従って、分散補償アーキテクチャは、好ましくは必ずしも既存の境界に限定されなくて、特定されたスイッチレディー領域のライン設備、ファイバーのタイプなどで可能な最大の到達範囲を達成しようとする。特に、最大伝播長さは、既存のあるいは将来の拡張されたスイッチレディー領域内の光学的到達範囲を超えて伸びることはできず、また、光学的到達範囲はファイバーに依存し得るので、１つの領域内に多数のファイバー・タイプが存在すればファイバー依存の最大伝播長さがもたらされ得る。
【００２２】
最大伝播長さがステップ１２４で決定されると、方法１１９はステップ１２６に進み、ここでその最大伝播長さについての総分散の領域ターゲット値が決定される。一般的に、この領域ターゲット値は、最大伝播長さ、システム受信ノードの分散許容範囲、光信号の変調フォーマット、光信号の光学的パワー・レベル、及び光伝送媒体のファイバー・タイプに係わる最悪のケース・シナリオに基づいて決定される。この領域ターゲット値は、ゼロでなくてもよくて普通は正であり、これは自己位相変調（ｓｅｌｆ−ｐｈａｓｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）に起因する非線形減損を減少させるのに役立つ。例えば、図８は、ゼロ総累積リンク分散で信号品質が常に最適化されるとは限らなくて、送信装置から受信装置までで累積された総合リンク分散がゼロより上のときに改善され得ることを示している。
【００２３】
例えばアグラワルＧ．Ｐ．（Ａｇｒａｗａｌ  Ｇ．Ｐ．）、“非線形ファイバーオプティックス（Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃｓ）”第２版、ニューヨーク、アカデミックプレス（Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ）、１９９５年（参照により本書に取り入れられる）、により教示されたスプリット・ステップ・フーリエ方法などの、当業者に知られているシミュレーション技術を用いてこの領域ターゲット値を予め計算することができる。例えば、ファイバー実効面積〜７０μｍ2、非線形係数ｎ2〜２．６*１０-20ｍ2／Ｗ、分散係数〜７．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、及び各ファイバー・スパンに入る光学的パワー〜０．５−１ｍＷのＮＺＤＳＦファイバーリンクを通してＲＺ変調された光信号が伝播されるとき、領域ターゲット値Ｄreachは最大伝播長さ〜４０００ｋｍについて〜３００ｐｓ／ｎｍであろうと予測することができる。この場合が図８に示されている。この情報に基づいて、最大伝播長さでシステム受信装置の許容範囲内に信号品質を保つ分散許容範囲ウィンドウΔＤreachを定めることができる。例えば、最大到達範囲での非最善の累積分散を補償するためにシステム予算が０．５ｄＢのアイクロジャー・ペナルティー（ｅｙｅ  ｃｌｏｓｕｒｅ  ｐｅｎａｌｔｙ）を割り当て、最大到達範囲でのアイクロジャー・ペナルティー対累積分散が図８に描かれているとおりであれば、ΔＤreachは〜７００ｐｓ／ｎｍである。従って、複数の領域ターゲット値が決定され得る。
【００２４】
領域ターゲット値がステップ１２６で決定されると、方法１１９はステップ１２８に進み、ここで、決定された領域ターゲット値が、特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域の各分散セクションに割り当てられる。例えば、最大伝播長さ〜４０００ｋｍについて領域ターゲット値が〜３００ｐｓ／ｎｍである上記の場合には、領域ターゲット値の計算のための線形ルールを使用することができる。この場合、１０００ｋｍセクションは〜３００＊（１０００／４０００）〜７５ｐｓ／ｎｍのターゲット分散を有することができる。より一般的に言えば、線形ルールは：
Ｄsec＝Ｄreach*Ｌｓｅｃ／Ｌreach
と表されて良く、ここでＤsecはセクションのターゲット値に対応し、Ｄreachは領域ターゲット値に対応し、Ｌsecはセクションの長さに対応し、Ｌreachは最大伝播長さに対応する。特に、計算に±値を含めるのは、その値が同様に割り当てられる限りは、簡単なことであるので、ＤreachはΔＤreachと同等であると理解されるべきである。例えば、図１１の分散許容範囲ウィンドウを４００ｋｍセクションに割り当てたい場合には、その分散許容範囲ウィンドウが（３００ｐｓ／ｎｍ±３５０ｐｓ／ｎｍ）に対応するならば、セクションのウィンドウは（３００ｐｓ／ｎｍ±３１５ｐｓ／ｎｍ）*４００ｋｍ／４０００ｋｍ＝（３０ｐｓ／ｎｍ±３５ｐｓ／ｎｍ）である。それ故、セクション分散許容範囲ウィンドウを定める複数のセクション・ターゲット値を決定することができる。同様に、複数のセクション・ターゲット値を単一のセクション・ターゲット値から決定することもできる。
【００２５】
特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域の分散セクションに領域ターゲット値が割り当てられると、方法１１９はステップ１３０に進み、ここで、分散補償手段が、対応する分散セクションに対して、それらに割り当てられた値に基づいて、動作可能に使用される。一般に、これらの手段は、伝送のポイントで各分散セクションの光伝送媒体と列を成して動作可能に配置されたバンド・レベル前置分散補償器、後置分散補償器、及びライン分散補償器の形をとり、光伝送媒体は光信号バンドを伝送する。該ライン分散補償器は、前のファイバー・スパンでの色彩分散を正確には補償しなくて、平均して正の又は負のライン分散を提供して図５及び６に示されているように上向き又は下向きの累積分散傾向をもたらすように選択することができる。この選択は、自己位相変調（ＳＰＭ）及び交差位相変調（ＸＰＭ）（ｃｒｏｓｓ−ｐｈａｓｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＸＰＭ））などの効果に起因する非線形信号歪みを減少させるのに役立つ。例えば、図９は、信号品質がゼロ平均（ライン補償器の効果を含む）ライン分散で常に最適化されるとは限らなくてゼロより上又は下の平均ライン分散で良くなり得ることを示している。更に、図１０は、平均ライン分散に対する信号品質の依存性がセクション長さに応じて変化することを示している。セクション長さへの最適平均ライン分散依存性の例が図１１に更に描かれている。これらの例では、長さが４００ｋｍで最大伝播長さが４０００ｋｍの分散セクションの場合、ライン補償器はまず図１０及び１１に従ってセクションに対して使用され得る。次に、該セクションについて図１１の最適平均ライン分散に従って前置補償器及び後置補償器を選ぶことができる。例えば、該４００ｋｍセクションは、各スパンの後に光増幅器サイトを有する伝送ファイバーの４つの１００ｋｍスパンから成り得る。更に、該セクションについて第１及び第３のファイバー・スパンの後に対称的に配置された２つのほぼ同等のライン補償器を使用することを選択し、更に、該４つのスパンと該２つのライン補償器との合成分散が（４００ｋｍ＊１．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）＝６００ｐｓ／ｎｍであり得るようにそれらの補償値を選択することができる。更に、４００ｋｍは４０００ｋｍの１０％であり、３０ｐｓ／ｎｍは３００ｐｓ／ｎｍの１０％であるので、前置補償器及び後置補償器のターゲット分散は（（６００ｐｓ／ｎｍ−３０ｐｓ／ｎｍ）／２）＝２８５ｐｓ／ｎｍに従って選択されて良い。
【００２６】
しかし、場合によっては、光伝送媒体が光信号サブバンド（光信号バンド全体を構成しない近い波長のチャネルのグループ）を伝送しているが光信号バンドを伝送してはいない伝送ポイントで該領域の種々のノードの光伝送媒体と列を成すように動作可能に配置されたサブバンド・レベルの前置補償器及び後置補償器を追加する必要があるであろう。この点については、以下で図１２〜１５を参照してより十分に説明する。
【００２７】
分散補償手段がステップ１３０で動作可能に使用されると、方法１１９は１３２で終了する。しかし、スペクトル・バンド全体について最大伝播長さにおいて領域ターゲット値をバンドレベル分散補償手段だけで達成することができない場合の部分的分散補償を実行する方法１３４が開示されているステップ１２８及び１３０を以下でより詳しく調べる。図１２を参照すると、方法１３４は１３６から始まってステップ１３８に進み、ここで、特定のセクションについての総分散のセクション・ターゲット値がセクション長さ、領域最大伝播長さ、及び決定された領域ターゲット値に基づいて決定される。このステップは、方法１１９のステップ１２８（図７）と実質的に同じである。
【００２８】
割り当てられる値がステップ１３８（図１２）で決定されると、方法１３４はステップ１４０に進み、ここで光信号バンドの光波長の範囲が特定される。この範囲は、光信号バンドを伝送している特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域の光伝送媒体と列を成すように配置された分散補償手段を介して最大伝播長さで領域ターゲット値を達成する可能性に基づいて特定される。光信号バンドの全波長について対応するセクション分散許容範囲ウィンドウ内のセクションを十分に分散補償することが可能ではないと分かったならば、分散区分化を達成しえる波長範囲と、最大伝播長さで分散区分化を達成し得ない少なくとも１つの範囲とを特定したことになる。特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域内のより短い到達範囲で光信号バンド全体が一般に依然として十分に補償されるであろうが、より遠くのノードで追加の手段を任意に使用しても良い。同様に、最大伝播長さについてバンド全体が十分に補償され得ることが分かったならば、最大伝播長さで分散区分化を達成し得る波長の範囲も特定したことになる。この場合が図１３に示されており、この図では波長に対する受信装置の分散が描かれている。ここで、１４２のような総リンク分散（全てのファイバー・スパンを含むリンクについての総累積分散であってＤＣＭ分散ではない）は全バンド１５８内の任意のチャネルについて最大伝播長さにおいて受信装置の分散許容範囲ウィンドウΔＤreach内で１４６のような正味リンク分散を達成するために１４４のようにバンドレベル補償器によって十分に補償される。同様に、前の場合が図１４に示されており、ここでは受信装置における分散が同様に波長に対して描かれている。この場合、バンド全体１５８が考慮されるときに最大伝播長さにおける受信装置の分散許容範囲ウィンドウΔＤreachの中に部分的にのみ存在する１４６のような正味リンク分散を達成するように総リンク分散は不十分に補償される。
【００２９】
いずれの場合にも、波長の区分可能な範囲がステップ１４０で特定されると、方法１３４はステップ１４８に進み、ここでバンドレベル分散補償手段が特定された波長範囲と決定されたセクション・ターゲット値とに基づいて選択される。このステップ１４８は、ステップ１３０（図７）に関して前述されたものと本質的に同じ方法論に従う。特に特定された波長範囲が図１３の場合のように光信号バンド全体を含む場合には前述の手続きに従ってバンドレベル・ライン補償器とバンドレベル前置補償器とバンドレベル後置補償器とが選択される。しかし、図１４の場合には、スペクトル・バンドの一端を他方のために十分に補償するべく調整を任意に行うことができ、これにより波長範囲を一方向又は他方向に調整する。しかし、一般に、バンドレベル・ライン補償器とバンドレベル前置補償器とバンドレベル後置補償器とは、特定された範囲の外側の波長が特定された波長範囲の上及び下に集まる、図１４に示されている場合と同じ前記の手続きに従って選択される。
【００３０】
バンドレベル分散補償手段がステップ１４８（図１２）で選択されると、方法１３４はステップ１５０に進み、ここで、選択されたバンドレベル分散補償手段は、光信号バンドを伝送している対応するセクションの光伝送媒体と列を成すように動作可能に配置される。波長の特定された範囲が光信号バンド全体を含まない場合には、波長及び／又はサブバンドはポイント・ツー・ポイント接続された状態に保たれ及び／又はより短い到達範囲内でスイッチングされて良く、その場合には、そのより短い到達範囲での受信装置の分散許容範囲ウィンドウΔＤreach内の正味リンク分散を達成するように十分に補償を行うことが可能である。しかし、前述のように、本発明の利点の一つは、スイッチング可能性を高めるために望ましいようにサブバンド及び／又は波長レベルの分散補償手段を付け加える能力である。従って、方法１３４は光学的な追加の経路を取り入れている。
【００３１】
バンドレベル分散補償手段が１４８で選択されると（且つ、場合によっては波長範囲が再設定されると）、方法１３４は任意にステップ１５２に進むことができ、ここで、特定された（そしておそらくは再設定された）波長範囲と、決定されたセクション・ターゲット値と、選択されたバンドレベル分散補償手段とに基づいてサブバンド・レベルの（及び／又は波長レベルの）分散補償手段が選択される。この場合、サブバンド・レベル補償器は、波長範囲の外側に位置する波長サブ・バンドを補償するように選択される。サブバンド・レベル分散補償手段は、図１４に従って残留分散を補償するように選択される。ここで、１５６のように最大伝播長さでの受信装置の分散許容範囲ウィンドウ内に位置するサブバンドについての正味リンク分散を達成するように１５４のようなサブバンド・レベル補償が加えられる。所望の場合、光信号バンド１５８全体を十分に補償するためにサブバンド・レベル（及び／又は波長レベル）補償手段をこのように使うことが可能である。更なるオプションを使用しても良く、その場合には、サブバンド・レベル（及び／又は波長レベル）分散補償手段を調整可能であるように或いはいってであるように選択することができる。このオプションは、以下で、図１５を参照していっそう詳しく論じられる。
【００３２】
サブバンド・レベル（及び／又は波長レベル）分散補償手段がステップ１５２で選択されると、方法１３４はステップ１６０に進み、ここでサブバンド・レベル（及び／又は波長レベル）分散補償手段は、対応するセクションの、光信号バンドの適切なサブバンド（又は波長）を伝送しているが光信号バンドを伝送してはいない光伝送媒体と列を成すように動作可能に配置される。その後、方法１３４は１６２で終了する。
【００３３】
図１５を参照すると、典型的なスイッチレディー光通信システム１６４は、本発明による分散区分化１６６を示している。ここで、サブバンドは、本発明によって特定された波長範囲を十分に補償するように選択されたバンド・レベル・ライン補償器１７２及びバンド・レベル前置／後置補償器１７４によって透明なスイッチング・ノード１７０を介して任意の送信／受信ノード１６８Ａ−１６８Ｄへ或いは任意の送信／受信ノード１６８Ａ−１６８Ｄから経路指定され得る。この機能性は、戦略的に選択されてシステム１６４に対して動作可能に使用されるサブバンド・レベル前置／後置補償器１７６によって更に可能なものとなる。例えば、トランスポンダー１７８Ａ及び１７８Ｂにより作られ、サブバンド・マルチプレクサ１８０によってサブバンドに形成され、バンド・マルチプレクサ１８２によって光信号バンドを形成するように他のサブバンドと更に結合され、ノード１６８Ｄから１６８Ｃへ経路指定される２つの波長を考察する。更に、この経路は、バンド・レベル分散補償手段のみによって本発明に従ってこのサブバンドを十分に分散補償するためには長すぎるということを考察する。この場合、適切なサブバンド・レベル分散補償手段１８４を選択して、これを例えばサブバンド・マルチプレクサ１８０とバンド・マルチプレクサ１８２との間でサブバンドを伝送する光ファイバーと列を成すように配置することができる。相補的手段１８６を更に受信装置サイトに同様に配置することができ、これらの手段は、固定され、或いは必要に応じて調整可能にすることができる。更に、固定されたサブバンド・レベル（及び／又は波長レベル）分散補償手段が単独では十分でない場合には、他のオプションがあり、そのオプションでは追加の固定されたサブバンド・レベル分散補償手段が１８８Ａ及び１８８Ｂのような１つ以上のスイッチング・ノードに付け加えられる。また、該スイッチング・ノード内の不十分に区分されたチャネルのためにサブバンド補償器を使う代わりに、チャネル・レベル又はサブバンド・レベルの調整可能な補償器を受信装置サイトで使用することができる。これらの調整可能な補償器は、受信装置に向けられた信号の総累積分散をネットワークのスイッチ構造によってターゲット分散ウィンドウ内に持ち込む様に調整される。更に、サブバンド（及び／又は波長）をポイント・ツー・ポイント接続された状態に保ち或いは十分に短い到達範囲内でのみスイッチング可能な状態に保つというオプションも依然として残っている。これらのオプションは、ＯＥＯ変換及び／又は調整可能な分散補償手段の必要性が減少した（そして、おそらくは無くされた）スイッチレディー光通信システムを達成するために必要に応じて費用対効果のある方法で結合されて良い。
【００３４】
本発明を現在好ましい形で説明したが、添付されている請求項に記載されている発明の範囲から逸脱せずに本発明を改変し得ることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による、特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域を描いたブロック図である。
【図２Ａ】本発明による、特定されたスイッチレディー光ネットワーク領域の分散セクションを描いたブロック図である。
【図２ｂ】本発明によるスイッチ平面を描いたブロック図である。
【図３】正確な補償方式に従う伝播長さに対する累積分散を描いた２次元グラフである。
【図４】補償不足方式による伝播長さに対する累積分散を描いた２次元グラフである。
【図５】本発明による区分補償不足方式に従う伝播長さに対する累積分散を描いた２次元グラフである。
【図６】本発明による区分補償過剰方式に従う伝播長さに対する累積分散を描いた２次元グラフである。
【図７】本発明により区分分散補償アーキテクチャを構築する方法を描いたフローチャートである。
【図８】本発明による領域分散許容ウィンドウを描いた２次元グラフである。
【図９】４０００ｋｍの伝播長さについての伝播補償レベルに対する信号品質を描いた２次元グラフである。
【図１０】種々のセクション長さについての分散補償レベルに対する信号品質を描いた２次元グラフである。
【図１１】本発明によるセクション長さに対する最適平均ライン分散を描いた２次元グラフである。
【図１２】本発明による部分分散補償を実行する方法を描いたフローチャートである。
【図１３】本発明による区分分散補償２次元グラフである。
【図１４】本発明によるサブバンド・レベル補償を伴う部分的に区分された分散補償を描いた２次元グラフである。
【図１５】本発明による分散区分光通信システムの略ブロック図である。
【図１】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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