JP2004048713A

JP2004048713A - ハイブリッド交換に基づくｗｄｍメトロポリタンアクセスネットワークアーキテクチャ

Info

Publication number: JP2004048713A
Application number: JP2003136855A
Authority: JP
Inventors: Tarek S El-Bawab; タレク・エス・エル−ボウエブ
Original assignee: Alcatel SA; Nokia Inc
Current assignee: Alcatel Lucent SAS; Nokia Inc
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2004-02-12
Also published as: EP1367754A3; EP1367754A2; CN1462127A; US20030223405A1

Abstract

【課題】数多くのプロトコル、ビットレート、および、信号フォーマットを効率的に取り扱うことが可能な柔軟なＷＤＭシステムを提供すること。
【解決手段】光ネットワークノード５０は、入力光ファイバから別個の波長で複数のチャンネル４２を介して情報を受信する。ノード５０は、光信号を回線交換チャンネルセット４８とバースト交換チャンネルセット４６に分離するための多重化／多重分離回路６０を含む。回線交換（波長交換）回路６８は、回線交換チャンネルの情報を交換し、バースト交換回路６２はバースト交換チャンネルの情報のルーティングを行う。多重化／多重分離回路６０は、ファイバが回線交換情報およびバースト交換情報の双方を搬送するように、第１および第２のチャンネルセットからの情報を出力光ファイバに結合する。共通制御プラットフォームは、双方のタイプのトラフィックのために通信を管理する。
【選択図】　　　図３

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電気通信システムに関し、さらに詳細には波長分割多重ネットワークおよび光バースト交換に関する。
【背景技術】
【０００２】
過去１０年間、電子的に搬送される情報の量は劇的に増加した。より広い通信帯域幅に対する必要性が高まるにつれ、通信インフラストラクチャの効率的な使用の重要性も高まっている。波長分割多重（ＷＤＭ）および多波長の光ネットワーク化は、新しいおよび将来の公衆ネットワークのための重要な技術となっている。ＷＤＭは、長距離通信において大きな伝送容量を可能にするための基本的な技術として、今や十分に確立されている。
【０００３】
多波長の光ネットワーク化の利用に対する関心は、近年、メトロポリタンネットワーク（地域メトロおよびアクセスメトロ）に向かって移っている。アクセスループ（ＦＴＴＣ［ファイバを集線点まで］、ＦＴＴＨ［ファイバを家屋まで］、ＰＯＮ［受動的光ネットワーク］、ＡＰＯＮ［ＡＴＭに基づく受動的光ネットワーク］、ＥＰＯＮ［イーサネットに基づく受動的光ネットワーク］など）のために、および、（ＯＡＤＭの、および、ＯＸＣの）地域／コアメトロのために、今日、数多くの光ネットワーク化の解決法が研究されている。目標は、多波長のネットワーク化をこれらの領域に導入することである。しかし、アクセスおよび都市部ＷＤＭネットワークが直面する課題は、長距離通信においてＷＤＭが遭遇している課題とは異なっている。一方で、既存の長距離ＷＤＭシステムは、さらに長いファイバ伝送路に関連する障害を克服するために設計されており、これによって、アクセスおよびメトロポリタンネットワークにおいては、無駄である追加のコスト幅を生じている。他方で、アクセスおよび都市部におけるアーキテクチャ面での課題は、長距離における課題とは基本的に異なっている。
【０００４】
今日、都市部およびアクセス領域のサービスプロバイダは、より広い帯域幅に対する需要が認識されているという状況に直面している。しかし、この需要は混沌としており、サービスと顧客の予測できない混合（ＤＳＬ、高速イーサネット、ギガビットイーサネット、ＣＡＴＶ、ＡＴＭ、フレームリレー、および、ＳＯＮＥＴなどの数多くの技術を介したデータ、音声、および／または、ビデオ）に基づいている。原則として、さらに広い帯域幅に対する需要は、ＷＤＭによってのみ満たすことができる。しかし、広帯域アプリケーションとサービスの相対的な混合における不確実性のために、選択するＷＤＭシステムは、例外的に柔軟かつ数多くのプロトコル、ビットレート、および、信号フォーマットを効率的に取り扱うことが、可能でなければならない。波長／トラフィックタイプまたは波長／サービスへの特化に基づく解決策が検討されてきたが、これらの解決策で所望される膨大な数の波長および解決策の費用効果は、都市部レベルでは検証が困難に、また、アクセスレベルではさらに困難にさえなった。
【０００５】
他方、データトラフィックが公衆ネットワークの優位を占める時は、限られたプールの波長の波長によるルーティング（回線交換）に基づく解決策は、伝送媒体を効率的には利用しない。これは、今日の状況であり、帯域幅に対して増加しつつある需要は、主にＩＰデータトラフィックの目覚ましい成長による。全光パケット交換は、最も効率的な方法でインターネットのコアへの、および、それからの光ＩＰパケットの洪水を取り扱うための最適な伝送モードである。しかし、数多くのパケットスイッチング操作（例えば、極超高速パルシング、ビットとパケットの同期、極超高速スイッチング、バッファリング、および、ヘッダ処理）は、今日、パケットごとを基本にしては光学的に行うことができない。
【０００６】
数多くの旧式および新式の伝送モードが研究された。バースト交換（ＢＳ）および高速回線交換が例であり、前者はますます注目を浴びている。しかし、ほとんどの研究がコアネットワークにおけるバースト交換に注意を向けているが、これをネットワークに受け入れ、ＩＰ，ＡＴＭ、および、ＳＯＮＥＴに対して全てまとめて効率的な方法でインターフェイスすることは高価になりすぎ、困難である。数多くの研究は、コアにおいて光バースト交換も考えている。これは、実施がさらに困難でさえある。その間に、アクセスネットワークが末端の顧客に単純な電話およびケーブルテレビなどのサービスを提供し、さらに長い期間にわたってそうすることを維持する可能性が非常に高いという事実は、データトラフィックの優位にもかかわらず、従来の接続志向のサービスのために余裕が残されるべきであることを意味している。
【考案の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多くのタイプの情報が、各々それ自体の必要性によりＷＤＭネットワークを介して通信する。例えば音声および音響データが比較的狭い帯域幅を必要とする一方、音声およびリアルタイムの音響データの中断は参加者に対して非常に妨害となる。インターネットの閲覧および他のデータ通信などの非リアルタイムのデータ伝送は、広い帯域幅を必要とすることがあるが、データフローの中断はユーザには識別できない。高解像度ビデオ伝送は、広い帯域および中断のない伝送の双方を必要とすることがある。
【０００８】
したがって、数多くのプロトコル、ビットレート、および、信号フォーマットを効率的に取り扱うことが可能な柔軟なＷＤＭシステムに対する必要性が存在する。今後のＷＤＭの都市部／アクセスシステムは、パケット化されたトラフィックおよび回線タイプのトラフィックの双方を効率的に取り扱わなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明において、光ネットワークノードは入力光ファイバから個々の波長の複数のチャンネルを介して情報を受信する。ノードは光信号を第１のチャンネルセットと第２のチャンネルセットに分離するための分離回路を含む。回線交換回路は第１のチャンネルセットにおける情報を交換し、バースト交換回路は第２のチャンネルセットにおける情報をルーティングする。ネットワークの回線交換される部分の交換の粗さは波長であるが、バースト交換される部分の粗さはデータのバーストである。制御回路は回線交換回路およびバースト交換回路を介した通信を管理する。結合回路は第１および第２のチャンネルセットを出力光ファイバに結合する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は従来技術を超えて重大な長所を提供する。ノードは回線交換（波長交換）とバースト交換の品質を結合し、所与の伝送のために使用するための最も効率的な交換方法を使用することを可能にする。アーキテクチャは回線とバーストの処理を別個に、各々、その指定されたタイプのトラフィック（バーストまたは波長回線）を搬送するために最適化されたサブネットワークにおいて可能にする。共通制御プラットフォームは、バーストおよび回線サブネットワークの双方を介してトラフィックを制御するために指定される。共通制御プラットフォームは双方のタイプのトラフィックのために通信を管理する。加えて、本発明は、新しい交換技術として、バースト交換のためのエントリ戦略を提供する。現在の研究が、（ＩＰ、ＡＴＭ、および、ＳＯＮＥＴを含む数多くのコアプロトコルおよびシステムとのインターフェイスに加えて、その実現のための非常に大きなコストのために）導入することが実際には困難であるコアネットワークにおけるバースト交換を思い描く一方、アクセスレベルでのバースト交換の導入は、このレベルにおける公衆ネットワークの性能を向上（より高い効率および障害の解消）させることができ、その一方、コアにおけるいくつかの複雑なインターフェイスの要件を回避することができる。メトロポリタン／地域ネットワークにおいて、バーストはＳＯＮＥＴ回線にマッピングすることができ、コアに至る幹線伝送路に円滑に融合することができる。幹線伝送路では、現在、予備の帯域幅が利用可能であり、ＯＡＤＭの（光追加／除去多重化器）およびＯＸＣの（光クロスコネクト）の出現により先端的なトラフィック管理が導入されている。
【００１１】
本発明およびその長所のさらに完全な理解のために、添付の図面とともに以下の説明が参照される。
【００１２】
本発明は添付図面の図１〜１０に関連して最もよく理解される。同じ番号は各図面の同じ要素のために使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に示すようなメトロポリタンネットワークは、多くの場合、長距離システムを地域、企業およびアクセスネットワークにリンクさせる地理的な中間領域を占める。しかし、多くの場合、メトロポリタンネットワークは企業、アクセスループ、および、顧客構内全体を含むと考えられる。公衆ネットワークの部分の特別な状況によって、１つまたは２つのメトロポリタンレベルが存在する。標準的な分類というものはなく、実際は、図に示すもの以外の用語も可能である。図１はメトロポリタンネットワーク１０の一般化されたブロック図を示す。地域メトロポリタンリング１２はリング構造に相互接続される多くの地域レベルの中央局１４を含む。地域レベル中央局１４は、リング構造にアクセスレベル中央局１８を含むアクセスレベルメトロポリタンネットワーク１６に接続することができる（いくつかの中央局は地域レベルおよびアクセスレベルの双方のネットワークの一部となることができる）。地域レベル中央局１４は、地域レベル分配ポイント２０に接続することもできる。地域レベル分配ポイントは、アクセスレベル分配ポイント２２に結合される。アクセスレベル分配ポイント２２は、顧客および他のアクセスレベル分配ポイントに星型構成で結合される。
【００１４】
追加帯域幅に対する必要性を満足するために、アクセスネットワークにおいてＷＤＭを利用するための強い要望がある。図２はＷＤＭシステムにおけるチャンネル分割の例を示す。情報は離散かつ識別可能な複数の波長を介して光ファイバ３０を介して搬送される。各波長は「チャンネル」と呼ばれる。図２において、通信トラフィック搬送および制御のためにｎ個のチャンネル３２（λ１〜λｎ）がある。
【００１５】
特にＷＤＭに関連して使用することができる識別可能な波長の数が、過去数年にわたって着実な増加を示しているため、ＷＤＭはファイバ３０を介して搬送される帯域の数を劇的に増加させることができる。しかし、ＷＤＭのメトロポリタンネットワークへの適用の成功は非常に限られてきた。一方で、ネットワークによって搬送される異なったタイプの情報を扱うために例外的な柔軟性に対する必要性がある。なぜなら、サービスと顧客の混合（例えば、ＤＳＬ、高速イーサネット、ギガビットイーサネット、ＣＡＴＶ、ＡＴＭ、フレームリレー、および、ＳＯＮＥＴなどの多くの技術を介したデータ、音声、および／または、ビデオ）が、予測不能な形で急速に変化するからである。他方で、費用効果はアクセスおよび都市部ＷＤＭが、直面する課題の要点である。明らかに、当産業において現在提案されている全ての解決策は、この課題を上手く満たしてはいない。
【００１６】
図３に模式的に示す本発明において、制御信号伝送３８を伴う２つの別個のネットワーク、Ｂネット（バースト交換ネットワーク）３４およびＣネット（回線交換または波長交換ネットワーク）３６が、共通ファイバ４２およびノード４４を介してネットワーク４０を形成する。受動星型カプラ４５は入力信号電力を全出力間で分割するものであり、ネットワーク４０の中心に存在している。ネットワーク４０は公衆ネットワークの最後の１マイル内に通常存在し、そこでは、光受動星型結合器に基づくトポロジが、それのリング対応物に対して好まれる。ネットワーク４０のためのアーキテクチャは「一斉送信し、１つを選択する」である。ネットワーク内の各ノード４４は、いかなるタイプの電気通信終端器の形態（住宅用、事務用、または、多くの住宅用／事務用のトラフィックストリームが集合する中央アクセスポイント）も取ることもできる。
【００１７】
図４に示すように、ＷＤＭを使用して、データチャンネル４６は２つの別個のセットを含む。すなわち、バースト交換ネットワークは、ｘ個のチャンネルλ_ｂ１〜λ_ｂｘのセット４８を使用し、回線交換ネットワークは、ｙ個のチャンネルλ_ｃ１〜λ_ｃｙのセット５０を使用する。好ましい実施形態においては、専用制御チャンネル５２、λ_ｃｔｒはＭＡＣ制御を実施し、ノード間の調整および通信を確保する。好ましい実施形態において、制御方式はトークンパッシングに基づく。すなわち、トークンが各ノードをある順序で移送され、トークンを捕獲するノードがデータのバースト伝送を開始するための許可、および／または、新しい接続を確立するための許可を得る。
【００１８】
図４が、隣接するチャンネルグループを使用するチャンネルセット４８および５０を示す一方、いかなるチャンネルグループも、隣接するにせよしないにせよ、各セットにおいて使用することができる。さらに、制御チャンネルの数は実施に基づいて変えることができる。
【００１９】
ノード４４との回線交換接続において、セット５０のチャンネルの１つは接続に専用となる。接続を確立した通信セッションは、そのセッションの継続中はチャンネルを単独で占有する。そのため、情報は、その通信セッションの全体についてチャンネルの帯域幅制限に至るまでチャンネルを通過することができる。情報の伝送がチャンネルの帯域幅より小さければ、余分な容量は使用されない。回線交換接続は、リアルタイムのビデオなどのサービスアプリケーションの広帯域幅および高品質のために、および、音声通信などのデータの中断が許容できない通信セッションのために特に有用である。他方、長時間の使用されない帯域幅があるインターネット閲覧などのアプリケーションについては、回線交換は資源の非効率的な使用となる。
【００２０】
バースト交換通信セッションにおいて、元々パケット化されているデータは、図５に示すように「データバースト」として識別されるより大きなデータ単位に集められる。例示のために、データバースト５６は、図５ではＤＢ（ソース、宛先、バーストＩＤ）として示す。小さなデータパケットの大きなＤＢへの集合処理は、共通の宛先ノードおよびサービス品質対策に基づくことができる。バースト組み立てのための基準は、バーストの最大および最小サイズ、および、バーストの寿命に基づくことができる。
【００２１】
したがって、バースト交換は、利用可能なリソースの非常に効率的な使用を提供する。しかし、もし意外に大きなトラフィックがあれば、バーストは遅延または廃棄することがあり、中断を生じる。そのため、バースト交換は、中断がユーザには明らかにならない非リアルタイムのデータ転送およびウエブ閲覧に対して非常に望ましい。他方、バースト交換は、中断が廃棄および重複（ｓｔｕｔｔｅｒｉｎｇ）をもたらすことがある広帯域幅リアルタイムビデオに対しては、不適切な選択となることがある。
【００２２】
上記のように、本発明は回線交換（波長スイッチング）およびバースト交換の双方の使用を可能にし、そのため、与えられた通信セッションのために最も望ましい方法を使用することができる。
【００２３】
図６はノード４４のブロック図を示す。光インターリービング／スライシング回路６０は、入および出ファイバに結合される。バーストユニット６２は、同調可能受信機（ＴＲ）６４および固定送信機（ＦＴ）６６を介してインターリービング／スライシング回路６０に結合される。同様に、回線ユニット６８は同調可能受信機７０および固定送信機７２を介してインターリービング／スライシング回路６０に結合される。バーストユニット６２はバッファ７４を含み、回線ユニット６８はバッファ７６を含む。ユーザインターフェイス７８は、バーストユニット６２および回線ユニット６８に結合される。制御回路８０は、バーストユニット６２、回線ユニット６８、および、ユーザインターフェイス７８に結合される。制御回路８０は、入および出制御チャンネルλ_ｃｔｒも受信する。
【００２４】
動作において、好ましい実施形態では、各ノード４４は、回線交換接続、バースト交換通信セッション、または、最大で回線交換接続およびバースト交換通信セッションの双方を一度に（単一のトークンサイクルにおいて）扱うことが可能である。バーストユニット６２は、所定のチャンネルを介して固定波長送信機６６を使用してバーストを伝送し、所望（可変）のチャンネルを介して同調可能受信機を使用してバーストを受信する。同様に、回線ユニット６８は所定のチャンネルを介して固定波長送信機７０を使用して情報を伝送し、所望（可変）のチャンネルを介して同調可能受信機を使用して情報を受信する。同調可能受信機６４および７０は、個々のセット４８および５０のいずれのチャンネルでもデータの受信が可能である。そのため、Ｎ個のノードのネットワークについて、セット４８（ｘ個のチャンネル）の必要なチャンネル総数は２Ｎ以下である。ｘ＜２Ｎの場合、チャンネルは循環する形で（トークンパスに従って整列する）連続したノードに割り当てることができ、したがって、他の全てのチャンネルが使用される前にｘ個のＢネットチャンネルのいずれも再使用はされない。この循環は、同じチャンネルを介して２つ以上のノードによって伝送されるバーストの干渉／衝突を回避する。トークンサイクル当りにノード当りに送出されるバーストの数および長さは、このチャンネル割り当てシーケンスに同期される必要がある。多くのアプリケーションにおいては、ネットワークの特定の設計および負荷によって、ｘはＮ／２まで、または、さらに少なく下げることができる。しかし、例示の目的のために、チャンネルの数は、説明を容易にするため、２Ｎに等しいことが仮定される。
【００２５】
ノード４４において、交換は、バースト交換ユニットのための主要な候補である半導体光増幅器（ＳＯＡ）およびリチウムニオブ酸塩技術、および、回線（波長）交換ユニットのための主要な候補であるＭＥＭＳ（超小型電子機械システム）を使用して光学的に実行される。他方で、バッファリングおよび制御は電子的に行われる。これは好ましい実施形態であり、他の技術も同じく使用できる。入力ＷＤＭチャンネルは、以下に詳細に説明するインターリービング／スライシング多重化／多重分離ユニットを通過する。入ファイバのチャンネルは波長成分に多重分離され、チャンネルに関連して割り当てられたセットに従って関連するバーストユニット６４または回線ユニット６８に向けられる。ノード４４において生成または集合されるトラフィックは、個々の送信機６６または７２を介した変調に先立ち、バッファ７４および７６においてバッファされ、アドレスが付けられる。バッファにおける行列待機は、先入れ先出し方式または優先権順序方式を使用して行うことができる。
【００２６】
入および出ファイバのデータ多重分離／多重化は、光インターリービング／スライシング回路６０を使用して行うことができる。多重化／多重分離回路が薄膜フィルタ、アレー導波路、または、ファイバブラッグ格子などの技術を使用して実施される多くの従来のＷＤＭシステムにおいては、例えチャンネルのいくつかが即座に使用されないとしても、多チャンネルシステムの最大チャンネル容量が、開始時においてネットワークに供給される。もちろん、これは、大きな立ち上げコストをもたらすことがある。さらに、後日、柔軟性を強化するためにモジュラ製品が追加された時、性能の犠牲、例えば、挿入損失は増加する。４または８チャンネルの長距離システムにおいては、この状況は許容できる時もある。しかし、これは大規模チャンネル数の長距離システムおよびメトロポリタン／アクセスネットワークにおいては非常に無駄である。
【００２７】
柔軟性およびコストの問題を克服する１つの方法は、図７に示す光スライシング／インターリービングの使用を介したものである。光スライシング（時々光逆インターリービングとも呼ばれる）は、周期的に間隔の空いた波長セットの、元の２倍の間隔を持つ２つの相補的なセットへの分離である。逆の技術である光インターリービングは、２つの適切に間隔の空いた波長のセットを単一の等しく間隔の空いたセットに結合することである。
【００２８】
図７に示すように、各スライシングステップは、隣接するチャンネル間の波長の差を増加させる。チャンネル分離の各段階において、下流の複雑さは半減される。したがって、スライサ／インターリーバ６０は、５０ＧＨｚ以下の範囲の狭いチャンネル間隔を持つシステムデザインに拡張するために、広いチャンネル間隔で動作するように設計されている高価でないＷＤＭフィルタを使用することができる。
【００２９】
図６に示すネットワークアーキテクチャにおいて、スライサ／インターリーバは、出ファイバに注入するために、２つのチャンネルセット４８および５０を１つの密に詰め込まれた波長セットに結合することもできる。
【００３０】
スライサ／インターリーバは、溶融ファイバマッハツェンダ干渉計を使用して実施することができる。基本的に、２つの類似のファイバ被覆は注意深く制御された方法で１つに溶融される。溶融領域内では、入力ポートからの光は、溶融の形状によって決定される比で２つの出力に分割される。溶融領域の「下方傾斜」側の形状を変化させるために、入力ファイバのコアモードからのエネルギは、存在する全てのファイバに共通である被覆モードに転送される。「上方傾斜」領域において、これらのモードは元のコアモードに変換される。もし溶融領域内の斜面が漸進的であり、かつ、不連続部が存在しなければ、コアモードから被覆モードへの変換およびその逆の変換における損失はかなり小さい。したがって、この複合デバイスは小さな挿入損失を有し、強い指向性を持つ。これらの溶融ファイバカプラの２つが直列に結合された時、この組み合わせはマッハツェンダ干渉計の特性を備えたスライサとなる。これは入力パワーを波長に応じてそのいずれかの出力ポートに向ける。溶融ファイバマッハツェンダ干渉計の技術は、多年にわたって当技術分野において知られているが、その利用は温度変化に対する性能の不安定によって制限されていた。溶融設計および製造工程における最近の進歩はこの問題を解決した。
【００３１】
さらに複雑なルーティングまたは追加／除去は、マッハツェンダ干渉計を直列に組み立てることによって実現できる。例えば、３２チャンネルＷＤＭシステムのために設計された１×４逆インターリーバは、このデバイスの各出力ファイバに８個のチャンネルを有する。初期システムは、ちょうど８個のチャンネルを備えた１つの出力ファイバを使用して利用することができ、追加の送信機セットおよびＷＤＭフィルタは、帯域幅が必要となった時、使用されていないスライサ／インターリーバファイバに追加することができる。
【００３２】
図８は、信号伝送およびタイミングの考慮を含めて、バースト伝送および回線交換接続の確立のための典型的なシナリオを示す。図８は、ノードＧ、Ｂ、および、Ｊのためにデータバーストを受信し、そのバーストをバッファ７４に保存し、かつ、同様に、回線交換接続のためにノードＣから接続依頼を受信したノードＡから見た制御信号を示す。この要求はノードＡのバッファ７６において行列待機する。
【００３３】
トークンがノートＡに到着した時、通知パケット（ＮＴ）がノードＡから、伝送媒体のように対称的な一斉送信星型の形態と仮定される制御チャンネルに一斉送信される。通知パケットは、ほぼ同時にネットワークのあらゆる場所で受信される。
【００３４】
通知パケット９０を図９に関連してさらに詳細に示す。通知パケットは、パケット９０の開始および終了を指定する開始フィールド９２および終了フィールド９４を含む。Ｂネット確認フィールド９６は、その前のトークンサイクルの間にノードに宛てられたバーストの受信を、１つずつ確認するために使用される。もし送信ノードがバーストの伝送の後にこのフィールドに確認を受信しなければ、それはバーストが再伝送されなければならないことを示す。Ｃネット情報フィールド９８は、もしあれば、未処理の接続セットアップ情報を含む。このフィールドは、保留中の要求のための発信元アドレスおよび宛先アドレスを含む。同じトークンサイクルにおける接続要求の確認は、接続を確立するために必要である。第３のフィールドであるＢネット情報フィールド１００は、もしあれば、現在のトークンサイクルにおける伝送のために行列待機するバーストを、それらの発信元アドレスおよび宛先アドレスとともに列挙する。
【００３５】
バースト伝送セッションの継続時間は、バーストの数、それらの長さ、および、ビットレートによって決定される。特定のトークンサイクル内におけるノードのバーストセッションの継続時間は、平均的なトークンサイクルの継続時間を超えてはならない。したがって、この条件を満足するために閾値が設定される。ノードがトークンを受信した時はいつでも、この閾値を超えないようにノードは現在のサイクル中に送出されるバーストを指定する。余分のバースト、または、ノードがトークンを保持している間に到着したバーストは、後続のサイクルに繰り越される。
【００３６】
再び図８を参照すると、通知パケット９０の一斉送信に続いて、ノードＡは指定されたバーストをノードＧ、Ｂ、および、Ｊに連続して伝送する。これらの伝送の全ては、ノードＡの固定送信機の別個のバースト伝送波長（λ_{Ａ＿ｂｓｔ}）を介して搬送される。ノードＡのＣネット側では、ノードＣが、それ自体を、通知パケット９０の受信に対応する回線交換接続の宛先として認識し、ノードＣが利用可能であると仮定して確認信号ＡＣＫ（Ｃ）を使用してノードＡによる接続要求に応答する。ノードＡとＣとの間の接続は確立され、２つのノードは、事前に指定されているチャンネル（λ_Ａ＿ｃｔおよびλ_Ｃ＿ｃｔ）を介して通信を開始することができる。各ノードの受信機７０は、通知パケット９０内の接続情報を復号化して、他のノードの伝送波長に同調する。
【００３７】
ノードＣが利用できない場合、ノートＣは確認を返さず、ノードＡは指定された制限時間（ｔ_０）の後、接続要求を終了する。
【００３８】
いかなるノード、この場合はノードＡによるトークンの所有も、（トークンが移送された後にいくつかのバーストが送出されるべく残っていることがあるバースト伝送ではなく）接続確立処理と関連する。そのため、接続が確立されている限り、トークンはそのサイクル中に後続のノードにノードＡによって移送される。宛先ノードがビジーであり、接続に携わることが不可能である場合、トークン保持ポリシは適切な行動を規定する。１つの選択肢は、「Ｃ」がビジーである時にノードＡがトークンを後続のノードに移送する寛大なトークン保持ポリシを利用することである。執拗な保持ポリシと対照的に、寛大な保持ポリシの選択肢には多くの交換条件がある。しかし、例示したアーキテクチャにおいては、共通制御チャンネル（および、全く同じトークン）は、Ｂネットのためにも機能し、Ｃネットに制限されず、寛大な保持ポリシを志向する。
【００３９】
図１０Ａから１０Ｃは、ネットワーク４０を介した通信を管理するための組み合わされた共通制御Ｂネット／Ｃネットプロトコルを説明するフロー図を示し、これは制御回路８０内で実施できる。ブロック１１０において、１つまたは複数の受信要求が受信される（Ｂネット要求、Ｃネット要求、または、両者）。決定ブロック１１２において、もし要求の１つがＣネット要求であれば、決定ブロック１１４において、ノード４４が現在他の回線交換接続中（ビジー）であるかどうかが判定される。もしビジーであれば、ブロック１１６において接続要求は無視される（確認は返されない）。もしビジーでなければ、ブロック１１８において、受信機７０は要求元ノードに関連したチャンネルに同調され、確認を送出する。ブロック１２０において、接続が確立され、伝送を開始することができる。
【００４０】
決定ブロック１２２において、接続の終了が検出される。終了が検出されれば、ブロック１２４において接続は切断され、決定ブロック１２６において新しい通知パケットに対するチェックが行われる。もし新しい通知パケットがあれば、制御は要求を受信するためにブロック１１０に返される。ブロック１２６において、もし新しい通知パケットがなければ、決定ブロック１２８は、ノードがトークンの制御を有するかどうかを判定する。もし有していなければ、新しい通知パケットまたはトークンが到着するまで、システムはブロック１２６と１２８との間でループとなる。ブロック１２８において、もしトークンが到着すれば、制御は伝送ブロック１３０に移される。
【００４１】
決定ブロック１１２に戻って、もし要求の１つがＢネット受信要求であれば、ブロック１３２において、受信機６４は要求元のチャンネルに同調され、バーストはこのチャンネルを介して受信される。決定ブロック１３４は、全てのバーストが受信されたかを判定する。バースト伝送が完了した時、ブロック１３６において、ノードによって送出される次の通知パケットのフィールド９６に確認が書き込まれ、ブロック１３７において、バーストセッションが終了する。
【００４２】
決定ブロック１３８および１４０は、新しい通知パケット（ブロック１３８）またはトークン（ブロック１４０）のいずれかの受信を判定する。ブロック１３８において、新しい通知パケットが受信された時、制御はブロック１１０に戻る。ブロック１４０において、もしトークンが受信されれば、制御は伝送要求ブロック１３０に移される。
【００４３】
ブロック１３０における伝送要求について、決定ブロック１４２において、Ｃネット要求、Ｂネット要求、または、両者のいずれかを保留とすることができる。もし伝送要求の１つがＢネット要求であれば、ブロック１４４において、ノードは、ノード自身がトークンの制御を有するかどうかを判定する。トークンが受信されれば、ブロック１４６において、伝送されるバーストが指定され、ブロック１４８において、この情報が次の通知パケットのフィールド１００に書き込まれる。
【００４４】
ブロック１４２に戻って、もし伝送要求の１つがＣネット依頼であれば、ブロック１５０において、ノードは自身がトークンの制御を有するかどうかを判定する。もしノードがトークンの制御を有すれば、ブロック１５２において、ノードは現在回線交換接続を有するかどうかを判定する。もし有すれば、要求はバッファされ、ブロック１５４において空白のＣネットフィールド９８が指定される。さもなくば、ブロック１５６において、接続情報がＣネットフィールド９８に書き込まれる。
【００４５】
決定ブロック１５８において、書き込まれる通知パケットの全てのフィールドが完了すると、ブロック１６０において、通知パケットは送出される。ブロック１６２において、もしバーストが取り扱い中であれば、決定ブロック１６６において、全てのバーストが送出されるまで、ブロック１６４においてバーストが伝送される。全てのバーストが送出されれば、ブロック１６８においてバーストセッションは終了する。
【００４６】
同時に、もし回線交換接続が扱い中であれば（決定ブロック１７０）、ブロック１７２において、受信機７０は接続ノードに関連したチャンネルに同調され、ブロック１７４において、確認が受信されれば、ブロック１７６において、接続が確立され、伝送が開始できる。接続が確立した後、ブロック１７８において、トークンが移送される。決定ブロック１８０において、接続が終了した時、ブロック１８２において、接続は切断される。
【００４７】
決定ブロック１８４における制限時間に先立ち、ブロック１７４において、もし確認が受信されなければ、または、ブロック１７０において、もしノードが現在いかなる接続要求も有さなければ、ブロック１８６において、トークンは移送される。
【００４８】
本発明は従来技術を超える重要な長所を提供する。ノードは光回線（波長）交換と光バースト交換の品質を結合し、所与の転送のために使用される最も効率的なスイッチングの方法を可能にする。アーキテクチャは、回線とバーストの処理を別個に、各々サブネットワークにおいて可能にし、各々のサブネットワークは、その指定されたタイプのトラフィック（バーストまたは回線）を搬送するために最適化される。共通制御プラットフォームは双方のタイプのトラフィックのための通信を管理する。
【００４９】
加えて、本発明は新しいスイッチング技術としてバースト交換のためのエントリ戦略を提供する。現在の研究が（ＩＰ、ＡＴＭ、および、ＳＯＮＥＴを含む数多くのコアプロトコルおよびシステムとのインターフェイスに加えて、その実現のための非常に大きなコストのために）導入することが現実には困難である、コアネットワークにおけるバースト交換を思い描く一方、アクセスレベルでのバースト交換の導入は、このレベルにおける公衆ネットワークの性能を向上させる（より高い効率および障害の解消）ことができ、その一方、コアにおける複雑なインターフェイス要件を回避することができる。メトロポリタン／地域ネットワークにおいて、バーストはＳＯＮＥＴ回線にマッピングすることができ、コアに至る基幹回線に円滑に融合することができる。コアでは、現在、予備の帯域幅が利用可能であり、ＯＡＤＭの（光追加／除去多重化器）およびＯＸＣの（光クロスコネクト）の出現により高度なトラフィック管理が可能となっている。
【００５０】
本解決策に追加される重要な長所は、２つの異なったタイプのトラフィックの分離のために、この特定のノードアーキテクチャの多重化／多重分離の段階における受動的技術（光インターリービング／スライシング）の利用であり、これによりノードの光学的部分における簡略化および費用削減をもたらす。
【００５１】
本発明の詳細な説明が特定の例示的実施形態に向けられたが、これらの実施形態の様々な変更ならびに代案となる実施形態は当業者に示唆される。本発明は特許請求の範囲内に該当するいかなる変更または代案となる実施形態を含む。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】既存のメトロポリタンネットワークのブロックダイヤグラムを説明する図である。
【図２】既存の波長分割多重化技術を説明する図である。
【図３】ハイブリッド交換（光バーストおよび波長交換）に基づく光ネットワークのブロックダイヤグラムを説明する図である。
【図４】図３のネットワークにおけるチャンネル割り当てを説明する図である。
【図５】バースト交換を説明する図である。
【図６】図３のネットワークにおけるノードのブロックダイヤグラムを説明する図である。
【図７】図６のノードで使用される波長スライシング／インターリービングを説明する図である。
【図８】バースト伝送、および、様々なノードに必要な信号伝送を含む該ノード間の回線接続の確立の典型的なシナリオの例を説明する図である。
【図９】通知パケットのための構造を説明する図である。
【図１０ａ】提案したアーキテクチャのための共通制御の方法およびＭＡＣ（メディアアクセス制御）プロトコルを記述するフローチャートを説明する図である。
【図１０ｂ】提案したアーキテクチャのための共通制御の方法およびＭＡＣ（メディアアクセス制御）プロトコルを記述するフローチャートを説明する図である。
【図１０ｃ】提案したアーキテクチャのための共通制御の方法およびＭＡＣ（メディアアクセス制御）プロトコルを記述するフローチャートを説明する図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０　メトロポリタンネットワーク
１２　地域レベルメトロポリタンリング
１４　地域レベル中央局
１６　アクセスレベルメトロポリタンネットワーク
１８　アクセスレベル中央局
２０　地域レベル分配ポイント
２２　アクセスレベル分配ポイント
３０　光ファイバ
３４　Ｂネット（バースト交換ネットワーク）
３６　Ｃネット（回線交換または波長交換ネットワーク）
３８　制御信号伝送
４０　ネットワーク
４２　共通ファイバ
４４　ノード
４６　データチャンネル
４８、５０　チャネルセット
５２　専用制御チャンネル
５６　データバースト
６０　光インターリービング／スライシング回路
６２　バーストユニット
６４、７０　同調可能受信機（ＴＲ）
６６、７２　固定送信機（ＦＴ）
６８　回線ユニット
７４、７６　バッファ
７８　ユーザインターフェイス
８０　制御回路
９０　通知パケット
９２　開始フィールド
９４　終了フィールド
９６　確認フィールド
９８、１００　情報フィールド

Claims

入力光ファイバから個々の波長の複数のチャンネルを介して情報を受信するための光ネットワークノードであって、
光信号を第１のチャンネルセットと第２のチャンネルセットに分離するための分離回路と、
第１のチャンネルセットにおける情報を交換するための回線交換回路と、
第２のチャンネルセットにおける情報をルーティングするためのバースト交換回路と、
前記回線交換回路および前記バースト交換回路を介した通信を管理するための制御回路、および、
前記際１および第２のチャンネルセットを出力光ファイバに多重化するための結合回路を含む光ネットワークノード。
前記回線交換回路が、所定の回路を介して前記第１のチャンネルセットを伝送するための回路を含む請求項１に記載の光ネットワークノード。
前記回線交換回路が、選択された回路から前記第１のチャンネルセットを受信するための回路を含む請求項２に記載の光ネットワークノード。
前記バースト交換回路が、所定の回路を介して前記第１のチャンネルセットのバーストを伝送するための回路を含む請求項１に記載の光ネットワークノード。
前記バースト交換回路が、選択された回路から前記第１のチャンネルセットを受信するための回路を含む請求項１に記載の光ネットワークノード。
入力光ファイバからの個々の波長の複数のチャンネルを介して情報を受信するため方法であって、
光信号を第１のチャンネルセットと第２のチャンネルセットに分離するステップと、
第１のチャンネルセットにおける情報を回線交換するステップと、
第２のチャンネルセットにおいてバーストをルーティングするステップと、
共通制御回路を使用して前記第１および第２のチャンネルセットを介した通信を管理するステップ、および、
前記際１および第２のチャンネルセットを出力光ファイバに多重化するステップを含む方法。
前記回線交換するステップが、所定の回線を介して前記第１のチャンネルセットを伝送するステップを含む請求項６に記載の方法。
前記回線交換するステップが、選択された回線から前記第１のチャンネルセットを受信するステップを含む請求項７に記載の方法。
前記ルーティングするステップが、所定の回線を介して前記第１のチャンネルセットのバーストを伝送するステップを含む請求項６に記載の方法。
前記ルーティングするステップが、選択された回線から前記第１のチャンネルセットのバーストを受信するステップを含む請求項６に記載の方法。