特許 5919435 光データ伝送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5919435

(24)【登録日】2016年4月15日

(45)【発行日】2016年5月18日

(54)【発明の名称】光データ伝送システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/275 20130101AFI20160428BHJP

   H04B 10/2581 20130101ALI20160428BHJP

   H04B 10/29 20130101ALI20160428BHJP

   H04J 14/00 20060101ALI20160428BHJP

   H04J 14/04 20060101ALI20160428BHJP

   H04J 14/06 20060101ALI20160428BHJP

   H04L 12/931 20130101ALI20160428BHJP

   H04L 12/42 20060101ALI20160428BHJP

【ＦＩ】

   H04B9/00 275

   H04B9/00 268

   H04B9/00 290

   H04B9/00 F

   H04L12/931

   H04L12/42 B

【請求項の数】14

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2015-511974(P2015-511974)

(86)(22)【出願日】2013年4月24日

(65)【公表番号】特表2015-522984(P2015-522984A)

(43)【公表日】2015年8月6日

(86)【国際出願番号】EP2013058425

(87)【国際公開番号】WO2013171042

(87)【国際公開日】20131121

【審査請求日】2015年1月13日

(31)【優先権主張番号】12305545.1

(32)【優先日】2012年5月16日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】391030332

【氏名又は名称】アルカテル−ルーセント

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シモノー，クリスチャン

(72)【発明者】

【氏名】ポワンチュリエ，イバン

【審査官】 前田 典之

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００８−５４５３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５１０１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９７／００５７２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 CHIARONI Dominique et al.，Packet OADMS for the next generation of ring networks，Bell Labs Technical Journal，米国，２０１０年，Vol.14, Issue.4，pages.265-283

【文献】 CHIARONI Dominique，New generation metro networks: Challenges and opportunities，2010 36th European Conference and Exhibition on Optical Communication (ECOC)，フランス，IEEE，２０１０年 ９月１９日，pages.1-12

【文献】 CHIARONI D. et al.，Optical Packet Add/Drop Systems，2010 Conference on Optical Fiber Communication (OFC), collocated National Fiber Optic Engineers Conference (OFC/NFOEC)，米国，IEEE，２０１０年 ３月２１日，pages.1-3

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １０／２７５

Ｈ０４Ｂ １０／２５８１

Ｈ０４Ｂ １０／２９

Ｈ０４Ｊ １４／００

Ｈ０４Ｊ １４／０４

Ｈ０４Ｊ １４／０６

Ｈ０４Ｌ １２／４２

Ｈ０４Ｌ １２／９３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の別々のパケット伝送チャネルを備えた透過的な主光パケットリング（２０１）と、
前記主光パケットリングを通じて相互接続された複数の透過的な二次光パケットリング（２０２）であって、各々が複数のノード（４００）を備えた二次光パケットリング（２０２）と
を備えるデータ伝送システム（２００）であって、
主光パケットリング（２０１）の前記パケット伝送チャネルの各々が、それぞれ、各二次光パケットリング（２０２）の異なるノードに接続され、
各ノードが、
それぞれ主光パケットリング（２０１）のパケット伝送チャネルに接続された第１の送信機ユニット（４０１）および第１の受信機ユニット（４０２）と、
それぞれ二次光パケットリング（２０２）に接続された第２の送信機ユニット（４０４）および第２の受信機ユニット（４０５）と、
少なくとも１つのデータ処理ユニット（４０８）に接続可能なデータインターフェース（４０７）と、
第１の送信機ユニット（４０１）、第１の受信機ユニット（４０２）、第２の送信機ユニット（４０４）、第２の受信機ユニット（４０５）およびデータインターフェース（４０７）に接続され、第１の受信機ユニット（４０２）もしくは第２の受信機ユニット（４０５）と第１の送信機ユニット（４０１）もしくは第２の送信機ユニット（４０４）との間、または第１の受信機ユニット（４０２）、第２の受信機ユニット（４０５）、第１の送信機ユニット（４０１）、もしくは第２の送信機ユニット（４０４）の１つとデータインターフェース（４０７）との間に選択的に接続経路を確立するように構成されたスイッチングユニット（４０９）と、
主光パケットリング（２０１）に結合された第１の光パケットブロッカ（６０５）であって、主光パケットリング（２０１）上を伝達される光パケットを選択的にブロックするかまたは通過させるように構成された第１の光パケットブロッカ（６０５）および／または二次光パケットリング（２０２）に結合された第２の光パケットブロッカ（６０８）であって、二次光パケットリング（２０２）上を伝達される光パケットを選択的にブロックするかまたは通過させるように構成された第２の光パケットブロッカ（６０８）とを備える、データ伝送システム（２００）。

【請求項2】

各パケット伝送チャネルが別個の光信号を使用する、請求項１に記載のデータ伝送システム（２００）。

【請求項3】

前記パケット伝送チャネルが多重化伝送チャネルであり、前記主光パケットリング（２０１）が、
主光パケットリング（２０１）のパケット伝送チャネルを分離するようになされたデマルチプレクサ（６０３）と、
主光パケットリング（２０１）上にパケット伝送チャネルを多重化するようになされたマルチプレクサ（６０４）とを備える、請求項１に記載のデータ伝送システム（２００）。

【請求項4】

前記主光パケットリング（２０１）のパケット伝送チャネルが、
異なる光モードで信号の同時伝搬を可能にするためにマルチモード光ファイバ内に空間的に多重化されたモードのチャネルと、
各コアが少なくとも１つの光信号の伝搬を可能にする、マルチコア光ファイバのファイバコアと、
異なる波長の信号の同時伝搬を可能にする光ファイバ内の波長チャネルと、
各光ファイバが少なくとも１つの光信号の伝搬を可能にする、マルチファイバケーブル内の光ファイバとのうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のデータ伝送システム（２００）。

【請求項5】

各ノード（４００）が主光パケットリング（２０１）の１つのパケット伝送チャネルと１つの二次光パケットリング（２０２）とに接続される、請求項１に記載のデータ伝送システム（２００）。

【請求項6】

各ノード（４００）が、
主光パケットリング（２０１）に結合された第１の光パケットブロッカ（６０５）に接続された第１の光パケット制御インターフェース（４１０）であって、ノード（４００）が第１の光パケット制御インターフェース（４１０）を通じて第１の光パケットブロッカ（６０５）に第１のブロッキング情報を転送するように構成され、第１のブロッキング情報が、主光パケットリング（２０１）上を伝達される光パケットが第１の光パケットブロッカ（６０５）によってブロックされるか、それとも通過されるかを示す、第１の光パケット制御インターフェース（４１０）、および／または
ノード（４００）の二次光パケットリング（２０２）に結合された第２の光パケットブロッカ（６０８）に接続された第２の光パケット制御インターフェース（４１１）であって、ノード（４００）が第２の光パケット制御インターフェース（４１１）を通じて第２の光パケットブロッカ（６０８）に第２のブロッキング情報を転送するように構成され、第２のブロッキング情報が、二次光パケットリング（２０２）上を伝達される光パケットが第２の光パケットブロッカ（６０８）によってブロックされるか、それとも通過されるかを示す、第２の光パケット制御インターフェース（４１１）を備える、請求項１に記載のデータ伝送システム（２００）。

【請求項7】

スイッチングユニット（４０９）が主光パケットリング（２０１）に接続された第１の制御情報インターフェース（４１２）を備え、スイッチングユニットが第１の制御情報インターフェースを介して主光パケットリング（２０１）から／に制御情報を受信／送信するように構成され、
スイッチングユニット（４０９）がノード（４００）の二次光パケットリング（２０２）に接続された第２の制御情報インターフェース（４１３）を備え、スイッチングユニットが第２の制御情報インターフェースを介して二次光パケットリング（２０２）から／に制御情報を受信／送信するように構成され、
スイッチングユニット（４０９）が第１の制御情報インターフェース（４１２）を介してまたは第２の制御情報インターフェース（４１３）を介して受信した制御情報に基づいて第１の受信機ユニットもしくは第２の受信機ユニットと第１の送信機ユニットもしくは第２の送信機ユニットとの間、または第１の受信機ユニット、第２の受信機ユニット、第１の送信機ユニット、もしくは第２の送信機ユニットの１つとデータインターフェースとの間に選択的に接続経路を確立するように構成される、請求項１に記載のデータ伝送システム（２００）。

【請求項8】

スイッチングユニット（４０９）が主光パケットリング（２０１）に接続された第１の制御情報インターフェース（４１２）を備え、スイッチングユニットが第１の制御情報インターフェースを介して主光パケットリング（２０１）から／に制御情報を受信／送信するように構成され、
スイッチングユニット（４０９）がノード（４００）の二次光パケットリング（２０２）に接続された第２の制御情報インターフェース（４１３）を備え、スイッチングユニットが第２の制御情報インターフェースを介して二次光パケットリング（２０２）から／に制御情報を受信／送信するように構成され、
主光パケットリング（２０１）に結合された第１の光パケットブロッカ（６０５）および二次光パケットリング（２０２）に結合された第２の光パケットブロッカ（６０８）を制御するための第１のブロッキング情報および第２のブロッキング情報が、第１の制御情報インターフェース（４１２）を介してまたは第２の制御情報インターフェース（４１３）を介して受信した制御情報に基づいて生成される、請求項１に記載のデータ伝送システム（２００）。

【請求項9】

二次光パケットリング（２０２）上を伝搬する信号をそれぞれ増幅する複数の増幅器（６０２）が二次光パケットリング（２０２）中に設置され、増幅器の数が二次光パケットリング（２０２）に接続されたノード（４００）の数より少ない、請求項１に記載のデータ伝送システム（２００）。

【請求項10】

各々が主光パケットリング（２０１）の１つのパケット伝送チャネルを搬送する複数の第１の光ファイバ（４０３）と、
それぞれ主光パケットリング（２０１）のパケット伝送チャネルに対応する信号を増幅する、第１の光ファイバ（４０３）中に設置された複数の増幅器（６２０）とをさらに備える、請求項３に記載のデータ伝送システム（２００）。

【請求項11】

二次光パケットリング（２０２）に接続されたノード（４００）が主光パケットリング（２０１）に結合された共通制御ユニット（６１０）を有し、共通制御ユニット（６１０）が主光パケットリング（２０１）に結合された第１の光パケットブロッカ（６０５）を選択的に制御するように構成され、第１の光パケットブロッカ（６０５）が主光パケットリング（２０１）上を伝達される光パケットを選択的にブロックするかまたは通過させる、請求項１に記載のデータ伝送システム（２００）。

【請求項12】

データ伝送システム（２００）におけるネットワークノードを相互接続する方法であって、
複数の別々のパケット伝送チャネルを備えた透過的な主光パケットリング（２０１）を提供するステップと、
各々が複数のノード（４００）を備えた複数の透過的な二次光パケットリング（２０２）を提供するステップと、
主光パケットリング（２０１）の前記パケット伝送チャネルの各々を、それぞれ、各二次光パケットリング（２０２）の異なるノードに接続することによって前記主光パケットリングを通じて前記複数の二次光パケットリング（２０２）を相互接続するステップとを含み、
各ノード（４００）が、
それぞれ主光パケットリング（２０１）のパケット伝送チャネルに接続された第１の送信機ユニット（４０１）および第１の受信機ユニット（４０２）と、
それぞれ二次光パケットリング（２０２）に接続された第２の送信機ユニット（４０４）および第２の受信機ユニット（４０５）と、
少なくとも１つのデータ処理ユニット（４０８）に接続可能なデータインターフェース（４０７）と、
第１の送信機ユニット（４０１）、第１の受信機ユニット（４０２）、第２の送信機ユニット（４０４）、第２の受信機ユニット（４０５）およびデータインターフェース（４０７）に接続され、第１の受信機ユニット（４０２）もしくは第２の受信機ユニット（４０５）と第１の送信機ユニット（４０１）もしくは第２の送信機ユニット（４０４）との間、または第１の受信機ユニット（４０２）、第２の受信機ユニット（４０５）、第１の送信機ユニット（４０１）、もしくは第２の送信機ユニット（４０４）の１つとデータインターフェース（４０７）との間に選択的に接続経路を確立するスイッチングユニット（４０９）と、
主光パケットリング（２０１）に結合された第１の光パケットブロッカ（６０５）であって、主光パケットリング（２０１）上を伝達される光パケットを選択的にブロックするかまたは通過させるように構成された第１の光パケットブロッカ（６０５）および／または二次光パケットリング（２０２）に結合された第２の光パケットブロッカ（６０８）であって、二次光パケットリング（２０２）上を伝達される光パケットを選択的にブロックするかまたは通過させるように構成された第２の光パケットブロッカ（６０８）とを備える、方法。

【請求項13】

主光パケットリング（２０１）のパケット伝送チャネル上の宛先ノード（４００）にアドレス指定された光データパケットを第１のノード（４００）に伝送するステップであって、宛先ノード（４００）がデータパケットを搬送するパケット伝送チャネルに接続されていない、伝送するステップと、受信した光データパケットを二次光パケットリング（２０２）を介して第１のノード（４００）から宛先ノード（４００）に転送するステップであって、二次光パケットリング（２０２）が第１のノード（４００）と宛先ノード（４００）とを相互接続する、転送するステップとをさらに備える、または
光データパケットをソースノード（４００）から二次光パケットリング（２０２）に沿って第２のノード（４００）に伝送するステップであって、二次光パケットリング（２０２）がソースノード（４００）と第２のノード（４００）とを相互接続する、伝送するステップと、受信した光データパケットを第２のノード（４００）から主光パケットリング（２０１）のパケット伝送チャネル上のその宛先に転送するステップとをさらに備える、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

制御情報が対応する光データパケットに同期して主光パケットリング（２０１）および／または二次光パケットリング（２０２）を通じて伝搬する、請求項１３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光通信システムにおける光パケット交換の技術分野に関する。本発明は、光パケット交換を使用してデータセンタにおいてデータを格納／提供するためのネットワークノードおよびデータ伝送システムならびにそれぞれの方法にさらに関する。

【背景技術】

【0002】

近年では、データセンタの使用がますます普及している。従来のデータセンタの問題の１つは、データセンタの多数の構成部品により、構成部品間に多数のデータ接続部が必要であることである。データセンタのための従来のネットワークアーキテクチャは、データ接続部としてイーサネット(登録商標)ケーブルを介して接続されたイーサネットスイッチを一般に使用する。この結果、以下に説明するように、ネットワーク構造が複雑になる。

【0003】

図１は、３つのレイヤ（レイヤ２および３のみを図示）を有するデータセンタの従来のネットワークアーキテクチャ１００の一例を示す。図１から分かるように、ネットワークレイヤ２において、複数のトップオブラック（ＴｏＲ）スイッチが複数のスイッチＳに接続される。スイッチＳは、アグリゲーションスイッチＡＳに接続される。アグリゲーションスイッチＡＳは、レイヤ３に配置されたアクセスルータＡＲに接続される。次いでアクセスルータＡＲは、レイヤ３に配置されたコアルータＣＲに接続される。コアルータＣＲは、インターネットなどの外部通信ネットワークに接続される。

【0004】

このアーキテクチャにおいて、データがデータセンタネットワークを通ってスイッチ階層の上方に（トップオブラックスイッチからインターネットに向かって）流れるので、データボトルネックが起き、結果としてレイテンシーへの影響がより大きくなることがある。より多くのハードウェアをデータセンタに追加することにより、すなわち、データセンタのハードウェアの費用を増大させるという犠牲（「過剰設備」）により、ネットワークにおけるデータボトルネックを除去することが可能である。過剰設備の量は、データセンタネットワークにおける最大データトラヒック需要／ハードウェア資源需要に対してどのくらいのハードウェア能力が用意されるかを実質的に示す「オーバーサブスクリプション比」によって規定することができる。

【0005】

図１に示すアーキテクチャ１００は、データセンタの構成部品を互いに接続するために多数のインターフェースおよびケーブルを必要とする。さらに、ケーブルは、しばしば互いに交差する。これにより、データセンタを維持するために多大な費用と努力が伴うことになる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態において、データ伝送システムが提供される。データ伝送システムは、複数のパケット伝送チャネルを有する主光パケットリングと、主光パケットリングを通じて相互接続された複数の二次光パケットリングとを備える。二次光パケットリングの各々は、複数のノードを備える。主光パケットリングのパケット伝送チャネルの各々は、それぞれ、各二次光パケットリングの異なるノードに接続される。したがって、各ノードは、主光パケットリングのパケット伝送チャネルおよび二次光パケットリングに接続される。二次光パケットリングに接続されたノードは、典型的には、主光パケットリングの異なるパケット伝送チャネルに接続される。一実施形態において、各ノードは、主光パケットリングの１つのパケット伝送チャネルと、１つの二次光パケットリングとに接続することができる。したがって、すべてのノードがいかなるボトルネックもなく接続される、完全に相互接続されたネットワークアーキテクチャが提供される。

【0007】

一実施形態において、各ノードは、少なくとも１つのデータ処理ユニット、例えば、データセンタにおけるサーバコンピュータに接続可能なデータインターフェースを備えることができる。各データインターフェースは、主光パケットリングおよびノードの二次光パケットリングに選択的に接続可能でよい。ノードは、主光パケットリングのパケット伝送チャネル上を伝搬し、データパケットを搬送するパケット伝送チャネルに接続されていない宛先ノードのデータインターフェースにアドレス指定された光データパケットが、データパケットを搬送するパケット伝送チャネルに接続されているノードによって受信されるように構成することができる。次いで、パケットは、二次光パケットリングを介して宛先ノードに転送され得る。あるいはまたはさらに、ノードは、二次光パケットリングを介してソースノードから、二次光パケットリングにも接続されている別のノードに光データパケットを転送し、別のノードに接続された主光パケットリングのパケット伝送チャネルを介して宛先ノードに光データパケットを送信するように構成することができる。したがって、各ノードは、二次光パケットリング上の１つのデータ転送を介しておよび主光パケットリング上の１つのデータ転送を介して各ノードに通信することができる。

【0008】

したがって、ネットワークのすべてのノードおよびデータ処理ユニットの間で完全な接続性が達成される。ノード間のネットワークトラヒックは、主光パケットリングの複数の光パケット伝送チャネルによって搬送される。各々特定の組のノードに割り当てられた複数の二次パケットリングにより、例えばソースノードの二次パケットリングにおいて、宛先ノードの二次パケットリングにおいて、または主光パケットリングの中間ノードの任意の二次パケットリングにおいてチャネル切り替えが可能になる。

【0009】

一実施形態において、主光パケットリングの各パケット伝送チャネルは、別個の物理的チャネルでよく、別個の光信号を使用してよい。パケット伝送チャネルは、多重化伝送チャネルでよい。一実施形態において、主光パケットリングは、次のうちの少なくとも１つを備える：すなわち、異なる光モードで信号の同時伝搬を可能にするためのマルチモード光ファイバ内の空間的多重化モードチャネルと、各コアが少なくとも１つの光信号の伝搬を可能にするマルチコア光ファイバのファイバコアと、異なる波長の信号の同時伝搬を可能にする光ファイバ内の波長チャネルと、各光ファイバが少なくとも１つの光信号の伝搬を可能にするマルチファイバケーブル内の光ファイバとである。言い換えれば、主光パケットリングは、異なる光モードの信号の同時伝搬を可能にするマルチモード光ファイバを備えることができ、または各コアが少なくとも１つの光信号の伝搬を可能にするマルチコア光ファイバを備えることができる。あるいは、主光パケットリングは、各光ファイバが少なくとも１つの光信号の伝搬を可能にする１束の光ファイバを備えたマルチファイバケーブルを備えることができる。さらに、主光パケットリングは、異なる波長の信号の同時伝搬を可能にする多波長光ファイバを備えることができる。

【0010】

一実施形態において、主光パケットリングは、主光パケットリングのパケット伝送チャネルを分離または 多重分離するようになされた少なくとも１つのデマルチプレクサと、主光パケットリング上へのパケット伝送チャネルを組み合わせるまたは多重化するようになされた少なくとも１つのマルチプレクサとを備えることができる。データ伝送システムは、複数の第１の光ファイバを備えることができる。各第１の光ファイバは、主光パケットリングの１つのパケット伝送チャネルを搬送することができる。第１の光ファイバは、典型的には、デマルチプレクサとマルチプレクサとの間に設置され、分離された主光パケットリングの光パケットを個々のパケット伝送チャネル中に搬送する。複数の増幅器は、第１の光ファイバ中に設置することができる。増幅器は、それぞれ、主光パケットリングのパケット伝送チャネルに対応し、第１の光ファイバ上を伝搬する信号を増幅する。あるいは、主光パケットリングのすべてのパケット伝送チャネルを合同で増幅するために共通の増幅器を主光パケットリング中に設置することができる。増幅器は、例えば、マルチモードファイバ用のマルチモード増幅器、マルチコアファイバ用のマルチコア増幅器、ファイバ束用およびマルチコア／モードファイバ兼用モノモード増幅器でよい（この場合、増幅器は多重分離化手段の後に配置することができる）。

【0011】

一実施形態において、各ノードは、それぞれ主光パケットリングのパケット伝送チャネルに接続された第１の送信機ユニットと第１の受信機ユニットとを備えることができる。第１の送信機ユニットおよび第１の受信機ユニットは、主光パケットリングに関連した第１の光ファイバに接続することができる。ノードは、それぞれ二次光パケットリングに接続された第２の送信機ユニットと第２の受信機ユニットとをさらに備えることができる。第２の送信機ユニットおよび第２の受信機ユニットは、二次光パケットリングに関連した第２の光ファイバに接続することができる。ノードは、データ処理ユニットに接続可能なデータインターフェースと、第１の送信機ユニット、第１の受信機ユニット、第２の送信機ユニット、第２の受信機ユニット、およびデータインターフェースに接続されたスイッチングユニットとをさらに備えることができる。スイッチングユニットは、第１の受信機ユニットもしくは第２の受信機ユニットと第１の送信機ユニットもしくは第２の送信機ユニットとの間、または第１の受信機ユニット、第２の受信機ユニット、第１の送信機ユニット、もしくは第２の送信機ユニットの１つとデータインターフェースとの間に選択的に接続経路を確立するように構成することができる。データ処理ユニット間の高いネットワーク性能および完全な接続性が、本実施形態により達成され得る一方で、構成部品間の接続部の数が大幅に低減される。したがって、大規模なデータセンタに効率的なデータ伝送システムを提供することができる。

【0012】

一実施形態において、主光パケットリングおよび二次光パケットリングは透過的である。主光パケットリングおよび二次光パケットリングからの転送は、光電子変換を介する。例えば、第１および／または第２の送信機ユニット（複数可）は、パケットを送出し、各パケットの波長を潜在的に変更する高速波長可変送信機（複数可）でよい。同様に、第１および／または第２の受信機ユニット（複数可）は、パケットを受信し、各パケットの波長を潜在的に変更する高速波長可変受信機ユニットでよい。

【0013】

一実施形態において、各ノードは、主光パケットリングに結合された第１の光パケットブロッカに接続可能な第１の光パケット制御インターフェースを備えることができる。ノードは、第１の光パケット制御インターフェースを通じて第１の光パケットブロッカに第１のブロッキング情報を転送するように構成することができる。第１のブロッキング情報は、主光パケットリング上を伝達される光パケットが第１の光パケットブロッカによってブロックされるか、それとも通過されるかを示す。

【0014】

一実施形態において、各ノードは、ノードの二次光パケットリングに結合された第２の光パケットブロッカに接続可能な第２の光パケット制御インターフェースを備えることができる。ノードは、第２の光パケット制御インターフェースを通じて第２の光パケットブロッカに第２のブロッキング情報を伝送するように構成することができる。第２のブロッキング情報は、二次光パケットリング上を伝達される光パケットが第２の光パケットブロッカによってブロックされるか、それとも通過されるかを示す。

【0015】

光パケットブロッカは、例えば、それぞれの光パケットリング上のパケットトラヒックを制御する、すなわち、パケットをドロップまたは置換するために光パケットを通過させるまたはパケットタイムスロットを解除させる集積化パケットブロッカでよい。例えば、シリコン集積フォトニクスパケットブロッカを使用することができる。このようなパケットブロッカは、波長デマルチプレクサと、光ゲートと、マルチプレクサとを備えることができる。ブロッキング機能は、個々の構成部品を使用して実装することができる（光ゲートは、ＳＯＡ（半導体光増幅器）またはＲ−ＳＯＡ（反射ＳＯＡ）または任意の１：１高速光スイッチであり得る）。このブロッキング機能は、他の技術を使用して実装することもできる：例えば、ＩＩＩ−Ｖ族半導体技術、シリコンフォトニクス技術、またはシリコンフォトニクス上のハイブリッドＩＩＩ−Ｖ族半導体、または他の任意の技術（平面形シリカなど）。

【0016】

一実施形態において、スイッチングユニットは、主光パケットリングに接続可能な第１の制御情報インターフェースを備えることができる。スイッチングユニットは、制御情報を第１の制御情報インターフェースを介して主光パケットリンから／に受信／送信するように構成することができる。スイッチングユニットは、ノードの二次光パケットリングに接続可能な第２の制御情報インターフェースをさらに備えることができる。スイッチングユニットは、制御情報を第２の制御情報インターフェースを介して二次光パケットリングから／に受信／送信するように構成することができる。

【0017】

一実施形態において、スイッチングユニットは、第１の制御情報インターフェースを介して、または第２の制御情報インターフェースを介して受信した制御情報に基づいて第１の受信機ユニットもしくは第２の受信機ユニットと第１の送信機ユニットもしくは第２の送信機ユニットとの間、または第１の受信機ユニット、第２の受信機ユニット、第１の送信機ユニット、もしくは第２の送信機ユニットの１つとデータインターフェースとの間に選択的に接続経路を確立するように構成することができる。これにより、スイッチングユニットを効率的に制御できることが可能になる。

【0018】

一実施形態において、第１の光パケットブロッカおよび第２の光パケットブロッカを制御するための第１のブロッキング情報および第２のブロッキング情報は、第１の制御情報インターフェースを介して、または第２の制御情報インターフェースを介して受信した制御情報に基づいて生成することができる。したがって、パケットブロッカの動作は効率的に制御され得る。

【0019】

一実施形態において、二次光パケットリングは、シングルモード／シングルコアのファイバリングでよい。複数の増幅器を二次光パケットリング中に設置することができる。増幅器は、それぞれ、二次光パケットリングを通じて伝搬する信号を増幅する。典型的には、増幅器の数は、二次光パケットリングに接続されたノード（またはデータ処理ユニット）の数より少ない。例えば、ｎのノード毎にのみ、増幅器が光パケットリング内に配列される（設置される）。これは、典型的には、ノード（の受信機と送信機との）間の距離が小さく、したがって、ファイバ損失が小さいので、可能である。また、小さな色分散により、より低いデジタル信号処理能力（長距離伝送システムに使用される従来のコヒーレント受信機より）を必要とし、電力消費が少ない受信機ユニットを使用することができる。この実施形態の１つの効果は、ハードウェアの作業がさらに減ることである。

【0020】

一実施形態において、二次光パケットリングに接続されたノードは、主光パケットリングに結合された共通制御ユニットを有する。共通制御ユニットは、主光パケットリングに結合された第１の光パケットブロッカを選択的に制御するように構成することができる。第１の光パケットブロッカは、共通制御ユニットの制御の下で主光パケットリング上を伝達される光パケットを選択的にブロックするまたは選択的に通過させるように使用することができる。

【0021】

一実施形態において、第１の送信機ユニットおよび第１の受信機ユニットならびに／または第２の送信機ユニットおよび第２の受信機ユニットは、それぞれ多重波長で動作するように構成することができる。したがって、主パケットリングの動作は、波長分割多重方式（ＷＤＭ）に基づくことができる。例えば、各ファイバまたはコアまたはモード上の８０の異なる波長を、主光リング上でパケットを伝送するのに使用することができる。諸実施形態において、複数の波長の特定の波長が特定のノードまたはデータインターフェース（またはデータ処理ユニット）に割り当てられる。したがって、ノード間、したがってデータインターフェース（またはデータ処理ユニット）間の接続部の数をさらにもっと低減しながら、高いネットワーク性能を達成することができる。

【0022】

一実施形態において、ノードに接続されたデータ処理ユニットは、データ格納および取出し機能性を提供するサーバユニットでよい。したがって、提案されたネットワークアーキテクチャに基づいて非常に効率的なデータセンタを実装することができる。

【0023】

一実施形態において、制御情報は、対応する光データパケットに同期して主光パケットリングおよび／または二次光パケットリングを通じて伝搬することができる。このようにして、リング上のすべてのノードは、容易に互いに同期することができ、パケットを主および／または二次光リング上のタイムスロットで伝送することができる同期光ネットワークが提供される。典型的には、主光パケットリングの同期は、二次光パケットリングの同期とは独立している。

【0024】

一実施形態において、制御情報は、専用制御チャネルを使用して主光パケットリングおよび／または二次光パケットリングを通じて伝搬することができる。各ファイバ／コア／モードにおいて、専用波長（例えば２．５Ｇビット／秒で変調された）を制御チャネルに割り当てることができ、あるいは１つのファイバ、モードまたはコアが、すべての波長およびすべてのコア／モード上で搬送されるすべてのパケットのための制御データを、専ら搬送することもできる。このようにして、制御情報は、すべてのノードにおいて透過的に抽出することができる。

【0025】

一実施形態において、複数のノードを備えるスーパーノードが提供される。スーパーノード内のノードの第１の送信機ユニットおよび第１の受信機ユニットは、マルチモード光ファイバの同じモードまたはマルチコア光ファイバの同じコアまたはファイバ束の同じファイバに接続することができる。異なるノードの第１の送信機ユニットは、それぞれ、マルチモード光ファイバの異なるモードまたはマルチコア光ファイバの異なるコアに接続することができる。異なるノードの第１の受信機ユニットは、それぞれ、マルチモード光ファイバの異なるモードまたはマルチコア光ファイバの異なるコアまたはファイバ束の同じファイバに接続することができる。この実施形態の効果は、多数のノードに対して非常に効率的なシステムが得られることである。複数のスーパーノードを備えるシステムは、データ処理ユニットを接続するために非常に多数のデータインターフェースを提供することができ、それによって大型データセンタに効率的なフルメッシュのネットワークインフラストラクチャを提供することができる。

【0026】

一実施形態において、スーパーノードの各ノードの第２の送信機ユニットおよび第２の受信機ユニットは、共通の二次光パケットリングに接続される。したがって、最小量のケーブルによって接続された複数の完全に接続されたノードの小型システムが得られる。

【0027】

一実施形態において、各スーパーノードは、マルチモード光ファイバ（主光パケットリングの）のモードを第１の光ファイバに分離するために、またはマルチコア光ファイバ（主光パケットリングの）のコアを第１の光ファイバに結合するために、光（空間）多重分離化手段を備えることができる。スーパーノードは、モードをマルチモード光ファイバ（主光パケットリングの）上に多重化するために光多重化手段をさらに備えることができる。モードに対応する光信号は、第１の光ファイバ上で搬送され得る。多重化手段は、第１の光ファイバをマルチコア光ファイバ（主光パケットリングの）のコアに結合するためにも使用することができる。これらの多重（分離）化手段により、個々のノードは主光パケットリングのマルチモード／コアファイバに効率的に結合することが可能になる。主光パケットリングが複数の光ファイバを有するケーブルを備える場合、束の各光ファイバを個々の第１の受信機／第１の送信機に接続することができ、したがって信号の重畳が必要とされないので、多重(分離）化手段は、必要とされない。

【0028】

一実施形態において、データ伝送システムにおいてネットワークノードを相互接続する方法が提供される。方法は、複数の別々のパケット伝送チャネルを備える主光パケットリングを提供するステップと、各々が複数のノードを備える複数の二次光パケットリングを提供するステップと、主光パケットリングの前記パケット伝送チャネルの各々を、それぞれ、各二次光パケットリングの異なるノードに接続することによって前記複数の二次光パケットリングを前記主光パケットリングを通じて相互接続するステップとを含むことができる。

【0029】

したがって、データ伝送システムは、複数のパケット伝送チャネルを備えた主光パケットリングと、複数の二次光パケットリングと、主光パケットリングに沿って位置した複数のノードとを備えることができる。各ノードは、主光パケットリングのパケット伝送チャネルおよび二次光パケットリングに接続することができる。ネットワークノードは、１つまたは複数のデータ格納／取出しユニットに接続可能なデータインターフェースを備えることができる。ノードのデータインターフェースは、第１の受信機ユニットまたは第１の送信機ユニットを介して主光パケットリングに接続可能であることができる。ノードのデータインターフェースは、第２の受信機ユニットまたは第２の送信機ユニットを介して二次光パケットリングにも接続可能であることができる。

【0030】

方法は、主光パケットリングのパケット伝送チャネル上の宛先ノードにアドレス指定された光データパケットを第１のノードに伝送するステップであって、宛先ノードがデータパケットを搬送するパケット伝送チャネルに接続されない、伝送するステップと、受信された光データパケットを二次光パケットリングを介して第１のノードから宛先ノードに転送するステップとをさらに含むことができる。二次光パケットリングは、第１のノードと宛先ノードとを相互接続する。

【0031】

方法は、ソースノードから二次光パケットリングに沿って第２のノードに光データパケットを伝送するステップであって、二次光パケットリングがソースノードと第２のノードとを相互接続する伝送するステップと、受信した光データパケットを第２のノードから主光パケットリングのパケット伝送チャネル上のその宛先に転送するステップとを含むことができる。

【0032】

データ伝送システムおよびシステムのノードの上述の態様は、提案された方法にも適用可能であることに留意されたい。したがって、システムおよびノードの諸実施形態に開示されたすべての態様は、提案された方法に組み合わせて同様の効果および利点を達成することができる。

【0033】

本発明のこれらのおよび他の態様は、例示として、図面を参照し、以下に説明する諸実施形態から明らかであり諸実施形態に関して明瞭であろう。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】従来のデータセンタのネットワークアーキテクチャを概略的に示す図である。

【図2】一実施形態によるデータ伝送システムを概略的に示す図である。

【図3】一実施形態によるデータ伝送システムを概略的に示す図である。

【図3a】一実施形態によるデータ伝送システムの一部を概略的に示す図である。

【図4】図３に示すデータ伝送システムに使用することができる、一実施形態によるノードを概略的に示す図である。

【図4a】一実施形態によるデータ伝送システムを概略的に示す図である。

【図5】図３に示すデータ伝送システムの一部の可能な実現を概略的に示す図である。

【図6】一実施形態によるデータ伝送システムを概略的に示す図である。

【図7】一実施形態によるデータ伝送システムを概略的に示す図である。

【図8】一実施形態によるデータ伝送システムを概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

複数の実施形態を以下に説明するが、１つを超える実施形態からの個々の特徴を組み合わせることができ、本明細書の開示が諸実施形態に関連して説明された特徴のあらゆる可能な組合せに及ぶことが当業者には明確であろう。具体的には、一方法例に組み合わせて開示された特徴は、一システム例に関する諸実施形態に組み合わせることもでき、逆も同様である。

【0036】

図２は、トーラストポロジに基づくデータセンタ用の光データ伝送システム２００の一実施形態を概略的に示す。データ伝送システム２００は、数Ｎの別々のパケット伝送チャネルを備えた主光パケットリング２０１を備える。各パケット伝送チャネルは、例えば、マルチファイバケーブルの別個のファイバ、マルチコアファイバのコア、マルチモードファイバのモード、または多波長分割ファイバの波長として実装することができる。マルチファイバケーブル、マルチコアファイバ、またはマルチモードファイバの場合、各ファイバ／コア／モードは、多重波長（例えば、Ｗの波長）を搬送するために波長分割多重でさらに使用することができる。

【0037】

主光パケットリング２０１に沿って、ＰＯＡＤＭ（パケット光追加ドロップ多重）ノード４００が配列される。各ノード４００は、主光パケットリング２０１の１つのパケット伝送チャネルに結合される。各々異なるパケット伝送チャネルに結合されたＮ個のノード４００が、二次光パケットリング２０２によって接続される。二次光パケットリング２０２によって結合されたノード４００の組は、スーパーノード５００と呼ばれる。したがって、主光パケットリング２０１は、スーパーノード５００を接続し、二次光パケットリング２０２は、スーパーノード５００内のノード４００の接続性をもたらし、各ノード４００が主光パケットリング２０１の１つのパケット伝送チャネルだけに接続されるので、チャネル間接続性をもたらす。

【0038】

一例において、各々がＮ個のノード４００を備える、Ｗ個までの二次光パケットリング２０２が提供される。この配列により、ボトルネックなしでおよびいかなる集中制御もなしでＮｘＷ個のノード４００を完全に相互接続することが可能になる。イーサネットスイッチを含むデータインターフェースは、各ノード４００に接続することができる。これにより、いくつかの（例えば１０個または２０個の）サーバコンピュータをデータ伝送システム２００の各ノード４００に接続することが可能になり、サーバ間のデータトラヒックを支持するための完全に接続されたネットワークアーキテクチャが提供される。

【0039】

一実施形態において、データ伝送システムは、主光パケットリング２０１と、主光パケットリング２０１に沿って位置し、二次光パケットリング２０２によって部分的に相互接続された複数のノード４００とを備える。ノード４００は、主光パケットリング２０１のパケット伝送チャネル上を伝搬し、宛先ノードのデータインターフェース（すなわち、データ格納／取出しユニット）に向けてアドレス指定された光データパケットが二次光パケットリング２０２を介してパケット伝送チャネルおよび宛先ノードに接続された少なくとも１つのノードによって受信することができるように構成される。すでに上述したように、主光パケットリング２０１は、マルチモード／マルチコアリングでよい。一実施形態において、二次光パケットリングはシングルモード／コアファイバリングでよい。

【0040】

このようにして、たとえデータ格納／取出しユニット（例えば、データ格納／取出し機能性を備えたサーバユニット）および対応する宛先ノードが、主光パケットリングのファイバまたはコアまたはモード（これを介して宛先データ格納／取出しユニットに向けられた光パケットが送信されるのだが）に直接接続されていなくてもに直接接続されていなくても、光パケットは、それにもかかわらず、主光パケットリングのそれぞれのファイバ／コア／モード（これを介して宛先データ格納／取出しユニットに向けられた光パケットが送信されるのだが）に接続された別のノードによって受け取られることができる。光パケットは、次いで、二次光パケットリングを介して宛先ノードおよびデータ格納／取出しユニットにルーティングされる。同様に、ソースノードのデータ格納／取出しユニットが光パケットをソースノードに直接接続されていない主光パケットリングの特定のファイバ／コア／モードに送信したい場合（すなわち、ソースノードの第１の受信機／送信機がこのファイバ／コア／モードに接続されていない場合）、光パケットは、まず、ソースノードの二次光パケットリングを介して主光パケットリングの特定のファイバ／コア／モードに直接接続されている（その第１の受信機／送信機を介して）異なるノードにルーティングすることができる。光パケットは次いでこのノードから主光パケットリングの特定のファイバ／コア／モードに送信され、続いて、その宛先ノードにおいて受信される（主光パケットリングの特定のファイバ／コア／モードに接続されたそれぞれのノードを介して）。したがって、ネットワークのすべてのデータ格納／取出しユニット間の完全な接続性が達成される。

【0041】

図４は、図３に示すデータ伝送システム２００に使用することができるノード４００（以下において光パケットスイッチング装置または「ＴｏＲ」とも称する）の一実施形態であって以下を備える一実施形態を示す：すなわち、それぞれ第１の（主）光パケットリング２０１の第１の光ファイバ４０３に接続可能な第１の送信機ユニット４０１および第１の受信機ユニット４０２と、それぞれ二次光パケットリング２０２の第２の光ファイバ４０６に接続可能な第２の送信機ユニット４０４および第２の受信機ユニット４０５と、少なくとも１つのデータ処理ユニット４０８（例えば各々がデータ格納ユニットを備える１組の接続されたサーバ。以下ではデータ格納／取出しユニット４０８とも称される）に接続可能なデータインターフェース４０７と、第１の送信機ユニット４０１、第１の受信機ユニット４０２、第２の送信機ユニット４０４、第２の受信機ユニット４０５、およびデータインターフェース４０７に接続されたスイッチングユニット４０９とである。第１の光ファイバ４０３は、第１の送信機ユニット４０１および第１の受信機ユニット４０２が主光パケットリング２０１の特定のパケット伝送チャネルに結合されるように主光パケットリング２０１に結合される。

【0042】

光パケットスイッチング装置（ノード）４００は、第１の受信機ユニット４０２または第２の受信機ユニット４０５と第１の送信機ユニット４０１または第２の送信機ユニット４０４との間に選択的に接続経路を確立するように構成することができる（例えば、光パケットスイッチング装置４００において受信した光データパケットが他の光パケットスイッチング装置にルーティングされる場合）。光パケットスイッチング装置４００は、第１の受信機ユニット４０２、第２の受信機ユニット４０５、第１の送信機ユニット４０１、または第２の送信機ユニット４０４の１つとデータインターフェース４０７との間に選択的に接続経路を確立するようにさらに構成することができる（例えば、光パケットスイッチング装置４００において受信した光データパケットがデータ処理ユニット４０８にルーティングされる場合、または光データパケットがデータ処理ユニット４０８から取り出され別のデータ処理ユニット４０８に伝送される場合）。

【0043】

主光パケットリング２０１は、複数の別々の（物理的）パケット伝送チャネルを提供するように構成される。典型的には、各パケット伝送チャネルは、光パケットの伝送のために別個の光信号を使用する。例えば、主光パケットリング２０１は、異なる光モードの信号の同時伝搬を可能にするように構成されたマルチモード光ファイバを備える。あるいは、主光パケットリングは、各コアが少なくとも１つの光信号の伝搬を可能にするように構成されたマルチコア光ファイバを備えることができる。さらにあるいは、主光パケットリングは、各光ファイバが少なくとも１つの光信号の伝搬を可能にするように構成された１束の光ファイバを備えたマルチファイバケーブルを備えることができる。さらに、主光パケットリングは、異なる波長の信号の同時伝搬を可能にするように構成された多波長光ファイバを備えることができる。

【0044】

送信機ユニット４０１、４０４および受信機ユニット４０２、４０５は、高速波長可変でよく、光パケットを送信および受信することができる。送信機ユニット４０１、４０４および受信機ユニット４０２、４０５は、各光パケットの処理のために波長を変更することができる。光データパケットが主光パケットリングから二次光パケットリングにルーティングされ、逆も同様である場合、光電子変換が対応する光パケットスイッチング装置４００において実行される。

【0045】

一実施形態において、光パケットスイッチング装置４００は、第１の光ファイバ４０３中に結合された第１の光パケットブロッカ６０５に接続可能な第１の光パケット制御インターフェース４１０を備える。スイッチングユニット４０９は、第１のブロッキング情報を第１の光パケット制御インターフェース４１０を通じて第１の光パケットブロッカ６０５に送信するように構成される。第１のブロッキング情報は、第１の光ファイバ４０３を通じて（したがって、主光パケットリングを通じて）導かれた光パケットが第１の光パケットブロッカ６０５によってブロックされるか、それとも通過される（伝送される）かを示す。光パケットスイッチング装置４００は、第２の光ファイバ４０６中に結合された第２の光パケットブロッカ６０８に接続可能な第２の光パケット制御インターフェース４１１をさらに備えることができる。スイッチングユニット４０９は、第２のブロッキング情報を第２の光パケット制御インターフェース４１１を通じて第２の光パケットブロッカ６０８に送信するように構成される。第２のブロッキング情報は、第２の光ファイバ４０６（および二次光パケットリング）を通じて導かれた光パケットが、第２の光パケットブロッカによってブロックされるか、それとも通過される（または伝送される）かを示す。第１の光パケット制御インターフェース４１０および／または第２の光パケット制御インターフェース４１１、したがって第１の光パケットブロッカ６０５および第２の光パケットブロッカ６０８の制御は、それぞれ光パケットスイッチング装置４００の外側に、例えば、複数のノード用の、典型的には特定の二次パケットリングに接続されたノード用の集中制御ユニット内に配置することができる。

【0046】

一実施形態において、光パケットスイッチング装置４００は、第１の光ファイバ４０３に接続可能な第１の制御情報インターフェース４１２を備える。スイッチングユニット４０９は、第１の制御情報インターフェース４１２を介して第１の光ファイバ４０３、したがって主光パケットリングから／に制御情報を受信／送信するように構成される。スイッチングユニット４０９は、第２の光ファイバ４０６に接続可能な第２の制御情報インターフェース４１３を、したがって二次光パケットリングをさらに備える。スイッチングユニット４０９は、第２の制御情報インターフェース４１３を介して第２の光ファイバ４０６から／に制御情報を受信／送信するように構成される。第１の受信機ユニット４０２もしくは第２の受信機ユニット４０５と第１の送信機ユニット４０１もしくは第２の送信機ユニット４０４との間、または第１の受信機ユニット４０２、第２の受信機ユニット４０５、第１の送信機ユニット４０１、もしくは第２の送信機ユニット４０１の１つとデータインターフェース４０７との間の接続経路の選択的確立は、第１の制御情報インターフェース４１２を介してまたは第２の制御情報インターフェース４１３を介して（すなわち、主光パケットリングを介してまたは二次光パケットリングを介して）受信した制御情報に基づいて実行される。

【0047】

図４ａに概略的に示すように、光パケットスイッチング装置またはノード４００のいくつかは、互いに組み合わせてスーパーノード５００を形成することができる。スーパーノード５００は、スーパーノード５００を互いに接続する主光パケットリング２０１に沿って配列される。主光パケットリング２０１に接続されるスーパーノード５００の部分は、エンドオブロウ（ＥｏＲ）パケット光追加ドロップマルチプレクサ（ＰＯＡＤＭ）５０２と呼ばれ、二次光パケットリング２０２に接続されるスーパーノード５００の部分は、トップオブラック（ＴｏＲ）ＰＯＡＤＭ５０３と呼ばれる。ＥｏＲおよびＴｏＲ ＰＯＡＤＭは、図５に部分的に概略的に示すように標準ＰＯＡＤＭノードの変形として実装することができる。したがって、主光パケットリング２０１には、ＥｏＲ ＰＯＡＤＭ５０２が設置される。二次光パケットリング２０２には、ＴｏＲ ＰＯＡＤＭ５０３が設置される。

【0048】

図２に示すネットワーク概念の可能な実現が図３に例示される。図３は、以下を備えるデータ伝送システム２００を示す：すなわち、主光パケットリング２０１と、主光パケットリング２０１に沿って位置した複数のスーパーノード５００（１つのスーパーノード５００のみが図３に示される）とである。主光パケットリング２０１は、典型的には、複数の別々のパケット伝送チャネル、例えばマルチコアまたはモードファイバまたはファイバの束を備え、波長分割多重方式（ＷＤＭ）で動作される。各スーパーノード５００は、それぞれデータ処理ユニット４０８（例えば、データセンタ内でのデータの格納／取出し用の）に接続された複数のデータインターフェース４０７（図４に示すように）と、多重波長で動作する複数の第１の波長可変受信機ユニット４０２と、多重波長で動作する複数の第１の波長可変送信機ユニット４０１と、スーパーノード５００のデータ処理ユニット４０８を互いに接続する（すなわち、対応するデータインターフェースを互いに接続する）内部光データ接続部４０６とを備える。典型的には、スーパーノード５００の内部光データ接続部４０６は、二次光パケットリング２０２である。各データ格納／取出しユニット４０８は、それぞれ、第１の受信機ユニット４０２の１つを介しておよび第１の送信機ユニット４０１の１つを介して主光パケットリング２０１に接続される。スーパーノード５００は、主光パケットリング２０１内を伝搬し、スーパーノード５００のデータ格納／取出しユニット４０８に向けてアドレス指定された光データパケットがスーパーノード５００に割り当てられた第１の受信機ユニット４０２の少なくとも１つによって受信することができるように構成される。

【0049】

図３ａは、複数のノード４００を備えるスーパーノード５００の可能な一実施形態をより詳細に示す。各スーパーノード５００は、複数の第２の波長可変受信機ユニット４０５と、複数の第２の波長可変送信機ユニット４０４と、スーパーノード５００の内部データ接続部４０６として、スーパーノード５００に割り当てられたすべてのノード４００（したがって、すべてのデータ格納／取出しユニット４０８）を互いに接続する、二次光パケットリング２０２とを備える。各ノード（したがって、各データ格納／取出しユニット４０８）は、それぞれ第２の受信機ユニット４０５の１つを介しておよび第２の送信機ユニット４０４の１つを介して二次光パケットリング２０２に接続される。

【0050】

このようにして、たとえデータ格納／取出しユニット４０８（例えば、データ格納／取出し機能性を備えたサーバユニット）、すなわち、対応するノード４００が主光パケットリング２０１のファイバ／コア／モード（これを介してデータ格納／取出しユニット４０８に向けられた光パケットが送信されるのだが）に直接接続されていない場合でも、それにもかかわらず、主光パケットリング２０１のファイバ／コア／モード（これを介してデータ格納／取出しユニット４０８に向けられた光パケットが送信されるのだが）に接続されたスーパーノード５００の異なるノード４００によって受け取られ、次いで二次光パケットリング２０２を介して所望のデータ格納／取出しユニット４０８にルーティングすることができる。同様に、データ格納／取出しユニット４０８、すなわち、ノード４００が光パケットをノード４００に直接接続されていない主光パケットリング２０１の特定のファイバ／コア／モードに送信したい場合、光パケットは、まず、二次光パケットリング２０２を介して主光パケットリング２０１の特定のファイバ／コア／モードに直接接続されたスーパーノード５００の異なるノード４００にルーティングし、次いで、このノード４００から主光パケットリング２０１の特定のファイバ／コア／モードに送信することができる。

【0051】

データ伝送システム２００は、例えば、データセンタ内の多数のサーバ（データ処理ユニット４０８に対応する各サーバまたは各組のサーバ）を相互接続するためのネットワークインフラストラクチャとして使用することができる。サーバは、主光パケットリング２０１および複数の内部光データ接続部４０６（それぞれスーパーノード５００に割り当てられた二次光パケットリング２０２）を使用して互いの間でデータを交換することができる。各サーバは、主光パケットリング２０１および最大で２つ（典型的には１つのみ）の二次光パケットリング２０２のみによって別のサーバに接続される。これは完全な接続性を達成するのに必要なケーブルの数が非常に少ないことを意味する。

【0052】

例えば、データは、データセンタサーバ（データ格納／取出しユニット４０８）から第１のＴｏＲ ＰＯＡＤＭ５０３に（すなわち、データインターフェース４０７に）送信することができる。そこで、データは光パケットにカプセル化され、第１のＥｏＲ ＰＯＡＤＭ５０２に送信され、次いで第１のＥｏＲ ＰＯＡＤＭ５０２は光パケットを主光パケットリング２０１を介して第２のＥｏＲ ＰＯＡＤＭ５０２に送信する。第２のＥｏＲ ＰＯＡＤＭ５０２は、光パケットを第２のＴｏＲ ＰＯＡＤＭ５０３に転送し、次いで、第２のＴｏＲ ＰＯＡＤＭ５０３は、二次光パケットリング２０２を使用して光パケットを宛先ＴｏＲ ＰＯＡＤＭ５０３に送信する。ＥｏＲ−ＥｏＲ接続部は、主光パケットリング２０１を通る。ＴｏＲ−ＴｏＲ接続部は、二次光パケットリング２０２を通る。ＥｏＲ−ＴｏＲ接続部は、スーパーノード５００内の専用リング（例えば、図６−８における１２００、１２００）を通る。

【0053】

二次光パケットリング２０２は、シングルモードのファイバリングでよい。複数の増幅器６０２をシングルモードのファイバリング中に設置することができ、増幅器６０２は、それぞれ、シングルモードのファイバリングを通じて伝搬する信号を増幅する。二次光パケットリング２０２におけるファイバの長さが短いことにより、増幅器６０２の数は、シングルモードのファイバリングに接続されたノード４００の数より少なくてよい。

【0054】

主光パケットリング２０１は、異なる光モードの信号の同時伝送を可能にするように構成された単一のファイバコアを使用することによって実装することができる複数の物理的パケット伝送チャネルを備える。あるいは、主光ファイバリング２０１は、各コアが１つの光モードの信号の伝搬を可能にするように、または異なる光モードの信号の同時伝搬を可能にするように構成された、複数のファイバコアを備えることができる。あるいは、主光ファイバリング２０１は、１束のファイバコアを備えたマルチファイバケーブルを備えることができる。

【0055】

図３を再び参照すると、各スーパーノード５００は、空間デマルチプレクサ６０３と、空間マルチプレクサ６０４と、それぞれ空間デマルチプレクサ６０３の個々のチャネルを空間マルチプレクサ６０４に接続する複数の第１の光ファイバ４０３とを備える。さらに、第１の光ファイバ４０３を第１の送信機４０１および／または第１の受信機４０２に接続するために、追加／ドロップ手段が提供される。空間デマルチプレクサ６０３は、主光パケットリング２０１を通じて伝搬するパケット伝送チャネルをそれぞれ空間マルチプレクサ６０４に向かって第１の光ファイバ４０３の１つを通じて伝搬するいくつかの信号中に多重分離化するために主光パケットリング２０１中に設置される。空間マルチプレクサ６０４は、主光パケットリング２０１に接続され、それぞれ第１の光ファイバ４０３の１つ（個々のパケット伝送チャネルに対応する）を通じて伝搬する受信した信号および／または第１の送信機（複数可）４０１によって生成された１つまたは複数の信号を主光パケットリング２０１中に多重化する。典型的には、第１の受信機ユニット４０２の各々は、異なる第１の光ファイバ４０３に接続される。さらに、第１の送信機ユニット４０１の各々は、異なる光ファイバ４０３に接続される。

【0056】

図３は、それぞれパケット伝送チャネルの別々の光信号を増幅するために第１の光ファイバ４０３中に設置された１組の任意選択の増幅器６２０も示す。あるいはまたはさらに、共通増幅器６２５を合同ですべてのパケット伝送チャネルを増幅するのに使用することができる。共通増幅器６２５は、パケット伝送チャネルがＷＤＭまたはマルチモード伝送を介して実装される場合、多波長またはマルチモード増幅器でよい。

【0057】

各スーパーノード５００は、複数の第１の光パケットブロッカ６０５をさらに備える。第１の光パケットブロッカ６０５は、第１の受信機ユニット４０２が主光パケットリング２０１に結合される第１の（減）結合領域６０６と、第１の送信機ユニット４０１が主光パケットリング２０１に結合される第２の結合領域６０７との間の第１の光ファイバ４０３中に設置される。第１の光パケットブロッカは、制御情報に応じて、対応する第１の光ファイバ４０３を通じて伝搬する光データパケットの伝送を選択的にブロックする。第１の光パケットブロッカ６０５は、シリコンフォトニクスパケットブロッカでよく、１つの波長当たりまたは１つのコア当たりまたは（主光パケットリング２０１がマルチファイバリングである場合）１つのファイバ当たり１つのゲートを備えることができるマルチファイバ。

【0058】

各スーパーノード５００は、複数の第２の光パケットブロッカ６０８をさらに備える。各第２の光パケットブロッカ６０８は、異なるノード４００またはそのそれぞれのデータ格納／取出しユニット４０８に割り当てられ、ノード４００に割り当てられた第２の受信機４０５が二次光パケットリング２０２に結合される第１の結合領域６０９と、ノード４００に割り当てられた第２の送信機４０４が二次光パケットリング２０２に結合される第２の結合領域６１０との間の二次光パケットリング２０２内に設置される。第２の光パケットブロッカ６０８は、制御情報に応じて、二次光パケットリング２０２上の光データパケットの伝送をブロックする。

【0059】

制御情報は、対応する光データパケットに同期して主光パケットリング２０１を通じて伝搬することができる。例えば、制御情報は、専用の制御チャネルを使用して主光パケットリング２０１を通じて伝搬する。あるいは、１つまたは複数のファイバ／コア／モードが、すべての波長およびファイバ／コア／モード上で搬送されるすべての光パケットの制御情報を専ら搬送することもできる。制御情報は、対応する光データパケットに同期して二次光パケットリング２０２を通じてさらに伝搬することができる。第１のブロッキング情報および第２のブロッキング情報の生成は、第１の制御情報インターフェース４１２を介して主光パケットリング２０１からまたは第２の制御情報インターフェース４１３を介して二次光パケットリング２０２から受信した制御情報に基づくことができる。

【0060】

第１の送信機ユニット４０１および第１の受信機ユニット４０２ならびに／または第２の送信機ユニット４０４および第２の受信機ユニット４０５は、可変波長で動作するように構成することができる。例えば、Ｍ個の異なる波長（例えばＭ＝８０）の光信号を使用することができ、すなわち、第１の送信機ユニット４０１および第１の受信機ユニット４０２ならびに／または第２の送信機ユニット４０４および第２の受信機ユニット４０５は、Ｍ個の異なる波長（波長分割多重方式）でも動作することできなければならない。光ファイバ４０３、４０６の各々は、多重波長または単一波長の信号を搬送することができる。

【0061】

以下において、光パケットスイッチング装置またはノードの可能な実装のためのアーキテクチャの一例を示す。典型的には、光リングネットワーク（図４ａ参照）は、パケット光追加−ドロップマルチプレクサ（ＰＯＡＤＭ）と、光リンク、例えば光ファイバによって接続されたハブノード（図示せず）とを備える。リングは、光パケットの単一方向の伝搬を有することができる。あるいは、リングは双方向であり得る。典型的には、リングネットワークは、データが光リンクにわたって固定持続時間パケット内で伝送されるタイムスロット式ネットワークである。データは、Ｎ個の波長チャネル上で搬送される光パケット内で伝送される。光パケットは、光リンクにわたってＷＤＭ多重化される。パケットの制御データを含むヘッダは、経路情報、例えば宛先と、書式情報、例えばカプセル化されるクライアントプロトコルとを含む各光パケットに関連する。この情報は、イーサタイプと同様の数値符号の形で提供することができる。パケットは、すべての波長チャネルにわたって同期して伝送される。パケット持続時間は、スロットと呼ばれる。各スロットに対して、そのスロットの間伝送されるすべてのパケットのヘッダを制御チャネルλｃと呼ばれる別個の波長チャネルを介して別個の光パケットとして伝送することができる。したがって、データチャネルλ１からλＮは、光パケットを搬送する一方、制御チャネルλｃは、そのパケットのヘッダを搬送する。データチャネルλ１からλＮ上で、各光パケットがパケット間保護帯域によって先行するパケットから分離される。制御チャネルλｃ上で、トラヒックの構造は、データチャネルと同様でもよいし、または異なってもよい。すなわち、制御チャネルλｃ上の保護帯域の持続時間は、パケット間保護帯域の持続時間と等しくても、または異なってもよい。あるいは、制御チャネルは、保護帯域がまったくない連続信号として実装することもできる。

【0062】

ＰＯＡＤＭは、１つまたは複数の高速波長可変レーザにより送信機４０１および４０４を介して任意の波長上でトラヒックを挿入または追加することができ、再構成可能なバーストモード受信機４０２、４０５により特定の波長上でトラヒックを受信またはドロップすることができる。ＰＯＡＤＭは、電気領域に変換せずにノードを通じてトラヒックを透過的に通過させることもできる。ハブノード（任意選択の）は、一方の側のすべての着信光パケットを電気領域に変換する異なる種類のノードであり、すべての波長上のすべてのスロットを光で、すなわち、他方の側のデータパケットまたはダミーパケットのいずれかで埋める。ハブノードは、知られているやり方で別のネットワークとインターフェースすることができる。

【0063】

光パケットスイッチングネットワークにおいて、第１のＰＯＡＤＭは、同じ書式、例えば１つまたは複数のクライアントデバイスから送られてくるデータフレームを有する複数のデータフレームをカプセル化するペイロードを備えた光パケットを生成することができる。同時に、ＰＯＡＤＭは、光パケットに関連した制御データを生成する。生成された制御データは、カプセル化されたデータフレームの書式を示す書式データを備える。宛先ノードにおいて、光パケットは、ペイロードを備えた電気信号を得るために受信され復調される。関連する制御データは、電子信号からデータフレームを回復するようになされた選択された抽出モジュールに電子信号を転送するように電子スイッチを書式データに応じて構成するために受信され使用される。

【0064】

図５を参照すると、スーパーノード５００の実装のための可能なＰＯＡＤＭアーキテクチャ（具体的にはエンドオブロウＰＯＡＤＭ５０２）が示される。図５は、第１の光パケットブロッカ６０５を含む光学構成部品を示す。これらの構成部品の間の相互作用が説明される。同様のアーキテクチャも第２の光パケットブロッカ６０８およびノード４００（の部分）を実現するために使用され得る。

【0065】

図５を参照すると、光スイッチング構造７２０が光領域で動作する構成部品のほとんどを備える。入力ファイバ７２１（例えば第１の結合領域６０６内のファイバ４０３に対応する）が、主光パケットリング２０１の上流に配置されたノード４００からＷＤＭ（波長分割多重方式）トラヒックを受信する働きをし、出力ファイバ７２２（例えば第２の結合領域６０７内のファイバ４０３に対応する）が主光パケットリング２０１の下流に配置されたノード４００にＷＤＭトラヒックを伝送する働きをする。図５において、光受信機４０２は、１つのシングルファイバ７２１に接続されるものする。しかし、光受信機４０２の各々は、図３に示すように、異なるファイバ４０３に接続することができる。同じように、各光送信機４０１は、図３に示すように、異なるファイバ４０３に接続することができる。

【0066】

一実施形態において、制御チャネルは、以下のようの処理される：すなわち、制御チャネルは、まず、光学スプリッタまたはデマルチプレクサ７２３と、光回線７２４と、波長固有フィルタを有する光トランスポンダ７２５とを使用して入力ファイバ７２１から抽出される。受信後、復調された制御データは、固定波長トランスポンダ７２６を使用して制御チャネル上で発信制御パケットを生成する働きもするノード制御器７２９によって処理される。発信制御チャネルは、結合器またはマルチプレクサ７２７を通じて出力ファイバ７２２に注入され、そこで発信データパケットにより多重化される。この例では、制御チャネルは、不透明であり、すなわち、制御チャネルは、各ノードにおける光／電気および電気／光変換を受ける。

【0067】

データチャネルは、以下のように処理される：すなわち、光パケットは、光入力ファイバ７２１に到着し、Ｍ個の波長にわたって多重化されている。ノードのモジュラリティおよびアップグレード可能性を改善するために、入力ファイバ７２１に接続されたコースデマルチプレクサ７３０がＭ個の波長のスペクトルを各々Ｍ’個の波長のＫ＝Ｍ／Ｍ’個の帯域に分割する。ここで、Ｋ、ＭおよびＭ’は、１より大きい整数である。したがって、Ｍ個の着信波長チャネルは、まず帯域多重分離化される。Ｍ’個のチャネルの各帯域は、次いで、光回線７３２を通じてＭ個のチャネルの各々の上の光パケットを独立して切り替えることができる集積化光スイッチングブロック７３１に送信される。受信機４０２は、電力スプリッタ７４９および７３９を通じて入力ファイバ７２１から着信光パケットを受信する。

【0068】

集積化光スイッチングブロック７３１は、通過トラヒックを処理する働きをする。スイッチングブロック７３１は、帯域のすべてのＭ個の波長チャネルを分離するための１：Ｍ個のデマルチプレクサ７３３と、Ｍ個のＳＯＡ（半導体光増幅器）ゲート７３４のアレイ（他の種類のゲートも使用可能である）と、Ｍ：１のマルチプレクサ７３５とを備える。各ＳＯＡゲート７３４は、パケットをブロックするためにまたは通過させるために（制御器７２９から送られてくる制御信号７７０に基づいて）パケット持続時間粒度において作動させることができる。さらに各ＳＯＡゲート７３４は、任意選択で、バーストモード受信機の動作要件であるパケットの出力を等化するように増幅器として働くことができる。通過することが可能とされたパケットは、次いで、Ｍ：１のマルチプレクサ７３５を通じて波長が多重化される。スイッチングブロック７３１のこの設計により、ＰＩＣ（フォトニクス集積回路）への集積化が可能となり、それによって製造費が減少し、ＰＯＡＤＭの空間設置面積が低減する。さらに、ノードの容量をブロック７３１の追加によりアップグレードすることができる。

【0069】

ＰＯＡＤＭの出力において、光回線７３７を通じてＫ個の集積化光スイッチングブロック７３１から送られてくる光パケットは、コースマルチプレクサ７３６によって多重化される。送信機４０１から送られてくる追加のパケットは、コンバイナ７３８および７４８を通じて出力ファイバ７２２に挿入される。

【0070】

スイッチング構造７２０は、光データパケットが通過している間、処理される制御データのための十分な遅延を生成するために光通過経路内の異なる配置にいくつかの光バッファ機構を含むことができる。例えば、図５に概略的に示すようにファイバ遅延回線７４７をその目的のために各光回線７３７上および／または各光回線７３２上に設けることができる。このようなファイバ遅延回線は、コースデマルチプレクサ７３０の直前またはコースマルチプレクサ７３６の直後に配列することもできる。

【0071】

制御器７２９は、波長チャネルにわたるパケット間の同期を扱い、コースマルチプレクサ７３６およびコンバイナ７３８の後に、パケット間保護帯域に対応する波長を除いてどの波長上にも空きがないように、追加のパケットが通過パケットに相反する時および波長で挿入されないこと、および光ゲート７３４によって排除されたすべてのタイムスロットが追加のパケットによって実際に埋められることを確実にする。ＰＯＡＤＭの出力において、各波長チャネル上には各タイムスロットに光パケットがある。空きスロットに挿入するのに有効なデータが何も利用可能でないとき、ダミーパケットを追加モジュールによって挿入することができる。ダミーパケットは、物理レイヤに関連した目的に使用される意味のあるコンテンツが何もない、すなわち、光増幅器によって受信した電力を時間と共に概ね一定であるよう維持する光パケットである。あるいは、入力ファイバ７２１においてそのスロットを占有する光パケットは、たとえ任意の下流のノードを意図していなくても、ＰＯＡＤＭ中を通過させるようにすることができる。このような場合も、光パケットは、制御チャネル上で「ダミー」と標識されるが、ＳＯＡゲートによって物理的に消去はされない。

【0072】

図６は、図３に示すネットワーク概念の他の可能な実現を示す。図６に示すデータ伝送システム２００’のアーキテクチャは、図３に示すデータ伝送システム２００のアーキテクチャに基本的に対応する（図４に示す要素４０７、４０９、４１０、および４１１は、図６において参照符号４２０にまとめられている）。しかし、ノード４００の第１の送信機４０１および第１の受信機４０２は、光学的接続部１１００（例えば波長分割多重方式（ＷＤＭ）光学的接続部）を介してそれぞれの第１の光ファイバ４０３に接続される。これにより、共にノード４００内に配列された第１の送信機４０１および第１の受信機４０２を介して主光パケットリング２０１におけるトラヒックのコヒーレントな送信および受信（ＴＲＸ）が可能となる。光学的接続部１１００（ファイバ）の長さは、例えば、ファイバの１ｍがおよそ４．８３ｎｓの遅延に相当するとみなすことによって、および対応する遅延ユニット／回線を提供することによって、主光パケットリング２０１に同期させることができる。したがって、主光パケットリング２０１におけるトラヒックおよびノード４００内／から／中のトラヒックは、同期状態に維持される。

【0073】

この実施形態において、第１の光パケット制御インターフェース６１０は、それぞれのノード４００の外側のスーパーノード５００のすべてのノード４００に対して集中的に配列される。すなわち、第１の光パケットブロッカ６０５の制御は、ノード４００の外側で提供される。この実施形態において、１つの制御チャネルがすべてのコア／モード／波長／ファイバに使用される。あるいは、１つのコア／モード／波長／ファイバ当たり１つの制御チャネルを使用することができる。この場合、各制御チャネルは、関連するコア／モード／波長／ファイバによって運ばれるパケットに関する情報を搬送することができる。すべてのコアおよびすべての波長の（経路）情報は、コアおよび波長の全体にわたって任意に広げることができる。第２の光パケットブロッカ６０８の制御は、ノード４００内に配置することができるが、ノード４００の外側に配置することもできる第２の光パケット制御インターフェース４１１（図示せず）によって行われる。各データ格納／取出しユニット４０８は、１つのみのパケット伝送チャネル（例えばファイバ／コア／モード）に一意に接続することができる。データ格納／取出しユニット４０８は、例えば、データインターフェース４０７内に配列されたイーサネットスイッチによってアクセス可能な１０から４０のサーバコンピュータの１組でよい。

【0074】

図７は、図３に示すネットワーク概念の他の可能な実現を示す。図６に示すデータ伝送システム２００”のアーキテクチャは、図６に示すデータ伝送システム２００’のアーキテクチャに基本的に対応する。しかし、第１の送信機４０１および第１の受信機４０２（共にコヒーレントＴＲＸのための）は、すべてＥｏＲノード５０２内に配置され、ケーブル接続部１２００を介してそれらのそれぞれのＴｏＲノード５０３に結合される。これにより、主光パケットリング２０１のマルチモード／コア機器を二次光パケットリング２０２のシングルモード機器（ならびにデータインターフェース４０７および場合によりデータ格納／取出しユニット４０８）から分離することが可能になる。例えば、すべてのノード４００の第１の送信機４０１および第１の受信機４０２は、ＥｏＲノード５０２のマルチモード／コア機器の筐体内に設置することができる。光学的（単一波長の）または電気的接続部１２００を第１の送信機４０１、第１の受信機４０２と対応するＴｏＲノード５０３との間に設けることができる。さらに、ケーブル接続部１２００にインターフェースするために適合レイヤがＴｏＲノード５０３に設けられる。この実施形態において、すべてのコア／モードに１つの制御チャネルを使用することができる。あるいは、１つのコア／モード当たり１つの制御チャネルを使用することができる。各データ格納／取出しユニット４０８は、１つのみのコア／モードに一意に接続することができる。

【0075】

図８は、図３に示すネットワーク概念の他の可能な実現を示す。図８に示すデータ伝送システム２００’’’のアーキテクチャは、図７に示すデータ伝送システム２００”のアーキテクチャに基本的に対応する。しかし、ノード４００の第１の送信機４０１および第１の受信機４０２は、スイッチ１３００を用いて互いに接続される。スイッチにより、各データ格納／取出しユニット４０８が主光パケットリング２０１の各コア／モードに直接接続することが可能になる。この実施形態において、すべてのコア／モードに１つの制御チャネルを使用することができる。あるいは、１つのコア／モード当たり１つの制御チャネルを使用することができる。１つのモード／コア当たり１つの制御チャネル／ノード制御器を使用することができる。第１の光パケットブロッカ６０５を制御するために使用される制御器６１０は、第２の光パケットブロッカ６０８を制御するための制御器と異なる。

【0076】

以下において、諸実施形態の他の態様および利点が説明される。

【0077】

提案されたデータ伝送システム２００により、（論理的）フルメッシュのやり方で（物理的ファイバリングの上のオーバレイとして）データセンタのすべてのＴｏＲを（データインターフェース４０７を介して）接続することが可能になる。多（ファイバ／コア／モード）ファイバにより、接続されるＴｏＲの数をＮ倍だけ増加させることが可能になる。Ｎはファイバまたはコアまたはモードの数（したがって二次パケットリング内のノードの数）である。データ伝送システム２００は、非常に容易にスケーリングすることができる。

【0078】

データ伝送システムにおいて、１つのＴｏＲスイッチに１つの波長を使用することができる。例えば、主光パケットリング２０１が１つのファイバ／コア／モード当たり６つのファイバ／コア／モードと８０の波長とを備える場合、４８０のＴｏＲスイッチを使用／接続することができる。ＴｏＲ（すなわちデータインターフェース４０７）は、例えば、６つのＴｏＲからなる群に分けることができ、各群は、対応するＥＯＲノード５０２と共に、主光パケットリング２０１のスーパーノード５００に対応する。主光パケットリング２０１は、データセンタに広帯域幅および完全接続性を提供するようになされた同期光パケットリング（ＯＰＲ）でよい。資源は非常に高速に再割り当てすることできる（静的または準静的である回線交換解決策による場合と異なり）。また、同期光パケットリングを採用することにより、従来の方式における場合のように集中ネットワークノードを通るトラヒックを必要とせずに、フルメッシュ（どこからどこへでも）のトラヒックも支持する。

【0079】

光データは、時分割および波長多重化される固定持続時間スロットで搬送することができる。制御チャネルは、すべての波長上のすべての同期タイムスロットの経路情報を搬送することができる。光パケットは、ノードが所望の宛先ノードでない場合、ノードを透過的に通ることができる。ノード４００は、そのタイムスロットが別の光データパケットによって再使用することができるように光データパケットを消去することができる。各送出体ユニット（第１／第２の送信機ユニット４０１、４０４）は、任意の波長で光データパケットを送出することが可能であり得る。

【0080】

受信機ユニット４０２、４０５は、コヒーレント技術に基づくことができ、それらの局部発振器は、各タイムスロットの任意の波長上の光データパケットを受信することができるように任意の波長に高速で同調させることができる。送信機ユニット４０１、４０４も高速チューニング可能であり得る。パケットブロッカ６０５は、任意の波長上の任意のタイムスロットを選択的にブロックすることができる。各ファイバ／コア／モードにおいて、専用の波長（例えば２．５Ｇビット／秒で変調された）は、制御チャネル専用でよく、あるいは、１つのファイバまたはモードまたはコアが、すべての波長およびファイバ／コア／モード上で搬送されるすべてのパケットの制御データを専ら搬送することもできる（この事例は図３に示される）。スーパーノード５００において、光信号のネットワークノード損失を補償するための小型のＥＤＦＡ６２０（エルビウムドープファイバ増幅器）またはマルチコア／モード増幅器６２５のどちらかを使用することができる。ノード間の距離は、典型的には無視でき（距離は１−１００メートルの範囲にあると推測され）、したがって、関連する損失および色分散は小さい（約０）。したがって、ノード損失のみをアンプレット６２０によって補償しなければならない。受信機ユニット４０２、４０５において色分散を補償しなくてよいので、関連するハードウェア（例えばＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ））は必要なく、したがってノードは、典型的なコヒーレント受信機ユニットより少ない費用および電力消費で製造することがでる。ノード損失は低く、例えば１０ｄＢ未満である。

【0081】

各ＴｏＲは、データチャネルおよび制御チャネルが減結合されたスロット式に働く本質的に光パケットリングであるシングルモード分散型ＰＯＡＤＭリングを介して主マルチコアファイバに接続することができる。シングルモードＰＯＡＤＭパケットリングとマルチモード／コアファイバパケットリングとの間の接続も図３に示される。シングルモードリングにおいて、ノード損失は極めて限定されるので、各リング区域に光増幅器を使用することは必要とされない。

【0082】

波長（ノード）の数は、マルチファイバ／コア／モードファイバのファイバ／コア／モードの数に対応することができる。シングルおよびマルチモードリングの両方において良好なＯＳＮＲが達成可能と考えれば、２００Ｇｂ／ｓにおいてコヒーレント送信機を使用することができる。その構成において、１つの送信機がオーバーサブスクリプションがない２０個のサーバ（１０Ｇ）を有する１つのＴｏＲからトラヒックを集めることができる。各モードがＭ個の波長を有するＮ個のモードをマルチモードファイバが搬送すると考えれば（Ｎはシングルモードパケットリング内の波長の数にも対応する）、フルメッシュのやり方で接続され得るＴＯＲの数は、ＮｘＭである。図２の例において、８０個の波長を有するモードが使用され、５６０個のＴｏＲ（すなわち１１２００個のサーバ）を接続することができる。２０個のモードの場合、状況は以下の通りである：すなわち、１６００個のＴｏＲ（３２０００個のサーバ）を接続することができる。８０個のモードの場合、状況は以下の通りである：すなわち、６４００個のＴｏＲ（１２８０００個のサーバ）を接続することができる。

【0083】

上記のおよびマルチファイバ／コア／モード光パケットリングネットワークに基づくアーキテクチャにより、フルメッシュのやり方で数百または数千のＴｏＲを接続することが可能になる。低いオーバーサブスクリプションを達成することができる。非常に大きな数のサーバ（すなわち高いスケーラビリティ）であってもケーブルの容易な敷設が可能である。アーキテクチャは、高容量のデータセンタであっても極めて高い密度の電子ハードウェアに依存しない。

【0084】

説明および図面は、単に提案された方法およびシステムの原理を例示するにすぎないことに留意されたい。したがって、当業者は、本明細書に明示的に説明されていないまたは示されていないが、本発明の原理を実施し、その精神および範囲内に含まれる様々な配列を考案できることが理解されるであろう。さらに本明細書に記述されたすべての例は、技術の促進に本発明者らによって寄与される提案された方法およびシステムの原理ならびに概念を理解する上で読者を手助けするために教育上の目的だけに主に明示的に意図されており、このような具体的に記述された例および条件に限定されないものとして解釈されるべきである。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態を記述する本明細書におけるすべての陳述、ならびにその具体的な例は、その均等物を包含することが意図されている。

【0085】

さらに、様々な上記の方法のステップおよび説明されたシステムの構成部品は、プログラムされたコンピュータによって実行できることに留意されたい。本明細書において、一部の実施形態は、機械またはコンピュータ可読であり、命令の機械実行可能またはコンピュータ実行可能プログラムを符号化するプログラム記憶デバイス、例えば、デジタルデータ記憶媒体を包含することも意図されており、前記命令は前記上記の方法のステップの一部または全部を実行する。プログラム記憶デバイスは、例えば、デジタルメモリ、磁気ディスクや磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードドライブ、または光学的に読取可能なデジタルデータ記憶媒体でよい。諸実施形態は、上記方法の前記ステップを実行するようにプログラムされたコンピュータを包含することも意図されている。

【0086】

さらに、本特許文献に説明された様々な要素の機能が専用ハードウェアならびに適当なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行することができるハードウェアの使用により提供できることに留意されたい。プロセッサによって提供されるとき、機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共用プロセッサによって、またはその一部が共用され得る複数の個々のプロセッサによって提供することができる。さらに、「プロセッサ」または「制御器」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアを排他的に表していると解釈すべきでなく、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプルグラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを格納するための読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および不揮発性記憶装置を限定はされないが黙示的に含むことができる。従来のおよび／またはカスタムの他のハードウェアも含むことができる。

【0087】

最後に、本明細書におけるどんな構成図も本発明の原理を実施する例示的な回路の概念的な図を表すことに留意されたい。同様に、どんなフローチャート、フロー図、状態遷移図、擬似コードなども実質的にコンピュータ可読媒体に表され、コンピュータまたはプロセッサが明示的に示されているかいないかにかかわらず、そのようなコンピュータまたはプロセッサによってそのように実行され得る様々なプロセスを表すことを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図3a】

【図4】

【図4a】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】