(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の環状ネットワークの可変数の光ファイバ対に接続するように構成されている１組の入出力ポートと、
スイッチングマトリックスとを具備し、
前記１組の入出力ポートは、第１の環状ネットワークの１対の光ファイバに接続するように構成されている第１の入出力ポートと、そして第２の環状ネットワークの１対の光ファイバに接続するように構成されている第２の入出力ポートとを有し、
前記スイッチングマトリックスは、第１の入力ポートを第１の出力ポートに、第２の入力ポートを第２の出力ポートに、第１の入力ポートを第２の出力ポートに、そして第２の入力ポートを第１の出力ポートに接続するように構成されているネットワーク素子。
【請求項２】
複数の環状ネットワークの間の接続のための入出力ポートの構成がトラフィック需要に依存している請求項１記載のネットワーク素子。
【請求項３】
ネットワーク素子が第１の環状ネットワークの光ファイバの別の対に接続するように構成されている第３の入出力ポート、および／または第２の環状ネットワークの光ファイバの別の対に接続するように構成されている第４の入出力ポートを含んでいる請求項１または２記載のネットワーク素子。
【請求項４】
ネットワーク素子がさらに第１と第２の環状ネットワークに対して独立した保護システムを管理するように構成されている請求項１乃至３のいずれか１項記載のネットワーク素子。
【請求項５】
第１の環状ネットワークの光ファイバの対の数が第２の環状ネットワークの光ファイバの対の数とは異なっている請求項３または４記載のネットワーク素子。
【請求項６】
第１の環状ネットワークの保護システムが第２の環状ネットワークの保護システムとは異なっている請求項４または５記載のネットワーク素子。
【請求項７】
第１の環状ネットワークと、第２の環状ネットワークとを含む複数の環状ネットワークと、
第１と第２の環状ネットワークに接続されたネットワーク素子とを備え、
前記ネットワーク素子は前記複数の環状ネットワークの可変数の光ファイバ対に接続するように構成されている１組の入出力ポートを含み、それらの入出力ポートの組は、
第１の環状ネットワークの１対の光ファイバに接続するように構成されている第１の入出力ポートと、
第２の環状ネットワークの１対の光ファイバに接続するように構成されている第２の入出力ポートと、
第１の入力ポートを第１の出力ポートに、第２の入力ポートを第２の出力ポートに、第１の入力ポートを第２の出力ポートに、そして第２の入力ポートを第１の出力ポートに接続するように構成されているスイッチングマトリックスとを含んでいる通信ネットワーク。
【請求項８】
前記複数の環状ネットワークの間の接続のための入出力ポートの構成はトラフィック需要に依存している請求項７記載の通信ネットワーク。
【請求項９】
前記ネットワーク素子が第１の環状ネットワークの光ファイバの別の対に接続するように構成されている第３の入出力ポート、および／または第２の環状ネットワークの光ファイバの別の対に接続するように構成されている第４の入出力ポートを含んでいる請求項７または８記載の通信ネットワーク。
【請求項１０】
第１の環状ネットワークの光ファイバの対の数が第２の環状ネットワークの光ファイバの対の数とは異なっている請求項９記載の通信ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は同期階層通信ネットワークの分野、特にネットワークで共用された保護システムが設けられている改良された光ファイバＳＤＨ通信ネットワークに関し、これはネットワーク素子が間に置かれている光ファイバスパンを具備し、それぞれのネットワーク素子は前記光ファイバスパンを通って隣接素子に接続され、素子間の双方向通信を可能にする。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy ）通信ネットワークの構造およびその送信プロトコルは知られており、国際規格活動を受ける。
【０００３】
国際電気通信連合（ＩＴＵ−Ｔ）は前記ＳＤＨネットワーク構造に関して１組の勧告（シリーズG.7nn 、G.8nn 、特にG.707 、G.782 、G.783 、G.803 、G.841 ）を発行し、限定ではないが１例として“General Aspects of Digital Transmission Systems-Network node Interface for the Synchronous Digital Hierarchy（SDH ）”と題する1995年11月のＩＴＵ勧告G.707 において、当業者が構成に必要な全ての情報を得ることができるレベルまで十分に説明している。
【０００４】
光ファイバのＳＤＨ送信ネットワークの分野では、ネットワーク自体で共用されるタイプのラインの中断に対して保護するシステムは、例えば1995年４月の“General Aspects of Digital Transmission Systems-Types and characteristics of SDH Network Protection Architectures ”と題するＩＴＵ−Ｔ勧告G.841 に記載されている頭文字の略称MS-SPRING(Multiplex Section-Shared Protected RING ）で通常知られている。前記勧告G.841 には２光ファイバスパン(2F-MS-SPRING)または４光ファイバスパン(4F-MS-SPRING)を有するMS-SPRING ネットワークについて記載されている。
【０００５】
図１（ａ）および１（ｂ）で示されているように、勧告G.841 で説明されているように既知の２光ファイバおよび４光ファイバアーキテクチャはそれぞれ２光ファイバ（２Ｆ）スパンまたは４光ファイバ（４Ｆ）スパンからなり、基本的に既知の多重化／スイッチングマトリックスから形成されているノード点２Ｆ- ＳＤＨＮＥまたは４Ｆ- ＳＤＨＮＥが間に挟まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
均一のトラヒックの小さい成分によって一般的にハブされたまたは二重にハブされた前記送信ネットワークのトラヒックのタイプによって、２Ｆ- ＭＳ- ＳＰＲＩＮＧおよび４Ｆ- ＭＳ- ＳＰＲＩＮＧのような固定したリング構造はネットワーク通信の要求に適合するように十分フレキシブルではない。
【０００７】
首都圏および国のネットワークのトラヒック分布解析から、前記ネットワークは（大都市または大きな郊外地域およびビジネス中心部では）主として高トラヒック容量を有する幾つかのノードから作られており、他方で、小さいトラヒックアクセス容量を有する大部分のノードは町または小さい郊外地域に位置していることが観察された。
【０００８】
実際のネットワークにおけるトラヒックモデルは限定されたトラヒックアクセス能力を有する多数のノードを必要とするが、反対に、非常に少数のノードは非常に高いトラヒックアクセス能力を必要とすることが観察されており、これによって平均のトラヒック流は小さいノードから大きいノードへ流れることになる。
【０００９】
既知の構造２Ｆ- ＭＳ- ＳＰＲＩＮＧまたは４Ｆ- ＭＳ- ＳＰＲＩＮＧを使用することによりこのようなネットワークを実現したいならば、各ノードにおけるトラヒックアクセスとは別に、ノードの相互接続に必要とされる高速度相互接続ポートの量は同じであり、非常に高いことが分かる。これは設置および装置の価格面で大きな出費である。
【００１０】
さらに、光ファイバスパンまたは光インターフェイス中で中断が多い場合、既知のネットワーク構造は適切なリセット能力を確保しないので、これらは十分な保護レベルを提供しない。
【００１１】
したがって、本発明の目的は前述の欠点を全て克服し、ネットワークで共用の保護システムが設けられた光ファイバＳＤＨトラヒックネットワークの新しいトポロジを提示することであり、それにおいては非常に高いトラヒックアクセス能力のノードと小さいトラヒックアクセス能力のノードとが共存している。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
大きなノードは多数の光ポートと相互接続光ファイバを必要とし、一方、小さいノードは少量の光ポートと光ファイバ相互接続を必要とする。
【００１３】
容量Ｎ×２ＦＭＳ  ＳＰＲＩＮＧ  を有するネットワーク素子およびノードが同一のネットワークで共存し、Ｎは変数である。典型的にＮは１または２であるが、より大きな値も同様に存在する。それ故、同じネットワークで、小さいノード用の２光ファイバ接続を有するネットワーク素子と、中間サイズのノード用の２×２光ファイバ接続を有するネットワーク素子と、大きいノード用のＮ×２光ファイバ接続を有するネットワーク素子が共存する。
【００１４】
Ｎ×２Ｆノード（Ｎ≧２）は高速度光ポート間のトラヒックおよび高速度ポートと低速度ポート間のトラヒックの全ての接続をサポートすることを要求される。
【００１５】
これらの目的を実現するため、本発明はその主題に対してネットワークで共用される保護システムが設けられた光ファイバＳＤＨトラヒックネットワークの改良を行い、これは間にネットワーク素子が挟まれている光ファイバスパンを具備し、各ネットワーク素子は前記光ファイバスパンを通って隣接素子と接続され、素子間の双方向通信を可能にし、前記光ファイバスパンは可変数Ｎ（Ｎ＝１，２，３，…）の対を有する光ファイバ対のスパンであり、ここで各対は他の対から独立しており、前記ネットワーク素子は前記光ファイバ対のスパン間で可変相互接続能力を有するネットワーク素子であり、それによって少なくとも前記素子の幾つかに接続可能なものは異なった数Ｎの幾つかの光ファイバ対のスパンである。
【００１６】
本発明のさらに別の実施形態が従属クレームで説明されている。
【００１７】
本発明のネットワークは既知の解決策のタイプ４Ｆ- ＭＳ- ＳＰＲＩＮＧと比較して価格の大きな減少という基本的な利点を有する。これはノードの相互接続に必要な高速度ＳＤＨ光インターフェイスの実質的な減少によるものである。これは設置装置および予備部品の支出において大きな節約になる。
【００１８】
本発明のネットワークに関する別の重要な利点は、Ｎ×２ＦノードがＮ個の独立した保護システムとして作用するので、ネットワークの異なったスパンで多数の中断が生じた場合、Ｎ個の同時の中断に対する保護を確実に行うことができ、それは独立して処理され、したがって故障の場合に高いトラヒック能力を確実にするように保護を行うことである。
【００１９】
別の利点は、Ｎ×２Ｆ- ＭＳ- ＳＰＲＩＮＧネットワークの成長ステップが２つの光ファイバのサブネットワークに関するものであり、既知の４Ｆ- ＭＳ- ＳＰＲＩＮＧネットワークのような４光ファイバのサブネットワークに関するものではないので、トラヒック需要に対する予測された変化の機能についてネットワークのフレキシブル性が増加することである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明のさらに別の目的および利点を以下の１実施形態の詳細な説明と、本発明を限定しない意味で添付された図面からより良好に理解されよう。
図１（ａ）と１（ｂ）はそれぞれ一般的な２光ファイバネットワーク構造と４光ファイバネットワーク構造とを示している。これらは以下それぞれ２Ｆ- ＳＰＲＩＮＧ  と４Ｆ- ＳＰＲＩＮＧネットワーク素子と呼ぶノード点を間に挟んだ２光ファイバスパン２Ｆ（図１（ａ））と４光ファイバスパン４Ｆ（図１（ｂ））を具備し、この構造は標準化され、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告G.707 およびG.841 に記載されている。
【００２１】
前記ネットワーク構造は閉じたリングを形成し、ここで各ネットワーク素子は光ファイバスパンを通って２つの隣接素子へ接続され、素子間で双方向通信（二重通信）を可能にする。リングは帯域幅および形成部品の両者でこのような冗長レベルを与えるので、故障の場合、劣化した構造にあるトラヒックレベルをサポートするように再構成されることができる。
【００２２】
図２（ａ）と２（ｂ）はそれぞれ図１（ａ）と１（ｂ）のネットワーク素子２Ｆ- ＳＤＨＮＥと４Ｆ- ＳＤＨＮＥのブロック図を示している。これらは基本的に図面では示されていないＳＤＨネットワーク素子の種々の入力／出力ポート間に完全な相互接続能力を実現する既知の多重化／スイッチングマトリックスで基本的に形成されている。ネットワーク素子内の両方向の矢印はそれによって実現される相互接続のタイプ、即ち同一の２Ｆまたは４Ｆ光ファイバスパンに属するデータ流のための高速度ポート間の接続と、低いビット速度のデータトラヒックのための前記高速度ポートとローカルポートＴＲＩＢ１およびＴＲＩＢ２間の接続を示している。
【００２３】
データ流は例えば２．５Ｇビット／秒または１０Ｇビット／秒の高いビット速度で２Ｆ、４Ｆの光ファイバスパンを通って伝送され、ローカルポートＴＲＩＢ１およびＴＲＩＢ２ではローカル流は例えば２Ｍビット／秒から２．５Ｇビット／秒までの可変ビット速度で伝送されることができる。データ流構造は種々のＩＴＵ−Ｔ勧告で知られ定められている。
【００２４】
ＭＳ- ＳＰＲＩＮＧ  ネットワーク構造は共に２Ｆ、４Ｆの場合、毎スパンを単位１とし、保護されなければならない動作チャンネルと動作トラヒックの保護チャンネルの両者を伝送する。保護チャンネルはネットワークの故障の場合に動作チャンネルを置換するために主として使用され、そうでなければ、これらは正常状態で余分の容量として動作トラヒックを伝送するためにも使用される。余分の容量は故障の場合ゼロにされ、これは動作チャンネルを置換するために保護チャンネルの使用を必要とする。
【００２５】
２つの端子点間の最小距離の通路にしたがって、２Ｆの場合、スパンの一方の光ファイバが一方方向に、他方の光ファイバが反対方向に動作チャンネルと保護チャンネルを伝送し、また４Ｆの場合、スパンの２つの光ファイバの片方が一方方向に他方が反対方向に動作チャンネルを伝送し、他の２つの光ファイバは片方が一方方向に他方が反対方向に保護チャンネルを伝送する。
【００２６】
スパンの光ファイバの破断につながる故障の場合、２Ｆ、４Ｆの両構造では、２つの方向の一方の動作トラヒックのみが同一スパンの反対方向で他の光ファイバの保護チャンネルで再度経路を設定されることができ、これは残りのリングの最長の通路をたどるが接続が失われることを避けることができる。スパン中の全ての光ファイバが破損した場合、動作トラヒックは再度反対方向で隣接スパンの保護チャンネルによって導かれる。
【００２７】
前記構造およびそこを通過する信号は当業者に知られているので、これらをさらに説明する必要はないものと考える。
【００２８】
本発明によれば、図１（ａ）、図１（ｂ）の構造は図３に示されているように変更され、ここでネットワーク構造はＮ×２Ｆ  ＭＳ- ＳＰＲＩＮＧの容量でネットワーク素子とノードの共存を可能にし、Ｎは変数である。
【００２９】
図３では、２Ｆは図１（ａ）で示されているような光ファイバ対のスパンを示し、２Ｆ  ＳＤＨＮＥは図１（ａ）で示されているタイプのネットワーク素子である。
Ｎ×２Ｆ- ＳＤＨＮＥは本発明にしたがって前記共存を可能にするために変形されたネットワーク素子を示している。Ｎ×２ＦはＮ対の光ファイバを有するスパンを示しており、ここでＮ＝２，３，…である。
一般的なケースでは、各スパンはＮ対の独立の光ファイバ対からなるものと考慮され、それ故、Ｎの異なったスパンは既知の構造と対照的である。
【００３０】
特別なケースとして、Ｎ＝１では既知の２Ｆと同じになる。
【００３１】
図４はＮ×２Ｆ- ＳＤＨＮＥネットワーク素子、即ちＮ＝２のとき２×２Ｆ- ＳＤＨＮＥを得るために図２（ａ）および２（ｂ）の構造が本発明にしたがって変更されることができる態様の第１の例を示しているがこれに限定されるものではない。
【００３２】
２×２Ｆ- ＳＤＨＮＥネットワーク素子は既知の多重化／スイッチングマトリックスタイプＡＤＭ（Add-Drop Multiplex）から基本的に構成され、それはネットワーク素子の種々のアクセスポート間で中断のない相互接続能力を実現するが既に知られているため図面を明瞭にするため示されていない。
【００３３】
２×２Ｆ- ＳＤＨＮＥ内の双方向矢印はこのように実現された以下のタイプの中断のない相互接続を示している。即ち、
同じスパンの同じ対（２Ｆ11…２Ｆ22）または異なった対（２Ｆ11と２Ｆ21、２Ｆ12と２Ｆ22）の光ファイバに属する高いビット速度のデータ流のポート間の相互接続と、
異なったスパンの異なった光ファイバ対、即ち２Ｆ11と２Ｆ12または２Ｆ22、２22と２Ｆ11または２Ｆ21等に属する高いビット速度のデータ流のポート間の相互接続と、
低いビット速度データトラヒック用の前記高速度ポート２ＦｎｎとローカルポートＴＲＩＢ３との接続を示している。
【００３４】
前述の機能の説明から、当業者は前述の既知の構造を参照して説明した事項を考慮に入れることによってネットワーク素子を実現することができる。ネットワーク素子の大きさは、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告G.707 に規定されている情報フレーム構造にしたがって導かれるデータ流サイズに依存する。
【００３５】
それ故、このように実現された相互接続の機能性は、双方向で中断のない方法により２ＦラインスパンのポートとローカルフローポートＴＲＩＢ３とを接続し、ラインスパンのポートを全ての可能な組合わせに従って相互に接続するものである。
【００３６】
スパン、例えば２Ｆ11の故障の場合、ネットワーク素子はスパン２Ｆ21または２Ｆ22上のデータ流を切換えることができ、前述の既知のシステムで実現できなかった異なったスパンからのデータ流のルートの再設定を実現する。
【００３７】
それ故、本発明の新しい構造によって、好ましくは光ファイバ対２Ｆの２つの既知の独立のスパンから形成される４光ファイバ高速度スパンを構成することができ、これは異なった光ファイバスパンに属する高いビット速度のデータ流に対するポート間の相互接続を可能にする。これは既知のシステムでは可能ではなかった。しかし、これは常に既知の４Ｆスパンとしてスパンを構成することができる。
【００３８】
図５はＮ＞２のとき、Ｎ×２Ｆ- ＳＤＨＮＥネットワーク素子を得るために図２（ａ）と２（ｂ）の構造が本発明にしたがって変更されることができる態様の第２の例を示しているが、この例に限定されない。特に、これに限定されないがＮ＝４の場合をここで考慮する。
【００３９】
Ｎ×２Ｆ- ＳＤＨＮＥネットワーク素子はそれ自体は知られているデジタル相互接続［Digital Cross Connect （Ｄ×Ｃ）］と呼ばれるシステムから基本的に形成され、ネットワーク素子の種々のアクセスポート間で中断のない相互接続能力を実現するが、これらはよく知られているため図面には示されていない。
【００４０】
Ｎ×２Ｆ- ＳＤＨＮＥ内の両方向の矢印はこのように実現された以下のタイプの中断のない相互接続を示している。即ち、
同じ対（２Ｆ31，２Ｆ32，…，２Ｆ61，２Ｆ62）または同じスパンの異なった対（例えばスパンＴＲ１の２Ｆ31と２Ｆ41、またはスパンＴＲ２の２Ｆ52と２Ｆ62）の光ファイバに属する高いビット速度のデータ流のポート間の相互接続と、
いずれかのものから他のもの（例えば２Ｆ61と２Ｆ41、または２Ｆ52と２Ｆ31）へ異なったスパンの異なった光ファイバ対に属する高いビット速度のデータ流のポート間の相互接続と、
低いビット速度のローカルデータ流用のローカルポートＴＲＩＢ４による前記高速度ポート２Ｆ31，…，２Ｆnn間の接続を示している。
【００４１】
前述の機能の説明から、当業者はDigital Cross Connect （Ｄ×Ｃ）システムを認識することができ、また前述の既知の構造と関連して説明した事項を考慮に入れる。ネットワーク素子の大きさは例えばＩＴＵ−Ｔ勧告G.707 に規定されている情報フレームの構造にしたがってルートされるデータ流の大きさに依存する。
【００４２】
それ故、このように実現された相互接続の機能は、中断のない双方向で高速度ラインスパン２ＦnnのポートをローカルデータポートＴＲＩＢ４と接続し、ラインスパンのポートを全ての可能な組合わせに従って相互に接続する。
【００４３】
スパン、例えば対  ２Ｆ51の故障の場合、Ｎ×２Ｆ- ＳＤＨＮＥネットワーク素子は対  ２Ｆ32等の別のスパンの所定のデータ流を切換えることができ、それによって前述の既知のシステムで実現できなかった異なったスパンからのデータ流のルートを再設定することを可能にする。
【００４４】
それ故、本発明の新しい構造によって、好ましくは光ファイバ対２ＦのＮ対の独立のスパンから形成されるＮ個数の光ファイバ対が設けられている高速度スパンを構成することができ、これは異なった光ファイバスパンに属する高いビット速度のデータ流のポート間の相互接続を可能にする。これは従来のシステムでは可能ではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】既知の２光ファイバネットワーク構造および４光ファイバネットワーク構造の概略図。
【図２】図１の２Ｆ- ＳＤＨＮＥおよび４Ｆ- ＳＤＨＮＥネットワーク素子のブロック図。
【図３】本発明による新しいネットワーク構造の概略図。
【図４】図３のＮ×２Ｆ- ＳＤＨＮＥネットワーク素子の第１の実施形態の概略図。
【図５】図３のＮ×２Ｆ- ＳＤＨＮＥネットワーク素子の第２の実施形態の概略図。
【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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