(57)【要約】【課題】光ネットワークにおける波長シフタの最適化された配置を可能にする方法及びシステムを提供する。【解決手段】波長シフタは、単一の波長のためのＯ−Ｅ−Ｏ再生器と、１つ以上の波長のための全ての光学波長シフタとを含んでよい。補助グラフは、プロビジョニングされている光学経路における様々なリンクを表すために使用される。コスト値をリンクの夫々に適用することによって、ネットワークリソース利用のための種々のタイプの最適化が実現され得る。【選択図】図５
2017076972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ネットワークにおける波長シフタの配置の方法であって、
光ネットワークにおけるソースノードからあて先ノードまでの光学経路について、前記ソースノードと前記あて先ノードとの間にある、前記ソースノード、前記あて先ノード及び色変更ノードを含む物理ノードを決定し、
複数の波長チャネルを送信することができるようにされた光ファイバセグメントを有する、前記光学経路の前記物理ノード間にあるパススルーセグメントを決定し、
前記ソースノードと前記あて先ノードとの間でプロビジョニングされている波長チャネルに基づく前記光学経路の補助グラフを生成し、該生成することは、
前記物理ノード及び前記パススルーセグメントでプロビジョニングされている波長チャネルに基づき、前記物理ノードの夫々について、仮想入力ノード及び仮想出力ノードを含む仮想ノードを生成し、前記ソースノード及び前記あて先ノードが仮想終端ノードを含み、
前記ソースノードで、前記仮想終端ノードと前記仮想出力ノードとの間のソースリンクを生成し、
前記あて先ノードで、前記仮想終端ノードと前記仮想入力ノードとの間のあて先リンクを生成し、
前記パススルーセグメントに対応するパススルーリンクを生成し、該パススルーリンクの夫々が、前記パススルーセグメントで夫々プロビジョニングされている波長チャネルを示し、
前記色変更ノードの夫々で、非色変更リンク、光−電気−光（Ｏ−Ｅ−Ｏ）再生リンク及び光学波長シフタリンクを有する、前記仮想入力ノードと前記仮想出力ノードとの間にある色変更リンクを生成し、該色変更リンクが、前記色変更ノードの夫々に存在する色変更機能を示し、
コスト値を、前記ソースリンクの夫々、前記あて先リンクの夫々、前記パススルーリンクの夫々、前記非色変更リンクの夫々、及び前記色変更リンクの夫々と夫々関連付け、前記パススルーリンクについてのコスト値が、前記パススルーリンクの夫々についての波長チャネルと夫々関連付けられ、
新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生リンク及び新しい光学波長シフタリンクを含め、前記補助グラフに加えられる場合に新しい色変更リンクについて、夫々新しいコスト値を関連付ける
ことを更に有し、
前記コスト値及び前記新しいコスト値に基づき、前記ソースノードと前記あて先ノードとの間の最低コスト光学経路を決定する
ことを有する方法。
【請求項２】
前記ソースリンク、前記あて先リンク及び前記非色変更リンクは、ゼロの前記コスト値と関連付けられる、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光学波長シフタリンクは、ゼロの前記コスト値と関連付けられる、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、最も高い波長チャネルに前記光学経路におけるホップの数を乗じたものを有する前記パススルーリンクについてのコスト値よりも大きいように選択される、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、最も低い波長チャネルを有するパススルーリンクについてのコスト値よりも小さく、且つ、連続した波長チャネル間のコスト差よりも小さいように選択される、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、パススルーリンクについてのコスト値に等しいように選択される、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記色変更ノードは、マトリクススイッチ構成における波長選択スイッチを使用する再構成可能な光アドドロップマルチプレクサノードを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記色変更ノードは、マルチキャストスイッチを使用する再構成可能な光アドドロップマルチプレクサノードを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
光ネットワークにおける波長シフタの配置のための制御システムであって、
光ネットワークにおけるソースノードからあて先ノードまでの光学経路について、前記ソースノードと前記あて先ノードとの間にある、前記ソースノード、前記あて先ノード及び色変更ノードを含む物理ノードを決定し、
複数の波長チャネルを送信することができるようにされた光ファイバセグメントを有する、前記光学経路の前記物理ノード間にあるパススルーセグメントを決定し、
前記ソースノードと前記あて先ノードとの間でプロビジョニングされている波長チャネルに基づく前記光学経路の補助グラフを生成し、該生成することは、
前記物理ノード及び前記パススルーセグメントでプロビジョニングされている波長チャネルに基づき、前記物理ノードの夫々について、仮想入力ノード及び仮想出力ノードを含む仮想ノードを生成し、前記ソースノード及び前記あて先ノードが仮想終端ノードを含み、
前記ソースノードで、前記仮想終端ノードと前記仮想出力ノードとの間のソースリンクを生成し、
前記あて先ノードで、前記仮想終端ノードと前記仮想入力ノードとの間のあて先リンクを生成し、
前記パススルーセグメントに対応するパススルーリンクを生成し、該パススルーリンクの夫々が、前記パススルーセグメントで夫々プロビジョニングされている波長チャネルを示し、
前記色変更ノードの夫々で、非色変更リンク、光−電気−光（Ｏ−Ｅ−Ｏ）再生リンク及び光学波長シフタリンクを有する、前記仮想入力ノードと前記仮想出力ノードとの間にある色変更リンクを生成し、該色変更リンクが、前記色変更ノードの夫々に存在する色変更機能を示し、
コスト値を、前記ソースリンクの夫々、前記あて先リンクの夫々、前記パススルーリンクの夫々、前記非色変更リンクの夫々、及び前記色変更リンクの夫々と夫々関連付け、前記パススルーリンクについてのコスト値が、前記パススルーリンクの夫々についての波長チャネルと夫々関連付けられ、
新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生リンク及び新しい光学波長シフタリンクを含め、前記補助グラフに加えられる場合に新しい色変更リンクについて、夫々新しいコスト値を関連付ける
ことを更に有し、
前記コスト値及び前記新しいコスト値に基づき、前記ソースノードと前記あて先ノードとの間の最低コスト光学経路を決定する
ようプロセッサによって実行可能な命令を記憶しているメモリ媒体へのアクセスを有する前記プロセッサを有する、制御システム。
【請求項１０】
前記ソースリンク、前記あて先リンク及び前記非色変更リンクは、ゼロの前記コスト値と関連付けられる、
請求項９に記載の制御システム。
【請求項１１】
前記光学波長シフタリンクは、ゼロの前記コスト値と関連付けられる、
請求項９に記載の制御システム。
【請求項１２】
前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、最も高い波長チャネルに前記光学経路におけるホップの数を乗じたものを有する前記パススルーリンクについてのコスト値よりも大きいように選択される、
請求項９に記載の制御システム。
【請求項１３】
前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、最も低い波長チャネルを有するパススルーリンクについてのコスト値よりも小さく、且つ、連続した波長チャネル間のコスト差よりも小さいように選択される、
請求項９に記載の制御システム。
【請求項１４】
前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、パススルーリンクについてのコスト値に等しいように選択される、
請求項９に記載の制御システム。
【請求項１５】
前記色変更ノードは、マトリクススイッチ構成における波長選択スイッチを使用する再構成可能な光アドドロップマルチプレクサノードを含む、
請求項９に記載の制御システム。
【請求項１６】
前記色変更ノードは、マルチキャストスイッチを使用する再構成可能な光アドドロップマルチプレクサノードを含む、
請求項９に記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、光通信ネットワークに関係があり、特に、光ネットワークにおける波長シフタの配置に関係がある。
【背景技術】
【０００２】
電気通信システム、ケーブルテレビジョンシステム、及びデータ通信ネットワークは、遠隔地点間で大量の情報を高速に運ぶために光ネットワークを使用する。光ネットワークでは、情報は、光ファイバを通じて光信号の形で運ばれる。光ネットワークはまた、増幅器、分散補償器、マルチプレクサ／デマルチプレクサフィルタ、波長選択スイッチ、カプラなどの、ネットワーク内で様々な動作を実施するよう構成された様々なネットワーク要素を含んでよい。
【０００３】
様々なネットワーク要素を通る光信号経路の計算の関数は、光ネットワークの設計、モデリング、管理、及び制御のためのコア関数である。光学経路計算は、光ネットワークのオペレータがネットワークポリシーをカスタマイズし、制御し、且つ、更新することを可能にしてよい。光学経路計算の一特徴は、ソースノードからあて先ノードまでのエンド間到達可能光学経路の決定を伴う。ソースノード及びあて先ノードが‘直接に到達可能’であると決定されるとき、１つ以上の経路が、全光経路である、ソースノードとあて先ノードとの間の光ネットワークにおいて、存在する。
【０００４】
ソースノードからあて先ノードへの直接の到達可能性がないとき、光信号は、所与の信号経路に沿って光−電気−光（Ｏ−Ｅ−Ｏ；optical-electrical-optical）再生器を用いて電気的に再生される。これは、より大幅にネットワークリソースを必要とする可能性があり、費用効率も低くなり得る。再生器が使用されるとき、エンド間到達可能経路は、ソースノードとあて先ノードとの間で一定数の再生器を含むことがある。よって、光学経路計算における１つの困難な目標は、例えば、所望レベルの信号レイテンシー又はコストのような、他の経路制約を満足することに加えて、最低限又は指定された数の再生器を含むエンド間到達可能経路を見つけることであってよい。
【０００５】
加えて、Ｏ−Ｅ−Ｏ再生器は、光ネットワークにおいて波長を色変更（rocoloring）するために使用されてよく、このとき、ある波長チャネル（又は波長スロット）は異なる波長にシフトされる。近年、全ての光学波長シフタは、Ｏ−Ｅ−Ｏ再生器を使用することと比較して、光学経路計算のための経路制約を変更するものとして提案されている。
【発明の概要】
【０００６】
一態様において、開示されている方法は、光ネットワークにおける波長シフタの配置のためである。方法は、光ネットワークにおけるソースノードからあて先ノードまでの光学経路について、前記ソースノードと前記あて先ノードとの間にある、前記ソースノード、前記あて先ノード及び色変更ノードを含む物理ノードを決定することを含んでよい。方法は、複数の波長チャネルを送信することができるようにされた光ファイバセグメントを有する、前記光学経路の前記物理ノード間にあるパススルーセグメントを決定することを更に含んでよい。方法は、前記ソースノードと前記あて先ノードとの間でプロビジョニングされている波長チャネルに基づく前記光学経路の補助グラフを生成することを更に含んでよい。方法において、前記補助グラフを生成することは、前記物理ノード及び前記パススルーセグメントでプロビジョニングされている波長チャネルに基づき、前記物理ノードの夫々について、仮想入力ノード及び仮想出力ノードを含む仮想ノードを生成することを更に含んでよい。方法において、前記ソースノード及び前記あて先ノードは、仮想終端ノードを含んでよい。方法において、前記補助グラフを生成することは、前記ソースノードで、前記仮想終端ノードと前記仮想出力ノードとの間のソースリンクを生成し、前記あて先ノードで、前記仮想終端ノードと前記仮想入力ノードとの間のあて先リンクを生成し、前記パススルーセグメントに対応するパススルーリンクを生成し、該パススルーリンクの夫々が、前記パススルーセグメントで夫々プロビジョニングされている波長チャネルを示す、ことを更に含んでよい。方法において、前記補助グラフを生成することは、前記色変更ノードの夫々で、非色変更リンク、光−電気−光（Ｏ−Ｅ−Ｏ）再生リンク及び光学波長シフタリンクを有する、前記仮想入力ノードと前記仮想出力ノードとの間にある色変更リンクを生成することを更に含んでよい。方法において、前記色変更リンクは、前記色変更ノードの夫々に存在する色変更機能を示してよい。方法において、前記補助グラフを生成することは、コスト値を、前記ソースリンクの夫々、前記あて先リンクの夫々、前記パススルーリンクの夫々、前記非色変更リンクの夫々、及び前記色変更リンクの夫々と夫々関連付けることを更に含んでよい。方法において、前記パススルーリンクについてのコスト値は、前記パススルーリンクの夫々についての波長チャネルと夫々関連付けられてよい。方法において、前記補助グラフを生成することは、新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生リンク及び新しい光学波長シフタリンクを含め、新しい色変更リンクについて、夫々新しいコスト値を関連付けることを更に含んでよい。方法は、前記コスト値及び前記新しいコスト値に基づき、前記ソースノードと前記あて先ノードとの間の最低コスト光学経路を決定することを更に含んでよい。
【０００７】
方法の開示されている実施形態のいずれかにおいて、前記ソースリンク、前記あて先リンク及び前記非色変更リンクは、ゼロの前記コスト値と関連付けられてよい。方法の開示されている実施形態のいずれかにおいて、前記光学波長シフタリンクは、ゼロの前記コスト値と関連付けられてよい。
【０００８】
方法の開示されている実施形態のいずれかにおいて、前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、最も高い波長チャネルに前記光学経路におけるホップの数を乗じたものを有する前記パススルーリンクについてのコスト値よりも大きいように選択されてよい。
【０００９】
方法の開示されている実施形態のいずれかにおいて、前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、最も低い波長チャネルを有するパススルーリンクについてのコスト値よりも小さく、且つ、連続した波長チャネル間のコスト差よりも小さいように選択されてよい。
【００１０】
方法の開示されている実施形態のいずれかにおいて、前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、パススルーリンクについてのコスト値に等しいように選択されてよい。
【００１１】
方法の開示されている実施形態のいずれかにおいて、前記色変更ノードは、マトリクススイッチ構成における波長選択スイッチを使用する再構成可能な光アドドロップマルチプレクサノードを含んでよい。
【００１２】
方法の開示されている実施形態のいずれかにおいて、前記色変更ノードは、マルチキャストスイッチを使用する再構成可能な光アドドロップマルチプレクサノードを含んでよい。
【００１３】
光ネットワークにおける波長シフタの配置のための更なる開示される態様は、本願で記載される制御システム及び光伝送ネットワークを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明並びにその特徴及び利点のより完全な理解のために、これより、添付の図面と関連して以下の説明が参照される。
【００１５】
【図１】光ネットワークの実施形態の選択された要素のブロック図である。
【００１６】
【図１Ａ】光ネットワークで使用可能な光学波長シフタの実施形態の選択された要素のブロック図である。
【００１７】
【図２】波長シフタの配置のための補助グラフの実施形態の選択された要素のブロック図である。
【００１８】
【図３】波長シフタの配置のために補助グラフを使用する解決法の例の実施形態の選択された要素のブロック図である。
【００１９】
【図４Ａ】単波長シフタプールを含むＲＯＡＤＭノードの実施形態の選択された要素のブロック図である。
【図４Ｂ】多波長シフタプールを含むＲＯＡＤＭノードの実施形態の選択された要素のブロック図である。
【００２０】
【図５】光ネットワークにおける波長シフタの配置の方法の選択された要素のフローチャートである。
【００２１】
【図６】光ネットワークのための制御システムの実施形態の選択された要素のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の記載において、詳細は、開示されている主題の議論を助けるよう、一例として示されている。なお、当業者に当然ながら、開示されている実施形態は例であって、全ての起こり得る実施形態を完全に網羅するものではない。
【００２３】
本開示の全体を通して、ハイフンで結んだ形の参照数字は、要素の特定のインスタンスを参照し、ハイフンで結ばれていない形の参照数字は、要素を総称的又は集合的に参照する。よって、一例として（図面には図示せず。）、デバイス“１２−１”は、デバイスクラスのインスタンスを参照し、デバイスクラスは、デバイス“１２”と集合的に呼ばれてよく、デバイスクラスのうちのいずれか１つは、総称的にデバイス“１２”と呼ばれてよい。図及び説明において、同じ数字は、同じ要素を表すよう意図される。
【００２４】
これより図面を参照すると、図１は、光ネットワーク１０１の実施形態の例を表す。この実施形態は、光通信システムを表してよい。光ネットワーク１０１は、光ネットワーク１０１のコンポーネントによってやり取りされる１つ以上の光信号を伝送する１つ以上の光ファイバ１０６を含んでよい。ファイバ１０６によって結合されている光ネットワーク１０１のネットワーク要素は、１つ以上の送信器１０２、１つ以上のマルチプレクサ（ＭＵＸ）１０４、１つ以上の光増幅器１０８、１つ以上の光アドドロップマルチプレクサ（ＯＡＤＭ；optical  add/drop  multiplexer）１１０、１つ以上のデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）１０５、及び１つ以上の受信器１２２を有してよい。
【００２５】
光ネットワーク１０１は、終端ノードを有するポイント・ツー・ポイント光ネットワーク、リング光ネットワーク、メッシュ光ネットワーク、若しくは何らかの他の適切な光ネットワーク、又は光ネットワークの組み合わせを有してよい。光ネットワーク１０１は、短距離メトロポリタンネットワーク、長距離都市間ネットワーク、若しくは何らかの他の適切なネットワーク、又はネットワークの組み合わせにおいて使用されてよい。光ネットワーク１０１の容量は、例えば、１００Ｇｂｉｔ／ｓ、４００Ｇｂｉｔ／ｓ、又は１Ｔｂｉｔ／ｓを含んでよい。光ファイバ１０６は、極めて低い損失で長い距離にわたって信号を通信することが可能なガラスケーブルの細い撚り線を有する。光ファイバ１０６は、光伝送のために多種多様なファイバから選択された適切なタイプのファイバを有してよい。光ファイバ１０６は、シングルモード・ファイバ（ＳＭＦ；Single-Mode  Fiber）、エンハンスド・ラージ・エフェクティブ・エリア・ファイバ（Ｅ−ＬＥＡＦ；Enhanced  Large  effective  Area  Fiber）、又はＴｒｕｅＷａｖｅ（登録商標）リデュースド・スロープ（Reduced  Slope）（ＴＷ−ＲＳ）ファイバのような、如何なる適切なタイプのファイバも含んでよい。
【００２６】
光ネットワーク１０１は、光ファイバ１０６にわたって光信号を送信するデバイスを含んでよい。情報は、波長に関する情報を符号化するよう光の１つ以上の波長の変調によって光ネットワーク１０１を通じて送信及び受信されてよい。光ネットワーキングでは、光の波長は、光信号に含まれるチャネルとも呼ばれ得る（本願では“波長チャネル”とも呼ばれる。）。夫々のチャネルは、光ネットワーク１０１を通じて一定量の情報を運んでよい。
【００２７】
光ネットワーク１０１の情報容量及び伝送容量を増やすよう、複数のチャネルで送信される複数の信号は、単一の広帯域光信号にまとめられてよい。複数のチャネルで情報を通信するプロセスは、波長分割多重化（ＷＤＭ；wavelength  division  multiplexing）と光学において呼ばれている。疎波長分割多重化（ＣＷＤＭ；coarse  wavelength  division  multiplexing）は、少数のチャネルを有しながら広く間隔をあけられている波長の多重化を言う（通常、２０ｎｍよりも大きい間隔及び１６個に満たない波長）。密波長分割多重化（ＤＷＤＭ；dense  wavelength  division  multiplexing）は、ファイバへの、多数のチャネルを有しながら間隔が狭い波長の多重化を言う（通常、０．８ｎｍ未満の間隔及び４０個よりも多い波長）。ＷＤＭ又は他の多波長多重化送信技術は、光ファイバごとの集約帯域幅を増大させるために光ネットワークで用いられる。ＷＤＭによらないと、光ネットワークにおける帯域幅は、ただ１つの波長のビットレートに制限され得る。更なる帯域幅を用いると、光ネットワークは、より多くの情報量を送信することが可能である。光ネットワーク１０１は、ＷＤＭ又は何らかの他の適切な多チャネル多重化技術を用いてバラバラのチャネルを送信するとともに、多チャネル信号を増幅することができる。
【００２８】
光ネットワーク１０１は、特定の波長又はチャネルで光ネットワーク１０１を通じて光信号を送信する１つ以上の光送信器（Ｔｘ）１０２を含んでよい。送信器１０２は、電気信号を光信号に変換し、光信号を送信するシステム、装置、又はデバイスを有してよい。例えば、送信器１０２は、夫々が、レーザーと、電気信号を受信し、電気信号に含まれている情報を、特定の波長でレーザーによって生成された光のビーム上に変調する変調器とを有し、光ネットワーク１０１を通じて信号を運ぶためにビームを送信してよい。
【００２９】
マルチプレクサ１０４は、送信器１０２へ結合されてよく、送信器１０２によって、例えば、夫々の個別的な波長で、送信された信号をＷＤＭ信号へと結合するシステム、装置、又はデバイスであってよい。
【００３０】
光増幅器１０８は、光ネットワーク１０１内で、多重チャネル化された信号を増幅してよい。光増幅器１０８は、ファイバ１０６の一定長さより前又は後に位置付けられてよい。光増幅器１０８は、光信号を増幅するシステム、装置、又はデバイスを有してよい。例えば、光増幅器１０８は、光信号を増幅する光中継器を有してよい。この増幅は、光−電気又は電気−光変換を伴って実施されてよい。いくつかの実施形態において、光増幅器１０８は、ドープドファイバ（doped  fiber）増幅要素を形成するよう希土類元素をドープされた光ファイバを有してよい。信号がファイバを通るとき、外部エネルギが光ポンプ（又は単に‘ポンプ’）の形で適用され、光ファイバのドープされた部分の原子を励起させ得る。これは、光信号の強さを増大させる。一例として、光増幅器１０８は、エルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ；erbium-doped  fiber  amplifier）を有してよい。
【００３１】
ＯＡＤＭ１１０は、ファイバ１０６を介して光ネットワーク１０１へ結合されてよい。ＯＡＤＭ１１０はアドドロップ（add/drop）モジュールを有する。アドドロップモジュールは、ファイバ１０６から光信号を（すなわち、個別的な波長で）アド又はドロップするシステム、装置、又はデバイスを含んでよい。ＯＡＤＭ１１０を通った後、光信号は、ファイバ１０６に沿って直接にあて先へ進んでよく、あるいは、信号は、あて先に着く前に、１つ以上の更なるＯＡＤＭ１１０及び光増幅器１０８を通されてよい。
【００３２】
光ネットワーク１０１のある実施形態では、ＯＡＤＭ１１０は、ＷＤＭ信号の個々の又は複数の波長をアド又はドロップすることが可能な再構成可能な（reconfigurable）ＯＡＤＭ（ＲＯＡＤＭ）を表してよい。個々の又は複数の波長は、例えば、ＲＯＡＤＭに含まれ得る波長選択スイッチ（ＷＳＳ；wavelength  selective  switch）又はマルチキャストスイッチ（ＭＣＳ；multicast  switch）を用いて（図４Ａ及び４Ｂも参照されたい。）、光領域においてアド又はドロップされてよい。
【００３３】
図１に示されるように、光ネットワーク１０１は、ネットワーク１０１の１つ以上のあて先で１つ以上のデマルチプレクサ１０５を更に含んでよい。デマルチプレクサ１０５は、単一のコンポジットＷＤＭ信号を夫々の波長での個々のチャネルに分離することによってデマルチプレクサとして働くシステム、装置、又はデバイスを有してよい。例えば、光ネットワーク１０１は、４０チャネルＤＷＤＭ信号を送信及び搬送してよい。デマルチプレクサ１０５は、その単一の４０チャネルＤＷＤＭ信号を、４０個の異なったチャネルに従う４０個の別個の信号に分けてよい。
【００３４】
図１において、光ネットワーク１０１は、デマルチプレクサ１０５へ結合されている受信器１２２を更に含んでよい。夫々の受信器１２２は、特定の波長又はチャネルで送信された光信号を受信してよく、光信号が含む情報を取得（例えば、復調）するよう光信号を処理してよい。然るに、ネットワーク１０１は、ネットワークのチャネルごとに少なくとも１つの受信器１２２を含んでよい。
【００３５】
図１における光ネットワーク１０１のような、光ネットワークは、光ファイバを介して光信号において情報を運ぶために変調技術を用いてよい。そのような変調スキームは、変調技術の例の中でもとりわけ、位相シフトキーイング（ＰＳＫ；phase-shift  keying）、周波数シフトキーイング（ＦＳＫ；frequency-shift  keying）、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ；amplitude-shift  keying）、及び直交振幅変調（ＱＡＭ；quadrature  amplitude  modulation）を含んでよい。ＰＳＫでは、光信号によって運ばれる情報は、搬送波又は単にキャリアとしても知られているリファレンス信号の位相を変調することによって、搬送されてよい。情報は、２レベル又は２値位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ；binary  phase-shift  keying）、４レベル又は４値位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ；quadrature  phase-shift  keying）、マルチレベル位相シフトキーイング（Ｍ−ＰＳＫ；multilevel  phase-shift  keying）、及び差分位相シフトキーイング（ＤＰＳＫ；differential  phase-shift  keying）を用いて信号自体の位相を変調することによって、搬送されてよい。ＱＡＭでは、光信号によって運ばれる情報は、搬送波の振幅及び位相の両方を変調することによって、搬送されてよい。ＰＳＫは、搬送波の振幅が一定に保たれているとして、ＱＡＭの一部と見なされてよい。
【００３６】
加えて、偏光分割多重化（ＰＤＭ；polarization  division  multiplexing）技術は、情報送信のためにより高いビットレートを達成することが可能であってよい。ＰＤＭ送信は、チャネルに関連する光信号の様々な偏光成分上に情報を変調することを有する。光信号の偏光は、光信号の振動の方向を言い表してよい。語“偏光”は、空間内のある点での電界ベクトルの先端がたどる経路を一般に指し、光信号の伝播方向と直角である。
【００３７】
図１における光ネットワーク１０１のような、光ネットワークにおいて、管理プレーン、制御プレーン、及び輸送プレーン（時々、物理レイヤと呼ばれる。）に言及することは一般的である。中央管理ホスト（図示せず。）は、管理プレーンに存在してよく、制御プレーンのコンポーネントを構成及び監督してよい。管理プレーンは、全ての輸送プレーン及び制御プレーンエンティティ（例えば、ネットワーク要素）に対する最終的な制御を含む。例として、管理プレーンは、１つ以上の処理リソース、データ記憶コンポーネント、などを含む中央演算処理センター（例えば、中央管理ホスト）から成ってよい。管理プレーンは、制御プレーンの要素と電気的にやり取りしてよく、輸送プレーンの１つ以上のネットワーク要素とも電気的にやり取りしてよい。管理プレーンは、システム全体のための管理機能を実施し、ネットワーク要素、制御プレーン、及び輸送プレーンの間の協調を提供してよい。例として、管理プレーンは、要素の観点からすれば１つ以上のネットワーク要素を扱う要素管理システム（ＥＭＳ；element  management  system）、ネットワークの観点からすれば多くのデバイスを扱うネットワーク管理システム（ＮＭＳ；network  management  system）、及びネットワーク規模の動作を扱う運用支援システム（ＯＳＳ；operational  support  system）を含んでよい。
【００３８】
変更、追加、又は削除は、本開示の適用範囲から逸脱することなしに光ネットワーク１０１に対してなされてよい。例えば、光ネットワーク１０１は、図１に表されているよりも多い又は少ない要素を含んでよい。また、上述されたように、ポイント・ツー・ポイントネットワークとして表されているとしても、光ネットワーク１０１は、リング、メッシュ、又は階層ネットワークトポロジのような、光信号を送信するための如何なる適切なネットワークトポロジも有してよい。
【００３９】
上述されたように、光ネットワークにおける色変更は、波長チャネルを異なる波長へシフトすることを言う。スペクトルスロットのフラグメンテーションを理由に、光ネットワークにおけるネットワークリソース利用は、色変更の使用なしでは制限され得る。色変更の一方法は、Ｏ−Ｅ−Ｏ再生器の使用を伴う。これは単一のチャネルに制限される。近年、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ；optical  signal-to-noise  ratio）が低い全光プロセスによる色変更が、図１Ａに示される全光波長シフタを用いて記載されている。それは、Ｏ−Ｅ−Ｏ再生器よりもコストが安く且つ動作柔軟性が高い。以下の表１は、ネットワークリソース利用を定量化する差異に使用される２つのメトリック、すなわち、ネットワーク負荷比及びネットワークフィルレートを表す。
【００４０】
【表１】
2017076972.tif 000003
表１において、３つのリンク、すなわち、リンク１、リンク２及びリンク３から成る光学経路は、４つの波長スロットλ１、λ２、λ３及びλ４をプロビジョニングされると考えられている。波長ごとの夫々のリンクの実際の負荷は、表１では‘使用済み’又は‘空’と示されている。この例に関し、ネットワーク負荷比は、波長スロットの総数（１２）に対する使用されている波長スロット（６）の比、すなわち０．５、と計算される。しかし、ネットワークフィルレートは、リンクごとに最も高い充填スロットまでの波長スロットしか考慮しない。よって、リンク１について、最も高い充填スロットはλ３であり、それにより、λ４は、ネットワークフィルレートを計算することから外され、ネットワークフィルレートは０．７５である。リンク２については、４つ全ての波長スロットλ１、λ２、λ３及びλ４が考慮され、ネットワークフィルレートは１．０である。リンク３について、最も高い充填スロットはλ２であり、それにより、λ３及びλ４は、ネットワークフィルレートを計算することから外され、ネットワークフィルレートは０．５である。全体で、ネットワークフィルレートは、表１に示される例について、６／９＝０．６７である。
【００４１】
これより図１Ａを参照すると、全光波長シフタ１２０の選択された要素のブロック図が示されている。波長シフタ１２０は、光ネットワーク１０１で使用され得る光学要素として示されている。波長シフタ１２０は、入力波長λｉを、Ｎ＝｜ｉ−ｊ｜として、Ｎ個の波長スロットのシフトに相当する出力波長λｊへとシフトするよう相応に動作可能である。加えて、波長シフタ１２０は全波長プロセスを用いて働くので、波長シフタ１２０は、Ｎ個の波長スロットに等しいスペクトル量だけ全ての入力波長チャネルをシフトするよう動作する。よって、図１Ａに示されるように、波長シフタ１２０は、入力波長λｉ、λｉ＋１、λｉ＋３を受信してよく、それらの波長は次いで出力波長λｊ、λｊ＋１、λｊ＋３へシフトされる。ここで、ωｉ−ωｊ＝ωｉ＋１−ωｊ＋１＝ωｉ＋３−ωｊ＋３であり、ωｘは、対応する波長λｘの角周波数である。
【００４２】
更に詳細に記載されるように、方法及びシステムは、光ネットワークにおける波長シフタの配置について本願では開示される。光ネットワークにおける波長シフタの配置のための本願で開示される方法及びシステムは、夫々の光リンクのための利用可能な波長スロット、利用可能な既存の波長シフタ、及び特定のネットワークノードでの新しい波長シフタの利用可能性のような、プロビジョニングされている所与の光学ルーティング経路のための全体的な情報を考慮する。波長シフタは、波長シフタ１２０のような、Ｏ−Ｅ−Ｏ再生器又は光学波長シフタであってよい。光ネットワークにおける波長シフタの配置のための本願で開示される方法及びシステムは、所与の光学ルーティング経路のための色変更オプションを評価する補助グラフを生成する。補助グラフは、ソースリンク、あて先リンク、パススルーリンク、非色変更（no-recolor）リンク、Ｏ−Ｅ−Ｏ再生リンク、及び光学波長シフタリンクを含む。加えて、仮想ノードが、光学経路における実際の物理ノードを表すよう補助グラフにおいて使用される。波長シフタの最適な配置を決定するよう補助グラフを評価するために、コスト値が補助リンクにおける各種リンクと関連付けられる。あるリンクについてのコスト値は、望まれ得るネットワークリソース利用のために特定のストラテジを実施（又は支持）するよう賢明に選択されてよい。補助グラフにおける異なるルーティング経路についてのコスト値の和に基づき、最低コスト経路が決定されてよい。
【００４３】
これより図２を参照すると、補助グラフ２００の実施形態の例の選択された要素がダイアグラムとして示されている。図２は、略図であって、実寸通りではない。補助グラフ２００は、プロビジョニングされている光学経路に関連する既存のネットワーク基盤の様々な態様を表す。更に詳細に記載されるように、更なる基盤は、新しいリンク（図２には図示せず。）として補助グラフ２００において表されてよい。新しいリンクは、例えば、新しい波長シフタ及び関連するコスト値を評価するために加えられてよい。補助グラフ２００は、記載の明りょうさのために簡略化された形で示されており、異なる実施形態における補助グラフ２００の生成及び使用は、多数のノード及び波長チャネルを伴う大規模且つ複雑な光学経路を含む、様々な複雑性のネットワーク及び光学経路に適用されてよいことが知られる。
【００４４】
補助グラフ２００の例となる実施形態において、光学経路は、ソースノードＳ１、パススルーノードＰ２、色変更ノードＲ３、パススルーノードＰ４、色変更ノードＲ５、パススルーノードＰ６、及びあて先ノードＤ７として与えられている４つの物理ノードに沿って定義されている。パススルーノードＰ２、Ｐ４及びＰ６は、複数の波長チャネルを送信することができるようにされた光ファイバのパススルーセグメントに相当する。然るに、パススルーノードＰ２、Ｐ４及びＰ６は、補助グラフ２００における如何なる仮想ノードも含まない。他の物理ノードは、終端仮想ノード、入力仮想ノード、及び出力仮想ノードを含む仮想ノードを含む。２つの終端仮想ノードは、光信号が生成され終端するソースノードＳ１及びあて先ノードＤ７に対応して補助グラフ２００に含まれている。更なる入力及び出力仮想ノードは、ｘがノード番号であり、ｙが、入力について０且つ出力について１であり、ｚが、波長スロットに関連しない所与のノードについての序数に対応するとして、ｘｙｚの数値コードにより示される。６個の増分波長スロットλ１、λ２、λ３、λ４、λ５及びλ６に関連する異なる波長は、更に詳細に記載されるように、仮想ノード間のリンクとして、異なるラインパターンにより示されている。補助グラフ２００の実施形態の例において、波長スロットλ６、λ４及びλ３は、ソースノードＳ１と色変更ノードＲ３との間で利用可能であり、波長スロットλ６、λ４、λ２及びλ１は、色変更ノードＲ３と色変更ノードＲ５との間で利用可能であり、波長スロットλ５及びλ３は、色変更ノードＲ５とあて先ノードＤ７との間で利用可能である。
【００４５】
然るに、補助グラフ２００において、ソースノードＳ１は、仮想出力ノード１１１、１１２、１１３へ夫々出力される３つの波長スロットλ６、λ４及びλ３を有する終端仮想ノードＳを有する。色変更ノードＲ３で、３つの波長スロットλ６、λ４及びλ３は、仮想入力ノード３０１、３０２、３０３で夫々受信される。色変更ノードＲ３で、波長スロットλ６及びλ４は、仮想入力ノード３０１、３０２と仮想出力リンク３１１、３１２との間の非色変更リンクに沿って夫々ルーティングされてよい。加えて、色変更ノードＲ３は、色変更ノードＲ３での使用及び共有に利用可能であって、仮想ノード３０１−３１２、３０２−３１３、及び３０３−３１４の間の色変更リンクによって補助グラフ２００で表されている、Ｎ＝−２のための光学波長シフタ（図示せず。）を有し、２スロット波長ダウンシフトが利用可能である、と考えられている。然るに、色変更ノードＲ３は、４つの波長スロット３１１（λ６）、３１２（λ４）、３１２（λ２）及び３１４（λ１）のための４つの仮想出力ノードを有する。色変更ノードＲ５で、４つの仮想入力ノード５０１（λ６）、５０２（λ４）、５０３（λ２）及び５０４（λ１）は、夫々、パススルーノードＰ４を介して色変更ノードＲ３から４つの波長スロットを受信する。色変更ノードＲ５では、波長スロットλ６及びλ１のためにプロビジョニングされた更なる光学経路はなく、それらの波長スロットは色変更ノードＲ５で終端する。加えて、色変更ノードＲ５は、色変更ノードＲ５での使用及び共有に利用可能であって、仮想ノード５０２−５１１及び５０３−５１２の間の色変更リンクによって補助グラフ２００で表されている、Ｎ＝＋１のための光学波長シフタ（図示せず。）を有し、１スロット波長アップシフトが利用可能である、と考えられている。色変更ノードＲ５は、如何なる非色変更リンクも有さないことが知られる。然るに、色変更ノードＲ５は、２つの仮想スロットのための２つの出力ノード５１１（λ５）及び５１２（λ３）を有する。パススルーノードＰ６の後、あて先ノードＤ１は、仮想入力ノード７０１及び７０２によって夫々受信される２つの波長スロットλ５及びλ３を有する終端仮想ノードＤを有する。
【００４６】
上述されたように、示されている補助グラフ２００は、最低コスト経路ソリューションを見つけるための基礎として既存のネットワーク基盤を表す。補助グラフ２００を用いて光ネットワークにおける波長シフタの配置のための色変更を解くために、新しい色変更リンクが、基準及び前提に応じて、ソリューションを評価するために加えられた特定の新しい波長シフタを表すよう加えられてよい。いくつかの事例において、新しい波長シフタは、ある色変更ノードでの準備又は他の物理的制約に起因して設置され得ない。いくつかの場合に、新しい光学波長シフタ又はＯ−Ｅ−Ｏ再生器は、図３に関して後述される例で見られるように、ソースノードＳ１からあて先ノードＤ７までの最低コストをもたらす色変更ソリューションを見つけることによって所与の目標又はコストポリシーを狙うよう加えられてよい。Ｏ−Ｅ−Ｏ再生器は、多波長色変更のために共有可能でないことが知られる。
【００４７】
これより図３を参照すると、補助グラフ２００を使用する、波長シフタの配置のための、例となるソリューション３００の選択された要素が示されている。図３は略図であり、実寸通りではない。図３において、ソリューション３２２乃至３３２は、選択されたコスト情報に基づき補助グラフ２００を評価する６つの例を、異なるリンクに関連したコスト値の形で表す。後述されるように、異なるリンクについてのコスト値は、所望の最適化ストラテジに対応する波長シフタの最適な配置の所望の目標に応じて割り当てられてよい。例となるソリューション３００では、波長スロット１〜６のコストは、整数値１０、２０、３０、４０、５０及び６０によって夫々与えられている。
【００４８】
図３において、補助グラフ２００のソリューション３２２は、次の前提の下で、最低コスト光学経路となる：
・新しいデバイスの設置を伴う波長シフトのコストは、（光学経路におけるホップの数−１）×（最も高い波長スロットコスト）＝（６−１）×（６０）＝３００；
・既存の波長シフタによる変換のコスト＝０（共有コストなし）；及び
・非色変更リンクのコスト＝０。
ソリューション３２２における代替案として、新しいデバイスの設置についての波長シフトのコストは、（波長シフトをサポートするノードの数）×（最も高い波長コストスロット）＝（２）×（６０）＝１２０に等しく設定されてよいことが知られる。ソリューション３２２を得るよう、新しい光学波長シフタの設置は、仮想ノード３０１−３１３、３０１−３１４、３０２−３１１、３０２−３１４、３０３−３１１、３０３−３１２及び３０３−３１３の間の色変更ノードＲ３で、及び仮想ノード５０１−５１１、５０１−５１２、５０２−５１２、５０３−５１１、５０４−５１１及び５０４−５１２の間の仮想ノードＲ５で評価される。ソリューション３２２について考えられている新しいデバイスの設置のためのコスト値は、補助グラフ２００における既存の光学波長シフタの使用を好む。然るに、ソリューション３２２は、９０の全体的なコスト及びＳ−１１２−３０２−３１３−５０３−５１２−７０２−Ｄのルーティング経路をもたらす。ソリューション３２２は、場合により、高いネットワークフィルレートを損ねて、既存の波長スロットを満たすこと及び新しい波長シフタの設置を最小限にすることを好むストラテジを表してよい。
【００４９】
図３において、補助グラフ２００のソリューション３２４は、次の前提の下で、最低コスト光学経路となる：
・新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器の設置を伴う波長シフトのコストは、（光学経路におけるホップの数−１）×（最も高い波長スロットコスト）＝（６−１）×（６０）＝３００；及び
・非色変更リンクのコスト＝０。
ソリューション３２４における代替案として、新しいデバイスの設置についての波長シフトのコストは、（波長シフトをサポートするノードの数）×（最も高い波長コストスロット）＝（２）×（６０）＝１２０に等しく設定されてよいことが知られる。ソリューション３２４を得るよう、新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器波長シフタの設置は、仮想ノード３０１−３１２、３０１−３１３、３０１−３１４、３０２−３１１、３０２−３１３、３０２−３１４、３０３−３１１、３０３−３１２、３０３−３１３及び３０３−３１４の間の色変更ノードＲ３で、及び仮想ノード５０１−５１１、５０１−５１２、５０２−５１１、５０２−５１２、５０３−５１１、５０３−５１１、５０３−５１２、５０４−５１１及び５０４−５１２の間の仮想ノードＲ５で評価される。評価は、仮想ノード５０２−５１２の間の色変更ノードＲ５で加えられる新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器をもたらし、ソリューション３２４は、４１０の全体的なコスト及びＳ−１１２−３０２−３１２−５０２−５１２−７０２−Ｄのルーティング経路をもたらす。ソリューション３２４において、仮想ノード５０２から５１２の間にあるＯ−Ｅ−Ｏ再生器は、１スロットだけ波長チャネルをダウンシフトする（Ｎ＝−１）。ソリューション３２４は、最も長い連続した波長スロットを探し、所望のシフトだけ単一の波長スロットをシフトするようＯ−Ｅ−Ｏ再生器を設定するストラテジを表してよい。
【００５０】
図３において、補助グラフ２００のソリューション３２６は、次の前提の下で、最低コスト光学経路となる：
・新しいデバイスの設置を伴う波長シフトのコストは１に設定され、それにより、（光学経路におけるホップの数−１）×（新しい波長シフタのコスト）＜（波長スロット１のコスト）＝（６−１）×（１）＝５＜１０である；
・既存の波長シフタによる変換のコスト＝０（共有コストなし）；及び
・非色変更リンクのコスト＝０。
ソリューション３２６における代替案として、新しいデバイスの設置についての波長シフトのコストは３に等しくてよいことが知られ、それにより、（波長シフトをサポートするノードの数）×（新しい波長シフタのコスト）＜（波長スロット１のコスト）、すなわち、（２）×（３）＝６＜１０である。ソリューション３２６を得るよう、新しい光学波長シフタの設置は、仮想ノード３０１−３１３、３０１−３１４、３０２−３１１、３０２−３１４、３０３−３１１、３０３−３１２及び３０３−３１３の間の色変更ノードＲ３で、及び仮想ノード５０１−５１１、５０１−５１２、５０２−５１２、５０３−５１１、５０４−５１１及び５０４−５１２の間の仮想ノードＲ５で評価される。ソリューション３２６のために考えられている新しいデバイスの設置のためのコスト値は、補助グラフ２００において新しい光学波長シフタを加えることを好む。評価は、仮想ノード５０４−５１２の間の色変更ノードＲ５で加えられる新しい光学波長シフタをもたらし、ソリューション３２６は、７１の全体的なコスト及びＳ−１１３−３０３−３１４−５０４−５１２−７０２−Ｄのルーティング経路をもたらす。ソリューション３２６において、仮想ノード５０４から５１２の間の色変更ノードＲ５での新しい光学波長シフタは、２スロットだけ波長チャネルをアップシフトする（Ｎ＝＋２）。ソリューション３２６は、新しい光学波長シフタを設置することによってネットワークフィルレートを最大限とするストラテジを表してよい。
【００５１】
図３において、補助グラフ２００のソリューション３２８は、次の前提の下で、最低コスト光学経路となる：
・新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器の設置を伴う波長シフトのコストは１に等しく、それにより、（光学経路におけるホップの数−１）×（新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器のコスト）＜（波長スロット１のコスト）＝（６−１）×（１）＝５＜１０である；及び
・非色変更リンクのコスト＝０。
ソリューション３２８における代替案として、新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器のコストは３に等しくてよいことが知られ、それにより、（波長シフトをサポートするノードの数）×（新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器のコスト）＜（波長スロット１のコスト）、すなわち、（２）×（３）＝６＜１０である。ソリューション３２８を得るよう、新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器波長シフタの設置は、仮想ノード３０１−３１２、３０１−３１３、３０１−３１４、３０２−３１１、３０２−３１３、３０２−３１４、３０３−３１１、３０３−３１２、３０３−３１３及び３０３−３１４の間の色変更ノードＲ３で、及び仮想ノード５０１−５１１、５０１−５１２、５０２−５１１、５０２−５１２、５０３−５１１、５０３−５１２、５０４−５１１及び５０４−５１２の間の仮想ノードＲ５で評価される。ソリューション３２８のために考えられている新しいデバイスの設置のためのコスト値は、補助グラフ２００において新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器を加えることを好む。評価は、仮想ノード５０２−５１２の間の色変更ノードＲ５で加えられる新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器をもたらし、ソリューション３２８は、７２の全体的なコスト及びＳ−１１３−３０３−３１４−５０４−５１２−７０２−Ｄのルーティング経路をもたらし、色変更ノードＲ５で新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器を含む。ソリューション３２８において、仮想ノード５０４から５１２の間にあるＯ−Ｅ−Ｏ再生器は、２スロットだけ波長チャネルをアップシフトする（Ｎ＝＋２）。ソリューション３２８は、ネットワークフィルレートを最大限にしながら波長シフトのためのＯ−Ｅ−Ｏ再生器を設置するストラテジを表してよい。
【００５２】
図３において、補助グラフ２００のソリューション３３０は、次の前提の下で、最低コスト光学経路となる：
・新しいデバイスの設置に伴う波長シフトのコストは２５に等しい；
・既存の波長シフタによる変換のコスト＝０（共有コストなし）；及び
・非色変更リンクのコスト＝０。
ソリューション３３０を得るよう、新しい光学波長シフタの設置は、仮想ノード３０１−３１３、３０１−３１４、３０２−３１１、３０２−３１４、３０３−３１１、３０３−３１２、及び３０３−３１３の間の色変更ノードＲ３で、及び仮想ノード５０１−５１１、５０１−５１２、５０２−５１２、５０３−５１１、５０４−５１１、及び５０４−５１２の間の仮想ノードＲ５で評価される。ソリューション３３０のために考えられている新しいデバイスの設置のためのコスト値は、既存の波長スロットを用いて、補助グラフ２００において光学波長シフタを加えることと、ネットワークフィルレートを最大限にすることとのバランスを取る。ソリューション３３０は、ソリューション３２２と同じ光学経路をも垂らす。ソリューション３３０は、全光波長シフトを好みながら、更にはネットワークフィルレートを最大限にしようとする折衷アプローチを表してよい。
【００５３】
図３において、補助グラフ２００のソリューション３３２は、次の前提の下で、最低コスト光学経路となる：
・新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器の設置を伴う波長シフトのコストは２５に等しい；及び
・既存の波長シフタによる変換のコスト＝０（共有コストなし）。
ソリューション３３２を得るよう、新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器波長シフタの設置は、仮想ノード３０１−３１２、３０１−３１３、３０１−３１４、３０２−３１１、３０２−３１３、３０２−３１４、３０３−３１１、３０３−３１２、３０３−３１３及び３０３−３１４の間の色変更ノードＲ３で、及び仮想ノード５０１−５１１、５０１−５１２、５０２−５１１、５０２−５１２、５０３−５１１、５０３−５１２、５０４−５１１及び５０４−５１２の間の仮想ノードＲ５で評価される。ソリューション３３２のために考えられている新しいデバイスの設置のためのコスト値は、補助グラフ２００において新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器を加えることを好む。評価は、仮想ノード５０４−５１２の間の色変更ノードＲ５で加えられる新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生器をもたらす。ソリューション３３２は、全体的なコストが１３０である点を除き、３２８と同様である。ソリューション３３２は、波長シフトのためのＯ−Ｅ−Ｏ再生器を好みながら、更にはネットワークフィルレートを最大限にしようとする折衷アプローチを表してよい。
【００５４】
これより図４Ａ及び４Ｂを参照すると、ＲＯＡＤＭノード４００及び４０１の実施形態の例の選択された要素が夫々示されている。図４Ａは、３つの階級（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）を有し、ＷＳＳマトリクス４０１−１及び４０２−１を用いていずれかの入力階級からいずれかの出力階級への波長シフトを可能にするＲＯＡＤＭノード４００を表す。然るに、ＲＯＡＤＭノード４００は、夫々Ｎ＝＋４及びＮ＝−４のための２つの波長シフタ４０４及び４０６で動作してよい。図４Ｂは、３つの階級（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）を有し、所与のリンクについていずれか１つの入力階級からいずれか１つの出力階級への波長シフトを可能にするＭＣＳマトリクス４０８−１及び４０８−２を用いるＲＯＡＤＭノード４０１を表す。然るに、ＲＯＡＤＭノード４０１は、Ｎ＝＋４のための２つの波長アップシフタ４０４−１及び４０４−２並びにＮ＝−４のための２つの波長ダウンシフタ４０６−１及び４０６−２で動作してよい。
【００５５】
これより図５を参照すると、本願で記載される、光ネットワークにおける波長シフタの配置の方法５００の実施形態の選択された要素のブロック図が、フローチャート形式で表されている。方法５００は、図６の経路計算エンジン６０２を用いて実施されてよい。方法５００で記載されるある動作は任意であってよく、あるいは、異なる実施形態では再配置されてよいことが知られる。
【００５６】
方法５００は、色変更ノードを含む、光学経路のソースノード及びあて先ノードの間の物理ノードを決定することによって、ステップ５２２から開始してよい。ステップ５２４で、パススルーセグメントが物理ノード間で決定される。パススルーセグメントは、複数の波長チャネルを送信することができるようにされた光ファイバセグメントを有する。ステップ５２８で、補助グラフは、既存の色変更リンク及び新しい色変更リンクのためのコスト値を含む、補助グラフにおけるリンクについての関連するコスト値を含め、光学経路のためにプロビジョニングされた波長チャネルに基づき生成される。ステップ５２８で、コスト値に基づき、最低コスト光学経路は、ソースノードとあて先ノードとの間で決定される。
【００５７】
これより図６を参照すると、光ネットワークにおいて、例えば、光ネットワーク１０１（図１を参照）において、制御プレーン機能を実装する制御システム６００の実施形態の選択された要素のブロック図が、表されている。制御プレーンは、ネットワークインテリジェンス及び制御のための機能を含んでよく、更に詳細に記載されるように、ディスカバリ、ルーティング、経路計算、及びシグナリングのためのアプリケーション又はモジュールを含め、ネットワークサービスを確立する能力をサポートするアプリケーションを有してよい。制御システム６００によって実行される制御プレーンアプリケーションは、光ネットワーク内でサービスを自動的に確立するよう協働してよい。ディスカバリモジュール６１２は、近隣へ接続するローカルリンクを発見してよい。ルーティングモジュール６１０は、データベース６０４にポピュレートしながらローカルリンク情報を光ネットワークノードへブロードキャストしてよい。光ネットワークからのサービスの要求が受信されるとき、経路計算エンジン６０２は、データベース６０４を用いてネットワーク経路を計算するよう、呼び出されてよい。このネットワーク経路は、次いで、要求されたサービスを確立するようシグナリングモジュール６０６へ提供されてよい。
【００５８】
図６に示されるように、制御システム６００は、プロセッサ６０８及びメモリ媒体６６０を含む。メモリ媒体６６０は、実行可能命令（すなわち、実行可能コード）を記憶してよい。実行可能命令は、プロセッサ６０８によって実行可能であってよく、プロセッサ６０８は、メモリ媒体６６０へのアクセスを有する。プロセッサ６０８は、制御システム６００に、本願で記載される機能及び動作を実施させる命令を実行してよい。本開示の目的のために、メモリ媒体６６０は、少なくともある期間データ及び命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体を含んでよい。メモリ媒体６６０は、持続的媒体及び揮発性媒体、固定式媒体及び着脱式媒体、並びに磁気媒体及び半導体媒体を有してよい。メモリ媒体６６０は、制限なしに、直接アクセス記憶デバイス（例えば、ハードディスクドライブ又はフロッピー（登録商標）ディスク）、連続アクセス記憶デバイス（例えば、テープディスクドライブ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、電気的消去可能なプログラム可能リードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及びフラッシュメモリ；非一時的な媒体、又は上記の様々な組み合わせを含んでよい。メモリ媒体６６０は、命令、データ、又は両方を記憶するよう動作可能である。示されているメモリ媒体６６０は、実行可能なコンピュータプログラム、すなわち、経路計算エンジン６０２、シグナリングモジュール６０６、ディスカバリモジュール６１２、及びルーティングモジュール６１０を表すことができる命令に組又はシーケンスを含む。本願で記載されるように、経路計算エンジン６０２は、シグナリングモジュール６０６、ディスカバリモジュール６１２、及びルーティングモジュール６１０とともに、本開示に従う様々なアルゴリズムを実施する命令又はコードを表してよい。
【００５９】
図６において制御システム６００とともに含まれるものとして、ネットワークインターフェイス６１４が示されている。ネットワークインターフェイス６１４は、プロセッサ６０８とネットワーク６３０との間のインターフェイスとなるよう動作可能な適切なシステム、装置、又はデバイスであってよい。ネットワークインターフェイス６１４は、制御システム６００が、適切な送信プロトコル又は標準を用いてネットワーク６３０上で通信することを可能にしてよい。いくつかの実施形態において、ネットワークインターフェイス６１４は、ネットワーク６３０を介してネットワーク記憶リソースへ通信上結合されてよい。いくつかの実施形態において、ネットワーク６３０は、光ネットワーク１０１の少なくとも特定の部分の実施形態であってよい。ネットワーク６３０は、ガルバニック又は電子媒体を使用するネットワークの特定の部分を更に含んでよい。ある実施形態では、ネットワーク６３０は、インターネットのような公衆ネットワークの少なくとも特定の部分を含んでよい。ネットワーク６３０は、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの様々な組み合わせを用いて実装されてよい。
【００６０】
ある実施形態では、制御システム６００は、人（すなわち、ユーザ）と相互作用し、光信号伝送経路に関するデータを受け取ってよい。例えば、制御システム６００は、光信号伝送経路に関するデータをユーザから受け取ることを容易にするよう、且つ、結果をユーザに出力するよう、１つ以上の入力デバイス及び出力デバイスを更に含んでよく、あるいは、それらへ結合されてよい。１つ以上の入力又は出力デバイス（図示せず。）は、制限なしに、キーボード、マウス、タッチパッド、マイクロホン、ディスプレイ、タッチスクリーンディスプレイ、オーディオスピーカ、又は同様のものを含んでよい。代替的に、又は追加的に、制御システム６００は、他のコンピュータデバイス又はネットワーク要素のようなデバイスから、例えば、ネットワーク６３０を介して、光信号伝送経路に関するデータを受信してよい。
【００６１】
図６に示されるように、いくつかの実施形態において、ディスカバリモジュール６１２は、光ネットワークにおける光信号伝送経路に関するデータを受け取ってよく、近隣及び近隣間のリンクのディスカバリに関与してよい。すなわち、ディスカバリモジュール６１２は、ディスカバリプロトコルに従ってディスカバリメッセージを送信してよく、光信号伝送経路に関するデータを受信してよい。いくつかの実施形態において、ディスカバリモジュール６１２は、とりわけ、制限なしに、ファイバタイプ、ファイバ長さ、コンポーネントの数及びタイプ、データレート、データの変調フォーマット、光信号の入力電力、信号搬送波長（すなわち、チャネル）の数、チャネル間隔、トラフィック需要、及びネットワークトポロジのような特徴を決定してよい。
【００６２】
図６に示されるように、ルーティングモジュール６１０は、光ネットワーク（例えば、光ネットワーク１０１）内の様々なノードへリンク接続情報を伝播することに関与してよい。特定の実施形態では、ルーティングモジュール６１０は、トラフィックエンジニアリングをサポートするリソース情報をデータベース６０４にポピュレートしてよい。情報は、リンク帯域幅利用可能性を含んでよい。然るに、データベース６０４は、光ネットワークのネットワークトポロジを決定するために使用される情報をルーティングモジュール６１０によってポピュレートされてよい。
【００６３】
経路計算エンジン６０２は、光信号伝送経路の伝送特性を決定するために、ルーティングモジュール６１０によってデータベース６０４へ供給された情報を使用してよい。光信号伝送経路の伝送特性は、とりわけ、波長分散（ＣＤ；chromatic  dispersion）、非線形（ＮＬ；nonlinear）効果、偏光モード分散（ＰＭＤ；polarization  mode  dispersion）及び偏光依存損失（ＰＤＬ；polarization  dependent  loss）のような偏光効果、並びに自然放射増幅光（ＡＳＥ；Amplified  Spontaneous  Emission）のような伝送劣化因子が光信号伝送経路内で光信号に如何に作用し得るかに関する洞察を与えてよい。光信号伝送経路の伝送特性を決定するために、経路計算エンジン６０２は、伝送劣化因子間の相互作用を考慮してよい。様々な実施形態において、経路計算エンジン６０２は、特定の伝送劣化因子についての値を生成してよい。経路計算エンジン６０２は、更には、光信号伝送経路を記述するデータをデータベース６０４に格納してよい。
【００６４】
図６において、シグナリングモジュール６０６は、光ネットワーク（例えば、光ネットワーク１０１）におけるエンド間ネットワークサービスを設定し、変更し、取り除くことに関連した機能を提供してよい。例えば、光ネットワークの入口ノードがサービス要求を受けるとき、制御システム６００は、帯域幅、コスト、などのような種々の基準に従って最適化され得るネットワーク経路を経路計算エンジン６０２に要求するよう、シグナリングモジュール６０６を用いてよい。所望のネットワーク経路が特定されるとき、シグナリングモジュール６０６は、要求されているネットワークサービスを確立するよう、次いで、ネットワーク経路沿いの夫々のノードと通信してよい。種々の実施形態において、シグナリングモジュール６０６は、ネットワーク経路沿いのノードとの間のその後の通信を伝播するためにシグナリングプロトコルを用いてよい。
【００６５】
制御システム６００の動作において、光学経路計算の機構は、エンド間到達可能経路の計算を含んでよい。上述されたように、直接に到達可能な経路は、光ネットワークにおけるソースノードとあて先ノードとの間の経路を表してよく、その経路について、ソースノードとあて先ノードとの間の光信号は、純粋に光学的なコンポーネントを通じて送信及び受信されてよい。そのような直接到達可能経路は、例えば、あて先に着く前に、本願で単に‘再生器’と呼ばれるＯ−Ｅ−Ｏ再生器を用いて光信号を電気的に再生することを伴う、ソースノードとあて先ノードとの間の間接的に到達可能な経路と対照を成してよい。間接到達可能経路は複数の再生器を含んでよい。よって、エンド間到達可能経路は、ソースノードから、第１の再生器ノードへ、少なくとも１つの第２の再生器ノードへ、そして最終的にあて先ノードへの経路を含んでよい。経路計算エンジン６０２は、レイテンシー及びコストのような他の経路制約を満足しながら、最小限の又は別なふうに指定された数の再生器を組み込むエンド間到達可能経路を見つけることができる。
【００６６】
経路計算エンジン６０２は、更には、補助エンジンを生成し、異なるコストメトリックの適用が、本願で開示されるように、所望の基準及びネットワーク利用ストラテジに従う光ネットワークにおける波長シフタの配置を決定することを可能にしてよい。
【００６７】
本願で開示されるように、方法及びシステムは、光ネットワークにおける波長シフタの最適化された配置を可能にする。波長シフタは、単一の波長のためのＯ−Ｅ−Ｏ再生器と、１つ以上の波長のための全ての光学波長シフタとを含んでよい。補助グラフは、プロビジョニングされている光学経路における様々なリンクを表すために使用される。コスト値をリンクの夫々に適用することによって、ネットワークリソース利用のための種々のタイプの最適化が実現され得る。
【００６８】
先に開示された主題は、限定ではなく実例と見なされるべきであり、添付の特許請求の範囲は、本開示の主旨及び適用範囲の中にある全てのそのような変更、拡張、及び他の実施形態をカバーするよう意図される。よって、法律によって許される最大限の範囲で、本開示の適用範囲は、続く特許請求の範囲及びそれらの均等の最も広い許容される解釈によって決定されるべきであり、上記の詳細な説明によって制限又は限定されるべきではない。
【００６９】
上記の実施形態に加えて、以下の付記を開示する。
（付記１）
光ネットワークにおける波長シフタの配置の方法であって、
光ネットワークにおけるソースノードからあて先ノードまでの光学経路について、前記ソースノードと前記あて先ノードとの間にある、前記ソースノード、前記あて先ノード及び色変更ノードを含む物理ノードを決定し、
複数の波長チャネルを送信することができるようにされた光ファイバセグメントを有する、前記光学経路の前記物理ノード間にあるパススルーセグメントを決定し、
前記ソースノードと前記あて先ノードとの間でプロビジョニングされている波長チャネルに基づく前記光学経路の補助グラフを生成し、該生成することは、
前記物理ノード及び前記パススルーセグメントでプロビジョニングされている波長チャネルに基づき、前記物理ノードの夫々について、仮想入力ノード及び仮想出力ノードを含む仮想ノードを生成し、前記ソースノード及び前記あて先ノードが仮想終端ノードを含み、
前記ソースノードで、前記仮想終端ノードと前記仮想出力ノードとの間のソースリンクを生成し、
前記あて先ノードで、前記仮想終端ノードと前記仮想入力ノードとの間のあて先リンクを生成し、
前記パススルーセグメントに対応するパススルーリンクを生成し、該パススルーリンクの夫々が、前記パススルーセグメントで夫々プロビジョニングされている波長チャネルを示し、
前記色変更ノードの夫々で、非色変更リンク、光−電気−光（Ｏ−Ｅ−Ｏ）再生リンク及び光学波長シフタリンクを有する、前記仮想入力ノードと前記仮想出力ノードとの間にある色変更リンクを生成し、該色変更リンクが、前記色変更ノードの夫々に存在する色変更機能を示し、
コスト値を、前記ソースリンクの夫々、前記あて先リンクの夫々、前記パススルーリンクの夫々、前記非色変更リンクの夫々、及び前記色変更リンクの夫々と夫々関連付け、前記パススルーリンクについてのコスト値が、前記パススルーリンクの夫々についての波長チャネルと夫々関連付けられ、
新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生リンク及び新しい光学波長シフタリンクを含め、前記補助グラフに加えられる場合に新しい色変更リンクについて、夫々新しいコスト値を関連付ける
ことを更に有し、
前記コスト値及び前記新しいコスト値に基づき、前記ソースノードと前記あて先ノードとの間の最低コスト光学経路を決定する
ことを有する方法。
（付記２）
前記ソースリンク、前記あて先リンク及び前記非色変更リンクは、ゼロの前記コスト値と関連付けられる、
付記１に記載の方法。
（付記３）
前記光学波長シフタリンクは、ゼロの前記コスト値と関連付けられる、
付記１に記載の方法。
（付記４）
前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、最も高い波長チャネルに前記光学経路におけるホップの数を乗じたものを有する前記パススルーリンクについてのコスト値よりも大きいように選択される、
付記１に記載の方法。
（付記５）
前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、最も低い波長チャネルを有するパススルーリンクについてのコスト値よりも小さく、且つ、連続した波長チャネル間のコスト差よりも小さいように選択される、
付記１に記載の方法。
（付記６）
前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、パススルーリンクについてのコスト値に等しいように選択される、
付記１に記載の方法。
（付記７）
前記色変更ノードは、マトリクススイッチ構成における波長選択スイッチを使用する再構成可能な光アドドロップマルチプレクサノードを含む、
付記１に記載の方法。
（付記８）
前記色変更ノードは、マルチキャストスイッチを使用する再構成可能な光アドドロップマルチプレクサノードを含む、
付記１に記載の方法。
（付記９）
光ネットワークにおける波長シフタの配置のための制御システムであって、
光ネットワークにおけるソースノードからあて先ノードまでの光学経路について、前記ソースノードと前記あて先ノードとの間にある、前記ソースノード、前記あて先ノード及び色変更ノードを含む物理ノードを決定し、
複数の波長チャネルを送信することができるようにされた光ファイバセグメントを有する、前記光学経路の前記物理ノード間にあるパススルーセグメントを決定し、
前記ソースノードと前記あて先ノードとの間でプロビジョニングされている波長チャネルに基づく前記光学経路の補助グラフを生成し、該生成することは、
前記物理ノード及び前記パススルーセグメントでプロビジョニングされている波長チャネルに基づき、前記物理ノードの夫々について、仮想入力ノード及び仮想出力ノードを含む仮想ノードを生成し、前記ソースノード及び前記あて先ノードが仮想終端ノードを含み、
前記ソースノードで、前記仮想終端ノードと前記仮想出力ノードとの間のソースリンクを生成し、
前記あて先ノードで、前記仮想終端ノードと前記仮想入力ノードとの間のあて先リンクを生成し、
前記パススルーセグメントに対応するパススルーリンクを生成し、該パススルーリンクの夫々が、前記パススルーセグメントで夫々プロビジョニングされている波長チャネルを示し、
前記色変更ノードの夫々で、非色変更リンク、光−電気−光（Ｏ−Ｅ−Ｏ）再生リンク及び光学波長シフタリンクを有する、前記仮想入力ノードと前記仮想出力ノードとの間にある色変更リンクを生成し、該色変更リンクが、前記色変更ノードの夫々に存在する色変更機能を示し、
コスト値を、前記ソースリンクの夫々、前記あて先リンクの夫々、前記パススルーリンクの夫々、前記非色変更リンクの夫々、及び前記色変更リンクの夫々と夫々関連付け、前記パススルーリンクについてのコスト値が、前記パススルーリンクの夫々についての波長チャネルと夫々関連付けられ、
新しいＯ−Ｅ−Ｏ再生リンク及び新しい光学波長シフタリンクを含め、前記補助グラフに加えられる場合に新しい色変更リンクについて、夫々新しいコスト値を関連付ける
ことを更に有し、
前記コスト値及び前記新しいコスト値に基づき、前記ソースノードと前記あて先ノードとの間の最低コスト光学経路を決定する
ようプロセッサによって実行可能な命令を記憶しているメモリ媒体へのアクセスを有する前記プロセッサを有する、制御システム。
（付記１０）
前記ソースリンク、前記あて先リンク及び前記非色変更リンクは、ゼロの前記コスト値と関連付けられる、
付記９に記載の制御システム。
（付記１１）
前記光学波長シフタリンクは、ゼロの前記コスト値と関連付けられる、
付記９に記載の制御システム。
（付記１２）
前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、最も高い波長チャネルに前記光学経路におけるホップの数を乗じたものを有する前記パススルーリンクについてのコスト値よりも大きいように選択される、
付記９に記載の制御システム。
（付記１３）
前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、最も低い波長チャネルを有するパススルーリンクについてのコスト値よりも小さく、且つ、連続した波長チャネル間のコスト差よりも小さいように選択される、
付記９に記載の制御システム。
（付記１４）
前記新しい光学波長シフタリンクについての新しいコスト値は、パススルーリンクについてのコスト値に等しいように選択される、
付記９に記載の制御システム。
（付記１５）
前記色変更ノードは、マトリクススイッチ構成における波長選択スイッチを使用する再構成可能な光アドドロップマルチプレクサノードを含む、
付記９に記載の制御システム。
（付記１６）
前記色変更ノードは、マルチキャストスイッチを使用する再構成可能な光アドドロップマルチプレクサノードを含む、
付記９に記載の制御システム。
【符号の説明】
【００７０】
１０１            光ネットワーク
１０２            送信器
１０４            マルチプレクサ（ＭＵＸ）
１０５            デマルチプレクサ
１０６            光ファイバ
１０８            光増幅器
１１０            光アドドロップマルチプレクサ（ＯＡＤＭ）
１２０            全光波長シフタ
１２２            受信器
２００            補助グラフ
４００，４０１    ＲＯＡＤＭノード
４０４，４０６    波長シフタ
６００            制御システム
６０８            プロセッサ
６６０            メモリ媒体
Ｄ７              色変更ノード
Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６  パススルーノード
Ｒ３，Ｒ５        色変更ノード
Ｓ１              ソースノード
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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