(57)【要約】光学ネットワーク内で信号パワーレベルを管理するためのシステムが開示されている。光学ネットワークは、複数のネットワーク相互接続部を通して光学信号を送受信するための論理を有する複数のノードを備えている。本システムは、各ノードに構成パラメータが提供され、各ノードが構成パラメータに基づいて構成され、パワーパラメータ情報がノード間で交換され、少なくともノードの幾つかがパワーパラメータ情報に基づいて再構成され、光学ネットワークが完全に構成され光学信号が信号パワーレベルを選択してしまうようになるまで交換する段階と再構成する段階とが繰り返される、方法を含んでいる。
2004514303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバー上で光学信号を送受信するための論理を有する複数のノードを備えている光学ネットワーク内で、前記光学信号の信号パワーレベルを管理するための方法において、
各ノード構成パラメータを提供する段階と、
前記構成パラメータに基づいて各ノードを構成する段階と、
前記ノード間でパワーパラメータ情報を交換する段階と、
前記パワーパラメータ情報に基づいて、少なくとも幾つかのノードを再構成する段階と、
前記光学ネットワークが完全に構成され、前記光学信号が信号パワーレベルを選択してしまうようになるまで、前記交換する段階と前記再構成する段階とを繰り返す段階と、から成ることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願の説明）
本出願は、１９９９年９月３日に出願した同時継続出願の米国仮特許出願番号第６０／１５２，４８０号からの優先権を請求し、該仮出願の開示全てを、ここに参考文献として援用する。更に、本出願は、１９９９年１１月１８日に出願した同時継続出願の米国仮特許出願番号第６０／１６６，２７８号からの優先権を請求し、該仮出願の開示全てを、ここに参考文献として援用する。
（発明の属する技術分野）
本発明は、一般的には情報ネットワークに、厳密には、光学ネットワークの構成と作動に関する。
【０００２】
（発明の背景）
光学ネットワークでは、各ネットワーク要素が、変動するパワーレベルを有する数多くの光学信号を移送できることが重要である。これは、信号がネットワーク中で切り替えられ、経路指定される度に、信号のパワーレベルがダイナミックに変化するから必要なのである。
２光ファイバー双方向ライン切替リング（ＯＢＳＬＲ）ネットワークでは、作業及び保護チャネルの対がネットワークに亘って経路指定される。ネットワークのスイッチングの結果として、作業及び保護チャネルは、それぞれが異なる損失特性を有する異なる信号経路上に経路指定される。従って、ネットワーク内の如何なる所与の点でも、作業及び及び保護チャネルの対が異なる信号パワーレベルを有することがある。このような状況では、低パワーのチャネル上でビットエラー率（ＢＥＲ）が増えることにもなりかねない。
【０００３】
図１は、如何に、通常のネットワークスイッチングによる経路変動が、作業及び保護チャネル対の間のパワーレベル変動を引き起こすことになるかを示している。作業経路は、２つのチャネル１及び２を含んでおり、それぞれ１０２に示すようにＡのチャネルパワーを有している。保護経路は、２つのチャネル３及び４を有しており、それぞれ１０４に示すようにＡのチャネルパワーを有している。通常のシステムでは、作業チャネルと保護チャネルは、異なる信号損失特性を有する異なる信号経路経由で経路指定される。異なる経路に経路指定された結果、作業チャネルと保護チャネルとは、ネットワーク内の１０６に示すある点では、異なる信号パワーレベルを有することになるかもしれない。例えば、ある経路経由で経路指定された後、チャネル１及び２はＢのパワーを有し、別の経路経由で経路指定された後、チャネル３及び４はＣのパワーを有することになる。一緒に多重化された後、これらのチャネルはなおそれぞれのチャネルパワーレベルを維持し、パワーレベル差異は１０８に示すようになる。作業チャネルと保護チャネルの間のパワーレベル差異１０８は、ネットワーク上で適正に送受信するには低パワーのチャネルの信号レベルが低すぎるかもしれないので、過度のＢＥＲを生じる結果となるかもしれない。
【０００４】
異なる経路に経路指定することに伴う信号損失に加え、作業チャネルと保護チャネルの間のパワーレベル差異１０８は、増幅される際に大きくなる。例えば、１０６に示すような集合チャネルは、チャネル１及び２の比較的高いパワーレベルによって飽和効果が生じる増幅器への入力であるかもしれない。飽和効果は、振幅差異１０８を大きくして１１０に示すような増幅された信号を作り出すことになる非線形増幅という結果を生じる。増幅器の飽和効果により、チャネル１及び２はチャネル３及び４よりも大きく増幅されることになる。こうして、チャネル１及び２はＤのチャネルパワーを有し、チャネル３及び４はＥのチャネルパワーを有することになる。結果的に、パワーレベル差異は１１２に示すように大きくなる。この大きなパワー差異は、信号が更にスイッチされ、光学ネットワークを巡って送信される際に、ＢＥＲを上げることになる。
通常の光学ネットワークでは、各ノードは、ネットワーク内で意図された信号経路指定に従って操作するため、手動で構成される。例えば、固定された減衰値を有するプリセット減衰パッドが、ネットワークを巡る信号減衰を設定するために信号送信経路内に挿入される。
【０００５】
経路損失及び増幅器飽和に伴う問題に加えて、光学ネットワーク内に各ノードを手動で構成することによっても、付加的に多くの問題が生じる。第１に、各ノードを手動で構成するのはエラーを起こしやすい。即ち、ノードが不適切に構成されると、手動で再構成しなければならず、追加のコストを生むことになる。第２に、各ノードを現場毎に工作しなければならない。これは、ノードが同じようには構成されず、従って、各ノードは特注品であるということを意味する。第３に、何れのネットワーク構成要素もアップグレードするのが難しい。例えば、ノード内のある構成要素をアップグレードすれば、そのノード内の別の構成要素に影響が及ぶ。ノードを変えると、隣接するノードに影響が及ぶ。このように、手動で構成されたネットワークは、アップグレード及び維持が難しく、費用も掛かる。第４に、既存のネットワークにノードを追加するのは、追加されたノードとその影響を受ける各ノードを手動で構成しなければならなくなるので、難しい。例えば、手動で構成する際には、ノードを特定の順序で追加する必要があるか、或いは、追加される新しいノードの数に制限が課されることになる。最後に、信号の経路指定又はスイッチングのために、手動構成が生じた際に信号レベルが予期したとおりでなかった場合、ネットワークは不安定になるかもしれない。例えば、ネットワークのスイッチングの結果として信号のパワーレベルが変化した場合、ネットワーク要素の最初の手動構成が、その要素が新しい信号パワーレベルを取り扱うことができないという結果に終わるかもしれない。
【０００６】
（発明の要約）
本発明は、光学ネットワーク内の信号のパワーレベルを管理するためのシステムを提供する。本発明により提供されるあるパワー管理戦略では、ＯＢＳＬＲネットワーク内の隣り合うネットワーク要素の間では、不変の波長当たり出力パワーが維持される。不変とは、ネットワーク要素間の信号のパワーレベルが、ネットワーク内のどのようなスイッチング状態においても、ネットワークのデータを流す能力に影響を及ぼすほどには変化しないという意味である。これは、ノードへの入力パワーレベルが一定に留まることから、各ノード内のパワー管理を局所化することになる。その結果、ネットワークに関するパワー管理が、各ノードの内部構成要素の構成と光学経路変動の関数となる。この戦略では、全てのスイッチングシナリオが、小さな作動モードのセットに包み込まれる。
本発明により提供される別のパワー管理戦略では、異なるネットワークスイッチングシナリオに対する信号パワーパラメータが追跡される。従って、ネットワーク内で使用可能な信号対騒音比（ＳＮＲ）を、光学ネットワークに亘る信号パワーパラメータの計算、記憶、交換を行って最適化することができる。
本発明により提供される別のパワー管理戦略では、異なるネットワークスイッチングシナリオに対する信号パワーパラメータが、予め計算され、記憶されている。予め計算された値は、ネットワーク要素が、各事象が生じる度にパラメータを必ずしも再計算する必要なしに、スイッチング事象に迅速に反応する術を提供する。
本発明の別の実施態様では、光学ネットワーク内の信号のパワーレベルを管理するための方法が提供されている。光学ネットワークは、複数のネットワーク相互接続部を越えて光学信号を送受信するための論理を有する複数のノードを備えている。本方法は、各ノード構成パラメータを提供する段階と、構成パラメータに基づいて各ノードを構成する段階と、ノード間でパワーパラメータ情報を交換する段階と、少なくとも幾つかのノードを、パワーパラメータ情報に基づいて再構成する段階と、光学ネットワークが完全に構成され光学信号が信号のパワーレベルを選択してしまうまで交換と再構成の段階を繰り返す段階を含んでいる。
【０００７】
（好適な実施例の詳細な説明）
本発明のパワー管理戦略は、ＯＢＳＬＲネットワーク内の隣り合うネットワーク要素の間に、不変の波長当たり出力パワーを提供する。不変とは、ネットワーク要素間の信号のパワーレベルが、ネットワーク内のどのようなスイッチング状態においても、ネットワークのデータを流す能力に影響を及ぼすほどには変化しないという意味である。これは、ノードへの入力パワーレベルが一定に留まるので、各ノード内のパワー管理を局所化することになる。その結果、ネットワークに関するパワー管理が、各ノードの内部構成要素の構成と光学経路変動の関数となる。
【０００８】
本発明のある実施例では、各ネットワーク要素における内部構成要素間の交差接続を規定するための方法と装置が提供されている。これらのカード間接続が形成される度に、パワー管理モジュールは、各カードインタフェースを越えて入出力レベルを折衝する。これらのレベルは、各カードにおいて隣り合うインタフェースパワーレベルとカードに関する光学経路損失から計算され、パラメータテーブルに記憶される。この様式では、内部接続を使って、ネットワーク要素を通る光学経路に沿った各点で信号のパワーレベルが自動的に計算される。従って、各ネットワーク要素は、保護（又はスイッチング）事象の結果生じる内部光学経路を分析することによって、一定の出力パワーレベルを算出することができる。保護事象とは、ネットワーク内の信号が、ネットワーク要素間の信号リンクの損傷又は損失のようなネットワーク問題を克服するために、その宛先に再度経路指定される事象である。どのようなネットワーク要素でも、カード規定は、最悪ケースの出力レベルが全てのネットワーク保護事象に亘って保証されるように、保護事象に責任を持っている。
本発明の別の実施例では、最悪ケースの出力レベルだけでなく、特定の作動モードと光学経路を有する異なるネットワーク構成に関わる個々のシナリオも追跡することができる。これは、大きなパラメータテーブルに責任を持つということになるが、全ネットワークに対する、最良の可能なＳＮＲを達成することができる。
【０００９】
図２は、本発明に従って構築された光学ネットワーク２００の一部のブロック線図である。光学ネットワーク２００を使って、本発明により、パワー管理が如何にしてネットワーク要素に局所化されるかを実証する。
ネットワーク２００は、ノード、即ちネットワーク要素（ＮＥ）２０２、２０４、２０６、２０８を備えている。ノードは、信号リンク２１０、２１２、２１４、２１６によって相互接続されている。信号リンクを使って光学信号がノード間を送信される。信号リンクは個別のリンクとして示されているが、双方向送信経路を備えていてもよい。例えば、信号リンク２１２は、ノード２０２から２０６への送信信号経路と、ノード２０６から２０２への受信信号経路とを備えている。信号リンクを使えば、光学信号を、様々な経路を経てネットワーク中に送信することができる。
【００１０】
ノードは又、情報リンク２１８、２２０、２２２、２２４でも相互接続されている。情報リンクは、ノード間に、管理情報又は信号パラメータのような情報を送信するのに使用される。情報リンクと信号リンクとは、別々のリンクであってももよいし、信号と情報の両方を搬送する１つのリンクに組み合わせてもよい。情報リンクは、光学ネットワーク内の全てのノードを接続する光学監視チャネル（ＯＳＣ）を形成する。ＯＳＣを使えば、ネットワーク要素は、光学ネットワーク上を送信されている信号の信号レベルに関して互いに情報を提供する。
ノードは又、２２６、２２８、２３０、２３２に示すパラメータ入力を有している。パラメータ入力は、構成パラメータをノードに入力するのに使用される。構成パラメータは、ノード内の内部構成要素を構成するのに使用され、信号の経路及び／又は信号のパワーレベルを求めるのに使用することができる。代りに、１つのノードでのパラメータ入力を使って、多数のノードに対する構成パラメータを入力することもでき、その場合、構成パラメータを受け取るノードが、情報リンク経由でそれを他のノードに配布する。パラメータ入力は、イーサネット（登録商標）ネットワークのような情報ネットワークと連結させ、２３４に示すネットワーク管理者のような遠隔ネットワークエンティティ経由で、ノードへ構成パラメータをダウンロードできるようにすることができる。加えて、パラメータ入力は、２３６に示すようなローカルな設備と直接連結させ、構成パラメータを、ローカルな作動のモード内のノードに直接ダウンロードすることもできる。
【００１１】
各ノードは、光学ネットワークから信号を追加又は削除するのに使用される東信号リンクと西信号リンクを有している。例えば、西リンク２３８は、信号リンク２１２上で送信される信号を追加又は削除するのに使用され、東リンク２４０は、信号リンク２１０上で送信される信号を追加又は削除するのに使用される。
本発明のある実施例では、隣り合うネットワーク要素間の信号リンク上を送信される信号の出力信号パワーが、不変の波長当たり出力パワーに保持される。これは、各ネットワーク要素で専用化されたハードウェア及びソフトウェアを使って実現される。例えば、信号リンク２１０上でノード２０２からノード２０４に送信される信号に関する信号パワーレベルは、ノード２０２に配置されているハードウェア及び／又はソフトウェアによって、不変の波長当たりパワーレベルに保持される。この信号を受信するノード２０４も、本発明のハードウェア及び／又はソフトウェアを使い、不変の波長当たりパワーレベルを有する出力信号を、信号リンク２１４上でノード２０８に送信する。その結果、ネットワーク保護事象は、隣り合うノード間の信号のパワーレベルを、ネットワークのデータを流す能力に影響を及ぼすほどには変化させない。
【００１２】
各ノードでパワー管理を実現するために、各ネットワーク要素がその内部構成要素を規定して出力パワーをネットワーク作動モードの関数として求める構成プロセスが生じる。例えば、ネットワーク要素は、信号が１つの経路で要素を通るように経路指定される通常モードで作動してもよければ、信号が別の経路でネットワーク要素を通るように経路指定されるリングスイッチモードで作動してもよい。ネットワーク要素に対する各作動モードは、ネットワーク信号に対し異なる経路を指定する結果となるかもしれない。内部構成要素の規定が完了すると、ネットワーク要素は、種々の作動モードに関わるその出力パワーレベルを、隣のノードへ、ＯＳＣを形成する情報リンク経由で表示する。
ネットワーク要素は、ＯＳＣで隣のノードの出力パワーレベルに関する情報を受信した後、各ネットワーク要素はその内部光学経路に沿ってパワーレベルを再計算する。再計算の結果、出力パワーレベルが調整されるかもしれない。調整された出力パワーレベルに関する情報は、ネットワーク要素間で、ＯＳＣ上で交換される。必要ならば、追加の再計算が行われる。このように、ネットワーク要素が、その出力パワーレベルを、ＯＳＣで隣の要素から受信した、更新された入力パワーレベル表示に基づいて求める、連続したプロセスが生じる。最終的に、ネットワーク要素は、一定のノード間パワーレベルのセットに収斂する。
【００１３】
従って、本発明による、光学ネットワーク内でパワー管理を実行するための方法は、
各ネットワークノードの内部構成要素をネットワーク作動モードの関数として規定する段階と、
各ネットワークノードにおける各作動モード毎に、パワーパラメータを求める段階と、
隣接する接続されたネットワークノード間で、パワーパラメータを交換する段階と、
各ノードで、受信されたパワーパラメータに基づいてパワーパラメータを更新する段階と、
ノードが一定のノード間パワーレベルのセット上に収斂するまで、交換する段階と更新する段階とを繰り返す段階と、を実行する。
本発明の別の実施例では、信号リンク上を送信される信号の出力信号パワーがネットワーク全体として最良の可能なＳＮＲを生み出すように設定される。これを実現するため、ノード間で追加の情報パラメータが交換される。ノードは、追加情報を使って、受信される信号に関するＳＮＲ情報を計算する。次に、ノードは内部パワー管理計算を実行して、受信した信号をどのように調整して、信号を他のノードに送信する際に最良のＳＮＲを達成するかを求める。
本発明の又別の実施例では、信号リンク上を送信される信号の信号パワーパラメータが、ネットワーク内で起こり得る幾つか又は全てのスイッチング事象に対して予め計算される。次に、これらの予め計算されたパラメータは、将来の利用に備えて記憶される。従って、スイッチング事象が生じる度にパワーパラメータを再計算する時間を費やす必要なしに、予め計算された値を使って、ネットワーク要素は、迅速に計算してネットワークスイッチング事象を受け入れることができる。
【００１４】
図３は、ネットワーク２００を構成するネットワーク要素のある実施例の詳細図である。図３には、パラメータ入力とＯＳＣリンクが図示されていないので、結果的に単純化された線図が、ネットワーク要素内で使用される構成要素を明確に記述する役に立っている。
ネットワーク要素２０２、２０４、２０６、２０８は、可変光学減衰器（ＶＯＡ）３１０、光学マルチプレクサ（ＷＤＭ）３１２、光学デマルチプレクサ３１６、光学増幅器３１４、リングスイッチモジュール３０１、３０２、３０３、３０４で構成されるサブ構成要素に細分化され図示されている。各ネットワーク要素が、本発明の範囲又は作用から逸脱することなく様々なネットワークアプリケーションに適するように柔軟に構成できることを実証する、僅かに異なる構成要素配置を有するネットワーク要素が図示されている。
【００１５】
ＶＯＡ３１０は、調節可能な減衰ファクタによって光学信号を減衰させるために使用される。例えば、−５ｄＢｍのレベルを有する光学信号は、５ｄＢだけ減衰され、−１０ｄＢｍのレベルを有する出力信号を作り出す。光学マルチプレクサは、２つ又はそれ以上の光学信号（又はチャネル）を組み合わせて、全てのチャネルを包含しそのそれぞれのパワーレベルを維持している単一の光学信号にするのに使用される。例えば、作業チャネルと保護チャネルを組み合わせて、作業チャネルと保護チャネル両方を含み、且つそれらの相対的パワーレベルを維持している１つの信号とする。光学デマルチプレクサは、光学信号を、構成要素のチャネルを表す２つ又はそれ以上の光学信号に分割するのに使用される。光学増幅器は、光学信号を増幅し、増幅された光学信号を形成するのに使用される。リングスイッチモジュールは、１つ又はそれ以上の入力信号を受信し、入力信号を１つ又はそれ以上の信号出力にスイッチ（又は再方向付け）する。信号リンク、例えば信号リンク２１０、２１２は、２つの信号経路を有しているように表示されている。一方の経路は、ネットワークを巡る時計回りの信号経路３２０であり、もう一方は、ネットワークを巡る反時計回りの信号経路３２２である。
【００１６】
ネットワーク要素２０２、２０４は、信号リンク２１０用の信号経路内のＶＯＡ３１０及び光学増幅器３１４と共に示されている。この配置は、ネットワーク要素が遠距離に離れている場合に、追加の信号増幅（又は、必要なら減衰）を行うために使用される。対照的に、ネットワーク要素２０２、２０６は、信号経路２１２内に光学増幅器３１４無しで示されている。この配置は、ネットワーク要素が互いに十分近くにあり、信号の追加の増幅が必要なく、信号の減衰が必要な場合に使用される。
リングスイッチモジュールは、ネットワーク要素を経由して光学信号を経路指定するのに使われる。ある場合には、光学信号はネットワーク要素をバイパスするように経路指定される。例えば、どのように、信号がネットワーク要素をバイパスするように経路指定されるかを例示するために、信号３２４をノード２０６の西入力に入力する。信号３２４は、信号リンク２１２に沿ってノード２０２へ経路指定され、更に、信号リンク２１０に沿ってノード２０４へ経路指定され、そこで、ネットワークをノードの東ターミナルで出る。しかしながら、信号リンク２１０が損傷を受けていたり、何らかの理由で利用できない場合、リングスイッチ３１０は、信号３２４に信号３２６を形成するようにリダイレクトする。信号３２６は、信号リンク２１２を通ってノード２０６に送り返され、次に、ノード２０８、そして最終的にはノード２０４に送られる。この代替経路によって、元の信号は信号リンク２１０をバイパスすることになる。この例から、代替経路は元の経路より長く、違う損失特製を有するであろうことが容易に分かる。本発明の実施例は、このようなネットワークのバイパス操作により、適切なパワーレベルを維持しながら信号の再経路指定を行えるように設計されている。
【００１７】
信号がネットワーク要素を通って経路指定される場合、信号は、ネットワーク要素内の構成要素による信号損失を被る。この信号損失は、ネットワーク要素内で使用されている構成要素の型式が異なることによって変動し、ネットワーク要素を経由する信号の経路によっても変動する。その結果として、送信された信号のパワーレベルが不変であるためには、ネットワーク要素の内部構成要素の損失と、ネットワーク要素を通る信号経路の変動が明らかにされねばならない。
本発明の別の特徴を３５０に示す。ノード２０４からノード２０８への送信経路上で、ＶＯＡ３１０は、信号がマルチプレクサ３１２に入力される前に信号と連結される。ＶＯＡは信号に調節可能な減衰を提供するので、信号が一緒に多重化される前にそのパワーのバランスを取ることができる。従って、信号は、組み合わせられる時に同じパワーレベルを有し、送信されるときに同じ損失を被り、増幅される場合でも、信号のバランスが取られていない場合には生じ得る、非線形増幅効果に曝されることはない。
本発明のある実施例では、ネットワーク内で幾つかのモジュールを使って局所パワー管理を実現している。局所パワー管理の間、ネットワーク要素を通る損失値は、ネットワーク要素内の各内部構成要素毎の公称損失値に基づいている。しかしながら、各内部構成要素毎に製造業者の較正値を得ることができるので、各内部構成要素毎に正確な損失値を較正値から導き出し、これを使って、ネットワーク要素を通って経路指定された信号に対する損失値を求めることができる。
【００１８】
システム内のパワーのアクティブ管理は、条件によって光学経路が劇的に変化する際に生じる。ＶＯＡ制御パワーは、各ネットワーク要素内で変動する。小さなパワー変動は、ＶＯＡ制御ループによって自動的に調整される。単一の波長の相対パワーよりも大きなパワーレベル変化は、ＶＯＡに減衰制御を保留させる。ＶＯＡはシステム内の変化（例えば、リングスイッチ事象、又はチャネル損傷）に対して待機しており、その結果、局所ＶＯＡセッティングが補償のために更新されることになる。
パワー管理制御は、
光学入力パワーを制御するために受信増幅器の前にＶＯＡを配置することであり、
ノードを通る作業及び保護経路は常に異なる損失を被るものである。補償するために、２つのＶＯＡが、作業及び保護出力チャネルを、作業／保護ＷＤＭで多重化される前に、独立して等化する。
局所パワー管理を実施するために使用されるモジュールは、ネットワーク要素内でのハードウェア及び／又はソフトウェアの何らかの組み合わせによって実現される。以下に述べるのは、本発明に従って開発されたモジュールの簡単な概要であり、モジュールの詳細な説明は、本文書の別の項に設けられている。
【００１９】
パワー管理モジュール
パワー管理モジュールは各ネットワーク要素内で稼動する。ある実施例では、パワー管理モジュールは、各ノード内で稼動し、ノード内の各カード（内部構成要素と呼ぶこともある）上で稼動するプロキシパワー管理（ＰＰＭ）モジュールと通信する中央パワー管理（ＣＰＭ）モジュールを備えている。カード間で内部通信が規定されると、ＣＰＭはカードインターフェースでパワーレベルパラメータを求める。実際には、ＣＰＭは、信号がカードからカードへとノードを通じて伝播する際に信号パワーレベルがどのように変化するかをシミュレートするために活動する。ＣＰＭはこれらパワーパラメータを自身の内部メモリに記憶する。次に、ＣＰＭは、パワーパラメータを、各カード上で稼動する個々のＰＰＭモジュールにダウンロードする。ＰＰＭは、パラメータ情報を各カード上にあるパラメータテーブルに記憶する。パラメータ情報は、隣接するノードのＣＰＭにも伝播され、それらノードで計算されるパワーレベルパラメータが、それらに送信される信号のパワーレベルを考慮に入れることができるようにしている。
別の実施例では、パワー管理モジュールはノード内の各カード上で稼動する。カードが構成されるとき、パワー管理モジュールはカードエッジ間のパワーパラメータを求め、その情報をパラメータテーブルに記憶する。次に、パワー管理モジュールは互いに通信して、各カードインターフェースを越えるパワーレベルについて折衝する。ノードの東西端に位置するカード内で稼動するパワー管理モジュールは、パワーパラメータを上流及び下流のノードに連絡する。
【００２０】
可変光学減衰器（ＶＯＡ）モジュール
ＶＯＡは、各ネットワーク要素内の選択されたカード上に配置される。各ＶＯＡは、入力及び出力信号パワーレベルを監視する制御ループを有している。ＶＯＡは、調整可能な減衰を提供し、又、目標の出力パワーレベルを維持するため、入力パワーレベルの微妙な変化に素早く反応することができる。ＶＯＡは、ネットワーク要素が不変の波長当たり出力パワーを出力することを保証するために、ネットワーク要素内の幾つかのパワー管理関数と関連付けて使用される。
スイッチングモジュール
スイッチングモジュールは、ネットワーク要素内のネットワークスイッチング情報を提供するために、各ネットワーク要素内で作動する。例えば、ネットワーク要素が作動モードを標準からリングスイッチに切り替えるよう求められると、関連ネットワーク上で起動中のスイッチングモジュールは、関連するＶＯＡ及びパワー管理モジュールにスイッチ事象を表示する。
波長マネジャモジュール
波長マネジャモジュールは、各ネットワーク要素内で作動し、システム内の波長（チャネル）の大域視野、及びソースノードと宛先ノードとの間の経路指定に関する波長の状態を保守する。ネットワーク要素上のピアマネジャはノード間の波長状態を表示する。こうして、特定の信号経路内のチャネル数が変化すれば、波長マネジャは、チャネル状態を受信し、この情報を関連するＶＯＡ及びネットワーク要素内の他の内部構成要素に表示する。
【００２１】
機器保護モジュール
機器保護モジュールは、機器保護事象を関係する内部構成要素に信号送信するため各ネットワーク上で作動する。機器保護事象時には、内部構成要素は作動モードを切り替え、それにより信号はネットワーク要素内の代替経路に進む。
代表的内部構成要素
本発明に従って構築され、本発明の実施例での使用に適する、２つの内部構成要素について以下に説明する。内部構成要素の説明に引き続き、当該内部構成要素を使って構築されるネットワーク要素の代表的実施例を説明する。ここに説明する内部構成要素は、代表的な内部構成要素ではあるが、本発明に従って構築することのできる内部構成要素の型式を制限するものではない。
【００２２】
図４は、本発明によるネットワーク要素において使用するために構築された内部構成要素の１つの型式を表すブロック線図である。内部構成要素４００は、ネットワーク要素にインストールできる分離可能モジュール、又は取り外し可能カードとして設計することができる。内部構成要素４００は、カード論理４０４に連結されたパワー管理モジュール４０２を備えている。ある実施例では、パワー管理モジュールはＰＰＭであり、ネットワーク要素内のＣＰＭと通信するために作動する。別の実施例では、パワー管理モジュールは、内部構成要素４００用のパワー管理関数を取り扱える単独形ＰＭであり、ネットワーク要素内の他の内部構成要素上に配置された他のＰＭと通信する。パワー管理モジュールはＰＰＭであると仮定することにしよう。
内部構成要素を規定する間に使用されるパラ−メータを保有するパラメータテーブル４０６は、ＰＰＭに連結されている。規定作りは、内部構成要素の作動モードに基づいて、選択された入力を経路指定して選択された出力を生み出すために、カード論理４０４を構成する処理である。各経路毎に信号損失が計算され、パラメータテーブル４０６に記憶される。
【００２３】
カード論理４０４は、異なる処理関数及び／又は内部構成要素４００が行う信号経路指定を表している。例えば、カード論理は、入力信号が出力信号に切り替えられるスイッチマトリクスを表すこともある。それ以外に、カード論理は、信号マルチプレクサ又は信号デマルチプレクサを表すこともあり、その場合、入力信号は、それぞれに組み合わされ又は分割され出力信号を形成する。カード論理は、１つ又はそれ以上の光学信号が入力される信号入力４０８と、１つ又はそれ以上の信号が出力される信号出力４１０を有している。カード論理により行われる処理に基づいて、パワーレベル変化は、信号経路指定、信号組み合わせ、信号分割及び／又は内部損失により、入力信号と出力信号の間に発生する。
ＰＰＭ４０２は、制御チャネル４１２を介してカード論理に連結されている。ＰＰＭは制御チャネルを使って、カード論理信号経路、経路指定、又は出力信号を形成するために入力信号上で作動する処理関数を選択する。例えば、ＰＰＭは２つの入力信号を組み合わせて１つの出力信号を形成するように、制御チャネルを介してカード論理に指図することができる。別の構成では、ＰＰＭは、１つの入力信号を２つの出力信号に分割するように、制御チャネルを介してカード論理に指図することができる。カード論理は、追加入力４１４と削除出力４１６を随意的に含んでいる。追加入力は、処理のためにローカル信号をカード論理に追加するために使われる。例えば、追加入力を経由して提供されるローカル信号は、入力信号と組み合わされて出力信号を形成する。削除出力は、ローカル出力信号経路を提供するために使用され、例えば、カード論理により入力信号から分割された信号が局所的に出力される。
【００２４】
ＰＰＭ４０２は、ネットワーク管理ポート４１８を含んでいる。管理ポート４１８は、ネットワーク管理バスに連結され、このネットワーク管理バスはＰＰＭをＣＰＭ及び／又はネットワーク管理エンティティに連結することになる。管理エンティティは、データネットワーク内のネットワーク要素についての操作情報を提供し、その結果としてインターネット構成要素４００の作動モードに関する情報を提供することにもなる。管理ポート４１８は、イーサネット（登録商標）・ネットワークのようなデータネットワークに連結され、このデータネットワークは管理エンティティにもつながっている。ネットワーク管理エンティティは、操作パラメータをイーサネット（登録商標）接続を介してＰＰＭと交換できる。管理ポート４１８は、ネットワーク要素及び内部構成要素４００が局所的に構成され保守されるように、ネットワーク要素に対して局所的な機器にも連結することができる。
ある実施例では、ＰＰＭ４０２は、ネットワーク要素内で作動しているＣＰＭと、管理バスを介して通信する。ＣＰＭは、ネットワーク要素内でパワー管理を制御し、パラメータテーブルに記憶するためのパラメータをＰＰＭにダウンロードする。カード論理に関する正確な損失値が内部構成要素４００に記憶されている状況では、これら正確な損失値は、パワー管理関数を実行する際に使用するためにＰＰＭからＣＰＭに送信し、次いで内部構成要素が使用するために追加的なパラメータをＣＰＭからＰＰＭに送ることができる。
パワー管理モジュールがＰＭである別の実施例では、ＰＭは、管理ポートを使ってネットワーク要素内の他のＰＭと通信する。ある実施例では、ＰＭ４０２は自身のパラメータテーブルをネットワーク要素内の他の内部構成要素内で作動する他のＰＭに送る。お返しに、ＰＭ４０２はこれら他のＰＭにより使用されているパラメータテーブルを受け取ることができる。こうして、内部構成要素４００のＰＭ４０２は、自身に接続されている他の内部構成要素の作動に関する情報を受け取ることができる。
【００２５】
別の実施例では、ＰＭ４０２はモニター入力４２２及び４２４を有している。モニター入力４２２、４２４は、ＰＭがカード論理の入出力パワーレベルを監視できるようにしている。例えば、モニター入力は、ＰＭが、選択されたパワーレベルを有する入力信号から生じる出力信号のパワーレベルを（カード論理の構成に基づいて）測定できるようにしている。こうして、ＰＭは制御入力を使ってカード論理を構成し、それから入出力パワーレベルを測定して特定のカード論理構成に関連する信号レベルの変化を求めることができる。これら信号レベルはここでパラメータテーブルに記憶されるが、最終的にはネットワーク要素内の他の内部構成要素に送信されることになる。入出力パワーレベルを直接監視することにより、ＰＭは、構成要素の老化によるパワー変動を考慮することができるようになる。
【００２６】
ＰＰＭ及びＰＭは、共にスイッチ制御入力４２６を有している。スイッチ制御入力４２６は、ネットワーク要素内の（図示しない）スイッチ制御モジュールからスイッチ制御情報を受信する。スイッチ制御モジュールの機能は、データネットワーク内のネットワーク要素の作動モードに関するネットワーク情報を受信して、次にこの情報をスイッチ制御入力４２６を経由してネットワーク要素の内部構成要素に渡すことである。例えば、ネットワーク要素はリングスイッチモードで作動中であるかもしれない。スイッチ制御モジュールはこの作動情報をネットワークから受信し、それをネットワーク要素の内部構成要素に提供する。内部構成要素のＰＰＭ（ＰＭ）は、スイッチ制御情報を使って、カード論理により定義される信号経路を調整する。その結果、入力及び出力パワーパラメータが変更されるかもしれない。例えば、ＰＰＭ４０２は、スイッチ制御入力４２６で受信したスイッチ制御情報を使って、カード論理の作動モードを変更する。これを行う際に、パラメータテーブル内の異なるパラメータが、内部構成要素の損失特性を反映する。
【００２７】
図５は、内部構成要素４００と共に使用される代表的なパラメータテーブル５００を示している。パラメータテーブル５００は、標準５０２、リングスイッチ５０４、リングスイッチ通過５０６、機器スイッチ５０８、及びその他５１０とラベル付けされた列として示されている５つのスイッチモードを有している。各スイッチモードは、入力レベル５１２、出力レベル５１４とラベル付けされた行として示されている対応する入力及び出力パワーレベルを有している。３番目の行には内部損失５１６が表示されており、スイッチモードに基づく内部構成要素による損失を示している。例えば、標準スイッチモードでは、予測入力信号レベルは−３ｄＢｍであり、結果として生じる出力信号レベルは−６ｄＢｍである。これは内部損失が３ｄＢであることを表している。このように、パラメータテーブルは、内部構成要素の各種作動モードに関係する信号パワーレベルを記述している。
【００２８】
図６は、本発明により構築された内部構成要素６００の第２の型式に関するブロック線図を示している。内部構成要素６００は、入力信号６１２に連結されたＶＯＡ６０２及びＶＯＡ制御装置（ＶＯＡＣ）６０４を含んでいる。ＶＯＡは、調整可能な減衰ファクターにより入力信号を減衰させ、減衰した信号６１５を作り出すことができる。減衰した信号は、カード論理６１０により処理され、出力信号６１４を生成する。ＶＯＡＣはＶＯＡに連結されており、入力信号に対して発生するパワーレベル変化に基づいてＶＯＡ減衰を調整することのできる制御ループを形成する。例えば、ＶＯＡＣは、入力信号６１２の小さなパワー変動は減衰信号６１５に一定の目標パワーを発生させるようにＶＯＡの減衰を調整する。内部構成要素６００は、ＶＯＡ６０２を使って、入力信号レベルの広いダイナミックレンジに亘って作動する能力を提供する。この内部構成要素６００は入力信号６１２に連結されたＶＯＡを有しているが、内部構成要素の他の実施例では、出力信号６１４に連結されたＶＯＡを有するか、又は入力信号６１２及び出力信号６１４それぞれと連結された別体のＶＯＡを有している。当業者には、本発明の範囲を逸脱することなく、内部構成要素内のＶＯＡ及びＶＯＡＣの配置はこれらと異なる配置を取り得ることが自明であろう。
ＶＯＡＣは、ＶＯＡとＶＯＡＣの間に連結された減衰制御ライン６１６を経由して減衰ファクターを選択する。２つの信号レベル監視入力６１８、６２０は、入力信号６１２と減衰された信号６１５をそれぞれＶＯＡＣに結合する。ＶＯＡＣは、監視入力６１８、６２０を使用して、信号レベル変化を検知し、ＶＯＡの減衰ファクターを調整して、減衰された信号６１５に関し特定の目標パワーレベルを実現する。
【００２９】
内部構成要素６００は、パワー管理モジュール６０６も含んでいる。ある実施例では、パワー管理モジュールはＰＰＭである。別の実施例では、パワー管理モジュールはＰＭである。以下の説明で使用する限りにおいて、パワー管理モジュールはＰＰＭであると仮定する。パラメータテーブル６０８はＰＰＭに連結されている。ＰＰＭは、論理制御ライン６３２によりカード論理６１０に連結されている。カード論理は、入力信号の経路指定、組み合わせ、分割を行うか、又は必要に応じて入力信号に他の処理を施して出力信号６１４を作り出す論理を表している。ＶＯＡＣは、ＶＯＡＣチャネル６２２によりＰＰＭに連結されており、ＰＰＭがパラメータテーブル６０８からＶＯＡＣに情報を送信できるようにしている。従って、例えば、内部構成要素６００の作動モードに基づいて、パラメータテーブルは、予想される入力信号レベルと結果として生じる信号出力レベルを記述するパラメータを保有しており、これらのパラメータはＰＰＭからＶＯＡＣに送信され、これらを使って予想される入出力信号レベルと不変の信号レベルとなるＶＯＡ減衰設定が決められるようになっている。
ＰＰＭは、管理バス６２６を介して、ネットワーク要素内で作動しているＣＰＭと通信する。ＣＰＭは、ネットワーク要素内のパワー管理を制御し、パラメータテーブルに記憶するためにパラメータをＰＰＭにダウンロードする。カード論理についての正確な損失値が内部構成要素６００に記憶されている状況では、これら正確な損失値は、パワー管理関数を実行する際に使用するため、ＰＰＭからＣＰＭに送信され、次いで内部構成要素による使用に備えて追加的なパラメータがＣＰＭからＰＰＭに送信される。
【００３０】
別の実施例では、ネットワーク要素内にはＣＰＭが無い。各ＰＭ６０６は、各自内部構成要素に対してパワー管理を制御する単独形モジュールである。内部構成要素のＰＭは、管理バスを介して互いに通信し、他のノードのＰＭとは、管理バスを介してアクセスできるＯＳＣを介して通信できる。
スイッチ制御入力６２４は、ＶＯＡＣとＰＰＭの両方に連結されている。スイッチ制御入力は、ネットワークスイッチング情報を提供するために使用され、ネットワーク要素のスイッチモードに基づいて、ＶＯＡＣはＶＯＡを調整し、ＰＰＭは必要に応じカード論理を調整できるようになっている。例えば、ネットワークノードをリングスイッチモードで作動させようとする場合、スイッチ制御入力は、このモードをＶＯＡＣ及びＰＰＭに示す。ＶＯＡＣは、スイッチ制御情報を使って、パラメータテーブルから選択されたパラメータにアクセスし、予想される入力及び出力信号レベルと不変の信号レベルとなるＶＯＡ減衰設定を定める。
【００３１】
ネットワーク管理エンティティが、カード論理６１０を構成するためにパラメータ情報をＰＰＭに提供し、ネットワークの作動に関してＰＰＭに管理情報を提供することができるように、ネットワーク管理ポート６２６はネットワーク管理バスに連結されている。
波長管理入力６３０は、ＶＯＡＣに連結され、データネットワーク内の波長状態に関する情報を提供する。例えば、入力信号は最初４つの波長（チャネル）を含んでおり、ＶＯＡが、対応する信号パワーレベルを受信するように構成してもよい。例えばネットワーク経路指定事象により入力信号内の波長の数が変わる場合、波長管理入力はＶＯＡＣへのこれら変更の表示を提供する。ＶＯＡＣは、この情報を使ってＶＯＡの減衰ファクターを調整すべきか否かを判断する。調整すべき場合には、ＶＯＡＣは、減衰制御ライン６１６を使って、入力信号内の波長の数の変化を補償するためにＶＯＡの減衰ファクターを調整する。
こうして、内部構成要素６００は、ＶＯＡ６０２及びＶＯＡＣ６０４を組み込んで、受容可能な出力パワーレベルを作り出す入力パワーレベルの範囲を広げることのできる柔軟性を提供する。更に、波長管理入力は、入力信号内のチャネルの数に影響を与え、従ってパワーレベルに影響を及ぼす、ネットワーク経路指定事象に関する情報を提供する。波長の数が変わらない場合でも、ＶＯＡＣによるＶＯＡへの調整は、経路指定事象又は他の手段による信号損失により引き起こされる入力信号パワーの変化に応じて行われる。
【００３２】
図７は、内部構成要素６００の第２の型式と共に使用される代表的なパラメータテーブル７００を示している。パラメータテーブル７００は、標準７０２、リングスイッチ７０４、リングスイッチ通過７０６、機器スイッチ７０８、及びその他７１０とラベル付けされた列として示されている５つのスイッチモードを有している。各スイッチモードは、入力レベル７１２、出力レベル７１４、及び内部損失７１６とラベル付けされた行として示されている対応する入力及び出力パワーレベルを有している。例えば、標準スイッチモードでは、予測入力信号レベルは−３ｄＢｍであり、結果として生じる出力信号レベルは−６ｄＢｍである。これは結果的に内部損失が３ｄＢであることを示している。
パラメータテーブル７００は、入力信号に含まれる波長の数を表示する、波長の数の行７１８も含んでいる。入力信号内の波長の数は、広い範囲に亘り得るので、７２０として示されるテーブルの部分は、入出力値及び損失値が入力信号内の異なる波長の数について導出できるように、必要に応じて反復される。こうして、パラメータテーブルは、入力信号内の波長の数と内部構成要素６００の各種作動モードに関係するものとして信号パワーレベルを記述する。
【００３３】
代表的ネットワーク要素
以下、本発明により構築され本発明の実施例での使用に適する２つのネットワーク要素について説明する。ネットワーク要素の説明に続いて、本発明によるネットワーク要素を操作する代表的な方法を説明する。ここに説明する２つのネットワーク要素は、代表的なネットワーク要素ではあるが、本発明により構築し得るネットワーク要素の型式を制限しようと意図するものではない。
図８は、本発明により構築された代表的なネットワーク要素８００を示している。ネットワーク要素８００は、内部構成要素４００を代表する３つの内部構成要素を備えており、それらは４００（１）、４００（２）及び４００（３）と呼ばれる。例えば、内部構成要素は、４００（１）のＷＤＭ、４００（２）のスイッチマトリクス、及び４００（３）のＷＰＳとして構成することができよう。ネットワーク要素８００は、光学入力信号８０２を受信し、光学出力信号８０４を作り出すために、ＯＢＳＬＲネットワーク内で使用するのに適している。
明確さを期すために、ネットワーク要素８００では一方向の信号経路を詳細に示しているが、当業者には、ネットワーク要素８００が図示の方向とは逆方向に第２の信号経路を形成するために追加的な論理を含んでいてもよいことは自明であろう。第２の信号経路を形成する論理を８５０に示しているが、これは第２の入力信号８５２を処理して第２の出力信号８５４を作り出す。このように、ネットワーク要素８００は、ＯＢＳＬＲネットワーク内の２つの信号経路を取り扱うように構成されているが、説明に明確さを期すためにそのうちの１経路だけを詳しく示す。
【００３４】
３つの内部構成要素４００（１−３）が一緒に連結されているので、入力信号８０２は、全３つの内部構成要素により処理され、出力信号８０４が作り出される。入力信号８０２は、信号デマルチプレクサ８０６へ入力され、そこで入力信号のネットワークデータ部８０８が分割され、内部構成要素４００（１）に入力されるれる。信号デマルチプレクサは、ＯＳＣ信号も分離させ、ＯＳＣバス８１０を形成する。第２の信号デマルチプレクサを８５６に示す。
ネットワーク要素８００内では、プロキシパワー管理（ＰＰＭ）モジュール４０２（１−３）が、ネットワーク要素内の内部構成要素上で稼動する。ＰＰＭはネットワーク管理バス８２８を介してＣＰＭ８２６モジュールと通信する。ＣＰＭは、内部構成要素の作動をモデル化し、各作動モードに基づいて内部構成要素の入出力パワーレベルを計算する。カード間の接続が確立されると、ＣＰＭは各インターフェースを越える入出力パワーレベルを計算し、パラメータをＰＰＭに関連するパラメータテーブル４０６（１−３）にダウンロードする。
【００３５】
特定のカード次第で、ＣＰＭは、モデル化すべき幾つかのインターフェースを有することもある。各インターフェースは、
インターフェースで受信する波長当たりの平均入力パワーレベルと、
インターフェースから送信される波長当たりの平均出力パワーレベルと、を指定する。出力パワーレベルは、他のカードインターフェースからの入力、カードの内部構成及びそれに付帯する損失、及び各インターフェース間の内部経路損失に基づいて計算される。
光学経路に沿った各カード接続は、それに関連付けられたパワー情報を有している。完全な経路は、ネットワーク要素の境界まで追跡することができる。経路に沿って何れの場所で変更（例えば、カードが取り除かれるか又は加えられる、或いは入力パワーレベルがネットワーク要素境界で変化する）が起きても、その都度、影響を受ける全ての接続に関して、ＣＰＭは、インターフェースパワーレベルを再計算し、新しいパラメータを関係付けられたパラメータテーブルにダウンロードする。これにより、ＣＰＭは、インストールとハードウェアアップグレード中の構成の変更に、ネットワーク要素を適合化させることができる。
【００３６】
ある実施例では、パワー管理戦略は、各ネットワーク要素が、波長当たりの出力平均パワーレベルを下流のネットワーク要素に信号送信することを求める。内部接続に基づいて、ＣＰＭは、保護スイッチングにより生じる内部光学経路を分析する。最悪ケースの出力レベルが下流のネットワーク要素に信号送信される。これら計算によって、全ネットワーク保護事象に亘ってネットワーク要素からの不変の出力レベルが保証される。しかしながら、システムを完全なリングに向けて規定する間にも変動が予想される。ＣＰＭが次のノードまで一定の出力パワーを監視するか否かは、管理状態に左右される。
別の実施例では、パワー管理戦略は、各ネットワーク要素が信号パワーレベルを計算し、ネットワーク全体に対して最良の可能なＳＮＲを実現することを要求する。受信したパラメータ情報に基づき、ＣＰＭは内部光学経路を分析し、最良の可能なＳＮＲを得るためにはどのように受信信号を調整すべきかを判断する。
【００３７】
別の実施例では、各ネットワーク要素でのパワーパラメータが、あり得るネットワークスイッチング事象の幾つか又は全てについて事前に計算される。これら事前に計算された値は、将来の使用に備えて記憶される。結果として、ネットワークスイッチング事象が発生すると、ネットワーク要素は記憶されたパラメータにアクセスし、スイッチング事象に素早く対応できるようになる。スイッチング事象が起きた際にパワーパラメータの計算に要する時間が省かれる。
ＣＰＭは、アップグレードシナリオを予想するために使用されるパワーパラメータの複写セットをサポートする。これら予想パワーレベルは、全てのカードにより保守され、リングを巡ってネットワーク要素間で信号送信される。これは、全パワーレベルを事前に再計算して（保護スイッチ状態の間に）増幅器の追加又はリングへのネットワーク要素の追加をサポートする。次に、新たな構成要素がデータ通信経路に持ち込まれる度に、予想値は、リングを巡る要素の内部構成要素の設定を調整するために使用される新しい値となる。
【００３８】
以下は、ネットワーク要素８００に関する更なる説明である。入力信号のデータ部８０８は、第１の出力８１２を作成するためカード論理４０４（１）による処理を受ける。第１の出力８１２は、内部構成要素４００（２）に入力され、そこでカード論理４０４（２）によって処理され第２の出力８１４が作られる。光学信号が第１の出力信号８１２に加えられるように、追加信号入力８１６がカード論理４０４（２）に連結されている。削除信号出力８１８は、信号が第１の出力信号８１２から、又は望ましい場合には追加入力信号８１６からの何れかから信号が削除される（及び局所的に受信される）ように、カード論理４０４（２）に連結されている。内部構成要素４００（１）及び４００（３）も、追加及び削除ラインを有していてもよい（図４参照）が、本例ではそれらは使用されていないので図８には図示していない。
【００３９】
第２の出力８１４は、内部構成要素４００（３）へ入力され、そこでカード論理４０４（３）により処理されて第３の出力信号８２０を作成する。第３の出力信号８２０は、信号コンバイナ８２２への入力であり、そこでＯＳＣバス８１０と組み合わせられて出力信号８０４を形成し、これが隣接のネットワーク要素へ光学ネットワークを通じて送信される。別の信号コンバイナを８３０に示す。
各内部構成要素４００（１−３）は、関連するＰＰＭ４０２（１−３）と関連するパラメータテーブル４０６（１−３）を、それぞれ有している。ＰＰＭとそれらの関連するカード論理との対話は、先に図４に関連して説明しているので、ここでは繰り返さない。ＰＰＭは、パラメータがＣＰＭとＰＰＭの間で交換されるように、管理バス８２８に連結されている。ＰＰＭは、管理バスを介してＯＳＣ制御モジュール８２４とも情報を交換することができる。ＣＰＭは、ＯＳＣバス８１０を介して他のネットワーク要素のＣＰＭと通信することもできる。
ネットワーク管理バス８２６は、ネットワーク管理エンティティ８３２をＣＰＭ及び内部構成要素のＰＰＭに連結する。管理バス８２８は、どのような型式の情報バス又はネットワークであってもよく、例えばイーサネット（登録商標）・ネットワークでもよい。ネットワーク管理エンティティは、遠隔のネットワークアプリケーションであるかもしれないし、又はネットワーク要素８００に対して局所的で、バス８２８に連結されている装置又はアプリケーションである場合もある。
【００４０】
ネットワークスイッチ制御８３４は、ネットワーク管理エンティティからネットワークスイッチング情報を受信するため、管理バス８２８に連結されている。ネットワークスイッチ制御８３４は、ネットワークスイッチング情報をＣＰＭ８２６に連絡する。ＣＰＭは、更にこの情報を各カードに関連付けられたＰＰＭに中継することができる。
ＯＳＣ制御８２４は、ＯＳＣバス８１０を通して、ネットワーク要素間の情報の受信及び送信をコーディネートする。例えば、ＣＰＭは、ＯＳＣバス８１０を経由して、ネットワーク要素８００から隣接ノードまで送信される信号のパワーレベルを表示するパラメータを送信することができる。
こうして、ネットワーク要素８００が、データ信号とＯＳＣ情報の両方を有する入力信号を受信し、２つを分離し、データ信号を処理して出力データ信号を形成し、ＯＳＣ情報を処理し、新しいＯＳＣ情報を作成し、新しいＯＳＣ情報を出力データ信号に組み合わせ、そして組み合わされた信号をＯＢＳＬＲネットワーク内の別のネットワーク要素に送信することが可能になる。
【００４１】
図９は、本発明による光学ネットワーク内のネットワーク要素８００を操作するための方法９００のブロック線図である。方法９００は、内部構成要素４００（１−３）が、ネットワーク要素の作動モード（又はスイッチモード）に基づいて、様々な信号経路で信号を移送するように構成されている、構成プロセスを提供する。各経路に関する内部損失が求められ、各内部構成要素のパラメータテーブルに記憶される。ネットワーク要素からの全ての可能な出力信号レベルを表している構成情報は、下流の隣接する要素に送信される。上流の隣接する要素は、その構成情報をネットワーク要素８００に送信する。内部構成要素は、受信した情報に基づいて新たな経路損失パラメータが計算されるように、受信した情報に基づいて再構成される。構成情報は、他のネットワーク要素と再度交換される。このプロセスは、全てのネットワーク要素が安定した構成値に落ち着くまで継続され、それによりネットワークを通る全ての経路についての損失が考慮に入れられることになる。
【００４２】
ブロック９０２では、ネットワーク要素８００は、管理バスを介してネットワーク管理エンティティには連結されているが、データネットワークにはまだ連結されていない。その結果、ネットワーク要素８００は、ネットワークファイバからの入力信号を受信もしなければ、ネットワーク要素からの出力信号がネットワークファイバ上をネットワーク内の他の要素に送信されることもない。
ブロック９０４では、ネットワーク管理エンティティは、構成パラメータを、ＣＰＭ８２６と内部構成要素のＰＰＭに、管理バス８２６を経由してダウンロードする。構成パラメータは、幾つかの作動モード下で信号を処理するために内部構成要素がどのように規定されるかを記述する。例えば、標準作動モードでは、内部構成要素４００（１）は入力信号を内部構成要素４００（２）への入力用に１つ又はそれ以上の構成要素信号にデマルチプレックスするように構成される。内部構成要素４００（２）は、追加入力を介して新たな構成要素信号を追加するように構成してもよいし、削除出力を介して構成要素信号の１つを削除してもよい。出来上がった構成要素信号は、内部構成要素４００（３）への入力であり、この内部構成要素４００（３）は、構成要素信号を一括して多重化し、データネットワーク上を送信される出力信号を形成する。
ブロック９０６では、ＣＰＭは各内部構成要素の構成をシミュレートし、各作動モードと結びついた信号経路に関連付けられた損失パラメータを計算する。これら損失パラメータは、ＣＰＭで内部的に記憶される。
ブロック９０８では、計算された損失パラメータが、各パラメータテーブルに記憶するため各ＰＰＭに送信される。各カードに関する経路損失は、パラメータテーブルに入力され、特定のモードで動作するときのカード論理の損失を表す。こうして、ブロック９０８の完了時には、ＰＰＭのパラメータテーブルは、各種作動モードに関連付けられた各内部構成要素のパワー損失特性を記述することになる。
ブロック９１４では、ネットワーク要素８００は、上流ノードからネットワーク入力信号を受信し、処理された信号を下流のノードに送信するためＯＢＳＬＲネットワークに連結される。ネットワーク要素８００の連結及び連結解除は、幾つかのやり方で実現することができる。ネットワーク要素は、オペレータがネットワークファイバをネットワーク要素に物理的に接続することにより、ネットワークに手動で接続することができる。自動化された方法では、ネットワーク要素はデータネットワークと物理的に連結されるが、ネットワーク要素の入力及び出力信号は、ネットワーク要素に対して内部のスイッチを使って、独立的にオン及びオフに切り替えられる。これにより、ネットワーク管理者が、内部スイッチを制御するために管理ネットワーク上に指示を流すことによって、ネットワーク要素をデータネットワークに遠隔的に連結できるようにしている。
ブロック９１６では、要素８００は、隣接する上流ノード（図示せず）から受信されるはずの入力信号のレベルを記述するパラメータを、ＯＳＣチャネルを介して受信する。上流ノードは、信号をネットワーク要素８００に送信するネットワーク要素である。パラメータは、ＯＳＣバスを経由してＯＳＣ制御装置８２４により受信され、ＣＰＭに転送される。これが起きると、ＣＰＭはＯＳＣを通してパラメータを隣接する下流ノード（図示せず）に出力する。最初は、パラメータは現在送信中の信号がない旨を表示する。
【００４３】
実際のデータ信号がネットワークに入力され、信号パワーレベルが検知されると、１つ又はそれ以上の構成シナリオが起きるかもしれない。図９のＡに示すように第１のシナリオでは、ネットワーク要素８００の現行の構成は、データネットワークでの使用に対して受容できる入力及び出力信号レベルを発生させる。図９のＢに示す第２のシナリオでは、下流ノードは、ネットワーク要素８００から送信された信号を取り扱うことはできず、パワー削減を要求する。過剰信号を補償するため、信号レベルは本発明に従って調整される。図９のＣに示す第３のシナリオでは、内部構成要素４００（２）は、内部構成要素４００（１）から受信した信号を取り扱うことはできず、パワー削減を要求する。過剰信号を補償するため、信号レベルは本発明に従って調整される。方法９００は、以下の説明で３つのシナリオを例証する。
ブロック９１８で、上流の隣接するノードからのパラメータ情報が、ネットワーク要素８００に送信されるはずの信号レベルを表示すると、シナリオＡが開始される。パラメータは、ＯＳＣを通じて送信され、ＯＳＣ制御装置８２４により受信され、この制御装置が今度はそれらパラメータをＣＰＭ８２６に転送する。ＣＰＭは、内部構成要素４００（１）に対して損失パラメータを再計算し、予想される信号レベルを、カード４００（１）が適切に処理できると判断する。ＣＰＭは、これら再計算されたパラメータを自身の内部記憶装置に記憶する。
【００４４】
ブロック９２０では、ＣＰＭは、カード４００（１）に関するパラメータの更新に基づいてカード４００（２）に関する入出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは、カード４００（２）が予想信号レベルを適切に処理できると判断し、ＣＰＭはこれら再計算された４００（２）に関するパラメータを自信の内部記憶装置に記憶する。
ブロック９２２では、ＣＰＭは、カード４００（２）に関するパラメータの更新に基づいてカード４００（３）に関する入出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは、カード４００（３）が予想信号レベルを適切に処理できると判断し、ＣＰＭはこれら再計算された４００（３）に関するパラメータを自信の内部記憶装置に記憶する。
ブロック９２３では、ＣＰＭは全ての内部構成要素に関してパラメータの計算を完了しており、これらパラメータを、内部構成要素のＰＰＭにダウンロードする。ＰＰＭは、受信したパラメータに基づいて各内部構成要素を調整する。
ブロック９２４において、ＣＰＭは、ここで、上流ノードからの予想された入力信号レベルと内部構成要素８００からの予想された損失を知る。ＣＰＭはこれら信号レベルパラメータを下流の隣接するネットワーク要素に送信する。本発明によると、パワーパラメータがネットワークを下って伝播するにつれ、各ネットワーク要素は、自身の内部構成要素パラメータテーブルを更新し、その結果得られる改定されたパラメータがネットワーク内の次の要素に送信される。例えば、ネットワーク要素８００より上流のノードに対するパワーレベル更新が、上流ノードから送信されたパワーレベルに影響する場合は、ネットワーク要素８００はこれら変更を反映させるよう自身の内部構成要素を更新し、調整されたパラメータを下流のネットワーク要素に送信する。
ブロック９２６では、上流ノードから異なるパラメータが受信されると、次に方法９００は経路９２８に進み、内部構成要素のパラメータテーブルを新しく受信したパラメータで更新する。異なるパラメータが何も受信されない場合は、方法９００は引き続き経路９３０を進む。
ブロック９３２では、データネットワークは引き続き安定化に向けて動く。ネットワーク要素８００が新しいパラメータを何も受信しなくとも、他のネットワーク要素は、それらのノードに新たに受信したパラメータ情報に基づいて、それらのローカルパラメータテーブルを依然更新中であろう。最終的には、ネットワークは、ネットワーク内の何れのノードにも異なるパラメータ情報が流れなくなり、これにより全てのネットワーク要素が安定したパラメータテーブルを有した時点で、完全に安定することになる。その時点で、ネットワーク内の全信号経路に関する損失が考慮されることになる。
【００４５】
シナリオＢは、不適切な信号レベルを受け入れるために信号レベル変化がどのように行われるか例証する。シナリオＢは、新しいパラメータが上流のノードからネットワーク要素８００に到着すると開始される。この新しいパラメータは、上流のノードから送信された信号のパワーレベルが、ネットワーク要素８００の予測した通りではないことを示している。
ブロック９３４では、新しいパラメータが、ＯＳＣを通して送信され、ＯＳＣ制御装置８２４により受信され、この制御装置８２４が今度はそれらをＣＰＭ８２６に転送する。ＣＰＭは、内部構成要素４００（１）に関する損失パラメータを再計算し、カード４００（１）が、予想信号レベルを適切に処理できると判断する。ＣＰＭは、これら再計算されたパラメータを、自身の内部記憶装置に記憶する。
ブロック９３６では、ＣＰＭはカード４００（１）に関するパラメータの更新に基づいて、カード４００（２）に関する入出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは、カード４００（２）が予想された信号レベルを適切に処理できると判断し、ＣＰＭは、これら再計算されたパラメータを、自身の内部記憶装置に記憶する。
ブロック９３８では、ＣＰＭはカード４００（２）に関するパラメータの更新に基づいて、カード４００（３）に関する入出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは、カード４００（３）が予想された信号レベルを適切に処理できると判断し、ＣＰＭは、これら計算し直されたパラメータを、自身の内部記憶装置に記憶する。
ブロック９３９では、ＣＰＭは、全ての内部構成要素に対してパラメータの計算を完了しており、これらパラメータを内部構成要素のＰＰＭにダウンロードする。ＰＰＭは、受信したパラメータに基づいて各内部構成要素を調整することになる。
【００４６】
ブロック９４０において、ＣＰＭは上流ノードからの予測される入力信号レベルと、内部成分８００からの予測される損失を知る。ＣＰＭは、ＯＳＣを通してこれらの信号レベルパラメータを下流の隣接ネットワーク要素へ送信する。本発明によれば、パワーパラメータがネットワークを下方へ伝播するにつれて、各ネットワーク要素はその内部成分パラメータテーブルを更新し、得られた改訂済みパラメータをネットワーク内の次の要素へ送信する。
【００４７】
ブロック９４２において、下流ノードは新たに受信したパラメータから、ネットワーク要素８００から受信した信号レベルが高過ぎて十分に処理することができないことを決定する。下流ノードはＯＳＣを通して、ネットワーク要素８００へその出力パワーレベルを低減させる要求を送信する。この要求は、ＣＰＭによって受信される。
【００４８】
ブロック９４４において、ＣＰＭは、その信号レベルをカード４００（３）において低減させることができるか否かを決定する。しかしながら、カード４００（３）はＶＯＡを含んでいないので、信号レベルを低減させることはできない。
【００４９】
ブロック９４６において、ＣＰＭは、その信号レベルをカード４００（２）において低減させることができるか否かを決定する。しかしながら、カード４００（２）はＶＯＡを含んでいないので、信号レベルを低減させることはできない。
【００５０】
ブロック９４８において、ＣＰＭは、その信号レベルをカード４００（１）において低減させることができるか否かを決定する。しかしながら、カード４００（１）はＶＯＡを含んでいないので、信号レベルを低減させることはできない。
【００５１】
ブロック９５０において、ＣＰＭは上流ノードに、予測される信号パワーレベルを処理できないことを通知し、そのレベルを低減させるように要求する。この要求はＯＳＣチャンネルを通してなされる。
【００５２】
ブロック９５２において、上流ネットワーク要素は、入力信号の信号レベルを低減させる。上流要素が信号レベルを低減させるためのロジックを有しているか、またはその上流要素が、その信号のための送信経路上の更に上流の他のネットワークエンティティに信号レベル低減を要求するかの何れかである。信号レベルが低減された後に、上流要素はそのパラメータテーブルを更新し、更新したパラメータをネットワーク要素８００へ送信する。
【００５３】
ブロック９５４において、ＯＳＣを通して上流ノードから送信された更新済みパラメータは、ＯＳＣコントローラ８２４によって受信される。ＯＳＣコントローラ８２４は、それらをＣＰＭ８２６へ転送する。ＣＰＭは、内部成分４００（１）のための損失パラメータを再計算し、予測される信号レベルがカード４００（１）によって十分に処理できることを決定する。ＣＰＭは、これらの再計算済みパラメータをその内部記憶装置内に格納する。
【００５４】
ブロック９５６において、ＣＰＭは、カード４００（１）のパラメータの更新に基づいて、カード４００（２）のための入力及び出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは予測される信号レベルがカード４００（２）によっても十分に処理できることを決定し、ＣＰＭはこれらの再計算済みパラメータをその内部記憶装置内に格納する。
【００５５】
ブロック９５８において、ＣＰＭは、カード４００（２）のためのパラメータの更新に基づいて、カード４００（３）のための入力及び出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは予測される信号レベルをカード４００（３）によっても十分に処理できることを決定し、ＣＰＭはこれらの再計算済みパラメータをその内部記憶装置内に格納する。
【００５６】
ブロック９５９において、ＣＰＭは、全ての内部成分のためのパラメータ計算を完了し、これらのパラメータを内部成分のＰＰＭへダウンロードする。ＰＰＭは、受信したパラメータに基づいて、それらの関連内部成分を調整することができる。
【００５７】
ブロック９６０において、ＣＰＭは、上流ノードからの予測される入力信号レベル、及び内部成分８００から予測される損失を知ることになる。ＣＰＭはＯＳＣを通して、これらの信号レベルパラメータを下流の隣接ネットワーク要素へ送信する。これでパワーレベルを低減させる要求が満足され、下流ノードはネットワーク要素８００から送信された信号レベルを処理できるようになる。
【００５８】
下流ネットワーク要素は、その新しいパラメータを、ネットワーク内の他の要素へ伝播させる。データネットワーク内の各要素は、上述したようにして構成パラメータを交換する。この処理（ネゴシエーション）プロセスは、信号レベル調整の重要性、及び影響を受けるネットワーク要素の数に依存して変化させることができる選択された時間の間に遂行される。
【００５９】
ブロック９２６において、もし上流ノードから異なるパラメータを受信すれば方法９００は経路９２８上を進み、内部成分のパラメータテーブルを新たに受信したパラメータを用いて更新する。もし異なるパラメータが受信されなければ、方法９００は経路９３０上で続行される。
【００６０】
ブロック９３２において、データネットワークは、安定化に向かって移行し続ける。たとえネットワーク要素８００によって新しいパラメータが受信されなくても、それでも他のネットワーク要素はこれらのノードにおいて新たに受信されたパラメータ情報に基づいてそれらのローカルパラメータテーブルを更新することができる。最終的に、異なるパラメータ情報がネットワーク内のどのノードをも伝播しなくなってネットワークは完全に安定し、それにより全てのネットワーク要素は安定なパラメータテーブルを有することになる。この点において、ネットワーク内の各信号経路毎の損失が斟酌されたのである。
【００６１】
シナリオＣは、不十分な信号レベルを適合させるために、どのように信号レベルを変化させるかを示している。シナリオＣは、上流ノードから異なるパラメータがネットワーク要素８００に到着すると開始される。異なるパラメータは、上流ノードから送信された信号のパワーレベルが、ネットワーク要素８００によって予測されたものではないことを指示している。
【００６２】
ブロック９６２において、異なるパラメータがＯＳＣを通して送信され、ＯＳＣコントローラ８２４によって受信される。ＯＳＣコントローラ８２４は、それらをＣＰＭ８２６へ転送する。ＣＰＭは、内部成分４００（１）のための損失パラメータを再計算し、予測される信号レベルがカード４００（１）によって十分に処理できることを決定する。ＣＰＭは、これらの再計算済みパラメータをその内部記憶装置内に格納する。
【００６３】
ブロック９６４において、ＣＰＭは、カード４００（１）のためのパラメータの更新に基づいて、カード４００（２）のための入力及び出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは予測される信号レベルがカード４００（２）によって十分に処理できないことを決定する。ＣＰＭは、この予測される信号レベルが高過ぎることを決定する。ＣＰＭは、これらの再計算済みパラメータをその内部記憶装置内に格納する。
【００６４】
ブロック９６６において、ＣＰＭは、その信号レベルをカード４００（１）において低減させることができるか否かを決定する。しかしながら、カード４００（１）はＶＯＡを含んでいないので、信号レベルを低減させることはできない。
【００６５】
ブロック９６８において、ＣＰＭは上流ノードに、予測される被送信信号レベルを処理できないことを通知し、その信号パワーを低減させるように要求する。この要求はＯＳＣチャンネルを通してなされる。
【００６６】
ブロック９７０において、上流ネットワーク要素は、入力信号の信号レベルを低減させる。上流要素が信号レベルを低減させるためのロジックを有しているか、またはその上流要素が、その信号のための送信経路上の更に上流の他のネットワークエンティティに信号レベル低減を要求するかの何れかである。信号レベルが低減された後に、上流要素はそのパラメータテーブルを更新し、更新したパラメータをネットワーク要素８００へ送信する。
【００６７】
ブロック９７２において、ＯＳＣを通して上流ノードから送信された更新済みパラメータは、ＯＳＣコントローラ８２４によって受信される。ＯＳＣコントローラ８２４は、それらをＣＰＭ８２６へ転送する。ＣＰＭは、内部成分４００（１）のための損失パラメータを再計算し、予測される信号レベルがカード４００（１）によって十分に処理できることを決定する。ＣＰＭは、これらの再計算済みパラメータをその内部記憶装置内に格納する。
【００６８】
ブロック９７４において、ＣＰＭは、カード４００（１）のためのパラメータの更新に基づいて、カード４００（２）のための入力及び出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは予測される信号レベルが今度はカード４００（２）によっても十分に処理できることを決定し、ＣＰＭはこれらの再計算済みパラメータをその内部記憶装置内に格納する。
【００６９】
ブロック９７６において、ＣＰＭは、カード４００（２）のためのパラメータの更新に基づいて、カード４００（３）のための入力及び出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは予測される信号レベルがカード４００（３）によっても十分に処理できることを決定し、ＣＰＭはこれらの再計算済みパラメータをその内部記憶装置内に格納する。
【００７０】
ブロック９７７において、ＣＰＭは、全ての内部成分のためのパラメータ計算を完了し、これらのパラメータを内部成分のＰＰＭへダウンロードする。ＰＰＭは、受信したパラメータに基づいて、それらの関連内部成分を調整することができる。
【００７１】
ブロック９７８において、ＣＰＭは、上流ノードからの予測される入力信号レベル、及び内部成分８００から予測される損失を知ることになる。ＣＰＭは、予測される出力信号パワーレベルを決定し、ＯＳＣを通してこれらの信号レベルパラメータを下流の隣接ネットワーク要素へ送信する。
【００７２】
下流ネットワーク要素は、その新しいパラメータを、ネットワーク内の他の要素へ伝播させる。データネットワーク内の各要素は、上述したようにして構成パラメータを交換する。この処理プロセスは、信号レベル調整の重要性、及び影響を受けるネットワーク要素の数に依存して変化させることができる選択された時間の間に遂行される。
【００７３】
ブロック９２６において、もし上流ノードから異なるパラメータを受信すれば方法９００は経路９２８上を進み、内部成分のパラメータテーブルを新たに受信したパラメータを用いて更新する。もし異なるパラメータが受信されなければ、方法９００は経路９３０上で続行される。
【００７４】
ブロック９３２は、データネットワークは、安定化に向かって移行し続ける。たとえネットワーク要素８００によって新しいパラメータが受信されなくても、それでも他のネットワーク要素はこれらのノードにおいて新たに受信されたパラメータ情報に基づいてそれらのローカルパラメータテーブルを更新することができる。最終的に、異なるパラメータ情報がネットワーク内のどのノードをも伝播しなくなってネットワークは完全に安定し、それにより全てのネットワーク要素は安定なパラメータテーブルを有することになる。この点において、ネットワーク内の各信号経路毎の損失が斟酌されたのである。
【００７５】
図１０は、本発明により構築された第２のネットワーク要素１０００の例示実施の形態を示している。ネットワーク要素１０００は、光入力信号１００２及び１００４を受信し、光出力信号１００６及び１００８をそれぞれ発生するＯＢＳＬＲ内に使用するのに適している。
【００７６】
明瞭化のために、ネットワーク要素は、例えば入力信号１００２がネットワーク要素１０００を通って出力信号１００６を形成するように、１方向の信号経路を形成しているロジックで示されている。当分野に精通していれば、ネットワーク要素１０００が、図示とは逆方向の第２の信号経路を形成するロジックを備えていることが理解できよう。第２の信号経路を形成するロジックは１０５０で示されており、入力信号１００４から情報を受信し、出力信号１００８上に情報を発生するように設計されている。以上のように、ネットワーク要素１０００は、ＯＢＳＬＲネットワーク内の２つの信号経路を処理するように構成されているのであるが、説明を容易にするために一方の経路だけを詳細に示してある。
【００７７】
３つの内部成分６００（１）、６００（２）、及び４００（４）は互いに結合され、入力信号１００２からの情報を処理し、出力信号１００６上に輸送するための情報を発生する。内部成分６００（１，２）は、入力信号１００２及び出力信号１００６をそれぞれ操作するように結合されているＶＯＡ６０２（１，２）を有している。入力信号１００２は、データ信号１０１２を入力信号１００２と、内部成分６００（１）への入力とに分割する信号デマルチプレクサ（Ｍｕｘ）１０１０へ入力される。信号（ＤＭｕｘ）デマルチプレクサ１０１０は、ＯＳＣバス１０１４に関連している信号をも分割する。同じようなデマルチプレクサ１０１１が逆信号経路内に使用されている。
【００７８】
データ信号は、内部成分４００（４）に結合されている第１の出力を発生するように動作する内部成分６００（１）に結合される。内部成分４００（４）は、第２の出力１０１８を発生するように動作し、この第２の出力１０１８は内部成分６００（２）に結合される。内部成分６００（２）は、第３の出力１０２０を発生するように動作し、この第３の出力１０２０は信号マルチプレクサ１０２２においてＯＳＣバス１０１４と組合わされて出力１００６が作られる。従って、ＯＳＣバスからの信号はネットワークデータ信号と組合わされ、ＯＳＣバスを上流ネットワーク要素と下流ネットワーク要素との間に拡張する。同じような信号マルチプレクサ１０２３が逆信号経路内の信号のために設けられている。
【００７９】
付加入力１０２４が内部成分４００（４）によって供給されるので、ローカル信号をネットワーク信号経路に付加することができる。ドロップ出力１０２６が内部成分４００（４）によって与えられているので、ネットワーク信号をネットワーク信号経路からドロップさせ、ローカル信号を形成させることができる。
【００８０】
ネットワーク要素１０００は、内部成分に結合されているネットワーク管理バス１０２７を更に含んでいる。管理バス１０２７は幾つかのモジュールにも結合されている。これらのモジュールは、信号パワーレベルを局部的に管理するのを援助するために、付加的な機能を与える。スイッチ制御ユニット１０２８がネットワーク管理バスに結合されていて、ネットワークスイッチング情報を受信し、またこの情報を内部スイッチバス１０３０を介して内部成分へ供給する。スイッチング情報は、光ネットワーク内で動作中のネットワーク要素によって可能な種々の動作モードを表している。例えば、ネットワーク要素をリングスイッチモードで動作させることも、または通常モードで動作させることもできる。管理バスに結合されているネットワークエンティティ１０３１は、スイッチ制御ユニット１０２８へ適切なスイッチング情報を供給することによってネットワーク要素１０００の動作モードを選択することができる（スイッチ制御ユニット１０２８自体は、ＶＯＡＣ６０４（１，２）のような選択された内部成分の種々のモジュールへスイッチング情報を供給する）。
【００８１】
各ＶＯＡ６０２（１，２）は、ＶＯＡへの入力パワーを監視する関連ＶＯＡＣによって実現されている制御ループを有し、入力内の波長の数及び波長当たりの目標出力パワーに基づいて出力パワーを一定レベルに調整する。通常は、制御ループは閉モードで走って、成分のエージングまたは温度によりもたらされる増分パワー変化を調整している。パワーレベルの変化が小さくても、即時に減衰変化がもたらされる。
【００８２】
パワー変化が大きい場合には、ＶＯＡＣは何かが波長分布、またはネットワークトポロジ（例えば、トランスポンダ故障、またはリングスイッチ）を変化させたものと見做す。ＶＯＡＣは自動的に制御ループを開き、何が変化したのかに関して更新を待機する。変化した状態を斟酌するために、ＶＯＡＣはスイッチ制御モジュール１０３０のような他のモジュールからの入力を使用し、ＶＯＡの減衰係数を調整する。ホールドオフ期間の後に、ＶＯＡＣは制御ループを閉じ、新しい設定に基づいてＶＯＡの出力パワーレベルを“精密調整”する。
【００８３】
ＶＯＡＣは、ＶＯＡ減衰設定を計算するために必要なローカルデータを維持している。このデータは、以下のものからなる。
・通常状態、機器スイッチング状態、及びリングスイッチング状態の下でＶＯＡを通る波長の数（波長の数は、これらのイベントにより変化する）。管理エンティティはこのデータを、システムを構成する一部として供給する。波長数の調整は、システム内の故障を原因とする波長状態イベントが受信されると行われる。
・通常及び保護シナリオのための入力パワー／波長。カード上のＰＰＭがこの情報を供給する。
・ＶＯＡ出力における目標出力パワー／波長。カード上のＰＰＭがこの情報を供給する。
・ネットワークスイッチング中のスケルチング要求を支持するために、ＶＯＡＣは制御ループで動作して最大減衰をセットする能力を与える。
【００８４】
本発明の一実施の形態では、ＶＯＡのための制御ループは、関連する光パワーをＶＯＡにおいて測定する。ＶＯＡは、それが知っているＶＯＡを横切るチャンネル数によって合計パワーを除して平均パワーを推論する。次いで、ＶＯＡは、その出力に所望のパワーを供給するように調整される。このフィードバックループは、ＶＯＡの挙動の変動、チャンネルの送信機出力、及びＶＯＡに達する経路内の損失について調整する。この計算は、ＶＯＡを横切るチャンネル数（典型的には、安定な整数）の知識に基づく。しかしながら、上流において故障（例えば、源の送信機またはファイバ破損）が発生した場合には、若干のチャンネルがバンドルから消滅する。計算は、従ってＶＯＡ調整は、不正確になる。ＶＯＡを通るチャンネルの数が変化する別の理由は、ネットワーク内にチャンネルをダイナミックに設けることである。この設置は、送信機、光スイッチング、異なる波長への送信機の同調、または光学成分付加／ドロップの調整の可能化及び不能化によって遂行することができる。
【００８５】
チャンネル数の変化に対処する１つの方法は、ＶＯＡへの合計入力の突然の変化を検出することから開始される。上述した通常予測される変動の範囲外であり得るこのような変化を検出すると、フィードバックループが“開き”、現在のＶＯＡ設定（即ち、ＶＯＡ成分内への電圧、電流、または位置入力）を維持する。ループは、突然のパワー変化に関する新しい情報（例えば、チャンネル数の変化に関する情報）をＶＯＡＣにおいて受信するまで開き続ける。この情報を受信した後にループが“閉じ”、このフィードバックループを使用して、新しいチャンネル数を使用して計算された新しい平均パワーにＶＯＡ出力パワーレベルが調整される。もしＶＯＡＣへの情報更新は遅れるが、突然の変化後のパワーレベルが安定していれば、ＶＯＡ制御ループは、さらなる情報が得られるまでＶＯＡ出力をそのパワーレベルに安定化させる。
【００８６】
各ネットワーク要素上のスイッチコントロール１０２８は、保護スイッチング中にリングスイッチイベントを公表する。これらのイベントは、リングスイッチイベントのための適切なパワーレベル及び波長情報に基づいて、ＶＯＡ減衰値を調整することをＶＯＡＣに通知するために使用される。
【００８７】
ネットワーク要素１０００内には波長管理ユニット１０３２も含まれている。波長管理ユニット１０３２が管理バス１０２７に結合されており、ネットワーク管理から波長情報を受信する。波長管理ユニットは、内部波長情報バス１０３４を介してネットワーク要素１０００の内部成分に波長情報を分配する。波長情報は、ネットワーク要素１０００によって受信された入力信号１００２内に含まれている波長（チャンネル）の数及び型を示している。チャンネルが付加されるかまたは入力信号から減じられると、これらの変化はネットワーク要素１０００の内部成分に指示され、これらの内部成分が光パワーレベルの変化を調整できるようにする。例えば、内部成分６００（１）の入力において受信されたチャンネル数の変化は、波長情報バス１０３４を介してＶＯＡＣに指示される。その結果、ＶＯＡＣは、波長変化を補償するようにＶＯＡの減衰を調整することができる。
【００８８】
各ネットワーク要素上の波長管理ユニットは、波長状態に変化が発生すると、リング周りの仲間（ピア）に信号する。この状態信号は波長の経路を辿るので、リング保護イベント中はチャンネル故障が適切に報告される。各波長は、その出所及び行先の両方のノードの動作状態によって識別される。この波長信号は、行先において「信号の損失」（ＬＯＳ）が発生するか、または出所が故障したかまたはターンオフされた時に、リング周りのネットワーク要素に通知するために使用される。波長状態が変化すると、波長管理者は、ＰＰＭへの内部波長状態イベントを生成する。またそれは、例えば付加入力１０２４及びドロップ出力１０２６において付加またはドロップされる波長のためのリング状態信号を発信する責をも負っている。
【００８９】
ネットワーク要素１０００内には、ＯＳＣコントローラユニット１０３６も含まれている。ＯＳＣコントローラ１０３６は管理バス１０２７に結合され、ネットワーク管理から構成情報を受信し、ＯＳＣバス１０１４を内部成分に結合させるように動作する。内部成分は、ＯＳＣバス１０１４を介して相互にパラメータを交換することができる。ＯＳＣバス１０１４は、入力信号１００２、１００４を、それぞれデマルチプレクサ１０１０、ｘｘｘ及びマルチプレクサ１０２２、ｘｘｘを介して出力信号１００６、１００８に結合し、内部成分が、光ネットワークに結合されている他のネットワーク要素とパラメータを交換できるようにする。
【００９０】
ネットワーク要素１０００内には、ＣＰＭ１０３８も含まれている。ＣＰＭはローカルパワー管理を制御し、ＯＳＣコントローラ１０３６を介して隣接ネットワーク要素にパワーパラメータを送信する。
【００９１】
内部成分４００（４）及び６００（１，２）は、図４及び図６を参照して上述したように動作し、ネットワーク要素１０００に信号処理及びパワー管理の柔軟性を与える。内部成分６００（１，２）にはＶＯＡが組込まれているから、ネットワーク要素１０００は変化する入力及び出力信号レベル要求に関して調整することができ、従って入力及び出力信号が変化するパワーレベルを有し得るネットワークスイッチングイベントを処理するのに適している。これらの信号は、ネットワーク要素内での処理が下流ネットワーク要素のパワー入力要求に合致する選択されたパワーレベルを有する出力信号１００６を発生するように、必要に応じて、例えばＶＯＡ６０２（１）及びＶＯＡ６０２（２）によって基準化される。
【００９２】
ＣＰＭ１０３８、スイッチコントロール１０２８、波長管理者１０３２、及びＯＳＣコントローラ１０３６が、ネットワーク要素１０００内の監視モジュール１０４０内にあるものとして説明したが、これらの全ては１またはそれ以上のソフトウェアモジュールからなることができ、ネットワーク要素内の１またはそれ以上のプロセッサ上で一緒に、または個々に走らせることができる。例えば、ネットワーク要素内の多くの成分は、上述した各モジュールに組合わされたソフトウェアを走らせることができるプロセッサを含んでいる。従って、これらのモジュールは、ネットワーク要素内の異なるプロセッサ上で実行させるように分配することができる。
【００９３】
図１１は、本発明による図１０のネットワーク要素を動作させる方法１１００のブロック図である。方法１１００は、ネットワーク内の各ネットワーク要素が各ネットワークスイッチングイベント毎の選択された出力パワーを有する出力信号を発生する構成プロセスを提供する。ネットワーク要素を通る各経路毎の内部損失が決定され、各内部成分においてパラメータテーブル内に格納される。１つのネットワーク要素からの全ての可能な出力信号レベルを表している構成情報が下流要素へ送信される。上流の隣接要素は、その構成情報をネットワーク要素１０００へ送信する。受信した情報に基づいて、新しい経路損失パラメータが計算される。更新された構成情報は、下流のネットワーク要素へ送信される。このプロセスは、全てのネットワーク要素が安定した構成値に整定するまで継続され、それによって各ネットワーク要素を通る各経路毎の損失が斟酌される。
【００９４】
ブロック１１０２において、ネットワーク要素１０００は、管理バスを介してネットワーク管理エンティティに結合されるが、未だデータネットワークには結合されていない。その結果、ネットワーク要素１０００はネットワークファイバから入力信号を受信せず、またネットワーク要素からの出力信号はネットワークファイバを通してネットワーク内の他の要素へ送信されない。
【００９５】
ブロック１１０４において、ネットワーク管理エンティティ１０３１は、管理バス１０２７を介してＣＰＭ１０３８及び内部成分のＰＰＭへ構成パラメータをダウンロードする。構成パラメータは、幾つかの動作モードの下で信号を処理するために、どのように内部成分が準備されているかを記述している。例えば、通常動作モードでは、内部成分６００（１）は入力信号を内部成分４００（４）への入力のための１またはそれ以上の成分信号にデマルチプレックスするように構成することができる。内部成分４００（４）は、付加入力を介して新しい成分信号を付加するように構成することができ、またドロップ出力を介して成分信号の１つをドロップすることができる。得られた成分信号は、内部成分６００（２）への入力である。内部成分６００（２）は、成分信号を互いにマルチプレックスしてデータネットワーク上へ送信するための出力信号を形成するように構成することができる。
【００９６】
ブロック１１０６において、ＣＰＭは各内部成分の構成をシミュレートし、各内部成分における各動作モードに関連する信号経路のための関連損失パラメータを計算する。
【００９７】
ブロック１１０８において、計算された損失パラメータが各ＰＰＭへ送信されてそれぞれの関連パラメータテーブル内へ格納される。各カード毎の経路損失はパラメータテーブル内へ入力され、特定モードで動作する場合のカードの損失を表す。このシーケンスは全ての内部成分について発生し、全ての動作モードについて繰り返される。従って、ブロック９０８が完了した時には、ＰＰＭのパラメータテーブルは種々の動作モードに関連したそれらの関連内部成分のパワー損失特性を表している。
【００９８】
ブロック１１１４において、ネットワーク要素１０００は構成された内部成分を用いてＯＢＳＬＲネットワークに結合され、上流ノードからネットワーク入力信号を受信し、処理済み信号を下流ノードへ送信する。ネットワーク要素１０００の結合及び切り離しは、幾つかの方法で達成することができる。ネットワーク要素は、オペレータがネットワークファイバをネットワーク要素に物理的に接続することによって、ネットワークに手動で接続することができる。自動化された方法においては、ネットワーク要素はデータネットワークに物理的に結合されているが、ネットワーク要素の入力及び出力信号はネットワーク要素内部のスイッチを使用して独立的にスイッチオン及びオフさせることができる。これにより、ネットワーク管理者は、管理ネットワークを通して内部スイッチを制御する命令を送ることによって、ネットワーク要素をデータネットワークに遠隔結合することが可能になる。
【００９９】
以下の説明は、ネットワーク要素１０００の構成及びパワー管理機能を記述していることに注目されたい。ネットワーク要素の全ての内部成分を構成するパースペクティブを用いて説明するが、以下の方法は、既に構成済みのネットワーク要素に１またはそれ以上の新たに付加された内部成分を構成する場合にも適用可能である。従って、以下の方法は、ネットワーク要素を初期に構成するために、またはアップグレードするために新たに付加された成分を先に構成済みの要素に構成するために使用することができる。
【０１００】
ブロック１１１６において、要素８００は、ＯＳＣチャンネルを介して隣接する上流ノード（図示してない）から受信するであろう入力信号のレベルを表すパラメータを受信する。上流ノードは、ネットワーク要素１０００へ信号を送信するネットワーク要素である。パラメータは、ＯＳＣコントローラ１０３６によって受信され、ＣＰＭへ転送される。これが行われると、ＣＰＭはＯＳＣを通してパラメータを隣接下流ノードへ出力する。最初に、パラメータは、現在送信されている信号は存在していないことを指示する。
【０１０１】
信号がネットワークへ入力されると、信号パワーレベルが検出され、１またはそれ以上の構成シナリオを発生することができる。図１１のＡに示す第１のシナリオでは、ネットワーク要素１０００の既存構成が、データネットワーク内において使用するために受容できる入力及び出力信号レベルをもたらす。図１１のＢに示す第２のシナリオでは、下流ノードはネットワーク要素１０００から送信された信号を処理することはできず、従ってパワー低減を要求する。過大な信号を補償するために、信号レベルが本発明に従って調整される。図１１のＣに示す第３のシナリオでは、内部成分４００（４）は内部成分６００（１）から受信した信号を処理することはできず、従ってパワー低減を要求する。過大な信号を補償するために、信号レベルが本発明に従って調整される。方法１１００は、以下の説明における３つのシナリオを示している。
【０１０２】
ブロック１１１８において、上流隣接ノードからのパラメータ情報がネットワーク要素１０００へ送信されるであろう信号レベルを指示すると、シナリオＡが開始される。パラメータはＯＳＣを通して送信され、ＯＳＣコントローラ１０３６によって受信される。ＯＳＣコントローラ１０３６は、パラメータをＣＰＭ１０３８へ転送する。ＣＰＭは、内部成分４００（１）のための損失パラメータを再計算し、予測される信号レベルがカード４００（１）によって十分に処理できることを決定する。ＣＰＭは、再計算されたパラメータを内部に格納する。
【０１０３】
ブロック１１２０において、ＣＰＭは、カード６００（１）のためのパラメータの更新に基づいて、カード４００（４）のための入力及び出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは、予測される信号レベルがカード４００（４）によっても十分に処理できることを決定し、カード４００（４）に関連するパラメータを内部に格納する。
【０１０４】
ブロック１１２２において、ＣＰＭは、カード４００（４）のためのパラメータの更新に基づいて、カード６００（２）のための入力及び出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは、予測される信号レベルがカード６００（２）によっても十分に処理できることを決定し、カード６００（２）に関連するパラメータを内部に格納する。
【０１０５】
ブロック１１２３において、ＣＰＭは全ての内部成分のためのパラメータ計算を完了し、これらのパラメータを内部成分のＰＰＭへダウンロードする。ＰＰＭは、受信したパラメータに基づいてそれらの関連内部成分を調整することができる。
【０１０６】
ブロック１１２４において、ＣＰＭは、上流ノードからの予測される入力信号レベルと、ネットワーク要素１０００の内部成分から予測される損失とを知ることになる。ＣＰＭは、予測される出力信号パワーレベルをも決定し、これらの信号レベルパラメータを隣接下流ネットワーク要素へ送信する。本発明によれば、パワーパラメータがネットワークを下方へ伝播するにつれて、各ネットワーク要素はその内部成分のパラメータテーブルを更新し、得られた改訂済みパラメータをネットワーク内の更に下流の要素へ送信する。例えば、もしあるノードに対する更新がノードＡ（上流ノードのネットワーク要素１０００から上流にある）から送信されたパワーレベルに影響を与えれば、ネットワーク要素８００はこれらの変化を反映するようにその内部成分を更新し、調整済みのパラメータを下流のネットワーク要素へ送信する。
【０１０７】
ブロック１１２６において、もし上流ノードから異なるパラメータを受信すれば、方法１１００は経路１１２８上を進み、内部成分のパラメータテーブルを新たに受信したパラメータを用いて更新する。もし異なるパラメータが受信されなければ、方法１１００は経路１１３０上で続行される。
【０１０８】
ブロック１１３２において、データネットワークは安定化に向かって移行し続ける。たとえネットワーク要素１０００によって新しいパラメータが受信されなくても、それでも他のネットワーク要素はこれらのノードにおいて新たに受信されたパラメータ情報に基づいてそれらのローカルパラメータテーブルを更新することができる。最終的に、異なるパラメータ情報がネットワーク内のどのノードをも伝播しなくなってネットワークは完全に安定し、それにより全てのネットワーク要素は安定なパラメータテーブルを有するようになる。この点において、ネットワーク内の各信号経路毎の損失が斟酌されたことになる。
【０１０９】
シナリオＢは、不十分な信号レベルを適合させるために、どのように信号レベルを変化させるかを示している。シナリオＢは、上流ノードから異なるパラメータがネットワーク要素１０００に到着すると開始される。異なるパラメータは、上流ノードから送信された信号のパワーレベルが、ネットワーク要素１０００によって予測されたものではないことを指示している。
【０１１０】
ブロック１１３４において、異なるパラメータがＯＳＣを通して送信され、ＯＳＣコントローラ１０３６によって受信される。ＯＳＣコントローラ１０３６はそれらをＣＰＭ１０３８へ転送する。ＣＰＭは、内部成分６００（１）のための損失パラメータを再計算し、予測される信号レベルがカード６００（１）によって十分に処理できることを決定する。ＣＰＭは、これらの再計算済みパラメータをその内部パラメータテーブル内に格納する。
【０１１１】
ブロック１１３６において、ＣＰＭは、カード６００（１）のためのパラメータの更新に基づいて、カード４００（４）のための入力及び出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは予測される信号レベルがカード４００（４）のロジックによっても十分に処理できることを決定し、これらの再計算済みパラメータをその内部パラメータテーブル内に格納する。
【０１１２】
ブロック１１３８において、ＣＰＭは、カード４００（４）のためのパラメータの更新に基づいて、カード６００（２）のための入力及び出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは予測される信号レベルがカード６００（２）によっても十分に処理できることを決定し、これらの再計算済みパラメータをその内部パラメータテーブル内に格納する。
【０１１３】
ブロック１１３９において、ＣＰＭは、全ての内部成分のためのパラメータ計算を完了し、これらのパラメータを内部成分のＰＰＭへダウンロードする。ＰＰＭは、受信したパラメータに基づいて、それらの関連内部成分を調整することができる。
【０１１４】
ブロック１１４０において、ＣＰＭは、上流ノードからの予測される入力信号レベル、及び内部成分１０００から予測される損失を知ることになる。ＣＰＭは、予測される出力信号パワーレベルを決定し、またＯＳＣを通してこれらの信号レベルパラメータを隣接する下流ネットワーク要素へ送信する。本発明によれば、パワーパラメータがネットワークを下方へ伝播するにつれて、各ネットワーク要素はその内部成分のパラメータテーブルを更新し、得られた改訂済みパラメータをネットワーク内で次の要素へ送信する。
【０１１５】
ブロック１１４２において、ネットワーク要素１０００から受信した信号レベルが高過ぎて十分に処理することができないことを決定する。下流ノードはＯＳＣを通して、ネットワーク要素１０００へその出力パワーレベルを低減させる要求を送信する。この要求は、ＣＰＭによって受信される。
【０１１６】
ブロック１１４４において、ＣＰＭは、カード６００（２）において信号レベルを低減させることができるか否かを決定する。カード６００（２）はその出力に結合されているＶＯＡ６０２（２）を有しているから、ＶＯＡは下流ノードの要求を満足させるために出力信号を減衰させるように調整することができる。ＣＰＭは、下流ノードが受容できる出力信号パワーレベルを達成するためにカード６００（２）のための入力及び出力損失パラメータを再計算し、これらのパラメータをその内部メモリ内に格納する。
【０１１７】
ブロック１１４６において、ＣＰＭはその内部パラメータを、内部成分６００（２）に関連しているＰＰＭへダウンロードする。ＰＰＭはそのパラメータテーブルを再計算されたパラメータを用いて更新する。
【０１１８】
ブロック１１４８において、ＶＯＡＣ６０４（２）はＰＰＭを介してパラメータテーブルから更新済みパラメータを受信し、新しいパラメータに従って出力信号１０２０に付加的な減衰を導入するようにＶＯＡ６０２（２）を調整し、それによって下流ノードの要求を満足させるように信号パワーレベルを低減させる。
【０１１９】
ブロック１１５０において、ＣＰＭは、更新された信号レベルパラメータを、ＯＳＣを通して下流の隣接するネットワーク要素へ送信する。
【０１２０】
ブロック１１５２において、下流ネットワーク要素はその内部成分を更新して新しい入力レベルを調整し、その新しいパラメータをネットワーク内の他の要素へ伝播させる。データネットワーク内の各要素は、上述したようにしてパワーパラメータを交換する。この処理プロセスは、信号レベル調整の重要性、及び影響を受けるネットワーク要素の数に依存して変化させることができる選択された時間の間に遂行される。
【０１２１】
ブロック１１２６において、もし上流ノードから異なるパラメータを受信すれば、方法１１００は経路１１２８上を進み、内部成分のパラメータテーブルを新たに受信したパラメータを用いて更新する。もし異なるパラメータが受信されなければ、方法１１００は経路１１３０上で続行される。
【０１２２】
ブロック１１３２において、データネットワークは、安定化に向かって移行し続ける。たとえネットワーク要素１０００によって新しいパラメータが受信されなくても、それでも他のネットワーク要素はこれらのノードにおいて新たに受信されたパラメータ情報に基づいてそれらのローカルパラメータテーブルを更新することができる。最終的に、異なるパラメータ情報がネットワーク内のどのノードをも伝播しなくなってネットワークは完全に安定し、それにより全てのネットワーク要素は安定なパラメータテーブルを有するようになる。この点において、ネットワーク内の各信号経路毎の損失が斟酌されたことになる。
【０１２３】
シナリオＣは、不十分な信号レベルを適合させるために、どのように信号レベルを変化させるかを示している。シナリオＣは、上流ノードから異なるパラメータがネットワーク要素１０００に到着すると開始される。異なるパラメータは、上流ノードから送信された信号のパワーレベルが、ネットワーク要素１０００によって予測されたものではないことを指示している。
【０１２４】
ブロック１１６２において、異なるパラメータがＯＳＣを通して送信され、ＯＳＣコントローラ１０３６によって受信される。ＯＳＣコントローラ１０３６はそれらをＣＰＭ１０３８へ転送する。ＣＰＭは、内部成分６００（１）のための損失パラメータを再計算し、予測される信号レベルがカード６００（１）によって十分に処理できることを決定する。ＣＰＭは、これらの再計算済みパラメータをその内部パラメータテーブル内に格納する。
【０１２５】
ブロック１１６４において、ＣＰＭは、カード６００（１）のためのパラメータの更新に基づいて、カード４００（４）のための入力及び出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは予測される信号レベルがカード４００（４）のロジックによって十分に処理するには高過ぎることを決定する。そこでＣＰＭは、信号レベルを低減させる方法について、カード４００（４）から上流を見る。
【０１２６】
ブロック１１６６において、ＣＰＭはカード６００（１）がＯＶＡ６０２（１）を含んでいることを知る。ＣＰＭは内部成分６００（１）のための損失パラメータを再計算し、カード４００（４）のパワーレベル要求を満たすためにＶＯＡ６０２（１）からの付加的な減衰を含ませるようにする。ＣＰＭは、これらの再計算されたパラメータをその内部パラメータテーブル内に格納する。
【０１２７】
ブロック１１６８において、ＣＰＭは、カード６００（１）のためのパラメータの更新に基づいて、カード４００（４）のための入力及び出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは、予測される信号レベルがカード４００（４）によっても十分に処理できることを決定し、カード４００（４）に関連するパラメータを内部に格納する。
【０１２８】
ブロック１１６９において、ＣＰＭは、カード４００（４）のためのパラメータの更新に基づいて、カード６００（２）のための入力及び出力損失パラメータを再計算する。ＣＰＭは、予測される信号レベルがカード６００（２）によっても十分に処理できることを決定し、カード６００（２）に関連するパラメータを内部に格納する。
【０１２９】
ブロック１１７０において、ＣＰＭは、全ての内部成分のためのパラメータ計算を完了し、これらのパラメータを内部成分のＰＰＭへダウンロードする。ＰＰＭは、受信したパラメータに基づいて、それらの関連内部成分を調整することができる。
【０１３０】
ブロック１１７１において、ＶＯＡＣ６０４（１）はＰＰＭを介してパラメータテーブルから更新済みパラメータを受信し、新しいパラメータに従って出力信号１０２０に付加的な減衰を導入するようにＶＯＡ６０２（１）を調整し、それによってカード４００（４）の要求を満足させるように信号パワーレベルを低減させる。
【０１３１】
ブロック１１７２において、ＣＰＭは、上流ノードからの予測される入力信号レベルと、ネットワーク要素１０００の内部成分から予測される損失とを知ることになる。ＣＰＭは、予測される出力信号パワーレベルをも決定し、これらの信号レベルパラメータを下流の隣接ネットワーク要素へ送信する。本発明によれば、パワーパラメータがネットワークを下方へ伝播するにつれて、各ネットワーク要素はその内部成分のパラメータテーブルを更新し、得られた改訂済みパラメータをネットワーク内の更に下流の要素へ送信する。例えば、もしあるノードの更新がノードＡ（上流ノードのネットワーク要素１０００から上流にある）から送信されたパワーレベルに影響を与えれば、ネットワーク要素１０００はこれらの変化を反映するようにその内部成分を更新し、調整済みのパラメータを下流のネットワーク要素へ送信する。
【０１３２】
ブロック１１７４において、下流ネットワーク要素は、その内部成分を新しい入力レベルに調整し、その新しいパラメータをネットワーク内の他の要素へ伝播させる。データネットワーク内の各要素は、上述したようにしてパワーパラメータを交換する。この処理プロセスは、信号レベル調整の重要性、及び影響を受けるネットワーク要素の数に依存して変化させることができる選択された時間の間に遂行される。
【０１３３】
ブロック１１２６において、もし上流ノードから異なるパラメータを受信すれば、方法１１００は経路１１２８上を進み、内部成分のパラメータテーブルを新たに受信したパラメータを用いて更新する。もし異なるパラメータが受信されなければ、方法１１００は経路１１３０上で続行される。
【０１３４】
ブロック１１３２において、データネットワークは、安定化に向かって移行し続ける。たとえネットワーク要素１０００によって新しいパラメータが受信されなくても、それでも他のネットワーク要素はこれらのノードにおいて新たに受信されたパラメータ情報に基づいてそれらのローカルパラメータテーブルを更新することができる。最終的に、異なるパラメータ情報がネットワーク内のどのノードをも伝播しなくなってネットワークは完全に安定し、それにより全てのネットワーク要素は安定なパラメータテーブルを有するようになる。この点において、ネットワーク内の各信号経路毎の損失が斟酌されたことになる。
【０１３５】
上述した方法では、ＣＰＭによって遂行される計算は、特定のネットワーク目的を達成するように変化させることができる。例えば、一実施の形態では、ＣＰＭはすべての可能信号経路を横切る最大損失（または、最小パワー）の計算を含ませるように動作し、最悪例パラメータをパラメータテーブル内に格納させる。この実施の形態では、要求されるパラメータテーブルは小さくてよく、ネットワーク要素間で交換する必要がある情報は少なくなる。しかしながら、最悪例パラメータを使用することは、若干の方法ステップにおいて、ネットワーク要素がパワーレベルを低減させる必要性がより大きくなることを意味する。
【０１３６】
別の実施の形態では、特定の動作モードのための全ての信号経路の計算結果が独立的に格納され、テーブルは異なる経路及びモードに関するパラメータを表す複数のエントリを有するようになる。全てのシナリオに対してではなく、特定のシナリオにおける全ての経路について最小パワーが計算される。この実施の形態では、使用する正しいパラメータを決定するために、より多くのテーブルエントリが必要であり、スイッチングイベント中により多くのケースを探索しなければならない。ネットワーク要素間でより多くのケースを交換しなければならない。これによって、総合ネットワークのための最良可能なＳＮＲが得られる。従って、実施の複雑さと、ＳＮＲとの間にトレードオフが存在する。
【０１３７】
ダイナミックネットワークのためにＶＯＡ構成を実時間管理するには一実施の形態を用いる方がより有利であり、一方最良ＳＮＲのためにＶＯＡ構成をオフライン計算するには他の実施の形態を使用する方が有利であり得る。ネットワーク構成のためのオフライン計算は、図９及び１０を参照して説明したアルゴリズムの複数インスタンスを使用することになろう（これらの図においては、アルゴリズムのインスタンスは、構成中の種々のネットワーク要素内の計算をシミュレートしている）。
【０１３８】
図１２は、本発明に従って構築された第３のネットワーク要素１２００のブロック図である。第３のネットワーク要素１２００は、幾つかの型の内部成分を備えている。当分野に精通していれば、ネットワーク要素１２００内の内部成分（それらの若干に関しては、本明細書では詳細説明しない）は、上述した他の内部成分と同様の形態で本発明に従って構築することができる。従って、ネットワーク要素に使用するのに適する全ての種類の内部成分は、本発明による種々のモジュールを組み込むことによって構築することができる。
【０１３９】
第３のネットワーク要素１２００内に組み込まれているのは、ライン前置増幅器１２０２及び１２０４である。ライン前置増幅器１２０２は西（ウェスト）光ファイバ１２０６を通して光信号を送受信し、ライン前置増幅器１２０４は東（イースト）光ファイバ１２０８を通して光信号を送受信する。ライン前置増幅器に結合されているのは、チャンネルマルチプレクサ／デマルチプレクサモジュール１２１０及び１２１２である。チャンネルマルチプレクサ／デマルチプレクサ１２１０はライン前置増幅器１２０２に結合され、受信した入力信号を１２１４で示すワーキング及び保護信号にデマルチプレクッスする。またチャンネルマルチプレクサ／デマルチプレクサ１２１０は１２１６においてワーキング及び保護信号を受信し、それらを出力信号にマルチプレックスしてライン前置増幅器１２０２から送信する。チャンネルマルチプレクサ／デマルチプレクサ１２１２はライン前置増幅器１２０４に結合され、受信した入力信号を１２１８で示すワーキング及び保護信号にデマルチプレクッスする。またチャンネルマルチプレクサ／デマルチプレクサ１２１２は１２２０においてワーキング及び保護信号を受信し、それらを出力信号にマルチプレックスしてライン前置増幅器１２０４から送信する。
【０１４０】
東及び西ファイバ１２０６、１２０８から受信した光信号の信号経路を切り替えるために、光スイッチマトリックス１２２２がネットワーク要素１２００によって使用される。また光スイッチマトリックス１２２２は、西トランスポンダ１２２４及び東トランスポンダ１２２６から受信した光信号の信号経路をも切り替える。トランスポンダは、ローカル信号１２２８を受信して、光ネットワークからドロップされる光信号のための通路を提供することができる。またトランスポンダは、他のネットワーク要素へ送信するために光ネットワークに付加されるローカル信号１２２８のための通路をも提供する。
【０１４１】
トランスポンダ１２２４、１２２６は、それぞれチャンネルマルチプレクサ／デマルチプレクサ１２３０、１２３２に結合されている。チャンネルマルチプレクサ／デマルチプレクサ１２３０、１２３２は、それぞれ帯域マルチプレクサ／デマルチプレクサ１２３４、１２３６に結合されている。帯域マルチプレクサ／デマルチプレクサ１２３４、１２３６は、光スイッチマトリックス１２２２に結合されている。トランスポンダから光スイッチマトリックスまでの信号経路によって、信号を光ネットワークに付加したり、またはドロップさせたりすることができる。例えば、西トランスポンダ１２２４において受信されたローカル信号は、チャンネルマルチプレクサ／デマルチプレクサ１２３０において他の信号と一緒にマルチプレックスされ、次いで帯域マルチプレクサ／デマルチプレクサ１２３４において信号帯域内にマルチプレックスすることができる。この信号帯域は、西ファイバ１２０６へ送信するために、光スイッチマトリックス１２２２を介して光信号経路へ付加することができる。同様に、西ファイバ１２０６から受信した信号は、西トランスポンダ１２２４への経路を逆に辿ることによって、ネットワークからドロップさせることができる。東トランスポンダは、東ファイバ１２０８上の信号に対して同じような機能を提供する。
【０１４２】
帯域マルチプレクサ／デマルチプレクサ１２３４と１２３６との間に設けられている帯域結合１２３８、及び付加的な信号経路により、信号を西側から東側へクロスオーバーさせることが可能である。実際的に、これはバイパス動作モードを与える。同様の機能を与えているのは、チャンネル結合１２６６及びトランスポンダ結合１２６４である。
【０１４３】
ネットワーク要素１２００はネットワーク管理バス１２４０にも結合されているので、ネットワーク管理エンティティはネットワーク要素１２００のモジュールと通信することが可能である。スイッチング制御モジュール１２４２が、管理バス１２４０に結合されているネットワーク要素内に設けられている。スイッチング制御モジュール１２４２はネットワークスイッチング情報を受信し、スイッチングバス１２４４を介してスイッチング情報をネットワーク要素内の選択されたモジュールに分配する。波長管理モジュール１２４６は管理バス１２４０に結合されていて、光ネットワークを通して送信される信号に関する波長情報を受信する。波長管理モジュール１２４６は、波長管理バス１２４８を介して波長情報をネットワーク要素１２００内の選択されたモジュールに分配する。
【０１４４】
ＣＰＭモジュール１２６０も管理バス１２４０に結合され、ネットワークエンティティからＣＰＭへ構成パラメータをダウンロードできるようにしている。ＣＰＭは、要素１２００内のパワー管理を制御し、各モジュールに関連付けられているＰＰＭ（図示してない）と通信する。
【０１４５】
ライン前置増幅器１２０２は、ＯＳＣチャンネル１２５０と西送信及び受信光信号とをマルチプレックス及びデマルチプレックスするように動作する。ライン前置増幅器１２０４は、ＯＳＣチャンネル１２５２と東送信及び受信光信号とをマルチプレックス及びデマルチプレックスするように機能する。ＯＳＣチャンネルは、ＯＳＣコントローラ１２５４及び１２５６に結合されている。ＯＳＣコントローラは、他のネットワーク要素から受信した情報を、ＯＳＣ制御バス１２５８を介してネットワーク要素１２００の内部成分へ分配する。ＯＳＣコントローラはＣＰＭからの情報をも受信し、他のネットワーク要素へ送信する。以上のように、ＯＳＣチャンネルを介して、ネットワーク要素の内部成分間で、及び光ネットワーク内の他の要素との間で情報パラメータを交換することができる。
【０１４６】
ネットワーク要素１２００の全ての内部成分は、ＰＰＭ（図示してない）を含んでいる。ＰＰＭは管理バス１２４０に結合されていて、管理エンティティから構成パラメータを受信する。構成パラメータは、動作モードに基づいて、選択された入力信号が選択された出力信号を発生するために使用されるように、各内部成分を構成するのに使用される。幾つかの動作モードを構成することができる。構成された各入力毎に、各内部成分毎の入力及び出力パワーパラメータが決定される。どの特定成分のパワーパラメータも、その成分がどのように構成されているかの結果として、その成分を通る信号損失を表している。
【０１４７】
図１３は、本発明に従って構築されたネットワーク要素１３００の実施の形態を示している。ネットワーク要素１３００は、内部成分６００（４）、６００（５）、及び４００（５）を含む。各内部成分は、本発明に従って構築されたＰＭモジュールを含んでいる。ＰＭモジュールは、それがネットワーク要素１０００内に設けられている手法と同様な手法でパワー管理を提供するように動作する。
【０１４８】
ネットワーク要素１３００においては、ＰＭモジュールはスタンドアローンモジュールとして動作し、各内部成分におけるパワー管理者戦略を実現する。例えば、ＰＭ１３０２モジュールは、内部成分６００（４）のためのパワー管理機能を遂行するように動作する。次いで、ＰＭ１３０２は、管理バス１３０４を介してパワーパラメータをネットワーク要素内の他のＰＭへ通信する。ネットワーク要素の上流及び下流端に位置するカード内のＰＭは、パワーパラメータを上流及び下流の隣接ネットワーク要素へそれぞれ通信する。
【０１４９】
図１４は、本発明に従って構築されたネットワーク要素１２００の詳細な構成を示している。幾つかのＶＯＡがネットワーク要素１２００内に、例えば１４０２、１４０４、及び１４０６内に組み込まれている。
【０１５０】
図１５−１８は、それぞれネットワーク要素２０２、２０４、２０６、及び２０８の詳細構成を示している。内部成分及びＶＯＡの構成が異なる４つのネットワーク要素を示してあるが、これらは全て本発明の適当な実施の形態である。当分野に精通していれば、本発明の範囲から逸脱することなくネットワーク要素の他の構成が可能であることが理解されよう。
【０１５１】
ネットワークノードの付加
本発明の一実施の形態では、パワー管理アルゴリズムの変更がノードのアップグレードを支援する。例えば、もしあるノードをネットワークに付加すれば、パワー管理アルゴリズムは、パワーレベルの滑らかな移行を可能にするように調整する。
【０１５２】
パワー管理アルゴリズムの基本戦略は、ネットワーク要素間に波長当たり一定の出力パワーを維持することである。しかしながら、これらのパワー“境界”を変化させる状態が存在する（即ち、帯域を付加／除去して、またはリングに完全なネットワーク要素を付加／除去して、ネットワーク要素のアップグレードを支援する場合）。これらの状態の１つが出現すると、各ネットワーク要素からの波長当たりの出力パワーを変化させる必要があり得る。
【０１５３】
アップグレードシナリオ中のトラフィックの混乱を防ぐために、パワー管理アルゴリズムは、ネットワーク要素間のパワーレベルが変化することは許容するが、各ネットワーク要素内のネットワークパワーレベル及び関連するＶＯＡ減衰値の現在収束しているセットから新しいセットへゆっくりと移行することを遵守させる。この移行の基本は、パワーレベル及び関連ＶＯＡ設定の開始、移行、及び終了が全てネットワーク内のトラフィックを支援することである。例えば、ＶＯＡ設定がアップグレードの前後の安定状態レベル間で調整される間、ネットワークトラフィックは絶えず支援される。
【０１５４】
新しいノードがリングに付加（または、リングから除去）される時に、ネットワーク要素は新しい接続性情報を用いて更新され、新しい波長出力パワーレベルが計算されるにつれてＯＳＣチャンネルを通して指示が隣接ノードへ送られる。リングは、それが安定状態パワーレベル及び関連ＶＯＡ設定の新しいセットに収束するまで繰り返す（新しい目標値をＶＯＡに通知する前にループを確実に収束させるために、２秒のヒステリシスホールドオフが設けられている）。
【０１５５】
収束が進行中、リングはオリジナルのセットのＶＯＡ減衰値で動作し続けるので、新しい値が計算されている間もネットワーク内のトラフィックは支援される。リングガ新しい値に収束すると、ローカルＶＯＡ制御ループは各スイッチ状態毎の新しい目標値を通知される。ＶＯＡ制御ループは、２００ミリ秒離間した４０増分を通して新しい目標減衰値へ移行することによって、ゆっくりとした移行を遵守する。この遅いスキューレートにより、ネットワークが新しいパワープロファイルへ移行する際にトラフィックを混乱させるようなパワーサージはネットワーク内に発生しない。この移行中、ネットワークトラフィックは支援され、この支援はＶＯＡがそれらの最終設定までインクリメントする間維持される。ＶＯＡがそれらの最終設定に到達すると、ネットワークは収束した値の新しいセットに安定し、従ってネットワーク内のトラフィックの流れに影響を与えることなくアップグレードが完了する。
【０１５６】
波長設置
この目的は、中央ＴＣアプリケーションがカード間のパワーレベルを調整することなく、カードを付加し、相互接続できるようにすることである。各カードの内外に指定されているレベルは、そのカードのためのクロス接続及び上流／下流接続モデル内にカプセル封じされている。
【０１５７】
カードをシステム内に設けても、カード間のパワーレベルは影響されない。接続が限定された時に限って（例えば、クロス接続、または上流／下流接続性ポインタ）、カード交換パワー情報がそれらの間の平均パワーレベルをセットする。
【０１５８】
カードの平均出力は、下流カードのための平均入力を指定する。あるカードのための入力レベルが変化すると、それはそのカードを通る公称損失を使用して新しい平均出力を計算する。この変化は、もし接続が存在すれば次のカードへ通信される。これらのパワーは、上流接続がなされるにつれて接続されたカードを通るリップルを更新し、カードを設置して任意の順序で接続することを許容する。
【０１５９】
ローカルパワー管理
以下の説明は、ローカルパワー管理問題に関する情報を与える。
・リング周りの各ノードは、近隣から／への入力及び出力平均波長パワーレベルを知っている。
・ノードは、そのＶＯＡを使用してパワーを内部的に管理し、下流ノードへの波長当たり一定の出力パワーのためにパワーレベルを調整する。
・ノード内のカードに関連付けられたパワー管理モジュール（または、プロキシＰＭ）は、２点間に接続がなされるとパワーレベル情報を交換する。これは、通常ワーキング、機器保護、リング保護、リングスイッチド、及びリング保護パススルー中に予測されるパワーレベルを含む。
・ローカルパワー管理は、回路パックの全ての内部クロス接続のための損失情報を維持している。各接続毎に、このクロス接続損失を使用して、各スイッチング状態毎の出力パワーレベルが計算される。
・一実施の形態では、通常ワーキング、機器保護、リング保護　パススルー、リングスイッチド（ワーキング及び保護の両経路）、または機器保護シナリオのための種々の経路について得られた最小パワーレベル結果として、出力レベルが計算される。この最小結果出力パワーレベルは、ノードから保証された出力波長パワーをセットする。通常は、これはリング保護状態から得られるものであり、通常動作の場合に、ワーキング及び保護ＶＯＡが共に送信パワーをこの出力レベルに調整しつつあることを意味する。
・別の実施の形態では、出力パワーレベルは、総合ネットワークのための最良可能なＳＮＲを発生するように計算される。
・別の実施の形態では、若干の、または全てのネットワークスイッチングイベントのための出力パワーが予備計算され、格納される。各ネットワーク要素は、変化するネットワーク状態に迅速に適合するために、これらの予備計算された値にアクセスすることができる。
【０１６０】
図１９は、パワー管理中に考えられる１０経路を示している。
・ネットワーク要素の同じ側に付加されたワーキングトラフィック。
・ネットワーク要素の反対側に付加されたワーキングトラフィック、リング保護スイッチ中にスイッチバックされる。
・ワーキングトラフィックパススルー（ネットワーク要素の同じ側に付加されたワーキングトラフィックに等化させるべきである）。
・保護トラフィックがワーキングへスイッチバックされる（リング保護スイッチ）。
・ワーキングトラフィックが保護へスイッチバックされる（リング保護スイッチ）。
・保護トラフィックパススルー（リング保護スイッチ）。
・保護アクセストラフィックを同じ側に付加する。
・保護アクセストラフィックパススルー。
・機器保護中に同じ側に付加されたワーキングトラフィック。
・機器保護中のワーキングトラフィックパススルー。
【０１６１】
パススルーノードの場合には、リング保護スイッチケースは、２つの経路（　即ち、入ワーキングトラフィックが保護経路上にスイッチバックされ、また入保護トラフィックがワーキング経路上にスイッチバックされる）の解析を含む。ＢＷＤＭモジュールが異なる方向性損失を有しているので、これらの経路は入信号に異なる損失を与える。
・ノードは一定の平均出力パワーを維持する。ネットワーク要素出力パワーレベルが変化し得る唯一の時点は、ネットワークの構成アップグレード中（例えば、帯域を付加するか、または新しいネットワーク要素を挿入する）である。構成変化が出力レベルを変化させる場合には、ノードは新しい入力値を使用して内部パワーレベルを再計算することを下流近隣へ信号する。これは、リング内の各ネットワーク要素を、パワーレベルの新しいセット（即ち、各スイッチ状態毎の新しい内部ＯＶＡ設定）に再収束させる。
・ノードは、入力パワーレベルの変化を監視する。変化が現れると、全ての内部経路はカード当たりの入力／出力レベルを調整する。経路に沿う調整は、ＷＰＳを新しいノード出力レベルにセットさせ得る。この変化は、下流近隣に信号される。変化は、全てのノード入力／出力レベルが収束するまで、リングを巡って伝播する。
・トラフィックに何等かの衝撃を与えるのを回避するために、再収束の結果として更新される全ての内部ＶＯＡ減衰設定を、元の設定から新しい設定までゆっくりと変化させる。
・リングスイッチは、パワーレベルの変化を実時間でもたらさない。出力レベルは、最悪例リングスイッチシナリオに基づいてプリセットされる。
・各カードは、それが有している各インタフェース毎に以下のパワーレベル情報を維持する。
−　通常、機器、リングスイッチローカル、リングスイッチパススルー中に接続から受信する入力レベル、及び
−　通常、機器、リングスイッチローカル、リングスイッチパススルー中に接続へ送信される出力レベル。
・２つのインタフェース間に接続がなされると、カードは、管理エンティティによってそれらの近隣に通知される。
・受信すると、カードパワーモデルは何等かの制約（例えば、ＢＷＤＭは、もしパススルーチャンネルに整合させることを要求されていれば、ＣＷＤＭ出力が高過ぎることを通知することができる）、及びそのパワーレベルへの変化の知識か、または何等かの制約を厳守するために要求される何等かの変化のパワーモデルを送る命令の何れかを決定する。
・前置増幅器モジュールの出力は、ある接続のための出力レベルを決定するために、以下の４つの可能な拘束を考慮することを要求する。
１．その波長入力レベルのための増幅器の利得
Ｐｏｕｔ＝Ｐｉｎ＋Ｇ
２．ＥＤＦＡモジュールのためのパワー飽和レベル
Ｐｉｎ＜ＥＤＦＡｏｕｔ−Ｇ−１０Ｌｏｇ１０（Ｎｃｈｎｓ＊Ｎｍａｘ）
ここに、
Ｐｉｎは最大増幅器入力、
ＥＤＦＡｏｕｔは最大増幅器出力、
Ｇは増幅器利得、
Ｎｍａｘ＝増幅器を通る帯域の最大数である。
先行ステップにおける関係を使用すると、Ｐｏｕｔは次のように解くこ
とができる。
Ｐｏｕｔ＝ＥＤＦＡｏｕｔ−１０Ｌｏｇ１０（Ｎｃｈｎｓ＊Ｎｍａｘ）
３．増幅器出力レベルと、パススルーノードの反対側に付加される第１の
帯域のそれとを等化。これは、そのノードを通過するワーキングトラ
フィックの通常ケースの場合に、パススルー帯域と付加された帯域と
の間の波長パワーが不等になるのを防ぐ。
例えば、上流ノードは、もし到来レベルがネットワーク要素の他方
の側に付加されるトラフィックに整合させるには高過ぎれば、出力パ
ワーを低減させるように命令される。
Ｐｏｕｔ−増幅器からのパススルー損失＝送信機パワー−付加損失
４．増幅器出力レベルと、ＲＳＭ内のループバックを通してパススルーノ
ードの同じ側に付加される第１の帯域のそれとを等化。これは、その
ノードがリングスイッチモードにあり、保護トラフィックがワーキン
グトラフィックにループバックされる場合に、パススルー帯域と付加
された帯域との間の波長パワーが不等になるのを防ぐ。
Ｐｏｕｔ−増幅器からのパススルー損失＝送信機パワー−付加損失
前置増幅器出力レベルは、これらの可能な出力レベルの最小にセッ
トしなければならない。
Ｐｏｕｔ＝ＭＩＮ（Ｐｉｎ＋Ｇａｉｎ，ＥＤＦＡｏｕｔ−１０Ｌｏｇ１０（Ｎｃｈｎｓ＊Ｎ
ｍａｘ），
反対側の送信機パワー−付加損失＋増幅器からのパススルー損失，
送信機パワー付近−付加損失＋増幅器からのパススルー損失）。
【０１６２】
図２０は、本発明により構築されたネットワーク要素２０００の図である。ネットワーク２０００は、２ファイバネットワーク要素に関して上述した全てのパワー管理技術を遂行することができる。従って、本発明によるシステム、成分、及びパワー管理戦略を含む４ファイバ光ネットワークを構築することができる。
【０１６３】
例示実施の形態
以下に、本発明内に含まれる光パワー管理システムの例示実施の形態を説明する。この光パワー管理システムは、アンスイッチドチャンネル上でビット誤り率（ＢＥＲ）劣化を生ずることなく、またスイッチドチャンネルの場合には回復時間が典型的に５０ｍｓ以下で、光ネットワークが再構成することを可能にする。この実施の形態は、光スイッチングが基本回復メカニズムとして役立つような２ファイバ双方向ラインスイッチドリング（ＢＬＳＲ）のために設けられている。
【０１６４】
この実施の形態は、チャンネルが走る経路には無関係に、全てのチャンネルのためのチャンネル当たりの光パワーを一定のレベルに維持しようとすることによって、最小チャンネル混乱を達成する。もし各チャンネルのＯＳＮＲが受容できる範囲内にあれば、チャンネルのＢＥＲも受容できる範囲内にある。従って、チャンネルの光経路が変化しても、チャンネルの完全性は維持される。受信したパワー及び受信機におけるＯＳＮＲは、ＥＤＦＡのネットワーク制御及びＶＯＡ設定によって受容できる範囲内に保持される。
【０１６５】
実施の形態の詳細
この実施の形態は２段階で実現される。第１段階は、ネットワーク構成が限定される。これは、ノードの数、トラフィックパターン、リンクパラメータ、及び各ノードに要求されるハードウェアを指定することを含む。第１段階は、ＶＯＡ、及びエルビウムをドープしたファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）目標値の種々の設定の決定をも含む。第２段階は、ネットワークの初期化、及びトラフィックのターンオンを含む。ネットワーク内の光パワー制御は、ＶＯＡ及びＥＤＦＡ制御ループの閉／開によって支配される。ネットワークが初期化されると、それは故障及び回復イベントを処理するための準備が整う。
【０１６６】
第１段階において、ネットワークは、要求されるトラフィックパターンに基づいて設計される。例として、以下に、２ファイバＢＬＳＲネットワークを表している図２１に示すような４ノードリング２１００を参照してこの実施の形態を説明する。リング２１００において、一方のファイバは時計回りの（ＣＷ）トラフィックを輸送し、他方は反時計回りの（ＣＣＷ）トラフィックを輸送する。トラフィックは、分離した光サービスチャンネル上でリングを巡って通過するネットワーク情報を用いて、各ノードにおいて付加及びドロップされる。保護及びワーキング能力は、一方のファイバの使用可能な帯域幅の間に分割される。その結果、ＷＤＭシステムにおいては、ファイバ内で使用可能なチャンネルの数はワーキングチャンネルと保護チャンネルとの間に分割される。
【０１６７】
この性質のネットワークにおいては、機器問題及びファイバ破損のような故障は、保護チャンネル能力を使用し、影響されたワーキングチャンネルをリングの周りを反対方向に経路指定することによって保護される。その結果、ファイバ内のチャンネルの数はこれらのイベント中に変化し得る。同様に、所与のトラフィックチャンネルが特定の送信機（Ｔｘ）から特定の受信機（Ｒｘ）までを取る経路も、変化し得る。
【０１６８】
変化するチャンネルカウント及び変化する経路損失のこれらの問題を解決するために、ネットワーク全体にＥＤＦＡ及びＶＯＡの組合わせを使用して、必要な場合には利得及び減衰の計算された量を与える。最終目的は、ネットワークの動作中に取る異なる経路には無関係に、全てのチャンネルが受容可能なＢＥＲを維持するようなネットワークを確立することである。図２１に示すように、入及び出ファイバに前置増幅器及び／または後置増幅器を使用して利得を与えることができる。例えば、ノード１にはその東側に前置増幅器２１０２及び後置増幅器２１０４が示されているが、その西側には後置増幅器２１０６だけが設けられている。増幅器の割振りは、選択されたＴｘとＲｘとの間のスパン損失及び成分挿入損に依存する。ＥＤＦＡの配置を決定するために使用される手順は、主としてスパン損失及びノードにおける受動成分の挿入損に依存する。
【０１６９】
この実施の形態のＥＤＦＡ動作の１つの重要な面は、ロックされた利得及びフラットにされた利得である。この性質の増幅器を使用することにより、全てのチャンネルが入力パワーの変動に対して同じような利得を経験するようになる。このアプローチにより、増幅器の最小利得傾斜が保証される。更に、ＥＤＦＡは、ダイナミックチャンネル付加／ドロップ、及び合計ファイバ故障及び回復によって発生する入力パワーレベル変動を処理することができる。
【０１７０】
ネットワーク内の第２の主要制御メカニズムはＶＯＡである。ＶＯＡは、それを通過する全てのチャンネルのために可変レベルの減衰を与える。あるノードにおけるＶＯＡの配置を図２２に示す。
【０１７１】
ノード内においては、ＶＯＡは、ノードの両側の入トラフィック及び出トラフィックの両方に配置されている。この実施の形態では、入力側のＶＯＡは全てのチャンネルを減衰させる。これは、図２２にＶＯＡ１及び２で示してある。出力側の場合には、２つのＶＯＡが使用され、それにマルチプレクサが続いている。これは、図２２にＶＯＡ対３、５及び４、６で示してある。この対は、チャンネルの２つのサブセットがマルチプレックスされる前に、それらを異なる量だけ減衰させるオプションを与える。この実施の形態では、保護及びワーキングチャンネルがサブセットである。スイッチングファブリックは、東及び西の両側でどの保護及びワーキングチャンネルをノードから経路指定するかを決定する。図２２に７で示してある入ＶＯＡが、ノードにおける前置増幅器の過負荷を防ぐために使用されている。新しいチャンネルをあるパワーレベルにセットするために、付加的なチャンネル内に付加的なＶＯＡが使用される。これは、ファイバから到来するチャンネルと両立するが、そのノードを通してドロップしたり、通過させたりしない。ノードの付加及びドロップ側上で種々の光波長を組合わせたり、分離したりするために、マルチプレクサ及びデマルチプレクサの組合わせが使用されている。
【０１７２】
故障イベントに対して保護するために、ＢＬＳＲネットワーク内のトラフィックは、故障点から切り離される。従って、各ノードは以下の４つのケースを考慮しなければならない。
１）通常
２）東側から遠いリングスイッチ
３）西側から遠いリングスイッチ
４）ネットワーク内の何処かではあるが、このノードではない場所にスイッチが存在するようなタンデムケース。
【０１７３】
これらの各ケースは、あるノードの各ＶＯＡ内のチャンネルの数を変化させ、またＶＯＡ内への各チャンネル毎の光パワーを変化させ得る。全てのチャンネルのトラフィック連続性を確保するために、所与のＶＯＡは、そのノードが関係しているケースに依存して異なる減衰にセットされる。ネットワークの性質に依存して、所与のＶＯＡは、上記４つの各ケース毎に異なる最適設定を有することができる。一方、ＶＯＡが１つより多くのケースに対して同一の設定を有し得るような状況も存在し得る。
【０１７４】
各ケース毎のＶＯＡ目標値を決定するために、全ての異なるスイッチシナリオの下にある各チャンネル毎の経路性能が解析される。各チャンネルの経路性能が決定されると、ファイバ及び成分損失が測定されるか、または推定される。その結果、上記４つのケースの全ての場合について、最適減衰が各ＶＯＡ毎に決定される。多くの場合、あるＶＯＡのための減衰値は多くのケースの場合の減衰値と同一であり、その結果、ＶＯＡは一般的に２つの目標値だけの間をジャンプすることになろう。
【０１７５】
これらの目標値は、チャンネル当たりの減衰値として、または光パワーとして格納することができる。これら２つの変化を処理するために、図２３に示すように、ＶＯＡのための回路２３００が実現されている。この回路では、タップカプラー２３０２がＶＯＡ２３０４に後続しており、またＶＯＡ２３０４の出力における合計光パワーを測定するためにＰＩＮ検出器２３１０が使用されている。ＰＩＮ検出器出力は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）を用いてサンプルされる。その結果は、マイクロコントローラ２３０６によって処理される。マイクロコントローラはＶＯＡを通るチャンネルの数に関する情報を有しており、チャンネル当たりのパワーを決定することができる。この情報は、新しい目標減衰及び光パワー設定の形状で、ノードに関連しているＣＰＵからマイクロコントローラに引き渡される。ＶＯＡの減衰は、マイクロコントローラによって（デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）及び後続する利得手段を介して）セットされる。
【０１７６】
図２３に示す設計の場合、ＶＯＡ入力及びＰＩＮ出力が共に較正される。これにより、ＶＯＡ制御ループの２つの動作モードが可能になる。第１の動作モードは、ＶＯＡが目標減衰値を与える開ループである。この場合、ＰＩＮは使用されない。第２の動作モードは、ＶＯＡが一定の出力パワーを供給することを試みるモードである。この場合には、ＰＩＮがフィードバックメカニズムとして使用され、従って閉制御ループが作られる。ネットワーク要求に依存して、ＶＯＡ回路は、回路の開及び閉ループ能力の一方または両方を使用することができる。
【０１７７】
ＶＯＡが減衰モードにある場合には、制御ループは開であり、ＶＯＡは予備較正された値まで駆動される。ＶＯＡがパワー制御モードにある場合には、制御ループは閉であり、検出器回路がフィードバックを供給する。このモードでは、入力における変化に対してＶＯＡの出力パワーを一定に保持する試みがなされる。
【０１７８】
ネットワーク内において発生するスイッチングイベントに関する情報は、リングを巡って渡されるので、全てのノードは波長についての経路変化を知る。図２１に示すように、この情報は分離したチャンネル、特定的には光サービスチャンネル２１１０上を、リングを巡って送信される。各ノードがその状態を更新すると、新しい目標減衰及びパワーレベルがロードされ、それへ収束する。
【０１７９】
このネットワークでは、ノードにおいて保護イベントが発生するような状況が存在し、チャンネルカウントの変化、及びＶＯＡにおけるチャンネルパワーの変化の効果は、光サービスチャンネルを通ってリングを巡るネットワーク情報の到着に先行し得る。これらのようなイベントにおいては、下流ノードのＶＯＡは、それが光サービスチャンネルを通して変化を通知される前に、光パワーの変動を見ることになろう。この型のケースを処理するために、もし閉ループ動作モードにあれば、そしてもしそれが検出器においてある値を越えるパワー増分を見ていれば、ＶＯＡ制御ループがその現在の減衰へ開くようなアルゴリズムが実現されている。制御ループは、それが新しいネットワーク状態を通知されるまで、またはタイマーが時間切れになり、入力が再度安定するまで、この減衰を保持する。もし新しい目標パワー値が供給されれば、ループは閉じ、新しい出力パワーがそれへ収束する。一般的なアルゴリズムは、以下の通りである。
Ａ）ＶＯＡが開ループモードで動作している時には、ＶＯＡは所定の減衰へ駆
動され、駆動レベルはマイクロコントローラによってのみ更新される。Ｖ
ＯＡ設定は、入力パワーの変化によって影響されない。
Ｂ）ＶＯＡが閉ループモードで動作している時には、アルゴリズムは以下の通
りである。
１）始動は所定の減衰を用いる開ループモードにある。
２）ＶＯＡへの入力が安定するとＶＯＡ制御ループは閉じ、ＶＯＡは目
標出力パワーがそれへ収束するまで調整される。
３）もし入力にＸデシベルより大きいパワー増分が存在すれば、ＶＯＡ
は開ループモードに切り替わり、その現在の減衰を保持する。
４）もし保護または回復イベントが存在すれば、更新された目標減衰が
先ずＶＯＡへ送られる。第２に、新しい目標出力パワーがＶＯＡへ
送られる。Ｙミリ秒の期間の後にＶＯＡ制御ループが閉じ、新しい
光出力パワーに収束する。
【０１８０】
この実施の形態の一部として含まれている付加的な特色は、ノードの入側のＶＯＡがリンク損失変動を斟酌することである。このＶＯＡが閉ループモードで動作している時には、ファイバのスパン損失の変化は、ＶＯＡを用いて斟酌することができる（但し、ＶＯＡが未だ最小減衰にはないことが条件である）。
【０１８１】
ＥＤＦＡ及びＶＯＡのこの戦略の最終結果は、チャンネルの物理的経路が変化した場合に光学的に切り替わるネットワークによってチャンネルの連続性が維持され、故障に対して保護することである。
【０１８２】
この実施の形態は、以下の特色を含んでいる。
１）この実施の形態は、ＶＯＡを通るチャンネルの数に関する情報が知られて
いる場合、及び知られていない場合に、ＶＯＡの出チャンネル当たりの減
衰、及び光パワーを一定に維持するために、開及び閉ＶＯＡ制御ループの
組合わせを使用する。
２）閉ループ及び開ループＶＯＡ動作の間の移行を決定するために、独特なア
ルゴリズムを使用する。このアルゴリズムは、ＶＯＡへの入力におけるパ
ワー増分と、ＶＯＡループを制御するマイクロプロセッサへ送られるネッ
トワーク情報とに基づいている。
３）送信機から受信機までに辿る光経路、即ちチャンネルには無関係に、全て
のチャンネルの受信機において受信される光パワーを一定に維持するため
に、独特なアルゴリズムを使用する。
４）ネットワークは、光経路損失に対して予備較正されている。詳述すれば、
全てのチャンネルの光経路損失が測定されるか、または推定され、これら
の値はノードが取り得る種々のスイッチ状態のために、開及び閉ループ状
態の下でＶＯＡをセットするために使用される。
【０１８３】
本発明は、光ネットワーク内のパワーレベルを管理するための方法及び装置を提供する。当分野に精通していれば、本発明の範囲から逸脱することなく、上記方法及び実施の形態に変更を行い得ることは明白であろう。従って、本明細書の記述は単なる例示に過ぎず、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を制限する意図はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
如何に、通常のネットワークスイッチングによる経路変動が、パワーレベル変動を引き起こすことになるかを示す。
【図２】
本発明に従って構築された光学ネットワークの一部を示す。
【図３】
光学ネットワーク１００内のネットワーク要素の詳細を示す。
【図４】
ネットワーク要素内で使用するために本発明に従って構築された第１の型式の内部構成要素の機能線図である。
【図５】
図４に示す第１の型式の内部構成要素と共に使用するためのパラメータテーブルである。
【図６】
ネットワーク要素内で使用するために本発明に従って構築された第２の型式の内部構成要素の機能線図である。
【図７】
図６に示す第２の型式の内部構成要素と共に使用するためのパラメータテーブルである。
【図８】
本発明に従って構築された第１のネットワーク要素の線図である。
【図９】
本発明による、図８に示す第１のネットワーク要素を操作する方法を示す。
【図１０】
本発明に従って構築された第２のネットワーク要素の線図である。
【図１１】
本発明による、図１０に示す第２のネットワーク要素を操作する方法を示す。
【図１２】
本発明に従って構築された第３のネットワーク要素の線図である。
【図１３】
本発明に従って構築されたネットワーク要素の線図である。
【図１４】
図１２のネットワーク要素の詳細な実施例を示す。
【図１５】
図３のネットワーク要素の詳細な実施例を示す。
【図１６】
図３のネットワーク要素の詳細な実施例を示す。
【図１７】
図３のネットワーク要素の詳細な実施例を示す。
【図１８】
図３のネットワーク要素の詳細な実施例を示す。
【図１９】
ネットワーク要素を通る経路を経路指定する線図である。
【図２０】
４光ファイバーネットワークで使用するための、本発明に従って構築されたネットワーク要素の線図である。
【図２１】
本発明に従って構築された、４ノード２ファイバーＢＬＳＲネットワークを示す。
【図２２】
図２１のネットワーク内に含まれるノードの線図である。
【図２３】
本発明に従って構築されたＶＯＡ制御ループの線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１６】
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【図１７】
2004514303.tif 000019
【図１８】
2004514303.tif 000020
【図１９】
2004514303.tif 000021
【図２０】
2004514303.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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