(57)【要約】２つの別々の大陸（Ａ、Ｂ）上の４つの別々の上陸サイトで終端する３本ケーブル通信ネットワークにおいて、４つのグレードのトラフィック（１〜４）を伝送する方法であって、故障時に最低グレードのトラフィックが差し替えられる。各上陸サイトでケーブルを終端させる切替エレメントと、故障シナリオに応じて様々なグレードのトラフィックの経路を定める切替ロジックとを有する。３本ケーブル通信ネットワークを設置する方法は、各大陸（Ａ、Ｂ）上の上陸サイト（４２２、４２５）間に帯域幅Ｘの第１のケーブル（４０１）を敷設するステップと、各大陸（Ａ、Ｂ）上の他の上陸サイト（４２４、４２７）間に帯域幅Ｘの第２のケーブル（４０２）を敷設するステップとを有する。次に、４つの終端（４２２、４２４、４２５、４２７）を持つ、少なくとも帯域幅が２Ｘの第３の結合されたケーブル（４０４、４０３、４０６及び４０５、４０３、４０７）が、２つの大陸上のサイト間に敷設され、１つの終端が、各上陸サイトに、少なくとも帯域幅Ｘで接続される。
2004507122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のサイト及び第２のサイトを持つ第１の領域と、第３のサイト及び第４のサイトを持つ第２の領域との間で通信を行うためのシステムにおいて、
第１のサイトで終結する第１の終端と、第３のサイトで終結する第２の終端との２つの終端を持つ第１のケーブルと、
第２のサイトで終結する第１の終端と、第４のサイトで終結する第２の終端との２つの終端を持つ第２のケーブルと、
第１のサイトで終結する第１の終端と、第３のサイトで終結する第２の終端と、第２のサイトで終結する第３の終端と、第４のサイトで終結する第４の終端との４つの終端を持つ第３のケーブルとを有し、
前記第１及び第２のケーブルは、それぞれ、帯域幅Ｘの容量を持っていて、かつ、第３のケーブルは、少なくとも帯域幅２Ｘの容量を持っている
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
データは、第１のサイトと第３のサイトの間、及び、第２のサイトと第４のサイトの間では、第３のケーブルを通して伝達される
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第３のケーブルは、等しい容量の２本のケーブルから成る
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
更に、各サイトに位置していて、サイト間のデータトラフィックを切り替えるための、少なくとも１つの切替エレメントを有している
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
データトラフィックは、異なるレベルの優先順位を持つグレードに分類されている
ことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
少なくとも１本のケーブルの故障の際に、最も高い優先順位のグレードのデータは、データが発せられるサイトにある切替エレメントによって、故障したケーブルから他の生き残ったケーブルのうちの１つに切り替えられて、最初に伝送され、順次、低くなる優先順位のグレードのデータが後に続き、そして、システムの生き残ったケーブルの帯域幅が、全て使われるまで続く
ことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
相互に接続された第１のサイト及び第２のサイトを有する第１の領域と、相互に接続された第３のサイト及び第４のサイトを有する第２の領域との間で通信を行うためのシステムを設置する方法において、
第１のサイトと第３のサイトの間に、帯域幅Ｘの容量を持つ第１のケーブルを敷設するステップと、
第２のサイトと第４のサイトの間に、帯域幅Ｘの容量を持つ第２のケーブルを敷設するステップと、
第１のサイトと第３のサイトの間、及び、第２のサイトと第４のサイトの間に、少なくとも帯域幅２Ｘの容量を持つ第３のケーブルを敷設するステップとを有し、
各サイトは、少なくともＸの帯域幅の容量で接続されている
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
第１のケーブルは２つの終端を持ち、第２のケーブルも２つの終端を持ち、かつ第３のケーブルは４つの終端を持っている
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第１及び第２のサイトを有する第１の領域と、第３及び第４のサイトを有する第２の領域との間で、複数のグレードに分類されたデータの通信を行うシステムにおいて、
各サイトにある切替エレメントであって、各切替エレメントが、データを他の切替エレメントに伝送するための、少なくとも３つのデータポートを有していて、第１及び第２のデータポートでは、それぞれ、複数のグレードのデータのうちの少なくとも２つが多重化され、かつ第３のデータポートでは、複数のグレードのデータが多重化される切替エレメントと、
第１のサイトにある第１の切替エレメントの第３のデータポート、及び、第２のサイトにある第２の切替エレメントの第３のデータポートに接続された第１の相互接続ケーブルと、第３のサイトにある第３の切替エレメントの第３のデータポート、及び、第４のサイトにある第４の切替エレメントの第３のデータポートに接続された第２の相互接続ケーブルと、
第１の切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つ、及び、第３の切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つに接続された帯域幅がＸの第１のケーブルと、第２の切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つ、及び、第４の切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つに接続された帯域幅がＸの第２のケーブルと、各切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つに接続された少なくとも帯域幅が２Ｘの第３のケーブルとを備えていて、各ケーブルは、他のケーブルの各々から離れた経路とされている
ことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
データのグレードの分類は、データのグレードの優先順位によって決定され、より低い優先順位は、より高い優先順位によって差し替えられ、あるグレードのデータに割り当てられた最も高い優先順位は、決して差し替えられず、かつ、あるグレードのデータに割り当てられた最も低い優先順位は、最初に差し替えられる
ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
第１及び第２のサイトを有する第１の領域と、第３及び第４のサイトを有する第２の領域との間で、複数のグレードに分類されたデータの通信を行うシステムにおいて、前記システムは、第１のサイト及び第２のサイトに接続された第１の相互接続ケーブルと、第３のサイト及び第４のサイトに接続された第２の相互接続ケーブルと、第１のサイト及び第３のサイトに接続された帯域幅がＸの第１のケーブルと、第２のサイト及び第４のサイトに接続された帯域幅がＸの第２のケーブルと、各サイトに接続された少なくとも帯域幅が２Ｘの第３のケーブルとを備えていて、
更に、各サイトに、切替エレメントを備え、各切替エレメントは、複数のグレードのデータの各々のための入力ポートと、他のサイトの切替エレメントに接続するための少なくとも３つのデータポートとを有し、前記少なくとも３つのデータポートのうちの第１及び第２のデータポートでは、それぞれ、複数のグレードのトラフィックのうちの少なくとも２つが多重化され、前記少なくとも３つのデータポートのうちの第３のデータポートでは、複数のグレードのトラフィックが多重化される
ことを特徴とするシステム。
【請求項１２】
通信ネットワーク内で少なくとも１本のデータケーブルが故障した場合に、この通信ネットワーク内の複数のグレードのデータを切り替える方法において、前記通信ネットワークは、第２のサイトに接続された第１のサイトを持つ第１の領域と、第４のサイトに接続された第３のサイトを持つ第２の領域とを備えていて、各サイトは、少なくとも１つの切替エレメントを有し、各切替エレメントは、それぞれが複数のグレードのデータのうちの１つに接続された複数の入力ポートと、データを別の切替エレメントに切り替えるための少なくとも３つのデータポートとを有し、前記少なくとも３つのデータポートのうちの第１及び第２のデータポートでは、複数のグレードのデータのうちの少なくとも２つが多重化され、第３のデータポートでは、複数のグレードのデータが多重化され、帯域幅がＸの第１のケーブルは、第１の切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つと、第３の切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つとに接続され、帯域幅がＸの第２のケーブルは、第２の切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つと、第４の切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つとに接続され、少なくとも帯域幅が２Ｘの第３のケーブルは、第１及び第２の切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つと、第３及び第４のスイッチングエレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つとに接続され、各グレードのデータには、優先順位が割り当てられていて、前記方法は、
ケーブル故障がケーブルのうちの少なくとも１本において発生したことを確認するステップと、
より低い優先順位のグレードのトラフィックを差し替えることによって、より高い優先順位のグレードのデータを故障したケーブルから故障を経験していないケーブルに切り替えるステップとを有している
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
通信ネットワーク内で少なくとも１本のデータケーブルが故障した場合に、この通信ネットワーク内の複数のグレードのデータを切り替える方法において、前記通信ネットワークは、第２のサイトに接続された第１のサイトを持つ第１の領域と、第４のサイトに接続された第３のサイトを持つ第２の領域とを備えていて、各サイトは、データを別の切替エレメントに切り替えるための少なくとも３つのデータポートを持つ少なくとも１つの切替エレメントを有し、帯域幅がＸの第１のケーブルは、第１の切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つと、第３の切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つとに接続され、帯域幅がＸの第２のケーブルは、第２の切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つと、第４の切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つとに接続され、少なくとも帯域幅が２Ｘの第３のケーブルは、第１及び第２の切替エレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つと、第３及び第４のスイッチングエレメントの第１及び第２のデータポートのうちの１つとに接続され、前記方法は、
切替エレメントによってデータポート上で複数のグレードのデータを多重化するステップであって、前記複数のグレードのデータのうちの少なくとも２つが、それぞれ第１及び第２のデータポートで多重化され、かつ各グレードのデータが、それぞれ第３のデータポート上で多重化されるステップと、
各グレードのデータに優先順位を割り当てるステップと、
ケーブル故障がケーブルのうちの少なくとも１本において発生したことを確認するステップと、
より低い優先順位のグレードのトラフィックを差し替えることによって、より高い優先順位のグレードのデータを故障したケーブルから故障を経験していないケーブルに切り替えるステップとを有していて、最も高い優先順位のグレードのデータが、最初に伝送され、順次、低くなる優先順位のグレードのデータが後に続き、そして、システムの生き残ったケーブルの帯域幅が、全て使われるまで続く
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大洋横断ケーブル通信システムに関し、より詳細には、通信ネットワークを設置するためのシステム及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大洋横断通信の１つの形は、海底に沿って、電気伝導体または光ファイバを収めたケーブルを敷設し、かつケーブルの両端における地上の装置サイトでケーブルを終端させることを必要とする。大洋横断通信システムの信頼性は、多くの場合、各大陸上の異なる地点で終端する２本のケーブルを用いることによって向上する。これは、いくらかの空間ダイバーシティを提供する。従って、１本のケーブルに影響を及ぼすケーブルの切断または装置の機能不全が、もう１本のケーブルに影響を及ぼすとは考えられない。
【０００３】
１：１のトラフィック保護比率が通常必要とされる。このレベルの冗長度が必要である。なぜなら、最大の帯域幅で動作する１本のケーブルが故障すると、全てのトラフィックを回復させるのに、別のケーブルの全部を必要とするからである。このように、ある帯域幅のシステムを設置し、かつ維持するためのコストは、要求される冗長度のレベルのために、増大している。
【０００４】
更に、各大陸においては、一対の上陸（ｌａｎｄｉｎｇ）サイトが相互に連結されていて、トラフィックを、故障を回避するために、総合的なリンクのどちらの終端にも転換もしくは切り替えることができるようになっている。いくつかの構成における２本の海底ケーブルと２本の地上間接続との組み合わせは、高速かつシンプルな保護用の切り替えを成し遂げるためのライン切替リングと見なされる。
【０００５】
添付の図１に、２本の別々のケーブルから成る従来の大洋横断ケーブルシステムを示す。光ファイバケーブル１７０及び１７２が、大洋１０２を横断して架けられているのが示されているが、建設かつ／または維持が経済的もしくは物理的な制限を受ける、いかなる領域にも架けることができる。大洋の下深くに沈められたケーブルには近づくことが難しいが、それにもかかわらず故障もしやすい。このような状況ではあるが、ケーブルに沿って装置サイトのネットワークを建設し、かつパワーを供給することによって、例えば、さまざまに経路が定められたメッシュ構造を外洋上に形成し、大洋横断区間の耐性を改良するなどということは、実用的ではない。間にある空間、すなわち広がっている敵意のある環境、すなわち広大な未開発地域、例えばジャングル、森林、山または砂漠を介して、１つの地域から別の地域まで、通信を試みる際にも、同様の状況が予測される。渡されるべき、間にある地域が、例えば戦闘地域或いは別の点で敏感な地域のように、政治的に不安定であれば、定期的なメンテナンスさえも妨げられるかもしれない。
【０００６】
情報ケーブル自体は、電気もしくは光ケーブルの形をとるかもしれないし、もしくは無線通信の経路であるかもしれない。これらの場合の全てにおいて、冗長ではあるがさまざまに経路が定められた区間によって、長い区間の相対的な近づきにくさを補い、信頼できる通信が成し遂げられる可能性がある。周知のリング構造が、各地域において、上陸サイトのダイバーシティを提供するために用いられ、かつ、リング間の相互接続が、延々と続く、近づきにくい、間にある領域を渡すために、特に設けられる。
【０００７】
再び図１を参照すると、その範囲は、大陸Ａと大陸Ｂの間の通信を提供する。損傷または装置の故障による、ケーブル１７０か１７２のいずれかの故障の際に、保護用の切替方式を使用することによって、もう一方のケーブルを用いて、故障を回避し、大洋横断接続は容易に復活する。この保護用の切替を容易にするために、周知の自己治癒リングデザインを用いることができる。これは、ケーブル１７０及び１７２の地上の終端ポイントのそれぞれのペアの間に、２本の追加のファイバの範囲１７４及び１７６を設けることによって成し遂げられる。すなわち、サイト１４４と１４６の間、及び、１５２と１５８の間に、それぞれ設けられる。各終端点で追加−却下マルチプレクサ（Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ；ＡＤＭ）を用いることによって、この配置は、双方向ライン交換リングのような自己治癒リング構造を形成し、その設計及び動作は、この技術における通常の技量の者の間で、相当に文書化されて、理解されている。
【０００８】
更に、陸上での故障からの保護を提供するために、そして、陸上及び海面下の故障を相互から独立した状態にするために、トラフィックを大洋横断リングに連結する両方の陸上の終端で、いわゆる「帰路リング（ｂａｃｋｈａｕｌ ｒｉｎｇ）」が用いられる。図１に、一連のリンクまたはケーブルによって相互接続された、サイト１４２、１４４、１４６、及び１４８を含む、そのような１つの帰路リングが示されている。それらのリンクは、ケーブル、光ファイバ、無線システム等である。また、２本のケーブル１６２及び１７４から成る区間１９０は、「インターリンク」区間と呼ばれ、従来から、大洋横断リングの一部である１つのリンク（例えば、ケーブル１７４）と、帰路リングの一部である１つのリンク（例えば、ケーブル１６２）とを含む。大洋横断リングは、ケーブル１７０及び１７２、サイト１４４、１５２、１５８、１４６、そして、大陸Ａ及びＢ上のインターリンクの区間１９０及び１９２（より詳細には、ケーブル１７４及び１７６）によって形成されている。最終的には、大洋横断リングの２つのノードと連結された、各帰路リングの２つのノードを有する３つのリング構造となる。
【０００９】
ノードまたはサイトは、トラフィックが、通常、ＡＤＭによって、加えられ、落とされ、もしくは単に通過する、リングに沿った点である。また、いくつかの場合に、ファイバ光技術が実装されているとき、ノードは、受動的光スイッチから成るものでもよい。それらのノードは、リング構造における、その詳細な使用に応じて、２つもしくは３つの入／出力ポートを持っている。例えば、図２に示したように、ノード１４８は、２ポートノードである。データは、ＡＤＭ１１８に入力され、そして、ノード１４６のＡＤＭ１１６に渡される。図２に示した、もう一方の２ポートノードは、ノード１５４である。一方、ノード１４２は、ＡＤＭ１１２を含む３ポートノードである。データは、入力ポート１８０経由でノード１４２のＡＤＭ１１２に入力され、ＡＤＭ１１２の切替の配置に応じて、データは、ノード１４４またはノード１４８に送られ得る。図２において示された他の３ポートノードは、ノード１４４、１４６、１５２、１５６、１５８である。
【００１０】
陸上の帰路ノードが大洋横断ノードに隣接する各サイト（すなわち、ノード１４４、１４６、１５２、１５８）で、トラフィックは、支流の（ｔｒｉｂｕｔａｒｙ）レートで、１つのＡＤＭから落とされ、支流のレートで、隣接するノードのＡＤＭに入る。用語「支流の」は、ケーブルに沿ったデータレートが、ケーブル上に実際に送られる総計のレートの一部分であることを意味する。例えば、ＯＣ−１９２光信号が毎秒１０ギガバイトで送られ、ＡＤＭ１１４によって受け取られるならば、それは、毎秒約２．５ギガバイトの４つの支流のデータストリームの中に多重送信されるかもしれない。各ストリームは、リンク１６４の接続を越えて伝送される。図２に示したように、支流の接続１６４は、帰路リング１１０から、ＡＤＭ１１４によって抽出されたデータを運び、抽出されたデータをＡＤＭ１２４に渡し、これは大洋横断リング１２０によって運ばれる。
【００１１】
下記は、図２に示した従来の３リングネットワークアーキテクチャにおける、正常な情況下でのデータ通信の例である。伝達されるための情報は、データ入力１８０に沿って提出され、ノード１４２のＡＤＭ１１２を通って帰路リング１１０に入る。情報は、ケーブル１６０に沿ってノード１４４まで進み、ここで、ＡＤＭ１１４が支流の接続１６４を経由してＡＤＭ１２４にデータを渡す。データは、大洋横断ケーブル１７０に沿ってノード１５２のＡＤＭ１２２に至るように送られる。ＡＤＭ１２２で、情報は、大洋横断リング１２０から「落とされ」、ＡＤＭ１３２経由で帰路リング１３０に結合される。情報は、ノード１５４のＡＤＭ１３４経由で帰路リング１３０のケーブル１８０、ケーブル１８２を経て移動し、ノード１５６のＡＤＭ１３６における、その目的地に達する。そこで、それは、出力ポート１８２に供給される。図２に示し、かつ上述したように、図の至る所の断続線は、データのルーティング経路を示す。また、図２には、ＡＤＭ１２６、ＡＤＭ１２８、ＡＤＭ１３８、及び、ケーブル１６１、１７１、１８８、１８４も示されている。
【００１２】
表１に、従来の３リングネットワークの設置の間に利用可能な、各ケーブル上で伝送される標準帯域幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ；ＢＷ）と、保護方式とを列記する。
【表１】
2004507122.tif 000003
示された帯域幅は、例にすぎず、本発明の有効範囲を限定することを意図しているのではない。各ケーブルは、５．１２Ｔｂｐｓを伝送していることが示されている。表１は、一般に動作の最初の年の間に設置される第１のケーブルは、保護されていないことを示している。これは、最初の年の間、トラフィックを伝送することはできるが、もし、そのケーブルが切断されたら、全てのトラフィックは、救済されることなく遮断されること意味する。表１は、更に、第２のケーブルが設置された後、通常、２年目の間、リング構造または同様の保護構成が形成され、これにより、１本のケーブルに対する損傷は、もう１本のケーブルを使うことによって回避され、トラフィックの流れは維持されることを示している。
【００１３】
図３に、同じく２本の深海ケーブル３１１〜３１２を利用しているが、（図示していない）各大陸上の３つの上陸サイトと、損傷に耐えるために、厳重に保護された、いくつかの海面に近い水の（ｓｈａｌｌｏｗ−ｗａｔｅｒ）ケーブル３０１〜３０８とを用いている従来技術の変形例を示す。この「二重分割（ｄｏｕｂｌｅ ｓｐｌｉｔ）」設計は、海面に近い深さにおけるケーブル故障のより高い発生率によって動機づけられる。ケーブルの海面に近い部分は、船の航行や建設作業のような人工的な原因に加えて、波の動きや他の自然現象のために、本来、より損傷を受けやすい。二重分割配置は、各ケーブルが４つの終端を持つ２本の深海のケーブル３１１〜３１２、または、海面に近い水のケーブル３０１〜３０８を用いる。海面に近い水のケーブルの各終端は、上陸サイトに接続されていて、かつ各大陸上の一つの上陸サイトが、第２の終端に接続されている。各終端は、ケーブルの全体の帯域幅のある割合（ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ）を伝送する。再び図３を参照すると、均一な割合すなわち２．５６Ｔｂｐｓが各終端に分配される。これは、各大陸上の１つのサイトが２つの終端に接続されて、合計５．１２（２．５６＋２．５６）Ｔｂｐｓが伝送されるということになる。示された割合は、システムの設計に応じて変化し得る。
【００１４】
表２に、二重分割設計の設置の間に利用可能な、各ケーブル上で伝送される標準帯域幅（ＢＷ）と、保護方式とを列記する。
【表２】
2004507122.tif 000004
表２は、各ケーブルが５．１２Ｔｂｐｓの帯域幅を伝送することを示している。また、表２は、最初の年の間に設置される第１のケーブルが、海面に近い（浅瀬の）終端において保護されることを示している。これは、メインケーブルが、最初の年の間、トラフィックを伝送することを意味する。もし１つの終端が切断されたら、その脚部のトラフィックは、経路変更されて、もう一方の海面に近い脚部を通る。しかし、もし、メインケーブルが切断されたら、全てのトラフィックは、救済されることなく遮断される。表２は、更に、第２のケーブルが２年目の間に設置された後に、リング構造、または、同様の保護用の切替構成が実現され、１つのケーブルが故障した場合に、もう一方のケーブルを使うことによって、トラフィックの流れが維持されることを示している。
【００１５】
隣接するリングを形成する、ＡＤＭ及びケーブルのこれらの配置は、多くのサイトの故障、支流の故障、陸上区間の故障、大洋横断区間の故障及びこれらの組み合わせに対する耐性が強いことが示される。いくつかの用語が、この共通の配置を示すために、業界の至る所で使われている。前記用語は、「調和ノード配置（ｍａｔｃｈｅｄ−ｎｏｄｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）」、「二重リング相互接続（ｄｕａｌ ｒｉｎｇ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）」及び「二重連結（ｄｕａｌ ｊｕｎｃｔｉｏｎ）」を含む。同様に、標準化されたアラーム指示信号（Ａｌａｒｍ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌｓ；ＡＩＳ）、もしくは、自動保護切替（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｒｏｔｅｃｔ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ；ＡＰＳ）方式（例えば、ＳＯＮＥＴのオーバーヘッドにおけるＫ１／Ｋ２バイト）のようなメカニズム及びプロトコルが存在していて、これによって、ＡＤＭは、他のＡＤＭから接続の失敗を通知される。
【００１６】
有用性のレベルに対応する、様々なグレードのサービスの提供は、このような大洋横断通信設備の所有者に、重要性に基づいてトラフィックを仕切り、かつ確実な接続に対する顧客の願望に基づいて様々な値段のプランを顧客に提供する能力を与える。ここで用いられたように、サービスのグレードは、シングルグレードかマルチグレードのいずれかである。シングルグレードサービスは、全てのトラフィックが等しい重要度をもつと評価されるものである。マルチグレードシステムでは、トラフィックの少なくとも１つの部分が、他のトラフィックより高い重要度を与えられる。このグレード「レベル」アプローチでは、常に、ケーブルの利用可能な帯域幅を最大限に使用する。通信顧客の母集団の中で、いくつかの通信ニーズが重要で、他のものは絶対必要というわけではない場合が、しばしばある。大国の株式市場立合場のような顧客は、２６年に１度しか故障しない接続を本当に必要としており、かつその代金を快く支払うが、別の顧客は、可能な限り低いコストを望み、かつ数ヶ月おきの時折のサービスの停止を我慢するかもしれない。サービスの他のグレードと同様に、プレミア付きで高い信頼性の接続を提供する能力は、通信サービスプロバイダにおける大きな強みである。トラフィックの多くの異なるグレードは、与えられたどのようなシステム上でも共存し得る。図２に、シングルグレードシステムを示す。それは、もし、１本のケーブルが故障したら、全てのトラフィックが、第２のケーブルに切り替えられる。図３に、４つの可能なレベルのサービスのグレードを有し、ケーブルの帯域幅が平等に分配された、マルチグレードシステムを示す。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
大洋横断システムにおける、初期設置コストと、継続的に発生する動作コストとを下げることは望ましい。ケーブル及び装置の時折の故障によってデータトラフィックが停止する可能性を下げることも、同じく望ましい。ケーブルの帯域幅の利用を向上させ、かつ単位帯域幅当たりの設置及び維持費を減少させる大洋横断ケーブルシステムもまた、同じく望ましい。更に、異なる有用性のレベルに基づいて、いかにトラフィックが経路を決められるかと、ケーブルの平均故障率とによって、異なるグレードのサービスを提供するシステムもまた、同じく望ましい。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、通信ネットワーク及び通信ネットワークを設置する方法が提供される。本発明の第１の実施形態には、２つの別々の大陸上の４つの別々の上陸サイトにおいて終端する３本ケーブル通信ネットワークが示されている。本発明は、４つのグレードのトラフィックが故障時に差し替えられる方法を教えている。最も高いグレードのトラフィックは、従来技術を超える、向上した有用性に遭遇し、かつ２番目に高いグレードは、従来の２本ファイバ構成に匹敵する有用性に遭遇する。
【００１９】
本発明は、更に、各上陸サイトでケーブルを終端する切替エレメントと、多重ケーブル故障シナリオを含む故障シナリオに応じて、様々なグレードのトラフィックの経路を決める切替ロジックとについて教えている。
【００２０】
また、本発明の一部は、前述した３本ケーブル通信ネットワークを設置する方法である。述べられた配置の順序は、より大きい容量のケーブルを、最も有効に利用する。要約すると、帯域幅Ｘの第１のケーブルが、各大陸上の上陸サイトの間に敷設される。次に、同じく帯域幅Ｘの第２のケーブルが、各大陸上の他の２つの上陸サイトの間に敷設される。少なくとも帯域幅が２Ｘで４つの終端を持つ第３の結合されたケーブルが、１つの終端を少なくとも帯域幅Ｘで各上陸サイトに接続して、２つの大陸上のサイト間に敷設される。前記の結合されたケーブルは、並列に敷設された２本のケーブルであってもよいし、もしくは、少なくともＸの２倍の容量を持つ、１つのさやに納められたケーブルであってもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の前述及び他の目的、特徴及び利点は、添付の図を参照する、以下の詳細な記述から、更に明白になるであろう。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態が、添付の図を参照して、以下で詳細に説明される。以下の記述において、多数の具体的な細部は、本発明をより完全に理解するために示される。しかしながら、この分野に熟練した者にとって、本発明が、これらの具体的な細部なしで実施可能であることは明らかである。別の例においては、よく知られた機能及び構成は、本発明を不明瞭にすることがないように、示されていない。
【００２３】
大洋横断のケーブルまたは光ファイバの通信リンクを設置し、かつ維持するためのコストが与えられる際に、海中に敷設される各ファイバまたは各ケーブル内には、できる限り広い帯域幅を持たせたいという要求がある。更に、大洋横断のリンクは、リンクの所有者にとって、貿易及び重要な収入の流れのための決定的なチャネルなので、リンクの有用性は、非常に重要である。ケーブルの故障は、かなり頻繁に発生し、かつ修理も困難なので、敷設されるケーブルの数と、リンクの両端の上陸サイトの場所の数との両方に、冗長性を持たせることは、慣例となっている。
【００２４】
図４に、本発明の好ましい実施形態による通信ネットワークを示す。ここでは、３つの深海ケーブル４０１〜４０３が、４つの上陸サイト４２２、４２４、４２５、４２７に連結されていて、２つが、各大陸Ａ及びＢ上にある。この配置は、広い帯域幅と、多大な有用性のレベルと、効果的なコスト配備とをもたらす。この配置における最高の有用性のレベルは、おおよそ、従来の２本ケーブル配置のレベルを超えるオーダーである。海面に近い場所において、厳重に保護されたケーブル４０４、４０５、４０６、４０７が、深海ケーブル４０１、４０２、４０３と上陸サイト４２２、４２４、４２５、４２７との間に用いられる。また、相互接続ケーブル４０８〜４１１及び４１２〜４１５も示されている。
【００２５】
同じく、図４には、帰路リング４５０及び４６０が示されていて、実在する３つの環状構造のそれに似ている。３本のケーブル４０１、４０２、４０３が、４本のケーブルの脚部４０４、４０５、４０６、４０７と共に示されている。ケーブル４０３は、１本のケーブルとすることができ、これは、４本のケーブルの脚部を形成するために、「分割終端」される。代案として、ケーブル４０３は、それぞれが２つの終端を有する、２本の別々のケーブルであってもよい。ケーブル４０１は、ノード４２２をノード４２５に接続している。ケーブル４０２は、ノード４２４をノード４２７に接続している。ケーブル４０３は、ノード４２２をノード４２５に接続し、かつ、更に、ノード４２４をノード４２７に接続している。等しい帯域幅がケーブル４０１及び４０２に割り当てられ、かつ少なくとも２倍の帯域幅がケーブル４０３上で維持されるならば、このケーブル配置によって、トラフィックの４つのグレードを提供することができる。
【００２６】
図５に、本発明の好ましい実施形態における各ケーブルの最大の帯域幅の容量を詳細に示す。両端において分割終端されて設置されるべき第３のケーブル４０３は、他の２つのケーブル４０１及び４０２の２倍の容量を有していて、これは、様々なグレードのサービスと回復スイッチング方式とを可能にする。ここで述べるケーブルの進歩的な設置によれば、より大きな容量を達成するための技術が、システムを設置する全体の期間の間に進歩するので、第３のケーブル４０３は、当然、より大きな容量を有しているであろう。ケーブル４０１及び４０２は、最大５．１２Ｔｂｐｓを伝送し、かつケーブル４０３は、最大１０．２４Ｔｂｐｓを伝送する。ケーブル４０３は、それぞれが５．１２Ｔｂｐｓのケーブルが２本束ねられたものであるか、または１０．２４Ｔｂｐｓの１本のケーブルである。従って、好ましい実施形態においては、各ケーブルの脚部は、５．１２Ｔｂｐｓを伝送する。
【００２７】
図６から図１３に、様々な動作条件の下での本発明の好ましい実施形態を示す。各グレードのトラフィックは、２つの部分において伝送され、各部分は、等しい量のデータトラフィックを伝送する。トラフィックのグレードは、断続線の太さによって区別され、最も太い断続線は、最も高い優先順位のグレードすなわちグレード１のトラフィックを表し、最も細い断続線に至ると、これは、最も低い優先順位のグレードすなわちグレード４のトラフィックを表すものとなる。
【００２８】
図６に、正常な動作状態の下での、本発明の好ましい実施形態における、４つのグレードのトラフィックのためのトラフィックの流れを示す。最も高い優先順位のグレードである、グレート１のトラフィックは、ケーブル４０１を介してノード４２２からノード４２５に伝送され、かつ、ケーブル４０２を介してノード４２４からノード４２７に伝送される。２番目に高い優先順位のグレードである、グレート２のトラフィックは、ケーブルの脚部４０４、ケーブル４０３、ケーブルの脚部４０６を介してノード４２２からノード４２５に伝送され、かつ、ケーブルの脚部４０５、ケーブル４０３、ケーブルの脚部４０７を介してノード４２４からノード４２７に伝送される。３番目に高い優先順位のグレードである、グレード３のトラフィックは、グレード２のトラフィックと同じ経路をたどって、ケーブルの脚部４０４、ケーブル４０３、ケーブルの脚部４０６を介してノード４２２からノード４２５に伝送され、かつ、ケーブルの脚部４０５、ケーブル４０３、ケーブルの脚部４０７を介してノード４２４からノード４２７に伝送される。最も低い優先順位のグレードである、グレード４のトラフィックは、グレード１と同じ経路をたどって、ケーブル４０１を介してノード４２２からノード４２５に伝送され、かつ、ケーブル４０２を介してノード４２４からノード４２７に伝送される。正常な動作状態の下では、４つのグレードのトラフィックは、全て、遮断されることなく伝送される。
【００２９】
図７から図１３に、様々な故障状態の下での３本ケーブル構成を示し、かつ、故障の後に残されたケーブル帯域幅を満たす際に、より高いグレードのトラフィックが優先されることを保証するための、様々なグレードのトラフィックの経路変更を示す。
【００３０】
図７に、ケーブル４０１の故障を示す。このシナリオにおいて、最も高い優先順位を持つグレード１のトラフィックは、経路変更され、ノード４２２からノード４２４に進み、ケーブル４０２を介してノード４２７に至り、ここからノード４２５に転送される。従って、ケーブル４０１に故障があったとしても、グレード１のトラフィックは、全て、生き残る。グレード２のトラフィックは、ケーブル４０１の故障に影響されないので、その正常な動作経路に沿って伝送され続け、これにより、グレード２のトラフィックもまた、全て、生き残る。同様に、グレード３のトラフィックもまた、その正常な伝送経路が遮断されないので、全て、生き残る。最後に、ケーブル４０１の故障の際に、（最も低い優先順位の）グレード４のトラフィックは、全て、失われる。通常、グレード４のトラフィックは、ケーブル４０１及び４０２に沿って伝送されるが、ケーブル４０１が故障してしまったので、グレード４のトラフィックのその部分は、伝送不能になる。更に、（最も高い優先順位の）グレード１のトラフィックが、そのトラフィックが失われることを避けるために、ケーブル４０２を要求するので、グレード１のトラフィックが、ケーブル４０２の使用に関して、グレード４より優先される。
【００３１】
図８に、ケーブル４０３が故障したときのシナリオを示す。この場合、グレード１のトラフィックは、全て、その正常な経路に沿って伝送され、生き残る。グレード２も、経路変更されて、ケーブル４０１及び４０２を通ることによって、生き残る。トラフィックの２つの最も低いグレードである、グレード３及び４は、ケーブル４０１及び４０２の帯域幅がグレード１及び２のトラフィックによって使い果たされるので、それらのトラフィックの全てを失う。
【００３２】
図９に、ケーブルの脚部４０４の故障を示す。このシナリオの場合、グレード１のトラフィックは、全て、その正常な経路に沿って、障害なしで伝送される。グレード２のトラフィックもまた、全て、伝送されるが、トラフィックの２分の１は、ケーブル４０１に切り替えられる必要がある。グレード３及び４のトラフィックに関しては、切り替え動作及び予め決められた動作の優先順位によって、２種類のシナリオが可能である。そのうちの一方は、（図９に示したように、）グレード３及び４のトラフィックが、それぞれ、それらのトラフィックの２分の１を失うというものであり、もう一方は、（図示していないが、）グレード３のトラフィックの半分のうちの２番目が、ケーブル４０２に切り替えられ、かつグレード４のトラフィックが、全て、失われるというものである。
【００３３】
図１０から図１２に、２本のケーブルに故障がある場合のシナリオを示す。
【００３４】
図１０に、ケーブル４０１及び４０２の２本のケーブルの故障を示す。この故障が発生した場合には、グレード１のトラフィックは、全て、ケーブル４０３上に切り替えられて、生き残る。グレード２のトラフィックは、全て、その正常な経路上で生き残る。グレード３及び４のトラフィックは、全て、失われる。なぜなら、残っているケーブル４０３の帯域幅が、グレード１及び２のトラフィックによって使い果たされるからである。
【００３５】
図１１に、ケーブル４０１及びケーブルの脚部４０４の故障を示す。この故障が発生した場合には、グレード１及び２のトラフィックは、各グレードの２分の１が図示したように経路変更されて、全て生き残る。ただし、生き残ったケーブルの帯域幅は、それぞれ、より高いグレードのトラフィックによって使われてしまうので、グレード３及び４のトラフィックは、全て、失われる。
【００３６】
図１２に、ケーブル４０１及び４０３の故障を示す。このタイプの故障が発生した場合には、グレード１のトラフィックは、経路変更されて、全て、図示したケーブル４０２を通ることができるが、これより低いグレードのトラフィックは、いずれも、経路変更が不可能であり、失われる。なぜなら、ケーブル４０２の帯域幅は、全て、グレード１のトラフィックによって使われてしまうからである。
【００３７】
図１３に、３本のケーブル、すなわち、ケーブル４０１、ケーブル４０２、ケーブルの脚部４０４の故障を示す。このタイプの故障に関しては、グレード１のトラフィックは、全て、経路変更されて、図示したケーブル４０３を通り、生き残る。３つの残りのグレードのトラフィックの各々は、ケーブル４０３の帯域幅の制約のために、経路変更が不可能であり、失われる。
【００３８】
上記の例で示したように、グレード１のトラフィックは、上記のシナリオの全てにおいて、経路変更が可能であり、図示した各々の故障において、生き残る。３本のメインケーブル（すなわち、４０１、４０２、４０３）が全て故障した場合にのみ、グレード１のトラフィックは失われる。現在の２本ケーブルシステムの一般的な故障率に基づいて、各グレードのトラフィックの平均故障間隔（ｍｅａｎ ｔｉｍｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆａｉｌｕｒｅｓ；ＭＴＢＦ）を、以下のように見積もることができる。
ＭＴＢＦグレード１：＝２６年
ＭＴＢＦグレード２：＝３．５年
ＭＴＢＦグレード３：＝４ヶ月
ＭＴＢＦグレード４：＝２ヶ月
各グレードのトラフィックには、ユーザのニーズに基づく、そのＭＴＢＦに従って、より信頼できる接続のために、値段をつけることができる。
【００３９】
図１４に、様々なグレードのサービスを調停するために上陸サイトで用いられる切替エレメントの略図を示す。好ましい実施形態の適切な動作のためには、サイト４２２、４２４、４２５、４２７の各切替エレメントは、少なくとも６個のインターフェースを必要とする。図１５に、括弧の中に示された参照符号が付された好ましい実施形態を示す。ラベル「１」、「２」、「３ａ」、「３ｂ」は、下記の表３の切替データと連係して用いられる参照符号である。話を簡単にするために、各サイトは、１つだけ、切替エレメントを備えているものとする。図１４の切替エレメントを図１５と組み合わせて見ると、ポートＡのライン１及び２は、ケーブル４０１上に多重化され、ポートＢのライン１及び２は、ケーブルの脚部４０４上に多重化され、ポートＣのライン１及び２は、リンク４０８上に多重化される。グレード１及び４のトラフィックは、通常、ケーブル４０１上を流れる（図６参照）ので、それらは、ポートＡに接続されている。また、グレード２及び３のトラフィックは、通常、ケーブルの脚部４０４上を流れるので、それらは、ポートＢに接続されている。多重化によって、両方のグレードを、１本のケーブルに沿って伝送することが可能になっている。ポートＣは、故障が発生したときに、トラフィックをサイト４２４に経路変更させるために用いられる。各サイトに図１４の切替エレメントを少なくとも１つ備えることによって、さまざまな故障シナリオを回避するための必要に応じて、トラフィックを切り替えることができる。
【００４０】
表３に、切替ロジックを、ブールテーブルフォーマット（Ｂｏｏｌｅａｎ ｔａｂｌｅ ｆｏｒｍａｔ）で列記する。これは、図１４に示した切替エレメントが組み込まれた、図１５に示した本発明の好ましい実施形態によって用いられる。下記の表において、”Ｇｒ．”＝”Ｇｒａｄｅ”かつ”Ｐ．”＝”Ｐｏｒｔ”である。
【表３】
2004507122.tif 000005
表３に、サイト４２２及び４２４に備えられた切替エレメントの有り得る１つの切替体系を示す。サイト４２５及び４２７の切替エレメントの体系は、サイト４２２及び４２４の切替エレメントの体系と対称であり、従って同じブールテーブルを持っている。既に説明したように、各グレードは、２つの部分に分けて伝送されるが、これらは、表の中では、部分ＡまたはＢ（例えば、グレード１Ａ、グレード３Ｂ等）に相当する。各ケーブルの状態は、どのデータが、どのポート上にあるかを定義している。「ＵＰ」はデータを伝送していることを意味し、「ＤＯＷＮ」は故障状態を意味している。例えば、４本のケーブル（ケーブル４０３は、切り替えを規定するケーブルの脚部と同じの状態の２本のケーブルとして記述される）が全て「ＵＰ」であるとき、サイト１では、ポートＡは、ライン１上にグレード１Ａを伝送し、かつライン２上にグレード４Ａを伝送し、ポートＢは、ライン１上にグレード２Ａを伝送し、かつライン２上にグレード３Ａを伝送し、ポートＣは、ライン１及び２に対して「ＯＰＥＮ」状態にある（すなわち、使われていない）。サイト２では、ポートＡは、ライン１上にグレード１Ｂを伝送し、かつライン２上にグレード４Ｂを伝送し、ポートＢは、ライン１上にグレード２Ｂを伝送し、かつライン２上にグレード３Ｂを伝送し、ポートＣは、ライン１及び２に対して「ＯＰＥＮ」状態にある。（図７に示した）ケース９に跳び、ケーブル１（すなわち、ケーブル４０１）が「ＤＯＷＮ」であるとき、サイト１においては、ポートＡは、データを伝送することができないので「ＯＰＥＮ」であり、ポートＢは、その正常なグレード２Ａ及び３Ａのトラフィックをライン１及び２上にそれぞれ伝送し、ポート３のライン１が、グレード１Ａのトラフィックをサイト２に切り替えるために用いられる。サイト２においては、ポートＡは、その正常なグレード１Ｂのトラフィックを伝送し、ポートＢは、その正常なグレード２Ｂ及び３のトラフィックを伝送する。サイト２のポートＡは、今度は、サイト１のポートＣ、ライン１から経路変更されたグレード１Ａのトラフィックを伝送する。最後に、表は、サイト２のポートＣ、ライン１が、データを普通にサイト１のポートＡライン１上に伝送していることを示している。このタイプの切り替えによって、４本のケーブルの全てが故障した場合にのみ、グレード１のトラフィックが遮断されることが示されている。他の全ての場合には、グレード１のトラフィックは、全て生き残る。
【００４１】
好ましい実施形態の中で述べられたような、本発明を設置する方法が、ここでも述べられる。述べられた配置の順序は、より大きい容量のケーブルを、最も有効に利用する。表４に、各ケーブルが持つ標準的な帯域幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ；ＢＷ）と、本発明の好ましい実施形態による通信ネットワークの設置の間に利用可能な保護体系とを列記する。
【表４】
2004507122.tif 000006
好ましい実施形態においては、帯域幅Ｘの第１のケーブル４０１が、サイト１とサイト３の間に敷設される。次に、同じく帯域幅Ｘの第２のケーブル４０２が、サイト２とサイト４の間に敷設される。最後に、少なくとも帯域幅が２Ｘで、４つの終端を持つ第３の結合されたケーブル４０３が、１つの終端を各上陸サイトに帯域幅Ｘで接続させて、２つの大陸上のサイトの間に敷設される。ケーブル４０３は、データがサイト１と３の間及びサイト２と４の間を伝送されるように設置される。また、ケーブル４０３を、データがサイト１とサイト４の間及びサイト２とサイト３の間を伝送されるように接続することもできる。
【００４２】
本発明の好ましい実施形態を、大洋横断ケーブルの状況において示し、かつ説明してきたが、この分野における通常の技術を有する者であれば、本発明が、ケーブルに簡単に近づくことができず、かつ、耐性を改良するために、情報トラフィックに作用する中間サイトを用いることが、現実的ではない、もしくは不可能である範囲を横断する、あらゆる形の情報ケーブルを介しての信頼できる通信を成し遂げるために、適用可能であることを認識するであろう。更に、説明を明瞭にするために、１方向の通信を示してきたが、関連する分野における通常の技術を有する者であれば、本発明が、既に説明したものを越える不適応に対して、わずかなものを付け加えるだけで、２つの領域の間の信頼できる双方向通信を成し遂げることができることを容易に認識するであろう。本発明は、上記の実例を示す目的のために用いられた実施形態の様相によって限定されると解釈されるべきではなく、請求項によってのみ、規定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の２本ケーブル大洋横断システムの説明図である。
【図２】図１の従来の２本ケーブルシステムの詳細な説明図である。
【図３】従来の二重分割（ｄｏｕｂｌｅ−ｓｐｌｉｔ）配置の２本ケーブルシステムの説明図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態による通信ネットワークの説明図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態による通信ネットワークの説明図において、各ケーブルの帯域幅を示したものである。
【図６】好ましい実施形態による通信ネットワークの説明図において、正常な動作状態の下での４つのグレードのトラフィックの流れを示したものである。
【図７】本発明の好ましい実施形態による通信ネットワークの説明図において、様々な単一ケーブル故障を示したものである。
【図８】本発明の好ましい実施形態による通信ネットワークの説明図において、様々な単一ケーブル故障を示したものである。
【図９】本発明の好ましい実施形態による通信ネットワークの説明図において、様々な単一ケーブル故障を示したものである。
【図１０】本発明の好ましい実施形態による通信ネットワークの説明図において、様々な二重ケーブル故障を示したものである。
【図１１】本発明の好ましい実施形態による通信ネットワークの説明図において、様々な二重ケーブル故障を示したものである。
【図１２】本発明の好ましい実施形態による通信ネットワークの説明図において、様々な二重ケーブル故障を示したものである。
【図１３】本発明の好ましい実施形態による通信ネットワークの説明図において、三重ケーブル故障を示したものである。
【図１４】本発明の好ましい実施形態の中で用いられる上陸サイトの切替エレメントの説明図である。
【図１５】図１４の切替エレメントに関連付けられた、本発明の好ましい実施形態による通信ネットワークの説明図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ　大陸
４２２、４２４、４２５、４２７　上陸サイト（ノード）
４０１　深海ケーブル（第１のケーブル）
４０２　深海ケーブル（第２のケーブル）
４０３　深海ケーブル（第３のケーブル）
４０４、４０５、４０６、４０７　ケーブルの脚部
４０８〜４１５　相互接続ケーブル
４５０、４６０　帰路リング
【図２】
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【図４】
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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】
2004507122.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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