(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マッピング命令に従って複数の入力光ファイバ・セグメントに到着する光信号を複数の出力光ファイバ・セグメントに切り換える光スイッチ・ファブリックと、
前記光スイッチ・ファブリックに接続され、変換コマンドに従って、入来する光信号または前記切り換えられた光信号が占有する波長を変更する波長変換手段と、
前記光スイッチ・ファブリックおよび前記波長変換手段に接続され、ネットワーク層プロトコルを用いて他の複数のスイッチ・ノードと制御情報を交換し、該制御情報に基づいて前記マッピング命令および前記変換コマンドを生成する制御ユニットと、を備え、
前記他の複数のスイッチ・ノードに送信される前記制御情報は、（ｉ）そのスイッチ・ノードに結合した複数の隣接するスイッチ・ノードを特定するトポロジ情報と、（ｉｉ）前記複数の隣接するスイッチ・ノードの少なくとも１つから受け取った制御情報とを含む、スイッチ・ノード。
【請求項２】
前記制御情報は、帯域外制御チャネルを用いて交換される、請求項１に記載のスイッチ・ノード。
【請求項３】
前記帯域外制御チャネルは、光監視制御チャネルである、請求項２に記載のスイッチ・ノード。
【請求項４】
前記制御情報は、帯域内制御チャネルを用いて交換される、請求項１に記載のスイッチ・ノード。
【請求項５】
それぞれの光ファイバ・リンクを介して、該スイッチ・ノードを隣接スイッチ・ノードに接続する複数のポートを備え、
それぞれのポートについて、
それぞれのポートに接続された光方向性結合器と、
前記光方向性結合器および前記出力光ファイバの間に接続された光マルチプレクサと、
前記光方向性結合器および前記入力光ファイバの間に接続された光デマルチプレクサと、を備える、請求項１に記載のスイッチ・ノード。
【請求項６】
それぞれの光デマルチプレクサに接続された少なくとも１つの追加の入力光ファイバ・セグメントであって、それぞれのポートに接続されたスイッチ・ノードからの制御情報を搬送する少なくとも１つの追加の入力光ファイバ・セグメントと、
それぞれの光マルチプレクサに接続された少なくとも１つの追加の出力光ファイバ・セグメントであって、それぞれのポートに接続されたスイッチ・ノードに制御情報を搬送する少なくとも１つの追加の出力光ファイバ・セグメントと、
前記制御ユニットと、前記追加の入力および出力光ファイバ・セグメントとの間に接続された光電変換手段と、
を備える請求項５に記載のスイッチ・ノード。
【請求項７】
前記制御ユニットは、プロセッサと、該プロセッサによってアクセス可能なメモリ要素と、を備える、請求項５に記載のスイッチ・ノード。
【請求項８】
前記メモリ要素は、ルーティング・テーブルおよび波長アベイラビリティ・テーブルを格納しており、
前記ルーティング・テーブルは、終端スイッチ・ノードのすべての可能な対に関連付けられたネクスト・ホップ・スイッチ・ノード・フィールドを含み、
前記波長アベイラビリティ・テーブルは、それぞれの波長多重光ファイバ・リンクによって前記ポートのいずれかに接続されたスイッチ・ノードのアイデンティティと、それぞれの波長について、該波長が占有されているかまたは利用可能かの標示と、を含む、
請求項７に記載のスイッチ・ノード。
【請求項９】
前記ネクスト・ホップ・スイッチ・ノード・フィールドは、ルーティング・アルゴリズムを実行する制御ユニットによって生成される、請求項８に記載のスイッチ・ノード。
【請求項１０】
前記ルーティング・アルゴリズムは、Ｄｉｊｋｓｔｒａアルゴリズムである、請求項９に記載のスイッチ・ノード。
【請求項１１】
前記スイッチ・ノードは、第１の終端スイッチ・ノードおよび第２の終端スイッチ・ノードによって識別される経路上にある前のスイッチ・ノードに接続されており、
前記制御ユニットは、
ａ）前記前のスイッチ・ノードからメッセージを受信し、
ｂ）前記メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージならば、前記波長アベイラビリティ・テーブルにアクセスし、現在のスイッチ・ノードと該前のスイッチ・ノードの間のリンク上で利用可能な波長であって、前記入力光ファイバ・セグメントのうちの１つに関連付けられた波長を識別し、
さらに、前記現在のスイッチ・ノードが前記第２の終端スイッチ・ノードならば、前記利用可能な波長に関連付けられた入力光ファイバ・セグメントと、前記複数の出力光ファイバ・セグメントのうちの１つとの間に、前記利用可能な波長を用いて接続を確立するマッピング・コマンドを生成して、前記前のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信し、
前記現在のスイッチ・ノードが前記第２の終端スイッチ・ノードでないならば、前記ルーティング・テーブルにアクセスして、前記第１および第２の終端スイッチ・ノードに関連付けられたネクスト・ホップ・スイッチ・ノード・フィールドの内容を求め、該ネクスト・ホップ・スイッチ・ノード・フィールドによって識別されるスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを送信し、
ｃ）前記メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージならば、前記利用可能な波長に関連付けられた入力光ファイバ・セグメントと、前記複数の出力光ファイバ・セグメントのうちの１つとの間に、前記利用可能な波長を用いて接続を確立するマッピング・コマンドを生成し、前記前のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信するよう動作する、請求項８に記載のスイッチ・ノード。
【請求項１２】
入力光ファイバ・セグメントによって使用される利用可能な波長が、該入力光ファイバが前記光スイッチ・ファブリックを介して接続される出力光ファイバ・セグメントに関連付けられた波長と異なるならば、前記変換コマンドが前記波長変換手段に送信される、請求項１１に記載のスイッチ・ノード。
【請求項１３】
前記マッピング命令および変換コマンドは、前記トポロジ情報における変更の関数として自動的に再構成されることができる、請求項１に記載のスイッチ・ノード。
【請求項１４】
それぞれの入力光信号がパケットのシーケンスからなり、それぞれのパケットが、ヘッダおよびペイロードを含んでおり、
前記スイッチ・ノードは、前記入力光ファイバ・セグメントおよび前記制御ユニットに接続された手段であって、それぞれのパケットのヘッダを抽出する手段を備えており、
前記マッピング命令および前記変換コマンドは、前記ヘッダ内に含まれる情報に依存する、請求項１に記載のスイッチ・ノード。
【請求項１５】
それぞれの波長を占有する入力光信号を入力電子信号に変換する第１の複数の光電変換器と、
出力電子信号を、それぞれの波長を占有する出力光信号に変換する第２の複数の光電変換器と、
前記光電変換器に接続され、マッピング命令に従って前記入力電子信号を前記出力電子信号にスイッチングするデジタルスイッチ・ファブリックと、
前記デジタルスイッチ・ファブリックに接続され、ネットワーク層プロトコルを用いて他の複数のスイッチ・ノードと制御情報を交換し、該制御情報に基づいて前記マッピング命令を生成する制御ユニットと、を備え、
前記他の複数のスイッチ・ノードに送信される前記制御情報は、（ｉ）そのスイッチ・ノードに結合した複数の隣接するスイッチ・ノードを特定するトポロジ情報と、（ｉｉ）前記複数の隣接するスイッチ・ノードの少なくとも１つから受け取った制御情報とを含む、スイッチ・ノード。
【請求項１６】
前記制御情報は、帯域外制御チャネルによって交換される、請求項１５に記載のスイッチ・ノード。
【請求項１７】
前記制御情報は、帯域内制御チャネルによって交換される、請求項１５に記載のスイッチ・ノード。
【請求項１８】
前記スイッチ・ノードを隣接スイッチ・ノードに接続する複数のポートを備えており、
それぞれのポートについて、
該それぞれのポートに接続された光方向性結合器と、
前記光方向性結合器および前記第１の複数の光電変換器の間に接続された光マルチプレクサと、
前記光方向性結合器および前記第２の複数の光電変換器の間に接続された光デマルチプレクサと、を備える、請求項１５に記載のスイッチ・ノード。
【請求項１９】
それぞれの光デマルチプレクサに接続され、入来する制御情報を搬送する少なくとも１つの入力光ファイバ・セグメントと、
前記入力光ファイバ・セグメントおよび前記制御ユニットの間に接続された光電変換手段と、
それぞれの光マルチプレクサに接続され、送出される制御情報を搬送する少なくとも１つの出力光ファイバ・セグメントと、
前記制御ユニットおよび前記出力光ファイバ・セグメントの間に接続された光電変換手段と、
を備える、請求項１８に記載のスイッチ・ノード。
【請求項２０】
前記制御ユニットは、スイッチングに先だって前記入力電子信号を再フォーマットする手段を備える、請求項１５に記載のスイッチ・ノード。
【請求項２１】
前記制御ユニットは、スイッチングの後に前記出力電子信号を再フォーマットする手段を備える、請求項１５に記載のスイッチ・ノード。
【請求項２２】
光ネットワーク内の第１および第２の終端スイッチ・ノードの間にデータ接続を確立する方法であって、該ネットワークは、前記２つの終端スイッチ・ノードと、波長多重光リンクによって相互接続された複数の他のスイッチ・ノードとを有しており、
ゼロ個以上の中間スイッチ・ノードを介して前記第１の終端スイッチ・ノードおよび前記第２の終端スイッチ・ノードの間でデータを伝送する一組のリンクおよび波長を備える経路を識別するステップと、
前記識別された経路の入口リンクおよび出口リンクに接続された中間スイッチ・ノードのそれぞれにおいて、各入口リンクおよび出口リンクに結合された複数のスイッチ・ノードと制御情報を交換して、前記各入口リンクに到着した光信号を前記各出口リンクにスイッチングするためのマッピング命令、及び前記各入口リンクおよび出口リンクで占有された波長が異なる場合に、入来またはスイッチングされた光信号によって占有された波長を修正するための変換コマンドを生成するステップと、
該入口リンクに到着する光信号を前記マッピング命令に従って該出口リンクに切り換え、前記変換コマンドに従って波長変換を実行するステップと、を含み、
前記他の複数のスイッチ・ノードに送信される前記制御情報は、（ｉ）そのスイッチ・ノードに結合した複数の隣接するスイッチ・ノードを特定するトポロジ情報と、（ｉｉ）前記複数の隣接するスイッチ・ノードの少なくとも１つから受け取った制御情報とを含む、方法。
【請求項２３】
経路を識別する前記ステップは、
ａ）それぞれのスイッチ・ノードにおいて、対応するネクスト・ホップ・スイッチ・ノードを、スイッチ・ノードのすべての可能な対に関連付けるステップと、
ｂ）前記第１の終端スイッチ・ノードが、該第１の終端スイッチ・ノードと前記第２の終端スイッチ・ノードの組合せに今回関連付けられているネクスト・ホップ・スイッチ・ノードに、データ接続要求メッセージを送信するステップと、
ｃ）前記接続要求メッセージを受信した際に、前記ネクスト・ホップ・スイッチ・ノードが、該ネクスト・ホップ・スイッチ・ノードと前記第１の終端スイッチ・ノードとを接続するリンク上の波長を確保するステップと、
ｄ）前記ネクスト・ホップ・スイッチ・ノードを、現在のスイッチ・ノードに名前を変更するステップと、
ｅ）前記現在のスイッチ・ノードが前記第２の終端スイッチ・ノードに対応しない場合には、該現在のスイッチ・ノードが、前記第１の終端スイッチ・ノードと前記第２の終端スイッチ・ノードの組合せに今回対応するネクスト・ホップ・スイッチ・ノードに、データ接続要求メッセージを送信するステップと、
ｆ）前記接続要求メッセージを受信した際に、前記ネクスト・ホップ・スイッチ・ノードが、該ネクスト・ホップ・スイッチ・ノードと前記現在のスイッチ・ノードとを接続するリンク上の波長を確保するステップと、
ｇ）前記現在のスイッチ・ノードが前記第２の終端スイッチ・ノードに対応するまで、前記ステップｄ）、ｅ）およびｆ）を繰り返すステップと、
を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記ステップａ）は、前記ネットワークに関するトポロジ情報に基づいてルーティング・アルゴリズムを実行するステップを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記トポロジ情報は、制御チャネルを用いてスイッチ・ノード間で交換される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記制御チャネルは、帯域内制御チャネルである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記制御チャネルは、それぞれのリンク上で少なくとも１つの波長を占有する帯域外制御チャネルである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
光信号を切り換える前記ステップは、
前記第２の終端スイッチ・ノードに接続された中間スイッチ・ノードにおいて、入口リンク上で確保された波長を占有する光信号を、出口リンク上で確保された波長に切り換え、該入口リンクに接続されたスイッチ・ノードに接続確認メッセージを送信するステップと、
他の中間スイッチ・ノードのそれぞれにおいて、前記接続確認メッセージを受信した際、入口リンク上で確保された波長を占有する光信号を、出口リンク上で確保された波長に切り換え、該入口リンクに接続されたスイッチ・ノードに前記接続確認メッセージを送信するステップと、
を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
ネットワーク内の経路上のゼロ個以上の中間スイッチ・ノードを介して、第１の終端スイッチ・ノードおよび第２の終端スイッチ・ノードの間にデータ接続を確立することを可能にする波長分散プロトコルであって、
最初に前記データ接続を要求する際に、最初のＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージが前記第１の終端スイッチ・ノードに送信され、
前記プロトコルは、前のスイッチ・ノードおよび／または次のスイッチ・ノードの間の経路上に光リンクによって接続された現在のスイッチ・ノードのそれぞれにおいて、
前記前のまたは次のスイッチ・ノードからメッセージを受信し、
前記メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージであって、前記現在のスイッチ・ノードが前記第１の終端スイッチ・ノードでないならば、該現在のスイッチ・ノードと前記前のスイッチ・ノードとの間のリンク上の利用可能な波長を識別して記憶し、
前記メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージであって、前記現在のスイッチ・ノードが前記第２の終端スイッチ・ノードならば、前記利用可能な波長を用いて接続を確立して、前記前のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信し、
前記メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージであって、前記現在のスイッチ・ノードが前記第２の終端スイッチ・ノードでないならば、前記次のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを送信し、
前記メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージならば、前記前に記憶した利用可能な波長を用いて接続を確立し、
前記メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージであって、前記現在のスイッチ・ノードが前記第１の終端スイッチ・ノードでないならば、前記前のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信し、
前記現在のスイッチ・ノードに結合した複数の隣接するスイッチ・ノードと制御情報を交換することであって、前記他の複数のスイッチ・ノードに送信される前記制御情報は、（ｉ）そのスイッチ・ノードに結合した複数の隣接するスイッチ・ノードを特定するトポロジ情報と、（ｉｉ）前記複数の隣接するスイッチ・ノードの少なくとも１つから受け取った制御情報である、
を含む、波長分散プロトコル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に光スイッチングの分野に関し、より具体的には、光ネットワーク内で使用する光スイッチ・ノードに関する。本発明はまた、スイッチ・ノードの動作を管理するプロトコルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
大容量ネットワークの開発は、例えばクライアントおよびサーバ間のように、リモート・サイト間に広帯域データ接続を確立する必要性によって推進されてきた。一般的には、そのようなネットワークの通信インフラストラクチャは、様々なリモート・サイトを包含する地理領域をサービス対象とする１つまたは複数の通信事業者によって提供される。通信事業者は、大容量接続を確立しようとする顧客に光ファイバ回線をリースすることができる。そして、この通信事業者のネットワークにおいて、光スイッチ・ノードは、所望の接続をサポートするように構成される。
【０００３】
普通、通信事業者は、その光ファイバ回線を長期間使用するものとしてリースする。したがって、大容量接続を提供する時点で確立されたスイッチの構成は、数ヶ月または数年にわたって所定の位置にとどまっているものと予想される。したがって、ネットワーク内のスイッチは、コストまたは提供されるサービス品質にほとんど影響を与えずに手動で構成されることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ただし、サイズおよび／またはトポロジが常に進化しているネットワークを扱う際には、多数のスイッチを手動で構成することはできない。さらに、スイッチを手動で構成すると、ネットワーク内を伝送するトラフィックの帯域幅またはサービス要件の品質が時間で変化する状況、またはネットワークを介して緊急に新しい大容量接続を確立する必要がある場合に対処することができない。ネットワークのトポロジおよびトラフィック負荷の変化の関数として自動的に再構成可能なスイッチを提供することが望ましいが、そのような機能は現在利用可能ではない。
【０００５】
さらに、現在の光ネットワーク内でエンドツーエンドのデータ接続を確立する最も一般的な方法は、ネットワークの隅から隅まで手動で構成された経路上で同じ波長、例えばλＸを使用することに依存する。この結果、新しい接続に対応する経路の一部が元の接続に対応する経路の一部と交差する場合には、エンドツーエンド（end-to-end、終端間）の波長としてλＸを使用して他のデータ接続を確立することが妨げられる。これによって、現在の光ネットワーク内での波長の使用が厳密に制限され、ネットワーク内の全体的な帯域幅効率が大幅に減少する。
【０００６】
したがって、当技術分野で、上記の欠点を克服する光スイッチ・ノードを提供する必要がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、広義には光スイッチ・ファブリック（optical switch fabric）、波長変換ユニットおよび制御ユニットを備えるスイッチ・ノード（switching node）として説明されることができる。光スイッチ・ファブリックは、制御ユニットに接続され、該制御ユニットから受信するマッピング命令に従って一組の入力光ファイバ・セグメントに到着する光信号を一組の出力光ファイバ・セグメントに切り換えるのに使用される。波長変換ユニットは、光スイッチ・ファブリックに接続され、制御ユニットから受信する変換コマンドに従って、入来する光信号またはスイッチングされた光信号が占有する波長を変更するのに使用される。
【０００８】
制御ユニットは、ネットワーク層プロトコルを用いて他のスイッチ・ノードと制御情報を交換し、この制御情報に基づいてマッピング命令および変換コマンドを生成するのに使用される。このスイッチ・ノードによって、光データ信号の入力および出力波長は異なる波長を占有することができ、その結果多くの利点がもたらされるが、そのうちの１つは、光ネットワーク内での波長効率の向上という利点である。
【０００９】
制御情報は、光監視制御チャネル（optical supervisory channel）のような帯域外制御チャネルを用いて交換されるのが好ましい。
【００１０】
制御ユニットは、プロセッサ、および該プロセッサからアクセス可能なメモリ要素を備えるのが好ましい。メモリ要素は、ルーティング・テーブル（routing table）および波長アベイラビリティ・テーブル（wavelength availability table）を記憶するのが好ましい。ルーティング・テーブルは、すべての起こりうる一対の終端スイッチ・ノードに関連するネクスト・ホップ（next hop）スイッチ・ノード・フィールドを含む。波長アベイラビリティ・テーブルは、それぞれの波長多重光ファイバ・リンクによって任意のポートに接続されたスイッチ・ノードのアイデンティティ（identity）と、それぞれの波長について、その波長が占有されているのかまたは利用可能であるのかの標示を含む。
【００１１】
スイッチ・ノードは通常、第１の終端スイッチ・ノードおよび第２の終端スイッチ・ノードによって識別される経路の「前（previous）」のスイッチ・ノードに接続される。そのようなシナリオでは、制御ユニットは、前のスイッチ・ノードからメッセージを受信するように動作可能であるのが好ましい。
【００１２】
メッセージがいわゆるＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴ（接続要求）メッセージの場合、制御ユニットは、波長アベイラビリティ・テーブルにアクセスして、現在のスイッチ・ノードおよび前のスイッチ・ノードの間のリンク上の入力光ファイバ・セグメントのうちの１つに関連する利用可能な波長を識別するのが好ましい。
【００１３】
現在のスイッチ・ノードが第２の終端スイッチ・ノードならば、制御ユニットは、利用可能な波長に関連する入力光ファイバ・セグメントと、出力光ファイバ・セグメントのうちの１つとの間の接続を、利用可能な波長を用いて確立するマッピング・コマンドを生成し、前のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭ（接続確認）メッセージを送信するのが好ましい。
【００１４】
そうでない場合、すなわち現在のスイッチ・ノードが第２の終端スイッチ・ノードでないならば、制御ユニットは、ルーティング・テーブルにアクセスして、第１および第２の終端スイッチ・ノードに関連するネクスト・ホップ・スイッチ・ノード・フィールドの内容を求め、ネクスト・ホップ・スイッチ・ノード・フィールドによって識別されたスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを送信するのが好ましい。
【００１５】
他方、メッセージがいわゆるＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージの場合、制御ユニットは、利用可能な波長に関連する入力光ファイバ・セグメントと、出力光ファイバ・セグメントのうちの１つとの間の接続を利用可能な波長を用いて確立するマッピング・コマンドを生成し、前のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信するのが好ましい。
【００１６】
入来する光信号が、ヘッダおよびペイロードを持つパケットから形成されるパケット・ベースのアーキテクチャに対応するために、スイッチ・ノードは、入力光ファイバ・セグメントおよび制御ユニットに接続された変換ユニットをさらに備えて、それぞれのパケットのヘッダを抽出することができる。この場合、制御装置によって生成されるマッピング命令および変換コマンドは、それぞれのパケットのヘッダ内に含まれる情報に依存する。
【００１７】
別の実施形態では、スイッチ・ノードは、第１の光電変換器の組および第２の光電変換器の組を備える。第１の光電変換器の組は、それぞれの波長を占有する入力光信号を電子信号に変換するのに使用され、第２の光電変換器の組は、出力電子信号を、それぞれの波長を占有する出力光信号に変換するのに使用される。
【００１８】
スイッチ・ノードはまた、光電変換器に接続されたデジタルスイッチ・ファブリックを備え、スイッチング命令に従って入力電子信号を出力電子信号にスイッチングする。最後に、スイッチ・ノードは、デジタルスイッチ・ファブリックおよび光電変換器に接続された制御ユニットを備える。制御ユニットは、ネットワーク層プロトコルを用いて他のスイッチ・ノードと制御情報を交換し、該制御情報に基づいてスイッチング命令を生成する。
【００１９】
この実施形態では、入力電子信号は再フォーマットされることができ、再フォーマットされた信号はスイッチングされ、その後第２の変換器の組によって変換され、その結果得られる光信号が所望のフォーマットになるという意味で、スイッチ・ノードはグルーミング（grooming）機能を提供する。これによって、ネットワーク内のエンド・ユーザの装置間の互換性が向上する。
【００２０】
本発明は、ネットワーク・レベルで第１の終端スイッチ・ノードおよび第２の終端スイッチ・ノード間のデータ接続を確立する方法として要約されることができる。ネットワークは、上記２つの終端スイッチ・ノードと、波長多重光リンクによって相互接続された他のスイッチ・ノードのグループとを有するものとして理解される。
【００２１】
本方法は、ゼロ以上の中間スイッチ・ノードを介して第１の終端スイッチ・ノードおよび第２の終端スイッチ・ノードの間でデータを伝送する一組のリンクおよび波長を有する経路を識別する第１のステップを含む。
【００２２】
本方法はまた、識別された経路内のそれぞれの入口リンクおよびそれぞれの出口リンクに接続されたそれぞれの中間スイッチ・ノードにおいて、それぞれの入口リンクに到着する光信号をそれぞれの出口リンクに切り換え、それぞれの入口および出口リンク上で占有される波長が異なる場合には波長変換を実行するステップを含む。これによって、経路上で異なる波長を用いてデータ接続を確立することができるようになり、有利である。
【００２３】
また、本発明は、ネットワーク内の経路上のゼロ以上の中間スイッチ・ノードを介して第１の終端スイッチ・ノードおよび第２の終端スイッチ・ノード間のデータ接続を可能にする波長分散プロトコルとして要約されることができる。このプロトコルは、ネットワーク内の様々なスイッチ・ノードで実行される。
【００２４】
前のスイッチ・ノードおよび／または次のスイッチ・ノードの間の経路にそれぞれの光リンクによって接続されたそれぞれの現在のスイッチ・ノードにおいて、プロトコルは、前のまたは次のスイッチ・ノードからメッセージを受信する機能を有する。
【００２５】
メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージであって、現在のスイッチ・ノードが第１の終端スイッチ・ノードではない場合、プロトコルは、現在のスイッチ・ノードおよび前のスイッチ・ノードの間のリンク上の利用可能な波長を識別し、記憶するステップを含む。
【００２６】
また、メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージであって、現在のスイッチ・ノードが実際に第２の終端スイッチ・ノードである場合、プロトコルは、利用可能な波長を用いて接続を確立し、前のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信する。メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージであって、現在のスイッチ・ノードが実際に第２の終端スイッチ・ノードでない場合、次のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを送信するステップを含む。
【００２７】
ただし、メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージである場合、プロトコルは、前に記憶された利用可能な波長を用いて接続を確立するステップを含み、現在のスイッチ・ノードが第１の終端スイッチ・ノードでない場合、プロトコルは、前のスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信するステップを含む。
【００２８】
プロトコルが意図したように動作するために、最初のＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、データ接続を最初に要求した時点で第１の終端スイッチ・ノードに送信されるものとする。
【００２９】
このプロトコルに関与することで、スイッチ・ノードは、動的に割り当てられた波長を用いたデータ接続のエンドツーエンドの確立に自動的に関与することとなり、その結果、光ネットワークの帯域幅全体の効率が改善され、入力および出力波長が同じであることをもはや必要としないより柔軟な保護スイッチングが提供される。
【００３０】
本発明の上記およびその他の特徴は、図面を参照する以下の具体的な実施形態の説明を読むことにより、当業者には明らかになるであろう。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は、光ネットワーク内の他のスイッチ・ノードに接続する光スイッチ・ノード４００を示す。本発明の好ましい実施形態によれば、スイッチ・ノード４００は、それぞれの複数の波長多重光ファイバ・セグメント４１２、４１４、４１６、４１８に外部的に接続された複数のポート４０２、４０４、４０６、４０８を備える。光ファイバ・セグメント４１２、４１４、４１６、４１８は双方向セグメントであり、隣接スイッチ・ノード（図示せず）への入口および出口リンクの働きをする。代わりに、複数の光ファイバ・セグメント（例えば、入口用に１つ、出口用に１つ）によってスイッチ・ノード４００を隣接スイッチ・ノードのそれぞれに接続することもできる。
【００３２】
光ファイバ・セグメント４１２、４１４、４１６、４１８は、好ましくは隣接スイッチ・ノードとの間でデータを搬送する。また、好ましくは光ファイバ・セグメント４１２、４１４、４１６、４１８は、専用の監視波長（光監視制御チャネル(optical supervisory channel)として知られている）を用いた隣接スイッチ・ノード間の制御リンクの働きをする。スイッチ・ノードへの制御リンクを確立するその他の方法は、専用の電子制御線の使用を含む。
【００３３】
スイッチ・ノード４００は、４つのポートを有するものとして示されているが、２より大きい、または２に等しい任意の数のポートを有することができる。また、光ファイバ・セグメント４１２、４１４、４１６、４１８は、隣接スイッチ・ノードのポート間を接続するよう意図されているが、光ファイバ・セグメント４１２、４１４、４１６、４１８のうちの１つまたは複数を用いて顧客の構内に設置された装置（以下、顧客構内装置という）との間で個々のまたは多重化された光チャネルを伝送することができる、ということを理解されたい。この場合、スイッチ・ノード４００はアド／ドロップ・ノード（add/drop node）と呼ばれる。
【００３４】
スイッチ・ノード４００内で、ポート４０２、４０４、４０６、４０８は、それぞれの中間光ファイバ・セグメント４２２、４２４、４２６、４２８によってそれぞれの方向性結合器４３２、４３４、４３６、４３８に接続されている。中間光ファイバ・セグメント４２２、４２４、４２６、４２８は双方向結合器であり、好ましくはスイッチ・ノード４００の内部との間でデータおよび制御信号の両方を搬送する。方向性結合器４３２、４３４、４３６、４３８は、反対方向に送信される２つの単方向波長多重信号を１つの双方向波長多重信号に結合する既知の構成要素である。
【００３５】
一方の方向では、それぞれの方向性結合器４３２、４３４、４３６、４３８は、それぞれの中間光ファイバ・セグメント４２２、４２４、４２６、４２８上を搬送される入来データおよび制御信号を抽出し、そのように抽出された入来信号を、それぞれの中間光ファイバ・セグメント４４２、４４４、４４６、４４８上のそれぞれの光デマルチプレクサ４５２、４５４、４５６、４５８に供給する。
【００３６】
逆の方向では、送出データおよび制御信号は、それぞれの中間光ファイバ・セグメント５４２、５４４、５４６、５４８上を、それぞれの光マルチプレクサ５５２、５５４、５５６、５５８によって方向性結合器４３２、４３４、４３６、４３８に供給される。それぞれの方向性結合器４３２、４３４、４３６、４３８は、それぞれのポート４０２、４０４、４０６、４０８に接続されたそれぞれの中間光ファイバ・セグメント４２２、４２４、４２６、４２８上に、それぞれの送出データおよび制御信号を転送する。
【００３７】
それぞれの光デマルチプレクサ４５２、４５４、４５６、４５８は、波長に基づいてそれぞれの中間光ファイバ・セグメント４４２、４４４、４４６、４４８に到着する波長多重光信号を分離し、それぞれの複数の単一波長光ファイバ・セグメント４６２Ａ〜Ｄ、４６４Ａ〜Ｄ、４６６Ａ〜Ｄ、４６８Ａ〜Ｄ上に現れる個別の光信号のそれぞれの組を生成する。
【００３８】
図１は、光デマルチプレクサ４５２、４５４、４５６、４５８のそれぞれを４つの単一波長光ファイバ・セグメントに関連するものとして示しているが、光デマルチプレクサから出るセグメントの数は、それぞれの中間光ファイバ・セグメント４４２、４４４、４４６、４４８上のそれぞれの光デマルチプレクサに到着するそれぞれの波長多重光信号の波長の数に対応することができる、ということを理解されたい。
【００３９】
それぞれのデマルチプレクサから出る複数の単一波長光ファイバ・セグメントのうち、少なくとも１つが好ましくは制御情報を伝送するために使用され、残りのセグメントは、好ましくはスイッチングされるデータを伝送するのに使用される。２つのスイッチ・ノード間における専用の波長に乗せた制御情報の伝送は、「帯域外（out-of-band）」制御チャネルの確立として知られている。代わりに、「帯域内（in-band）」制御チャネルを、例えば２つのスイッチ・ノード間で伝送されるデータ内に制御を含んだヘッダ（control-laden header）を埋め込むことによって、ヘッダ部分に確立することができる。
【００４０】
図１の具体的な例では、単一波長光ファイバ・セグメント４６２Ａ、４６４Ａ、４６６Ａ、４６８Ａは帯域外制御チャネルを提供し、隣接スイッチ・ノードから入来する制御情報を搬送する。それぞれの単一波長光ファイバ・セグメント４６２Ａ、４６４Ａ、４６６Ａ、４６８Ａは、それぞれの光電変換器４７２Ａ、４７４Ａ、４７６Ａ、４７８Ａに接続されている。それぞれの光電変換器４７２Ａ、４７４Ａ、４７６Ａ、４７８Ａは、それぞれの単一波長光ファイバ・セグメント４６２Ａ、４６４Ａ、４６６Ａ、４６８Ａ上の光制御信号を、それぞれの入力制御線４８２Ａ、４８４Ａ、４８６Ａ、４８８Ａ上の電子制御信号に変換する。入力制御線４８２Ａ、４８４Ａ、４８６Ａ、４８８Ａは、制御装置４９０に接続されている。
【００４１】
単一波長光ファイバ・セグメントの残りの組４６２Ｂ〜Ｄ、４６４Ｂ〜Ｄ、４６６Ｂ〜Ｄ、４６８Ｂ〜Ｄは、入来したデータを搬送し、それぞれの組は、制御可能な波長変換器４７２Ｂ〜Ｄ、４７４Ｂ〜Ｄ、４７６Ｂ〜Ｄ、４７８Ｂ〜Ｄのそれぞれのバンクに供給される。それぞれの波長変換器４７２Ｂ〜Ｄ、４７４Ｂ〜Ｄ、４７６Ｂ〜Ｄ、４７８Ｂ〜Ｄは、それぞれの単一波長光ファイバ・セグメント４６２Ｂ〜Ｄ、４６４Ｂ〜Ｄ、４６６Ｂ〜Ｄ、４６８Ｂ〜Ｄ上の光信号を、現在の波長から、制御装置４９０によってそれぞれの制御線（図示せず）上で送信される制御信号によって指定された波長（異なる波長であることが可能）に変換する。
【００４２】
波長変換器４７２Ｂ〜Ｄ、４７４Ｂ〜Ｄ、４７６Ｂ〜Ｄ、４７８Ｂ〜Ｄが実行する波長変換は、直接的な光学的方法を介して、または電子領域に変換した後、別の指定された波長の光領域に変換し直すことで、達成することができる。
【００４３】
波長変換器４７２Ｂ〜Ｄ、４７４Ｂ〜Ｄ、４７６Ｂ〜Ｄ、４７８Ｂ〜Ｄのそれぞれのバンクによって変換された信号は、単一波長入力光ファイバ・セグメントのそれぞれの組４６２Ｂ’〜Ｄ’、４６４Ｂ’〜Ｄ’、４６６Ｂ’〜Ｄ’、４６８Ｂ’〜Ｄ’上に現れる。これらの光ファイバ・セグメント４６２Ｂ’〜Ｄ’、４６４Ｂ’〜Ｄ’、４６６Ｂ’〜Ｄ’、４６８Ｂ’〜Ｄ’は、光スイッチ・ファブリック４９２のそれぞれの入力ポートに供給される。
【００４４】
光スイッチ・ファブリック４９２はまた、それぞれの複数の単一波長出力光ファイバ・セグメント５６２Ｂ〜Ｄ、５６４Ｂ〜Ｄ、５６６Ｂ〜Ｄ、５６８Ｂ〜Ｄに接続された複数の出力ポートを有する。光スイッチ・ファブリック４９２は、単一波長入力光ファイバ・セグメント４６２Ｂ’〜Ｄ’、４６４Ｂ’〜Ｄ’、４６６Ｂ’〜Ｄ’、４６８Ｂ’〜Ｄ’および単一波長出力光ファイバ・セグメント５６２Ｂ〜Ｄ、５６４Ｂ〜Ｄ、５６６Ｂ〜Ｄ、５６８Ｂ〜Ｄの間の１対１の光接続を制御可能に確立する回路を備える。データ接続は、制御線４９４を介して制御装置４９０から受信したマッピング命令に基づいて確立される。
【００４５】
様々な中間光ファイバ・セグメント４４２、４４４、４４６、４４８、５４２、５４４、５４６、５４８は様々な数の波長に対応することがあるので、光スイッチ・ファブリック４９２に接続された単一波長出力光ファイバ・セグメントの数が、光スイッチ・ファブリックに接続された単一波長入力光ファイバ・セグメントの数と異なることができる、ということは当業者には明らかであろう。
【００４６】
また、波長変換器のバンクを、光スイッチ・ファブリック４９２の入力部における単一波長入力光ファイバ・セグメント４６２Ｂ’〜Ｄ’、４６４Ｂ’〜Ｄ’、４６６Ｂ’〜Ｄ’、４６８Ｂ’〜Ｄ’ではなく、光スイッチ・ファブリック４９２の出力部の単一波長出力光ファイバ・セグメント５６２Ｂ〜Ｄ、５６４Ｂ〜Ｄ、５６６Ｂ〜Ｄ、５６８Ｂ〜Ｄに接続することもできる、ということも理解されよう。
【００４７】
制御装置４９０から出る複数の出力制御線５８２Ａ、５８４Ａ、５８６Ａ、５８８Ａは、スイッチ・ノード４００を隣接スイッチ・ノードに結合するそれぞれの帯域外制御チャネルの一部を形成する。出力制御線５８２Ａ、５８４Ａ、５８６Ａ、５８８Ａは、それぞれ複数の光電変換器５７２Ａ、５７４Ａ、５７６Ａ、５７８Ａに接続されている。光電変換器５７２Ａ、５７４Ａ、５７６Ａ、５７８Ａは、制御装置４９０から出力された電子制御信号を、それぞれの単一波長光ファイバ・セグメント５６２Ａ、５６４Ａ、５６６Ａ、５６８Ａ上に現れる光信号に変換する。
【００４８】
制御装置４９０から送出された制御情報を搬送するそれぞれの単一波長光ファイバ・セグメント５６２Ａ、５６４Ａ、５６６Ａ、５６８Ａは、光マルチプレクサ５５２、５５４、５５６、５５８のそれぞれに接続されている。また、光マルチプレクサ５５２、５５４、５５６、５５８には、光スイッチ・ファブリック４９２からのスイッチングされた信号（すなわち送出データ）を搬送する単一波長出力光ファイバ・セグメント５６２Ｂ〜Ｄ、５６４Ｂ〜Ｄ、５６６Ｂ〜Ｄ、５６８Ｂ〜Ｄのそれぞれの組が接続されている。光マルチプレクサ５５２、５５４、５５６、５５８は、単一波長光ファイバ・セグメント５６２Ａ〜Ｄ、５６４Ａ〜Ｄ、５６６Ａ〜Ｄ、５６８Ａ〜Ｄのそれぞれのグループによって搬送された個々の光信号を、それぞれの中間光ファイバ・セグメント５４２、５４４、５４６、５４８によってそれぞれの方向性結合器４３２、４３４、４３６、４３８に搬送される波長多重光信号に結合する。
【００４９】
制御装置４９０は、好ましくはメモリ要素４９０Ｂに接続されたプロセッサ４９０Ａを備える。プロセッサ４９０Ａは、好ましくはソフトウェア・アルゴリズムを実行するマイクロ・プロセッサである。代わりに、プロセッサは、デジタル信号プロセッサまたはその他のプログラマブル論理装置であることができる。
【００５０】
メモリ要素４９０Ｂは、波長アベイラビリティ(availability；利用可能性)情報を波長アベイラビリティ・テーブルの形式で記憶する。図２の（Ａ）は、本発明の好ましい実施形態による波長アベイラビリティ・テーブル７００の構成を示す。波長アベイラビリティ・テーブル７００は、ＰＯＲＴ（ポート）列７１０、ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ（波長）列７２０およびＡＶＡＩＬＡＢＩＬＩＴＹ（利用可能性）列７３０を有する。ＰＯＲＴ列７１０は、スイッチ・ノード内のポートごとに１つのエントリを含む。図１のスイッチ・ノード４００の場合、ポートの数、したがって波長アベイラビリティ・テーブル７００のＰＯＲＴ列７１０内のエントリ数は４に等しい。ポートは、図１の参照番号、すなわち４０２、４０４、４０６および４０８で識別される。
【００５１】
所与のポートに対応するそれぞれの行について、そのポートを通ってスイッチ・ノードに入来またはそこから送出されることのできる波長の数に従って、ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ列７２０には複数のエントリが可能である。例えば、図１のスイッチ・ノード４００の場合、ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ列７２０にはポート４０２、４０４、４０６、４０８のそれぞれに対応する６つのエントリがある。ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ列７２０内のそれぞれのエントリについて、対応する波長が対応するポートで現在占有されているか否かを示すエントリが、ＡＶＡＩＬＡＢＩＬＩＴＹ列７３０内にある。ＡＶＡＩＬＡＢＩＬＩＴＹ列７３０内のそれぞれのエントリを表すには２進値が適当である。
【００５２】
メモリ要素４９０Ｂはまた、ネットワークに関するトポロジ情報を記憶する。具体的には、メモリ要素４９０Ｂは、光ファイバ・セグメント４１２、４１４、４１６、４１８のうちの１つを介してスイッチ・ノード４００に直接接続されているスイッチ・ノードのアイデンティティ（identity）を記憶する。メモリ要素４９０Ｂはまた、ネットワークの残りに関する同様のトポロジ情報（これは、隣接スイッチ・ノードによってスイッチ・ノード４００に送信される）を記憶する。スイッチ・ノード４００内のプロセッサ４９０Ａは、メモリ要素４９０Ｂ内に記憶されたトポロジ情報を用いて、スイッチ・ノード４００をルートとするネットワーク全体のトポロジ・ツリーを構築する。その後、プロセッサ４９０Ａはこのツリーを用いて、やはりメモリ要素４９０Ｂに記憶されるルーティング・テーブルを構築する。
【００５３】
図２の（Ｂ）は、本発明の好ましい実施形態によるルーティング・テーブル６００を示す。ルーティング・テーブル６００は、好ましくは４つのフィールド、すなわち、送信元スイッチ・ノード（ＳＳＮ）フィールド６１０、宛先スイッチ・ノード（ＤＳＮ）フィールド６２０、トラフィック特性情報（ＴＣＩ）フィールド６３０およびネクスト・ホップスイッチ・ノード（ＮＨＳＮ）フィールド６４０を有する。
【００５４】
ＳＳＮおよびＤＳＮフィールド６１０、６２０内のエントリは、ネットワーク内の終端スイッチ・ノードのすべての可能な組合せを表す。ＴＣＩフィールド６３０は、ルーティング・テーブル内の対応する行のＤＳＮフィールド６２０内のエントリによって識別されたスイッチ・ノードから受信したトラフィックの特性情報を含む。このようにして、ＴＣＩフィールド６３０は、それぞれの宛先スイッチ・ノードのそれぞれの光インタフェースによって許容可能な信号フォーマット（signaling format）を識別する。
【００５５】
通常、少なくとも１つの中間スイッチ・ノードも通過することなく送信元スイッチ・ノードから宛先スイッチ・ノードにデータを送信することはできない。したがって、スイッチ・ノード４００は一般に、送信元および宛先の間に位置する一連の中間スイッチ・ノードのうちの１つである。宛先スイッチ・ノードへの経路上の次の中間ノードは、ネクスト・ホップ・スイッチ・ノード（next hop switching node）として知られ、これは、ルーティング・テーブルのＮＨＳＮフィールド６４０で識別される。ネクスト・ホップ・スイッチ・ノードは、送信元スイッチ・ノード、宛先スイッチ・ノード、ネットワーク・トポロジおよびトポロジ内の現在のスイッチ・ノードの位置、の関数である。したがって、ルーティング・テーブルは、ネットワーク内のスイッチ・ノードごとに異なり、基本的に静的であり、ネットワークのトポロジが変更される時にのみ変化する。
【００５６】
動作時には、ネットワーク内の様々なスイッチ・ノードによって制御情報が送受信され解釈される方法は、ネットワーク層の波長ルーティング（ＷＲ：wavelength routing）プロトコルによって管理される。ネットワーク内の経路上で送信元スイッチ・ノードから宛先スイッチ・ノードにデータを転送するエンドツーエンドの経路は、それぞれのスイッチ・ノードをネットワーク層の波長分散（ＷＤ：wavelength distribution）プロトコルに関与させることで確立することができる。これら２つのプロトコルについて以下に説明する。
【００５７】
ＷＲプロトコルは、それぞれのスイッチ・ノード内のプロセッサに、図５の流れ図に示すようなアルゴリズムを実行させることで実現される。具体的には、図５は、情報伝搬ステップ１０１０、情報記憶ステップ１０２０および情報処理ステップ１０３０を含む。
【００５８】
最初に、伝搬ステップ１０１０は、制御装置４９０がトポロジ情報およびトラフィック特性情報を適切な制御チャネル（帯域外または帯域内）を介して隣接スイッチ・ノードに送信するステップからなる。トポロジ情報は、スイッチ・ノード４００のアイデンティティと、スイッチ・ノード４００に隣接し、そのポートのうちの１つに接続されたそれぞれのスイッチ・ノードのアイデンティティとを有する。トラフィック特性情報は、それぞれのポートに対して許容可能な信号のタイプ（signaling type）のリストからなることができる。このリストの内容は、エンド・ユーザのフォーマット要件によって調整することができる。
【００５９】
さらに、伝搬ステップの１０１０の別の部分として、スイッチ・ノード４００は、任意の隣接スイッチ・ノードから受信した制御情報を、他のすべての隣接スイッチ・ノードに中継する。スイッチ・ノード４００によって送信される制御情報を、例えば１０秒の定期的な間隔で送信することができ、または代わりに、受信した制御情報に変更があった時にのみ送信することもできる。
【００６０】
それぞれのスイッチ・ノードは、それ自身の制御情報だけでなく、その隣接ノードの制御情報をも送信するので、それぞれのスイッチ・ノードは、ネットワーク全体のトポロジと、該ネットワーク内の各スイッチ・ノードに関連する許容可能な信号タイプとを、帰納的に認識することとなる。
【００６１】
記憶ステップ１０２０は、制御装置４９０が、それ自身のトポロジおよびトラフィック特性情報と、隣接スイッチ・ノードから受信したそれらの情報とを、メモリ要素４９０Ｂ内に記憶するステップからなる。
【００６２】
最後に、処理ステップ１０３０は、スイッチ・ノード４００内の制御装置４９０が、メモリ要素４９０Ｂ内に記憶されるルーティング・テーブルを、記憶ステップ１０２０で記憶されたネットワーク・トポロジ情報およびトラフィック特性情報の関数として定期的にまたはトポロジの変更後に生成するステップからなる。図２の（Ｂ）に示すルーティング・テーブルを参照すると、ルーティング・テーブル６００の特定の行のＮＨＳＮフィールド６４０を埋めるために、スイッチ・ノードのプロセッサ内のソフトウェアは、ネクスト・ホップ・ルーティング・アルゴリズム、例えば周知のＤｉｊｋｓｔｒａアルゴリズム（Ｊ．Ｍｏｙ著、Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｇｒｏｕｐ  ＲＦＣ  １５８３、ＰＰ．１４２−１６０を参照のこと。ここで、この文献を参照により取り入れる）を実行する。Ｄｉｊｋｓｔｒａアルゴリズムがルーティング・テーブル６００内の所与の行について適切なネクスト・ホップ・スイッチ・ノードを生成しない場合、この事実を、ＮＨＳＮおよびＴＣＩフィールド６３０、６４０内の対応するエントリをそれぞれ空白にすることで知らせることができる。
【００６３】
ＷＤプロトコルは、それぞれのスイッチ・ノード内のプロセッサが図６の流れ図に示すようなアルゴリズムを実行することで実現される。本発明の波長分散（ＷＤ）プロトコルは、ＩＮＩＴＩＡＬ＿ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴ（初期接続要求）メッセージ、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴ（接続要求）メッセージ、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭ（接続確認）メッセージおよびＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹ（接続拒否）メッセージを含むいくつかのタイプのメッセージの交換および解釈からなる。
【００６４】
図６の流れ図、より具体的にはステップ１６１０を参照すると、所与のスイッチ・ノード内のプロセッサは、メッセージの受信を待つ。メッセージを受信すると、ステップ１６２０で、プロセッサは、そのメッセージがＩＮＩＴＩＡＬ＿ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージであるか否かを検査する。ＩＮＩＴＩＡＬ＿ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは通常、例えば送信元スイッチ・ノードに接続された顧客構内装置によって生成される。
【００６５】
受信したメッセージが実際にＩＮＩＴＩＡＬ＿ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージならば、送信元および宛先スイッチ・ノードと、送信元スイッチ・ノードに接続されたインタフェースによって使用される信号フォーマット（例えば、ＴＣＩＳ）とを指定する。ステップ１６３０で、プロセッサは、ＴＣＩＳが宛先スイッチ・ノードに接続されたインタフェースによって許容される信号フォーマットのうちのいずれかに一致するか否かを検査する。ＴＣＩが一致しなければ、送信元スイッチ・ノードの顧客は、接続を確立することができない旨の通知を受ける。
【００６６】
他方、ＴＣＩが一致したならば、プロセッサは、送信元および宛先スイッチ・ノードに関連するルーティング・テーブルの行のＮＨＳＮフィールド内のエントリを調べ、その後、そのエントリによって識別されたスイッチ・ノードにＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを送信する。ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、好ましくは送信元スイッチ・ノードを識別するＳＳＮパラメータと、宛先スイッチ・ノードを識別するＤＳＮパラメータとを含む。ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージの意図された受信先は、送信元ノードおよび宛先ノードの間の経路上の「次の」スイッチ・ノードとして知られている。
【００６７】
ステップ１６２０で受信が確認されたメッセージが、ＩＮＩＴＩＡＬ＿ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージではなくＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージであることもある（ＩＮＩＴＩＡＬ＿ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージの後で送信元スイッチ・ノードから送信されたＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージのように）。ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、送信元スイッチ・ノードおよび宛先スイッチ・ノードの間の経路上の「前の」スイッチ・ノードから現在のスイッチ・ノードが受信するものとする。
【００６８】
ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージが受信されると、ステップ１６４０で、前のスイッチ・ノードおよび現在のスイッチ・ノードの間に空きの波長があるか否かが検査される。空きの波長がない場合、ステップ１６５０に示すように、プロセッサは、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセージを前のスイッチ・ノードに送信する。
【００６９】
他方、空きの波長がある場合、ステップ１６６０で、現在のスイッチ・ノード内のプロセッサに接続されたメモリ要素内に、この空きの波長が記憶される。続けてステップ１６７０で、現在のスイッチ・ノードが実際に宛先スイッチ・ノードであるか否かが検査される。現在のスイッチ・ノードが実際に宛先スイッチ・ノードでなければ、ステップ１６８０に示すように、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは経路上の次のスイッチ・ノードに送信される。
【００７０】
現在のスイッチ・ノードが実際に宛先スイッチ・ノードであるならば、ステップ１６９０で、現在のスイッチ・ノードの光スイッチ・ファブリックを介してデータ接続が確立される。これは、制御装置４９０が光スイッチ・ファブリック４９２に適切なマッピング命令を提供することによって達成されることができる。この接続によって、空きの波長（ステップ１６６０の実行後にメモリ要素に記憶された）に関連する単一波長光ファイバと、宛先スイッチ・ノードに接続された顧客構内装置に接続する光ファイバ・セグメントとが結合される。
【００７１】
顧客構内装置が占有する波長が、メモリ要素内に記憶された空きの波長と異なる場合には、該空きの波長に関連する波長変換器に適切な命令を送信しなければならない。さらに、波長アベイラビリティ・テーブルが、「空きの」波長が現在のスイッチ・ノードおよび前のスイッチ・ノードを結合する対応するポート上でもはや利用可能でないことを反映するよう更新される。
【００７２】
接続が確立された後、ステップ１７００は、前のスイッチ・ノード（今では空きの波長によって現在のスイッチ・ノードに光学的に接続されている）にＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージが送信されることを示している。ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージは、空きの波長を指定する。
【００７３】
再びステップ１６２０を参照すると、受信メッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセージの場合、ステップ１７３０に示すように、とられるべきアクションは、現在のスイッチ・ノードが送信元スイッチ・ノードか否かに依存する。現在のスイッチ・ノードが送信元スイッチ・ノードでないならば、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセージは、ステップ１６５０に示すように前のスイッチ・ノードに返送される。したがって、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセージは、最終的には送信元スイッチ・ノードに到達し、ここで、ステップ１７４０に従って、顧客は、接続を確立することができないということを知らされる。
【００７４】
最後に、ステップ１６２０で受信が確認されたメッセージがＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージの場合、ステップ１７１０に示すように、とられるべきアクションは、現在のスイッチ・ノードが送信元スイッチ・ノードか否かに依存する。現在のスイッチ・ノードが実際に送信元スイッチ・ノードであるならば、顧客構内装置に接続された光ファイバ・セグメントと、送信元スイッチ・ノードおよび次のスイッチ・ノードの間でデータを搬送する単一波長光ファイバ・セグメントとの間に接続が確立される（ステップ１７２０）。
【００７５】
現在のスイッチ・ノードが実際に送信元スイッチ・ノードでないならば（ステップ１６９０）、現在のスイッチ・ノードと前および次のスイッチ・ノードとの間でデータを搬送する単一波長光ファイバ・セグメントをつなぐ接続が確立される。さらに、ローカルに記憶された波長アベイラビリティ・テーブルが、現在のスイッチ・ノードと前および次のスイッチ・ノードとの間でデータを搬送する光ファイバ・セグメント上の新しい波長の占有を反映するよう更新される。いずれにしても、必要に応じて波長変換命令が適切な波長変換器に送信される。ステップ１７００に示すように、その後ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージが前のスイッチ・ノードに送信される。
【００７６】
ＷＤプロトコルを用いてエンドツーエンドの接続が確立される方法を示す例について図３を参照しながら説明する。図３は、複数の光ファイバ・セグメント８２６〜８５８を介してメッシュ行列パターンで接続された複数のスイッチ・ノード８０２〜８２４を有する光ネットワーク８００を示す。スイッチ・ノード８０２は、波長λＳを使用する光ファイバ・セグメント８６２を介して顧客構内装置（ＣＰＥ：customer premises equipment）８６０に接続されている。ＣＰＥ８６０は、ＴＣＩＳで表すことができる信号フォーマットを使用する。スイッチ・ノード８２４は、波長λＦを使用する光ファイバ・セグメント８６６を介してＣＰＥ８６４に接続されている。ＣＰＥ８６４は、組｛ＴＣＩＦ｝で識別することのできる信号フォーマットを許容する。
【００７７】
スイッチ・ノード８０２〜８２４は、本発明のＷＤプロトコルに関与する。したがって、それぞれのスイッチ・ノードにおいてルーティング・テーブルが生成される。このルーティング・テーブルはそれぞれのスイッチ・ノードについて異なるが、ネットワークのトポロジが変化するまでは静的である。図を見やすくし、一般性を失わないために、図７の（Ａ）は、送信元スイッチ・ノードがスイッチ・ノード８０２として指定され、宛先スイッチ・ノードがスイッチ・ノード８２４として指定されている行に対応するスイッチ・ノード８０２で生成されたルーティング・テーブル９００の一部を示す。具体的には、ＴＣＩ列６３０内のエントリは、スイッチ・ノード８２４に接続されたＣＰＥ８６４が、リストされたフォーマットで、すなわちＯＣ−４、ＯＣ−３２、ＯＣ−１９２およびギガビット・イーサネット（ＧＢＥ）でデータを受信することができる、ということを示す。ＮＨＳＮ列６４０内のエントリは、スイッチ・ノード８０２および８２４を結ぶ経路のネクスト・ホップ・スイッチ・ノードがスイッチ・ノード８０８であることを示す。
【００７８】
同様に、図７の（Ｂ）は、スイッチ・ノード８０８のメモリ要素内に記憶されたルーティング・テーブル９５０の例示の行を示す。この行もまた、スイッチ・ノード８０２および８２４を含む送信元−宛先の組合せに対応する。ルーティング・テーブル９５０がスイッチ・ノード８０８の観点から生成され、したがって、ＮＨＳＮ列６４０内のエントリは、スイッチ・ノード８０２内に記憶されたルーティング・テーブル９００のＮＨＳＮ列６４０内のエントリとは異なる。図７の（Ｂ）の例では、ＮＨＳＮ列６４０内のエントリはスイッチ・ノード８１０を指定する。同様に、スイッチ・ノード８１０、８１６および８１８内に記憶されるルーティング・テーブル内のＮＨＳＮ列６４０内の対応するエントリは、それぞれスイッチ・ノード８１６、８１８および８２４を示すことができる。
【００７９】
このように、図３の太字の実線で示すように、スイッチ・ノード８０２および８２４の間には光ファイバ・セグメント８３０、８３６、８４２、８４８および８５４からなる潜在的な経路が存在する。同様に、送信元スイッチ・ノードおよび宛先スイッチ・ノードのすべての組合せの間に潜在的な経路が存在する。
【００８０】
ＷＤプロトコルのメッセージ交換方式について、図３のネットワークおよび図６の流れ図を引き続き参照しながら説明する。最初に、ＣＰＥ８６０およびＣＰＥ８６４の間にエンドツーエンドのデータ接続を確立したいという欲求が、任意の適した方法で送信元スイッチ・ノード８０２に伝えられる。すなわち、ＩＮＩＴＩＡＬ＿ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージがスイッチ・ノード８０２によって受信される。
【００８１】
ＷＤプロトコルに従って（ステップ１６３０で）、スイッチ・ノード８０２は、ＣＰＥ８６０の信号フォーマットすなわちＴＣＩＳを、ＣＰＥ８６４に関連する許容される信号フォーマットの組、すなわち組｛ＴＣＩＦ｝と比較する。ＴＣＩの一致が検出されると、送信元スイッチ・ノード８０２内のプロセッサは、そのルーティング・テーブル（図７の（Ａ））を参照して、特定の送信元−宛先スイッチ・ノードの組合せに対応する行のＮＨＳＮフィールド内のスイッチ・ノードのアイデンティティを抽出する。このケースでは、このようにして識別されたスイッチ・ノードはスイッチ・ノード８０８である。（ＴＣＩＳが組｛ＴＣＩＦ｝の要素でない場合、接続要求が拒否されることに留意されたい。図６のステップ１７４０に示すように、送信元スイッチ・ノード８０２内の制御装置は、エンド・ユーザに接続要求が拒否されたことを通知するアクションをとる。）
その後、送信元スイッチ・ノード８０２内のプロセッサは、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを定式化し、それをスイッチ・ノード８０８に送信する（ステップ１６８０）。ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、スイッチ・ノード８０２を送信元スイッチ・ノードとして識別し、スイッチ・ノード８２４を宛先スイッチ・ノードとして識別している。ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、送信元スイッチ・ノード８０２によって適切な帯域外または帯域内制御チャネルを介してスイッチ・ノード８０８に送信される。
【００８２】
図６のステップ１６４０に従って、スイッチ・ノード８０８は、波長アベイラビリティ・テーブルを参照し、スイッチ・ノード８０８を前のスイッチ・ノード（この例では、送信元スイッチ・ノード８０２）に結合する光ファイバ・セグメント８３０上に空きの波長があるか否かを判断する。その結果、いずれかの波長が見つかったならば、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージのコピーをスイッチ・ノード８１０に送信し（ステップ１６８０）、接続要求が経路上をさらに伝搬する。波長が見つからなかった場合には、接続要求は拒否され、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセージが送信元スイッチ・ノード８０２に返送される（ステップ１６５０）。ここでは、スイッチ・ノード８０８は宛先スイッチ・ノード８２４ではないので、接続はまだ確立されない。
【００８３】
送信されたＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセージは、接続要求が拒絶されたこと、およびその理由（このケースでは、光ファイバ・セグメント８３０上に利用可能な波長が見つからなかったこと）を示す適切なフォーマットを有する。図６のステップ１７３０および１７４０では、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセージを受信すると、送信元スイッチ・ノード８０２内の制御装置は、ＣＰＥ８６０のエンド・ユーザに接続要求が拒否されたことを通知するアクションをとることができる。
【００８４】
スイッチ・ノード８１０、８１６、８１８のそれぞれは、同じアルゴリズムを実行し、よって基本的にスイッチ・ノード８０８と同じタスクを実行する。したがって、光ファイバ・セグメント８３６、８４２および８４８のそれぞれで波長が利用可能であれば、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは最終的に宛先スイッチ・ノード８２４によって受信される。同様に、スイッチ・ノード８１０、８１６、８１８のうちの１つに返送されたＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセージは、送信元スイッチ・ノード８０２に転送され、ここでエンド・ユーザに接続要求が拒否されたことを通知するアクションをとることができる。
【００８５】
ＴＣＩＳが組｛ＴＣＩＦ｝に属し、適切な波長の経路が利用可能であるとすると、送信元スイッチ・ノード８０２によって送信されたＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、「中間」スイッチ・ノード８０８、８１０、８１６および８１８を介して最終的に宛先スイッチ・ノード８２４に到達する。宛先スイッチ・ノード８２４は、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージ内のＤＳＮパラメータによって識別されるので、宛先スイッチ・ノード８２４は、自身が送信元スイッチ・ノード８０２から導かれる潜在的な経路上の最後のスイッチ・ノードであることを知る。図３の例示のシナリオでは、最終的な宛先は、波長λＦで光信号を搬送するよう構成された光ファイバ・セグメント８６６を介して宛先スイッチ・ノード８２４に接続されたＣＰＥ８６４である。ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに応答して、宛先スイッチ・ノード８２４内のプロセッサは、宛先スイッチ・ノード８２４および中間スイッチ・ノード８１８を接続する光ファイバ・セグメント８５４上に空きの波長を見つけようとする。
【００８６】
そのような波長、例えばλＩが見つかると、データ接続が確立される（ステップ１７２０）。具体的には、制御装置は、λＩに関連する単一波長入力光ファイバ・セグメント上の光信号を、顧客構内装置８６４に接続された光ファイバ・セグメント８６６に切り換えるマッピング命令を、その光スイッチ・ファブリックに送信する。さらに、制御装置は、波長λＩで光信号を搬送する単一波長入力光ファイバ・セグメントに関連する波長変換器に、波長λＦの値を送信する。λＩがλＦと異なる場合には、その波長変換器は、波長変換を実行する必要がある。さらに、宛先スイッチ・ノード８２４は、新たに確立されたデータ接続に関する情報で、その波長アベイラビリティ・テーブルを更新する。すなわち、適切な行のＡＶＡＩＬＡＢＩＬＩＴＹフィールド７３０内のエントリには、光ファイバ・セグメント８５４上の波長λＩが使用されている、すなわち利用可能でないということを示す値が与えられる。
【００８７】
光スイッチ・ファブリックにデータ接続を設定するように命令した後で、図７のステップ１７００に記述されたＷＤプロトコルは、宛先スイッチ・ノード８２４が中間スイッチ・ノード８１８にＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信するよう要求する。ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージは、宛先スイッチ・ノード８２４内の光スイッチ・ファブリックを介して接続された単一波長入力光ファイバ・セグメントに関連する波長（波長変換前の波長）である波長λＩを指定する。
【００８８】
宛先スイッチ・ノード８２４から送信されたＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを受信すると、中間スイッチ・ノード８１８自体が、波長λＩの信号が光ファイバ・セグメント８５４上で搬送される単一波長出力光ファイバと、前に記憶された空きの波長（例えば、λＪ）の信号が光ファイバ・セグメント８４８上で搬送される単一波長入力光ファイバとの間に接続を確立する。λＩがλＪに等しくない場合、対応する波長変換器は、適切な波長変換を実行するように命令される。次いで、中間スイッチ・ノード８１８内の制御装置は、自分の波長アベイラビリティ・テーブルを更新し、その後、中間スイッチ・ノード８１６にＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージを送信する。このメッセージは、λＪを指定する（λＩでもλＦでもなく）。
【００８９】
ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＣＯＮＦＩＲＭメッセージのこの後戻りは、このメッセージが送信元スイッチ・ノード８０２に受信されるまで継続する。図７に関連して記述されるアルゴリズムのステップ１７２０では、送信元スイッチ・ノード８０２内の制御装置が、ＣＰＥ８６０に接続された波長λＳを占有する光ファイバ・セグメント８６２と、その信号が光ファイバ・セグメント８３０によって波長λＫで搬送される単一波長光ファイバ・セグメントとの間の接続を確立することを目的に、その光スイッチ・ファブリックにマッピング命令を送信する。λＫがλＳと異なる場合、波長変換コマンドが、光ファイバ・セグメント８６２に関連する波長変換器に送信される。
【００９０】
以上の説明から、光ファイバ・セグメント８３０、８３６、８４２、８４８、８５４からなる送信元および宛先スイッチ・ノード８０２、８２４間の経路が、異なる波長を占有することができる、ということがわかる。ＷＲプロトコルに関与する様々なスイッチ・ノードのおかげで自動的に交換されるトポロジおよびトラフィック特性情報の結果として、新しい接続が要求されるたびに、上記の波長分散（ＷＤ）プロトコルによって動的なやり方で波長を特定の光ファイバ・セグメントに割り当てることができる。したがって、利用可能なネットワーク帯域幅がより効率的に使用され、スイッチ・ノードを構成するのに必要な時間、労力およびコストが大幅に低減される。
【００９１】
ＷＤプロトコルについての上記の説明では、送信元スイッチ・ノードが宛先スイッチ・ノードに一方的にデータを送信する場合を扱っているが、本発明は、一方のスイッチ・ノードが他方のスイッチ・ノードからデータを取り出す場合にも適用される。この逆の単方向通信では、２つの終端スイッチ・ノードを「クライアント」（データを受信する）スイッチ・ノード、「サーバ」（データをクライアントに送信する）スイッチ・ノードと呼ぶことがより適当である。
【００９２】
図３の例示のネットワークおよび提示された経路を考察すると、クライアントがスイッチ・ノード８０２に接続され、サーバがスイッチ・ノード８２４に接続されているものとみることができる。クライアント８０２は、光ファイバ・セグメント８６２を介してＣＰＥ８６０に接続され、サーバ８２４は、光ファイバ・セグメント８６６を介してデータベース８６４に接続されている。ここでも、上記のＷＲプロトコルは、ネットワーク内の様々なスイッチ・ノードが制御情報を交換し、処理するための機構である。ただし、サーバ８２４からクライアント８０２へのデータ転送（前述した送信元−宛先の例のデータ・フローの方向とは逆の方向である）に対応するために、ＷＤプロトコルは多少変更される。
【００９３】
具体的には、図６のステップ１６３０（ＴＣＩ比較が実行される）は、クライアント側スイッチ・ノードでは実行することができないが、これは、サーバから送信される信号タイプが不明なことがあるためである。したがって、このステップは、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージがサーバ側スイッチ・ノードで受信されるまで延期され、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージが受信された際に、このステップがサーバ側スイッチ・ノードによって実行される。
【００９４】
経路選択は、ルーティング制御アルゴリズムを実行するスイッチ・ノードによって達成されるが、送信元スイッチ・ノードすなわちクライアントが、エンド・ポイントの特定の組合せについてネットワークを通る所望の経路を予め設定することができる、ということも理解すべきである。言い換えると、それぞれのスイッチ・ノード内のルーティング・テーブルのＮＳＨＮエントリを事前に推測することができる。ＷＤプロトコルに従って経路内のそれぞれのセグメントに波長が動的に割り当てられるという利点があるので、手動によって経路を予め選択するということも許容される。このように、処理ステップを省略して、単にトラフィック特性情報を分散および収集するためだけにＷＲプロトコルを使用することができる。
【００９５】
また、２つの終端スイッチ・ノード間に双方向のデータ接続を提供することも本発明の範囲内である。片方向通信の波長の割り当ては、上記の送信元−宛先のシナリオのアルゴリズムに従うことができ、その逆方向の波長の割り当ては、上記のクライアント−サーバのシナリオのアルゴリズムに従うことができる。
【００９６】
さらに、エンド・ポイントにおける信号タイプが一致はしないが「互換性のある（compatible）」、というような場合にまで本発明を拡張して適用することができる。例えば、宛先スイッチ・ノードはＯＣ−４８信号を許容するが、送信元スイッチ・ノードがＯＣ−１２信号を送信した場合、終端スイッチ・ノード、または２つの終端スイッチ・ノード間の経路上の中間スイッチ・ノードのうちの１つに、ＯＣ−１２信号をグルーミング（grooming）するタスクを割り当て、ＯＣ−１２信号がＯＣ−４８信号になるようにすることができる。この場合、ＯＣ−１２およびＯＣ−４８の信号タイプは、互換性を持つと言われる。
【００９７】
したがって、すべての波長が利用可能でないか、またはＴＣＩＳが組｛ＴＣＩＦ｝のどの要素とも互換性を持たない場合に、ＷＤプロトコルを変更して、ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ＿ＤＥＮＹメッセージが送信されるようにすることができる。それぞれのスイッチ・ノード内で、信号タイプの互換性のある対（組合せ）のテーブル（これを、それぞれのメモリ要素内に記憶することができる）を参照することにより、互換性を判断することができる。
【００９８】
所望のグルーミング機能を提供するには、スイッチ・ノードの設計を変更する必要がある。図４は、本発明の代替の実施形態によるスイッチ・ノード９００を示す。スイッチ・ノード９００は、以下に述べる一定の相違点を除いてスイッチ・ノード４００と同じである。
【００９９】
スイッチ・ノード９００は、それぞれのデマルチプレクサ４５２、４５４、４５６、４５８および「グルーミング・プロセッサおよびスイッチ」９９２の間に接続された光電変換器のグループ９０２Ｂ〜Ｄ、９０４Ｂ〜Ｄ、９０６Ｂ〜Ｄ、９０８Ｂ〜Ｄを備える。変換器９０２Ｂ〜Ｄ、９０４Ｂ〜Ｄ、９０６Ｂ〜Ｄ、９０８Ｂ〜Ｄは、それぞれの単一波長入力光ファイバ４６２Ｂ〜Ｄ、４６４Ｂ〜Ｄ、４６６Ｂ〜Ｄ、４６８Ｂ〜Ｄ上の受信された光データ信号を、グルーミング・プロセッサ９９２に供給される電気信号に変換するのに使用される。光電変換器９０２Ｂ〜Ｄ、９０４Ｂ〜Ｄ、９０６Ｂ〜Ｄ、９０８Ｂ〜Ｄおよび「グルーミング・プロセッサおよびスイッチ」の間に、好ましくはアナログ−デジタル変換器（図示せず）が提供される。
【０１００】
「グルーミング・プロセッサおよびスイッチ」９９２は、好ましくはデジタル電子信号を、ある信号タイプから別の信号タイプに変換するようプログラミングされた高速デジタル信号プロセッサである。また、「グルーミング・プロセッサおよびスイッチ」９９２は、それぞれのグルーミングされた電子信号を、複数の電子信号線９６２Ｂ〜Ｄ、９６４Ｂ〜Ｄ、９６６Ｂ〜Ｄ、９６８Ｂ〜Ｄのうちの任意の１つに接続するデジタル・クロス・コネクト機能を提供する。
【０１０１】
電子信号線のグループ９６２Ｂ〜Ｄ、９６４Ｂ〜Ｄ、９６６Ｂ〜Ｄ、９６８Ｂ〜Ｄは、それぞれの光電変換器のグループ９７２Ｂ〜Ｄ、９７４Ｂ〜Ｄ、９７６Ｂ〜Ｄ、９７８Ｂ〜Ｄを介してそれぞれの光マルチプレクサ５５２、５５４、５５６、５５８に接続されている。光電変換器は、それぞれの電子信号を、それぞれの制御線（図示せず）を介して制御装置４９０から制御可能な波長の光信号に変換する。このために、図４のスイッチ・ノードの設計には波長変換器が明示的には必要でないが、これは、その機能が光電変換器９７２Ｂ〜Ｄ、９７４Ｂ〜Ｄ、９７６Ｂ〜Ｄ、９７８Ｂ〜Ｄにおいて暗黙的なものであることによる。
【０１０２】
本発明の別の実施形態によれば、図１および図４のスイッチ・ノードとその動作を制御するＷＲおよびＷＤプロトコルを用いて、メッシュ・ネットワーク内で信頼できる保護機能を実現することができる。より具体的には、特定の光ファイバ・リンク上でデータ接続が確立され、そのリンクが障害になった場合、送信元スイッチ・ノードは新しいデータ接続要求を起動することができる。それぞれのスイッチ・ノードはＷＲプロトコルに関与しているので、故障したリンクに起因するネットワーク・トポロジの変更の結果、それぞれのルーティング・テーブル内のＮＨＳＮの値が自動的に違う値となる。
【０１０３】
障害が検出された後に新しい接続要求をプログラミングすることができ、この要求は、本発明のＷＤプロトコルによって扱われ、その結果、元は障害状態にあったデータ接続について新しい信頼できる経路が設定される、ということは当業者には明らかであろう。本明細書に記載したＷＲおよびＷＤプロトコルに依存することの別の利点は波長効率の良さである。これは、保護波長を前もって確保する必要がなく、単一光ファイバ・セグメントによって占有される異なる波長について別々に再ルーティングする必要もないからである。後者の機能によって、ネットワーク内に容量がある場合は常に個々の波長の保護が可能であるので、これは有利である。
【０１０４】
本発明のさらに別の代替実施形態によれば、図１のスイッチ・ファブリック４９２と同様の全光学スイッチ・ファブリック（all-optical switching fabric）を提供することができる。しかしながら、データ接続期間に、それぞれの単一波長入力光ファイバ・セグメントを１つの単一波長出力光ファイバ・セグメントにマッピングする代わりに、時間の関数として変化する特定の入力光信号のスイッチング命令に、スイッチ・ファブリックを応答させることができる。
【０１０５】
この機能は、入力光信号の本質がパケット・ベースであり、それぞれのパケットがヘッダ部およびペイロード部を持つ場合に有用である。ヘッダは、送信元および宛先スイッチ・ノードを識別することができる。異なるパケットは、同じ波長および同じ単一波長光ファイバ・セグメントを共用するけれども、それらに関連するヘッダは、完全に異なる送信元および／または宛先を示すことができる。
【０１０６】
本発明のこの代替実施形態では、スイッチ・ノードは、単一波長入力光ファイバ・セグメントに接続された光タップ(optical tap)のバンク（例えば、ＰＩＮダイオード）を備えることができる。これらのタップは光電変換器に接続され、それらの光電変換器はすべて制御装置に接続される。したがって、制御装置は、それぞれの入来するパケットのヘッダを読み出して処理することができる。
【０１０７】
動作時には、前述したように、波長ルーティング（ＷＲ）プロトコルが働く。さらに、データ接続要求がなされると（ここで、それぞれの送信元−宛先の対が識別される）、ネットワーク・トポロジに基づいて、波長分散（ＷＤ）プロトコルを用いてマッピング命令および波長変換コマンドの特定の組が生成される。
【０１０８】
ただし、この場合、特定のデータ接続を確立するために、単一波長入力光ファイバ・セグメントを単一波長出力光ファイバ・セグメントにマッピングする前に、追加のステップが実行される。具体的には、入力光ファイバ・セグメント上のそれぞれのパケットのヘッダが検査される。以前に導出されたマッピング命令および波長変換コマンドが使用されるのは、ヘッダに指定された送信元および宛先が、ＷＤプロトコルを用いて接続が設定された送信元−宛先の対に一致する場合だけである。
【０１０９】
ヘッダに指定された送信元および宛先スイッチ・ノードに依存して、それぞれのパケットに１つのマッピングを適用させて、複数のマッピングをそれぞれの単一波長入力光ファイバ・セグメントに関連づけることを可能とすることも、本発明の範囲内であることは当然である。
【０１１０】
以上、本発明の好ましい実施形態および代替実施形態について説明し図示してきたが、特許請求の範囲に記載する本発明の範囲を逸脱することなく、本発明にさらに変更および修正を加えることができるということは、当業者ならば理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態に従うスイッチ・ノードの概略図。
【図２】（Ａ）図１のスイッチ・ノードの制御装置によって作成された波長アベイラビリティ・テーブルの可能な構造、および（Ｂ）図１のスイッチ・ノードの制御装置によって作成されたルーティング・テーブルの可能な構造を示す図。
【図３】光ネットワークと、該ネットワーク内の２つのスイッチ・ノードを結ぶ経路の概略図。
【図４】本発明の代替実施形態に従うスイッチ・ノードの概略図。
【図５】本発明の波長ルーティング・プロトコルを示す流れ図。
【図６】本発明の波長分散プロトコルを示す流れ図。
【図７】図３の経路上の２つのスイッチ・ノードのルーティング・テーブル・エントリを示す図。
【符号の説明】
４００  スイッチ・ノード
４０２、４０４、４０６、４０８  ポート
４１２、４１４、４１６、４１８  波長多重光ファイバ・セグメント
４２２、４４２、５４２、  中間光ファイバ・セグメント
４３２、４３４、４３６、４３８  方向性結合器
４５２、４５４、４５６、４５８  光デマルチプレクサ
４６２Ａ〜Ｄ、５６２Ａ  単一波長光ファイバ・セグメント
４６２Ｂ’〜Ｄ’  単一波長入力光ファイバ・セグメント
４７２Ａ、４７８Ａ、５７２Ａ、５７８Ａ  光電変換器
４７２Ｂ〜Ｄ  波長変換器            ４９０  制御装置
４９０Ａ  プロセッサ                ４９０Ｂ  メモリ要素
４９２  光スイッチ・ファブリック    ５５２  光マルチプレクサ
５６２Ｂ〜Ｄ  単一波長出力光ファイバ・セグメント
【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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