特許 7103617 知恵定義光トンネルネットワークシステムとネットワークシステム制御方法

(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】

(24)【登録日】2022-07-11

(45)【発行日】2022-07-20

(54)【発明の名称】知恵定義光トンネルネットワークシステムとネットワークシステム制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/27 20130101AFI20220712BHJP

   H04Q 3/52 20060101ALI20220712BHJP

【ＦＩ】

H04B10/27

H04Q3/52 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019108877

(22)【出願日】2019-06-11

(65)【公開番号】P2019216417

(43)【公開日】2019-12-19

【審査請求日】2019-06-11

(31)【優先権主張番号】62/683,037

(32)【優先日】2018-06-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/695,776

(32)【優先日】2018-07-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】201910338492.8

(32)【優先日】2019-04-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】596039187

【氏名又は名称】台達電子工業股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＤＥＬＴＡ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】楊▲ケイ▼瑞

(72)【発明者】

【氏名】田伯隆

(72)【発明者】

【氏名】阮偉章

【審査官】対馬 英明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－００５０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１９３１５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０７３６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１９９９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０８５０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １０／００－１０／９０

Ｈ０４Ｊ １４／００－１４／０８

Ｈ０４Ｑ ３／５２

Ｈ０４Ｑ １１／００－１１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光トンネルを構築するために、複数の光スイッチ及び複数のトップオブラックスイッチを制御するためのネットワークシステム制御方法であって、
光トンネルスケジューリングモジュールが、ルーティング経路表により、前記複数の光スイッチ及び前記複数のトップオブラックスイッチ間に光トンネルネットワークを計画し、前記光トンネルネットワークの光トンネルネットワークデータにより、制御コマンドを伝送することであって、前記光トンネルネットワークが複数の光トンネルを含み、前記光トンネルがそれぞれルーティング経路と波長とを含み、前記光トンネルを通して、ソース端のトップオブラックスイッチから、宛先端の別のトップオブラックスイッチへデータストリームが送信され、前記ソース端の前記トップオブラックスイッチは、前記データストリームのパケットを、前記ソース端の前記トップオブラックスイッチの流れエントリと比較して、前記データストリームを前記光トンネルネットワークに導入し、前記データストリームの前記パケットの数およびサイズに従い、前記流れエントリにおけるカウンタフィールドのマッチしたバイトを更新する、ことと、
設定管理モジュールが、前記制御コマンドにより、制御信号を前記複数の光スイッチ及び前記複数のトップオブラックスイッチに出力することと、
帯域幅使用率監視モジュールが、前記トップオブラックスイッチから前記光トンネルの複数のデータストリームのデータストリームの統計データを受信し、前記データストリームの統計データにより前記光トンネルの前記データストリームのデータフローと光トンネル帯域幅使用率とを計算し、前記光トンネル帯域幅使用率がプリセット間隔を超える場合、帯域幅負荷通知を伝送することであって、前記データフローは、前記流れエントリにおける前記カウンタフィールドの前記更新されたマッチしたバイトを計算することで取得され、且つ、前記光トンネルの前記光トンネル帯域幅使用率は、前記ソース端の前記トップオブラックスイッチの前記流れエントリの前記データフローを加算することで取得され、同一の光トンネルの前記データフローが加算されて、対応する光トンネルの前記光トンネル帯域幅使用率が計算される、ことと、
前記光トンネルスケジューリングモジュールが、前記帯域幅負荷通知により、改めて前記光トンネルネットワークを計画することと、
を含む、ネットワークシステム制御方法。

【請求項2】

トポロジトランスモジュールが、トポロジーデータにより、前記ルーティング経路表を計算し、前記ルーティング経路表と前記トポロジーデータとを共有データベースに記憶することを更に備え、前記トポロジーデータが光ノード数と光ノード結合を含み、前記ルーティング経路表が前記光スイッチにおける何れか１方から任意の他方までの複数のルーティング経路を含む、請求項１に記載のネットワークシステム制御方法。

【請求項3】

前記光トンネルスケジューリングモジュールの事前割り当てサブモジュールが、前記ルーティング経路表により、前記光トンネルネットワークを計画することと、
前記事前割り当てサブモジュールが、前記光トンネルネットワークデータにより、光ノード制御コマンドとスイッチ制御コマンドとを前記設定管理モジュールに伝送することと、
前記事前割り当てサブモジュールが、前記光トンネルネットワークデータを共有データベースに記憶することであって、前記光トンネルネットワークデータが前記複数の光トンネルの複数の前記ルーティング経路と複数の前記波長とを含み、前記光トンネルネットワークデータが前記データストリームが通過する前記光トンネルを設置することに用いられる、ことと、
を更に備える、請求項１または２に記載のネットワークシステム制御方法。

【請求項4】

前記設定管理モジュールの光ノードサブモジュールが、前記光ノード制御コマンドを受信することと、
前記光ノードサブモジュールが、前記光ノード制御コマンドにより、波長選択スイッチ制御信号を前記複数の光スイッチに出力することと、
前記設定管理モジュールのスイッチサブモジュールが、前記スイッチ制御コマンドを受信することと、
前記スイッチサブモジュールが、前記スイッチ制御コマンドをスイッチ制御信号に転換し前記トップオブラックスイッチに出力することと、
を更に含む、請求項３に記載のネットワークシステム制御方法。

【請求項5】

前記帯域幅使用率監視モジュールの統計プロセッサーが、前記トップオブラックスイッチから前記データストリームの統計データを受信し、前記データストリームの統計データにより、前記データストリームのデータフローを計算することと、
前記帯域幅使用率監視モジュールの波長利用プロセッサーが、前記データストリームのデータフローにより、前記光トンネル帯域幅使用率を計算することと、
前記波長利用プロセッサーが、前記光トンネル帯域幅使用率により、前記帯域幅負荷通知を伝送することと、
を更に含む、請求項１または２に記載のネットワークシステム制御方法。

【請求項6】

前記光トンネルスケジューリングモジュールの動的割り当てサブモジュールが、前記帯域幅負荷通知を受信することと、
前記動的割り当てサブモジュールが、前記帯域幅負荷通知により、改めて前記光トンネルネットワークを計画することと、
前記動的割り当てサブモジュールが、改めて計画された前記光トンネルネットワークの対応的な前記光トンネルネットワークデータにより、光ノード制御コマンドとスイッチ制御コマンドとを調整し伝送することと、
前記動的割り当てサブモジュールが、改めて計画された前記光トンネルネットワークデータを共有データベースに記憶することと、
を更に含む、請求項５に記載のネットワークシステム制御方法。

【請求項7】

光トンネルを作るように複数の光スイッチ及び複数のトップオブラックスイッチを制御することに用いられるネットワークシステムコントローラであって、前記ネットワークシステムコントローラは、
共有データベースと、
前記共有データベースに結合されて、トポロジーデータによりルーティング経路表を計算し、前記ルーティング経路表を前記共有データベースに記憶することに用いられるトポロジトランスモジュールと、
前記共有データベースに結合されて、前記ルーティング経路表により、前記複数の光スイッチ及び前記複数のトップオブラックスイッチ間に、複数の光トンネルを含む光トンネルネットワークを構築し、前記光トンネルネットワークの光トンネルネットワークデータにより、制御コマンドを伝送することに用いられる光トンネルスケジューリングモジュールであって、前記光トンネルを通して、ソース端のトップオブラックスイッチから、宛先端の別のトップオブラックスイッチへデータストリームが送信され、前記ソース端の前記トップオブラックスイッチは、前記データストリームのパケットを、前記ソース端の前記トップオブラックスイッチの流れエントリと比較して、前記データストリームを前記光トンネルネットワークに導入し、前記データストリームの前記パケットの数およびサイズに従い、前記流れエントリにおけるカウンタフィールドのマッチしたバイトを更新する、光トンネルスケジューリングモジュールと、
前記光トンネルスケジューリングモジュールに結合されて、前記制御コマンドを制御信号に転換し前記光スイッチ及び前記トップオブラックスイッチに出力することに用いられる設定管理モジュールと、
前記共有データベースと前記光トンネルスケジューリングモジュールとに結合されて、前記トップオブラックスイッチから前記光トンネルの複数のデータストリームのデータストリームの統計データを受信し、前記データストリームの統計データによりデータストリームのデータフローと光トンネル帯域幅使用率とを計算し、前記光トンネル帯域幅使用率により、光トンネル帯域幅負荷通知を前記光トンネルスケジューリングモジュールに伝送することに用いられる、帯域幅使用率監視モジュールであって、前記光トンネルスケジューリングモジュールが前記光トンネル帯域幅使用率と前記光トンネルネットワークデータとにより、改めて前記光トンネルネットワークを計画することに用いられ、前記データフローは、前記流れエントリにおける前記カウンタフィールドの前記更新されたマッチしたバイトを計算することで取得され、且つ、前記光トンネルの前記光トンネル帯域幅使用率は、前記ソース端の前記トップオブラックスイッチの前記流れエントリの前記データフローを加算することで取得され、同一の光トンネルの前記データフローが加算されて、対応する光トンネルの前記光トンネル帯域幅使用率が計算される、帯域幅使用率監視モジュールと、
を含む、ネットワークシステムコントローラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エッジデータセンターネットワークシステム制御方法に関し、特にエッジデータセンターに適用される光トンネルネットワークシステムの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

データセンターネットワーク（Ｄａｔａ Ｃｅｎｔｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ；ＤＣＮｓ）は、クラウド／エッジデータセンターで信頼性が高く効率的なネットワークインフラストラクチャを提供して、例えば、クラウドコンピューティング（ｃｌｏｕｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）、エッジコンピューティング（ｅｄｇｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）、データストレージ（ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ）、データマイニング（ｄａｔａ ｍｉｎｉｎｇ）又はソーシャルネットワーキング（ｓｏｃｉａｌ ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）等のような、様々なクラウド／エッジ又はエンタープライズアプリケーション及びサービスをサポートするために設計される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

データ交換として電気スイッチを使用する既存のＤＣＮｓアーキテクチャでは、伝送速度は依然として電気スイッチのスイッチング能力によって制限されている。また、データ伝送中の大量の光電変換及び電気光学変換は、膨大な電力消費を引き起こす。電気スイッチ自体もパケットルーティングを決定するために多くの演算を必要とし、電力を消費し伝送遅延を増加させるだけでなく、冷却コストも増加させる。更に、電気スイッチのシステムアーキテクチャが固定されている場合、より多くのキャビネット又はより高性能のサーバをサポートするようにアップグレードすることは困難であり、システム伝送速度を向上させる時に元の電気スイッチを交換する必要があるため、展開コストが増加する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の一態様は、光トンネルスケジューリングモジュールがルーティング経路表により光トンネルネットワークを計画し前記光トンネルネットワークの光トンネルネットワークデータにより制御コマンドを伝送し、光トンネルネットワークが複数の光トンネルを含み、前記光トンネルがそれぞれルーティング経路と波長を含むことと、設定管理モジュールが制御コマンドにより制御信号を複数の光スイッチ又は複数のトップオブラックスイッチに出力することと、帯域幅使用率監視モジュールがトップオブラックスイッチから光トンネルの複数のデータストリームのデータストリームの統計データを受信し、データストリームの統計データによりデータストリームのデータフローと光トンネル帯域幅使用率を計算し、前記光トンネル帯域幅使用率がプリセット間隔を超える場合、帯域幅負荷通知を伝送することと、光トンネルスケジューリングモジュールが帯域幅負荷通知により改めて光トンネルネットワークを計画することと、を含むネットワークシステム制御方法である。

【0005】

本発明の一態様は、光トンネルを作るように複数の光スイッチ及び複数のトップオブラックスイッチを制御することに用いられるネットワークシステムコントローラであって、ネットワークシステムコントローラは、共有データベースと、共有データベースに結合されて、トポロジーデータによりルーティング経路表を計算し、ルーティング経路表を共有データベースに記憶することに用いられるトポロジトランスモジュールと、共有データベースに結合されて、ルーティング経路表により光トンネルネットワークを構築し、光トンネルネットワークの光トンネルネットワークデータにより制御コマンドを伝送することに用いられる光トンネルスケジューリングモジュールと、前記光トンネルスケジューリングモジュールに結合されて、制御コマンドにより制御信号に転換し光スイッチ及びトップオブラックスイッチに出力することに用いられる設定管理モジュールと、共有データベースと光トンネルスケジューリングモジュールに結合されて、トップオブラックスイッチからデータストリームの統計データを受信し、データストリームの統計データによりデータストリームのデータフローと光トンネル帯域幅使用率を計算し、光トンネル帯域幅使用率により光トンネル帯域幅負荷通知を光トンネルスケジューリングモジュールに伝送することに用いられ、光トンネルスケジューリングモジュールが光トンネル帯域幅使用率と光トンネルネットワークデータにより改めて光トンネルネットワークを計画することに更に用いられる帯域幅使用率監視モジュールと、を含むネットワークシステムコントローラである。

【0006】

要するに、本発明の各実施例に提出されたソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は、リアルタイムで知恵定義光トンネルネットワークシステム１００における、ネットワークトポロジー構造、波長割当状況、ネットワークルーティング割当状況、波長帯域幅使用状況、及びデータストリームのフローを含むネットワーク環境状態を継続的に監視することにより、そして設計されたスマートアルゴリズムにより最適な光トンネル配置及びデータストリームガイドを行う。ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は、ルーティング及び波長の衝突を回避するという条件で、快速に最適な経路ルーティング及び波長選択スイッチ設定を決めて、システムの最高のスループットを達成し、更にデータストリームの伝送遅延を最小にさせる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の一部の実施例による知恵定義光トンネルネットワークシステムを示す模式図である。

【図2】本発明の一部の実施例による光分岐挿入サブシステムを示す模式図である。

【図3A】同じポッドにおける各光分岐挿入サブシステムにおける伝送モジュールと伝送モジュールとの接続関係を示す模式図である。

【図3B】光コンバイナによる衝突を示す模式図である。

【図3C】デマルチプレクサによる衝突を示す模式図である。

【図3D】本開示内容の一部の実施例によるポッド内（ｉｎｔｒａ－Ｐｏｄ）光トンネル及び光信号の流れ方向を示す模式図である。

【図4】本開示内容の一部の実施例による光スイッチングリンクサブシステムを示す模式図である。

【図5】本開示内容の一部の実施例による光路切替サブモジュールの内部設計を示す模式図である。

【図6】本開示内容の一部の実施例によるインターコネクトラインモジュール及びフェールオーバーサブモジュール（ｆａｉｌｏｖｅｒ ｍｏｄｕｌｅ）を示す模式図である。

【図7A】本開示内容の一部の実施例による第２層ネットワークにおける光スイッチングリンクサブシステム間の相互接続ネットワークを示す模式図である。

【図7B】図７Ａの一部の拡大模式図である。

【図8A】本開示内容の一部の実施例による保護回路動作模式図である。

【図8B】ポーリング機構におけるマイクロコントローラ４１０の判断方法を示す流れ図である。

【図8C】本開示内容の一部の実施例によるマイクロコントローラが中断メカニズムを実行する操作模式図である。

【図8D】本開示内容の一部の実施例によるマイクロコントローラが中断メカニズムを実行する操作模式図である。

【図9】本開示内容の一部の実施例によるポッド間（ｉｎｔｅｒ－Ｐｏｄ）光トンネル経路を示す模式図である。

【図10A】それぞれ光スイッチングリンクサブシステムにおける光路切替サブモジュールの設置模式図である。

【図10B】それぞれ光スイッチングリンクサブシステムにおける光路切替サブモジュールの設置模式図である。

【図11A】本開示内容の一部の実施例による第１層ネットワークのポッドの保護経路設計模式図である。

【図11B】本開示内容の一部の実施例による第１層ネットワークＴ１のポッドの保護経路設計模式図である。

【図12】本開示内容の一部の実施例による第１層ネットワークと第２層ネットワークとの間の保護経路設計模式図である。

【図13】本発明の一部の実施例による知恵定義光トンネルネットワークシステムを示す模式図である。

【図14】本発明の一部の実施例によるソフトウェア定義ネットワークコントローラの機能を示すブロック図である。

【図15A】本発明の一部の実施例によるソフトウェア定義ネットワークコントローラの細部機能を示すブロック図である。

【図15B】本発明の一部の実施例によるソフトウェア定義ネットワークコントローラの細部機能を示すブロック図である。

【図16】本発明の一部の実施例による事前割り当てサブモジュールによって作られた光トンネルネットワークにおける何れか１つの光分岐挿入サブシステムと他の光分岐挿入サブシステムとの間の光トンネルを示す模式図である。

【図17】本発明の一部の実施例による事前割り当てサブモジュールによって作られた光トンネルネットワークにおける１つの特定光分岐挿入サブシステムと他の光分岐挿入サブシステムとの間の光トンネルを示す模式図である。

【図18】本発明の一部の実施例による事前割り当てサブモジュールが光トンネルネットワークを構築するアルゴリズムの模式図である。

【図19】本発明の一部の実施例による事前割り当てサブモジュールの動作流れを示す模式図である。

【図20A】本発明の一部の実施例による光トンネル分割を示す模式図である。

【図20B】本発明の一部の実施例による光トンネル分割を示す模式図である。

【図21】本発明の一部の実施例による高負荷トンネルを処理する流れを示す模式図である。

【図22A】本発明の一部の実施例による光トンネルの統合を示す模式図である。

【図22B】本発明の一部の実施例による光トンネルの統合を示す模式図である。

【図23】本発明の一部の実施例による低負荷トンネルを処理する流れを示す模式図である。

【図24】本発明の一部の実施例による光トンネル割り当てアルゴリズムを示す模式図である。

【図25】本発明の一部の実施例によるソフトウェア定義ネットワークコントローラの細部機能を示すブロック図である。

【図26】本発明の一部の実施例による光トンネルの中継を示す模式図である。

【図27】本発明の一部の実施例によるソフトウェア定義ネットワークコントローラの細部機能を示すブロック図である。

【図28】本発明の一部の実施例による光トンネルデータフローを計算することを示す模式図である。

【図29】本発明の一部の実施例によるポッド内のルーティング経路関数のアルゴリズムを示す模式図である。

【図30】本発明の一部の実施例によるポッド内の光トンネルを構築することを示す模式図である。

【図31】本発明の一部の実施例によるポッド間のルーティング経路関数のアルゴリズムを示す模式図である。

【図32】本発明の一部の実施例によるポッド間の光トンネルを構築することを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の態様をよりよく理解させるために、実施例を挙げて添付図面に合わせて詳しく説明するが、提供される実施例は本開示に含まれる範囲を制限するものではなく、構造操作の説明はその実行する順序を制限するものではなく、素子から改めて組み合わせられた如何なる構造も、その発生した均等な効果を持つ装置も、本開示に含まれる範囲にある。また、業界の基準及び慣用作法によると、図面は単に説明を補助するためのものであり、原サイズに基づいて描かれたものではなく、実際的に、説明しやすくするために各種の特徴のサイズは任意に増加又は減少してよい。下記説明において、容易に理解させるために、同じ素子に同一の記号を付けて説明する。

【0009】

全体の明細書と特許請求の範囲に用いられる用語（ｔｅｒｍｓ）は、特に明記される以外、通常、用語ごとにこの分野、この開示の内容と特殊内容に使用される一般的な意味を持つ。業者へ本開示に関する記述における規定外の案内を提供するように、本開示を記述するためのある用語について、以下又はこの明細書の別所で検討する。

【0010】

次に、本発明に使用される「含む」、「備える」、「有する」、「含有」等は、何れも開放的な用語であり、つまり、「～を含むが、それに限定されない」ことを指す。なお、本発明に使用される「及び／又は」は、関連する列挙される項目における１つ又は複数の項目における任意の１つ及びそのすべての組合せを含む。

【0011】

本文において、ある素子が「接続」又は「結合」されると呼ばれる時に、「電気的接続」、「ファイバーで接続」又は「電気的結合」を指すことができる。「接続」又は「結合」も２つ又は複数の素子の間に互いに合わせて操作又は交互することを指すことに用いられることができる。なお、本文において、「第１の」、「第２の」等の用語で異なる素子を説明するが、前記用語は同じ技術用語で説明した素子又は操作のみを区別することに用いられる。文脈が明確に示されない限り、前記用語は順序又は順位を特に指し又は暗示しなく、本発明を制限するためのものでもない。本開示において、１ｘ１、１ｘ２、１ｘ３、２ｘ１、２ｘ２、５ｘ１、６ｘ４及びＮｘＭ等の記述はそれぞれ１イン１アウト、１イン２アウト、１イン３アウト、２イン１アウト、２イン２アウト、５イン１アウト、６イン４アウト及びＮインＭアウトの入力端子数と出力端子数を説明する。

【0012】

図１を参照されたい。図１は本発明の一部の実施例による知恵定義光トンネルネットワークシステム１００を示す模式図である。一部の実施例において、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００はエッジデータセンター（Ｅｄｇｅ Ｄａｔａ Ｃｅｎｔｅｒ）内に適用されることのできる知恵定義光トンネルネットワークシステム（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ－ｄｅｆｉｎｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｕｎｎｅｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｙｓｔｅｍ、ＯＰＴＵＮＳ）であり、既存のデータセンターの複雑で、多層で、電気的に交換されるネットワークシステムを取り替えることに用いられる。

【0013】

図１に示すように、一部の実施例において、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００は第１層ネットワークＴ１及び第２層ネットワークＴ２を含む。第１層ネットワークＴ１と第２層ネットワークＴ２との間はシングルモードファイバで相互接続される。一部の実施例において、第１層ネットワークＴ１及び第２層ネットワークＴ２はそれぞれ光交換ネットワークである。

【0014】

図１に示すように、一部の実施例において、第１層ネットワークＴ１は複数のポッドを含み、図面に示されるポッドＰ１～Ｐ４のように、この実施例において、ポッドＰ１～Ｐ４はそれぞれ光ノードポッドである。理解を容易にし、説明を単純化するために、第１層ネットワークＴ１における一部のポッドは図１に示されない。

【0015】

第１層ネットワークＴ１におけるポッドＰ１～Ｐ４の何れか１つは、光ノードとして複数の光分岐挿入サブシステム（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ－Ｄｒｏｐ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ；ＯＡＤＳ）２００ａ～２００ｅを含む。光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅは、それぞれ複数のトップオブラック（Ｔｏｐ ｏｆ Ｒａｃｋ；ＴｏＲ）スイッチＴｏＲａ、ＴｏＲｂによって対応する複数のラック９００ａ、９００ｂにおけるサーバーとデータ伝送を行うことに用いられる。図１に示すように、一部の実施例において、各ポッドＰ１～Ｐ４はそれぞれ５つの光分岐挿入サブシステムを含む。説明を単純化するために、模式図で２組のトップオブラックスイッチＴｏＲａ、ＴｏＲｂとラック９００ａ、９００ｂだけを示す。

【0016】

実際には、残りの光分岐挿入サブシステムも対応するトップオブラックスイッチによってその対応するサーバーと接続されてデータ伝送を行う。また、各ポッドＰ１～Ｐ４に含まれる光分岐挿入サブシステムの数も実際の要求に応じて調整されてよく、図１は例にすぎず、本発明を限定するために使用されるものではない。

【0017】

光分岐挿入サブシステム２００ａを例として、ポッドＰ１における光分岐挿入サブシステムの何れか１つは第１の伝送モジュール２１０と第２の伝送モジュール２２０を含む。第１の伝送モジュール２１０は第１の周波数帯によってデータ伝送を行うように配置される。第２の伝送モジュール２２０は第１の周波数帯と異なる第２の周波数帯によってデータ伝送を行うように配置される。一部の実施例において、第１の伝送モジュール２１０と第２の伝送モジュール２２０はそれぞれ光伝送モジュールであり、第１の周波数帯は特定の波長範囲内の波長周波数帯であり、第２の周波数帯は別の特定の波長範囲内の別の波長周波数帯である。図１に示すように、同じポッドＰ１において、光分岐挿入サブシステムの何れか１つ（例えば、光分岐挿入サブシステム２００ａ）における第１の伝送モジュール２１０と隣接する光分岐挿入サブシステム（例えば、光分岐挿入サブシステム２００ｂ）における第１の伝送モジュール２１０とが互いに接続して、第１の伝送リングを形成する。類似的に、光分岐挿入サブシステムの何れか１つ（例えば、光分岐挿入サブシステム２００ａ）における第２の伝送モジュール２２０と隣接する光分岐挿入サブシステム（例えば、光分岐挿入サブシステム２００ｂ）における第２の伝送モジュール２２０とが互いに接続して、第２の伝送リングを形成する。一部の実施例において、上記第１の伝送リングにおける第１の伝送モジュール２１０は互いに光ファイバーによって接続されてよく、上記第２の伝送リングにおける第２の伝送モジュール２２０は互いに光ファイバーによって接続されてよい。

【0018】

注意すべきなのは、一部の実施例において、同じポッドＰ１の各光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅにおける第１の伝送モジュール２１０の配置された第１の周波数帯は互いに異なり、各光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅにおける第２の伝送モジュール２２０の配置された第２の周波数帯も互いに異なる。光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅの細部モジュール、周波数帯配置及び具体操作については、対応する図面に合わせて、以下の段落で説明する。

【0019】

図１に示すように、一部の実施例において、第２層ネットワークＴ２は、光ノードとして複数の光スイッチングリンクサブシステム（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｗｉｔｃｈ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ；ＯＳＩＳ）４００ａ～４００ｅを含む。構造上、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの何れか２つの間は対応する第１のラインによって対応する水平伝送光信号を伝送して、各光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの間の通信を実現する。つまり、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅは互いにメッシュ状ネットワーク（Ｍｅｓｈ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と類似する構造により光ファイバーで互いに接続することで、何れか一対の光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの間の光ファイバーネットワークと何れか他の一対の光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの間の光ファイバーネットワークが互いに独立して動作する。一部の実施例において、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの間の光ファイバーネットワークはリボン状光ファイバー（Ｒｉｂｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ）により実現されてよい。従って、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの間の接続は外観が１つのリング形メッシュ構造Ｒ２のように見える。

【0020】

光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅはそれぞれ第１層ネットワークＴ１における光分岐挿入サブシステム（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ－Ｄｒｏｐ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ；ＯＡＤＳ）からの光信号を受信し、ルーティングスイッチング及び光波長スイッチングの後で第１層ネットワークＴ１における別の光分岐挿入サブシステムに渡すことに用いられる。

【0021】

ソフトウェア定義ネットワークコントローラ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ－Ｄｅｆｉｎｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＳＤＮコントローラ）５００は対応する制御信号を各トップオブラックスイッチＴｏＲａ、ＴｏＲｂ、光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅ、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅに出力して光トンネルネットワークを確立し光トンネルをスケジュールすることに用いられる。このように、各サーバーの間は光信号により、第１層ネットワークＴ１と第２層ネットワークＴ２における光ファイバーネットワークによってシステムにおけるデータ伝送を実現することができる。

【0022】

注意すべきなのは、図１に示される光スイッチングリンクサブシステムと光分岐挿入サブシステムの数は例示だけであり、本発明を限定するものではない。異なる実施例において、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００における光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅと光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅの数を実際の要求に応じて徐々に増やし、そして／又は減らし、ネットワークシステム１００の通常動作を維持することができる。従って、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００は、高い展開の柔軟性を有する。

【0023】

このように、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００において、特定の光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅと光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅ及び光信号の波長の組み合わせを選択することで、キャビネットとキャビネット間のデータ交換の光トンネル（即ち、光経路と光波長の組み合わせ）を確立して、データ伝送の超低レイテンシを実現することができる。

【0024】

また、ある実施例において、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００は密度波長多重光（Ｄｅｎｓｅ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；ＤＷＤＭ）技術を用いて、密度波長多重光トランシーバモジュール（ＤＷＤＭ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）により複数の光波長が知恵定義光トンネルネットワークシステム１００で同時にデータを送信することができるが、本開示における知恵定義光トンネルネットワークシステム１００は密度波長多重光技術に限定されず、他の波長分波多工（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；ＷＤＭ）又は他の等価性を有する多重光伝送技術を採用してよい。これにより、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００は低レイテンシ、高周波帯域幅、低電力消費を実現でき、既存の従来のデータセンターで使用されている電気交換ネットワークシステムと比べて、より優れた性能を有する。

【0025】

説明を単純化するために、以下の段落では、それぞれ第１層ネットワークＴ１における光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅ及びそのネットワークインフラストラクチャ設計、第２層ネットワークＴ２における光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅ及びそのネットワークインフラストラクチャ設計、第１層ネットワークＴ１と第２層ネットワークＴ２との間の互いに接続されたインフラストラクチャ設計、第１層ネットワークＴ１の保護経路設計、並びに第２層ネットワークＴ２の保護経路設計に対して順に関連する図面に合わせて説明する。

【0026】

図２を参照されたい。図２は本発明の一部の実施例による光分岐挿入サブシステム２００を示す模式図である。光分岐挿入サブシステム２００は第１層ネットワークＴ１のキャビネットの間のデータ伝送光トンネルを構築するコアスイッチングノードである。図２に示すように、光分岐挿入サブシステム２００は、第１の伝送モジュール２１０及び第２の伝送モジュール２２０のような２つ又は複数の互いに独立した伝送モジュールを含む。第１の伝送モジュール２１０と第２の伝送モジュール２２０との間は順に異なる波長周波数帯（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｂａｎｄ）を用いる。一部の実施例において、第１の伝送モジュール２１０及び第２の伝送モジュール２２０に用いられる波長周波数帯は互いに隣接する。具体的に、波長周波数帯は特定の複数のその周波数（即ち、周波数＝光速／波長）に従い小から大に配列された波長の組み合わせである。

【0027】

図２に示すように、第１の及び第２の伝送モジュール２１０、２２０は入力サブモジュールとしてそれぞれマルチプレクサ２１２、２２２を含み、また、第１の及び第２の伝送モジュール２１０、２２０は出力サブモジュールとしてそれぞれ切替サブモジュール２１４、２２４及びデマルチプレクサ２１６、２２６を含む。具体的に、第１の伝送モジュール２１０における切替サブモジュール２１４は第１のビームスプリッタＳＰ１１、第２のビームスプリッタＳＰ１２、光信号増幅器ＥＦＤＡ１、第１の波長選択スイッチＷＳＳ１１及び第２の波長選択スイッチＷＳＳ１２を含む。類似的に、第２の伝送モジュール２２０の切替サブモジュール２２４も第３のビームスプリッタＳＰ２１、第４のビームスプリッタＳＰ２２、光信号増幅器ＥＦＤＡ２、第３の波長選択スイッチＷＳＳ２１及び第４の波長選択スイッチＷＳＳ２２を含む。第２の伝送モジュール２２０のマルチプレクサ２２２（その機能と操作については、後の実施例における第１の伝送モジュール２１０のマルチプレクサ２１２を参照されたい）は前記トップオブラックスイッチＴｏＲにおける対応する１つに接続されて複数の挿入ポートによってトップオブラックスイッチＴｏＲから複数の第２のアップロード光信号（ＵＬ９～ＵＬ１６）を受信し、前記第２のアップロード光信号（ＵＬ９～ＵＬ１６）を第２の合成光信号Ｓｉｇ２１に統合することに用いられる。第３のビームスプリッタＳＰ２１（その機能と操作については、後の実施例における切替サブモジュール２１４の第１のビームスプリッタＳＰ１１を参照されたい）は第２の伝送リングＲｉｎｇ２に設けられ前記第２の合成光信号Ｓｉｇ２１を受信し第５の水平伝送光信号ＴＳｈ５と第３の上り伝送光信号ＴＳｕ３にコピーし、第２の伝送リングＲｉｎｇ２によって第５の水平伝送光信号ＴＳｈ５を同じポッドにおける別の光分岐挿入サブシステムの第２の伝送モジュール２２０に伝送し、第２の垂直ポート２２１によって前記第３の上り伝送光信号ＴＳｕ３を伝送する。光信号増幅器ＥＦＤＡ２（その機能と操作については、後の実施例における切替サブモジュール２１４の光信号増幅器ＥＦＤＡ１を参照されたい）は第２の伝送リングＲｉｎｇ２に設けられ第３のビームスプリッタＳＰ２１に結合されて、第５の水平伝送光信号ＴＳｈ５を増幅し増幅された第５の水平伝送光信号ＴＳｈ５'を同じポッドにおける別の光分岐挿入サブシステムの第２の伝送モジュール２２０に出力することに用いられる。第４のビームスプリッタＳＰ２２（その機能と操作については、後の実施例における切替サブモジュール２１４の第２のビームスプリッタＳＰ１２を参照されたい）は第２の伝送リングＲｉｎｇ２に設けられ、同じポッドにおける別の光分岐挿入サブシステムの前記第２の伝送モジュール２２０の前記第５の水平伝送光信号ＴＳｈ５'を受信し第３の下り伝送光信号ＴＳｄ３と第６の水平伝送光信号ＴＳｈ６にコピーし、前記第２の伝送リングＲｉｎｇ２によって前記第６の水平伝送光信号ＴＳｈ６を伝送する。第３の波長選択スイッチＷＳＳ２１（その機能と操作については、後の実施例における切替サブモジュール２１４の第１の波長選択スイッチＷＳＳ１１を参照されたい）は第２の伝送リングＲｉｎｇ２に結合され、第４のビームスプリッタＳＰ２２から前記第３の下り伝送光信号ＴＳｄ３を受信し又は前記光スイッチングリンクサブシステム４００ｅから第４の下り伝送光信号ＴＳｄ４を受信し、前記第３の下り伝送光信号ＴＳｄ３又は第４の下り伝送光信号ＴＳｄ４を選択的に出力することに用いられる。第４の波長選択スイッチＷＳＳ２２（その機能と操作については、後の実施例における切替サブモジュール２１４の第２の波長選択スイッチＷＳＳ１２を参照されたい）は前記第２の伝送リングＲｉｎｇ２に設けられ、第６の水平伝送光信号ＴＳｈ６を受信し第７の水平伝送光信号ＴＳｈ７を前記第３のビームスプリッタＳＰ２１に出力することに用いられる。第３のビームスプリッタＳＰ２１は第７の水平伝送光信号ＴＳｈ７を受信し第８の水平伝送光信号ＴＳｈ７ｄと第４の上り伝送光信号ＴＳｕ４にコピーし、第２の伝送リングＲｉｎｇ２によって第８の水平伝送光信号ＴＳｈ７ｄを伝送し、第２の垂直ポート２２１によって第４の上り伝送光信号ＴＳｕ４を光スイッチングリンクサブシステム４００ｅに伝送することに更に用いられる。第１の伝送リングＲｉｎｇ１における光分岐挿入サブシステム２００ａから光分岐挿入サブシステム２００ｂまでの光経路が切断される場合、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は対応的にトップオブラックスイッチＴｏＲと第２の伝送モジュール２２０における第３の波長選択スイッチＷＳＳ２１及び第４の波長選択スイッチＷＳＳ２２を設けて第２の伝送リングＲｉｎｇ２上光分岐挿入サブシステム２００ａから光分岐挿入サブシステム２００ｂまでの光トンネルを確立する。

【0028】

マルチプレクサ２１２は第１の伝送モジュール２１０の入力サブモジュールとされる。類似的に、マルチプレクサ２２２が第２の伝送モジュール２２０の入力サブモジュールとされる。構造上、マルチプレクサ２１２、２２２がそれぞれトップオブラックスイッチにおける光分岐挿入サブシステム２００に対応する１つ（即ち、トップオブラックスイッチＴｏＲ）に接続される。マルチプレクサ２１２、２２２は、トップオブラックスイッチＴｏＲにより複数の第１のアップロード光信号ＵＬ１～ＵＬ８、第２のアップロード光信号ＵＬ９～ＵＬ１６を受信し、第１のアップロード光信号ＵＬ１～ＵＬ８、第２のアップロード光信号ＵＬ９～ＵＬ１６を第１の合成光信号Ｓｉｇ１１及び第２の合成光信号Ｓｉｇ２１に統合するための複数の挿入ポート（ａｄｄ－ｐｏｒｔ）を有する。

【0029】

具体的に、マルチプレクサ２１２、２２２の各挿入ポート（ａｄｄ－ｐｏｒｔ）は光ファイバーでキャビネットにおけるトップオブラックスイッチＴｏＲ出入ポートにおけるその波長周波数帯に対応する異なる光波密度波長多重光トランシーバモジュール（ＤＷＤＭ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）の伝送端に接続される。一部の実施例において、マルチプレクサ２１２、２２２における各挿入ポートの受信可能な波長信号は一定であり、１つの挿入ポートは１種類の波長信号を受信する。

【0030】

図２に示すように、第１のアップロード光信号ＵＬ１～ＵＬ８はそれぞれ第１の周波数帯における複数の波長λ１～λ８を有する。類似的に、第２のアップロード光信号ＵＬ９～ＵＬ１６はそれぞれ第２の周波数帯における複数の波長λ９～λ１６を有する。これにより、マルチプレクサ２１２、２２２はトップオブラックスイッチＴｏＲから第１の伝送モジュール２１０及び第２の伝送モジュール２２０に配置された波長周波数帯（即ち、波長λ１～λ８と波長λ９～λ１６）の光信号を受信し、異なる光波長信号を１本の光ファイバーに統合して、第１の合成光信号Ｓｉｇ１１及び第２の合成光信号Ｓｉｇ２１で伝送することができる。

【0031】

第１の伝送モジュール２１０の切替サブモジュール２１４は第１のビームスプリッタＳＰ１１、光信号増幅器ＥＤＦＡ１、第２のビームスプリッタＳＰ１２、第１の波長選択スイッチ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｗｉｔｃｈ；ＷＳＳ）ＷＳＳ１１及び第２の波長選択スイッチＷＳＳ１２を含む。類似的に、第２の伝送モジュール２２０の切替サブモジュール２２４も第３のビームスプリッタＳＰ２１、光信号増幅器ＥＤＦＡ２、第４のビームスプリッタＳＰ２２、第３の波長選択スイッチＷＳＳ２１及び第４の波長選択スイッチＷＳＳ２２を含む。

【0032】

切替サブモジュール２１４、２２４の主な機能は入力サブモジュール（即ち、マルチプレクサ２１２、２２２）から伝送された第１の合成光信号Ｓｉｇ１１及び第２の合成光信号Ｓｉｇ２１を第２層ネットワークにおける光スイッチングリンクサブシステム４００ａ、４００ｅに順次にアップロードし或いは東へ又は西へ同じポッドにおける他の光分岐挿入サブシステム２００に伝送し、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ、４００ｅ又は同じポッドにおける他の光分岐挿入サブシステム２００からの光信号を受信サブモジュール２１６、２２６に交換する。例えば、図１においてポッドＰ１における光分岐挿入サブシステム２００ａの切替サブモジュール２１４、２２４は同じようなポッドＰ１における他の４つの光分岐挿入サブシステム２００に伝送されてよい。また、図１においてポッドＰ２における光分岐挿入サブシステムは同じようなポッドＰ２における他の４つの光分岐挿入サブシステムの光信号を伝送／受信することができ、同様に、図１において何れか１つのポッドにおける光分岐挿入サブシステムは同じポッドにおける他の４つの光分岐挿入サブシステムの光信号を伝送／受信することができる。

【0033】

説明を単純化するために、以下の段落では、第１の伝送モジュール２１０を例として各素子の操作に対して説明する。第２の伝送モジュール２２０の内部素子、操作は第１の伝送モジュール２１０と類似するため、ここで説明しない。

【0034】

図２に示すように、構造上、第１のビームスプリッタＳＰ１１は第１の伝送リングＲｉｎｇ１に設けられ、第１の合成光信号Ｓｉｇ１１を受信し第１の水平伝送光信号ＴＳｈ１と第１の上り伝送光信号ＴＳｕ１にコピーし、第１の伝送リングＲｉｎｇ１によって第１の水平伝送光信号ＴＳｈ１を伝送し、第１の垂直ポート２１１によって第１の上り伝送光信号ＴＳｕ１を光スイッチングリンクサブシステム４００ａに伝送することに用いられる。

【0035】

一部の実施例において、光信号増幅器ＥＤＦＡ１はエルビウムドープファイバ増幅器（Ｅｒｂｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；ＥＤＦＡ）で実現されてよい。光信号増幅器ＥＤＦＡ１は第１の伝送リングＲｉｎｇ１に設けられ第１のビームスプリッタＳＰ１１に結合され、第１の水平伝送光信号ＴＳｈ１を増幅し増幅された第１の水平伝送光信号ＴＳｈ１'を同じポッドにおける他の光分岐挿入サブシステム２００の第１の伝送モジュール２１０に出力することに用いられる。これにより、図２に示す実施例において、光信号増幅器ＥＤＦＡ１は西に伝送される光信号パワーを増幅し、目的地に伝送するのに十分な電力があることを確保することができるが、本開示は西に伝送される方向に限定されず、実際の用途では伝送方向がネットワーク配置によって調整されてよい。

【0036】

図２に示すように、構造上、第２のビームスプリッタＳＰ１２は第１の伝送リング上Ｒｉｎｇ１に設けられ、同じ光ノードポッドにおける他の光分岐挿入サブシステム２００の第１の伝送モジュール２１０からの第１の水平伝送光信号ＴＳｈ１'を受信し第１の下り伝送光信号ＴＳｄ１と第２の水平伝送光信号ＴＳｈ２にコピーし、第１の伝送リングＲｉｎｇ１によって第２の水平伝送光信号ＴＳｈ２を伝送することに用いられる。

【0037】

第１の波長選択スイッチＷＳＳ１１は、第１の伝送リングＲｉｎｇ１に結合され、第２のビームスプリッタＳＰ１２から第１の下り伝送光信号ＴＳｄ１を受信し又は光スイッチングリンクサブシステム４００ａから第２の下り伝送光信号ＴＳｄ２を受信し、合成光信号Ｓｉｇ１２として第１の下り伝送光信号ＴＳｄ１又は第２の下り伝送光信号ＴＳｄ２をデマルチプレクサ２１６に選択的に出力することに用いられる。

【0038】

具体的に、第１の波長選択スイッチＷＳＳ１１は１つの２ｘ１（２イン１アウト）の波長選択スイッチであり、対応する光信号をデマルチプレクサ２１６に出力するように通過する特定光波長信号を選択することに用いられる。一部の実施例において、この２ｘ１の波長選択スイッチは２つの１ｘ１の波長選択スイッチに加え１つの２ｘ１の光コンバイナ（Ｃｏｍｂｉｎｅｒ）を含むことで実現されてよく、光コンバイナによって２つの１ｘ１（１イン１アウト）の波長選択スイッチによってフィルタリングされた２つの光信号に対して統合を行い、統合後の合成光信号Ｓｉｇ１２を受信サブモジュールのデマルチプレクサ２１６に出力する。

【0039】

第２の波長選択スイッチＷＳＳ１２は第１の伝送リングＲｉｎｇ１に設けられ、第２のビームスプリッタＳＰ１２から第２の水平伝送光信号ＴＳｈ２を受信し第３の水平伝送光信号ＴＳｈ３を第１のビームスプリッタＳＰ１１に出力することに用いられる。第１のビームスプリッタＳＰ１１は第３の水平伝送光信号ＴＳｈ３を受信し第４の水平伝送光信号ＴＳｈ３ｄと第２の上り伝送光信号ＴＳｕ２にコピーし、第１の伝送リングＲｉｎｇ１によって第４の水平伝送光信号ＴＳｈ３ｄに伝送し、第１の垂直ポート２１１によって第２の上り伝送光信号ＴＳｕ２を光スイッチングリンクサブシステム４００ａに伝送することに用いられる。

【0040】

つまり、第１のビームスプリッタＳＰ１１は２ｘ２（２イン２アウト）のビームスプリッタであり、２つの入力端（Ｉｎｐｕｔ Ｐｏｒｔ）と２つの出力端（Ｏｕｔｐｕｔ Ｐｏｒｔ）を含み、１つの入力端が第１の合成光信号Ｓｉｇ１１を受信することに用いられ、第１のビームスプリッタＳＰ１１が受信された第１の合成光信号Ｓｉｇ１１を２つの出力端にコピーすることに用いられ、別の入力端が第３の水平伝送光信号ＴＳｈ３を受信することに用いられ、第１のビームスプリッタＳＰ１１が第３の水平伝送光信号ＴＳｈ３を２つの出力端にコピーすることに用いられる。第１のビームスプリッタＳＰ１１の出力端は第１の水平伝送光信号ＴＳｈ１又は第４の水平伝送光信号ＴＳｈ３ｄを出力することに用いられ、別の出力端は第１の上り伝送光信号ＴＳｕ１又は第２の上り伝送光信号ＴＳｕ２を出力することに用いられる。第２のビームスプリッタＳＰ１２は１ｘ２（１イン２アウト）のビームスプリッタであり、同じ光ノードポッドにおける他の光分岐挿入サブシステム２００の第１の伝送モジュール２１０からの第１の水平伝送光信号ＴＳｈ１'をコピーし２つに分割する。図２に示す実施例における１方は第２の水平伝送光信号ＴＳｈ２として西に順次に同じポッドＰ１の他の光分岐挿入サブシステムに伝送され、他方は第１の下り伝送光信号ＴＳｄ１として下に光受信サブモジュール（即ち、デマルチプレクサ２１６）に伝送されるが、本開示は西に伝送される方向に限定されず、実際の用途では伝送方向がネットワーク配置によって調整されてよい。

【0041】

第２の水平伝送光信号ＴＳｈ２は１ｘ１の第２の波長選択スイッチＷＳＳ１２を通して、第２の波長選択スイッチＷＳＳ１２により第３の水平伝送光信号ＴＳｈ３として通過する第２の水平伝送光信号ＴＳｈ２の特定光波長信号を選択して、前記の第１のビームスプリッタＳＰ１１によりコピーと分割を行い、図２に示す実施例における１つの光信号は第４の水平伝送光信号ＴＳｈ３ｄとして順次に西に同じ光ノードポッドにおける他の光分岐挿入サブシステムに伝送され、他方の光信号は第２の上り伝送光信号ＴＳｕ２として対応する光スイッチングリンクサブシステム４００ａに出力されるが、本開示は西に伝送される方向に限定されず、実際の用途では伝送方向がネットワーク配置によって調整されてよい。

【0042】

図３Ａを併せて参照されたい。図３Ａは同じポッドＰ１における各光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅにおける第１の伝送モジュール２１０と第２の伝送モジュール２２０の接続関係を示す模式図である。

【0043】

注意すべきなのは、図３Ａに示すように、一部の実施例において、各光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅにおける第１の伝送モジュール２１０と第２の伝送モジュール２２０はそれぞれ第１の伝送リングＲｉｎｇ１、第２の伝送リングＲｉｎｇ２によって水平伝送光信号ＴＳｈ１～ＴＳｈ３及びＴＳｈ３ｄを伝送する。第１の伝送リングＲｉｎｇ１及び第２の伝送リングＲｉｎｇ２の光伝送方向で互いに対向する。例として、各第１の伝送モジュール２１０は第１の伝送リングＲｉｎｇ１で西へ（即ち、時計回りの方向）信号を伝送し、各第２の伝送モジュール２２０は第２の伝送リングＲｉｎｇ２で東へ（即ち、反時計回りの方向）信号を伝送するが、本開示内容はこれらに限定されない。他の実施例において、第１の伝送リングＲｉｎｇ１、第２の伝送リングＲｉｎｇ２は同じ光伝送方向で水平伝送光信号ＴＳｈ１～ＴＳｈ３及びＴＳｈ３ｄを伝送してよい。

【0044】

また、図３Ａに示すように、光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅにおける第１の伝送モジュール２１０はそれぞれ複数の対応する第１の垂直ポート（図面の実線矢印に示すように）によって光スイッチングリンクサブシステム４００ａに結合され、光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅにおける第２の伝送モジュール２２０はそれぞれ複数の対応する第２の垂直ポート（図面の点線矢印に示すように）によって光スイッチングリンクサブシステム４００ａと隣接する光スイッチングリンクサブシステム４００ｅに結合される。

【0045】

図２に戻って参照されたい。図２に示すように、デマルチプレクサ２１６、２２６は光分岐挿入サブシステム２００の出力サブモジュールとされる。構造上、デマルチプレクサ２１６、２２６はそれぞれ第１の波長選択スイッチＷＳＳ１１、ＷＳＳ２１に結合され、トップオブラックスイッチにおける対応する１つ（例えば、トップオブラックスイッチＴｏＲ）に接続され、第１の下り伝送光信号ＴＳｄ１又は第２の下り伝送光信号ＴＳｄ２を受信し複数のダウンロード光信号ＤＬ１～ＤＬ８、ＤＬ９～ＤＬ１６に逆多重化し、ダウンロード光信号ＤＬ１～ＤＬ８、ＤＬ９～ＤＬ１６をトップオブラックスイッチＴｏＲに伝送することに用いられる。

【0046】

具体的に、デマルチプレクサ２１６、２２６はそれぞれサイクリックデマルチプレクサ（ｃｙｃｌｉｃ ＤＥＭＵＸ）を含み、波長選択スイッチＷＳＳ１１及びＷＳＳ２１からの各波長を含む合成光信号Ｓｉｇ１２及びＳｉｇ２２を受信し、選択的に対応するドロップポート（ｄｒｏｐ－ｐｏｒｔ）を通過しそれに入るように特定の波長周波数帯の光信号をフィルタリングすることに用いられる。例として、知恵定義光トンネルネットワークシステムが合計４０の波長を使用することを仮定し、その周波数がλ１～λ４０のように小さいものから大きいものへと配列される、各波長周波数帯がそれぞれ８つの波長を有し、各独立した第１の伝送モジュール２１０、第２の伝送モジュール２２０がそれぞれ８つのドロップポートを有する。８つのチャンネル（Ｃｈａｎｎｅｌ）を有する１つのサイクリックデマルチプレクサは入られた最も多くの４０の波長を周期的な順序で配列し、波長選択スイッチＷＳＳ１１及びＷＳＳ２１によりデマルチプレクサ２１６及び２２６に入る波長信号を選択し、波長選択スイッチＷＳＳ１１及びＷＳＳ２１により選択された８つの波長信号がそれぞれ第１の伝送モジュール２１０のデマルチプレクサ２１６（又は第２の伝送モジュール２２０のデマルチプレクサ２２６）の対応する８つのドロップポートに入り、各ドロップポートは同じ選択で１つの対応する波長信号だけが入る。例として、一例において、サイクリックデマルチプレクサの波長配置は以下の表１に示される通りである。

【表1】

（表１：サイクリックデマルチプレクサの波長配置）

【0047】

表１に示すように、本例において、各波長周波数帯における第１の波長（λ１、λ９、λ１７、λ２５、λ３３）は第１のドロップポートに入り、第２の波長（λ２、λ１０、λ１８、λ２６、λ３４）は第２のドロップポートに入り、以下同様である。各ドロップポートは光ファイバーでトップオブラックスイッチの出入ポートにおけるそのモジュール周波数帯波長のＤＷＤＭ光トランシーバモジュールに対応する受信端に接続される。例として、第１のドロップポートはトップオブラックスイッチの出入ポートにおける周波数帯における第１の波長λ１のＤＷＤＭ光トランシーバモジュールの受信端に接続される。このように、デマルチプレクサ２１６、２２６の各ドロップポートは複数の波長サイクル番号の光信号を受信することができる。

【0048】

注意すべきなのは、同じ波長の光信号が同時に第１の及び第２の伝送モジュール２１０、２２０の同じ光ファイバーによって伝送すると、信号干渉が発生し、衝突（ｃｏｎｆｌｉｃｔ）が発生する可能性がある。図３Ｂと図３Ｃを併せて参照されたい。図３Ｂと図３Ｃはそれぞれ光コンバイナによる衝突を示す模式図及びデマルチプレクサによる衝突を示す模式図である。図３Ｂに示すように、第１の波長選択スイッチＷＳＳ１１が第２のビームスプリッタＳＰ１２から受信された第１の下り伝送光信号ＴＳｄ１、光スイッチングリンクサブシステム４００ａから受信された第２の下り伝送光信号ＴＳｄ２には同じ波長（例えば、λ１）の光信号を含む場合、２ｘ１の第１の波長選択スイッチＷＳＳ１１における２つの１ｘ１の波長選択スイッチの何れもλ１が通過することを選択すると、２ｘ１の光コンバイナによって同時に２つの波長がλ１である光信号を１本の光ファイバーに統合しデマルチプレクサ２１６に出力して衝突が発生する。

【0049】

図３Ｃに示すように、第２種の衝突はデマルチプレクサ２１６による衝突である。サイクリックデマルチプレクサの設計により、各ドロップポートは５種の波長サイクリング順に配列される（前記表１に示すように）波長を受信することができる。第１の波長選択スイッチＷＳＳ１１は第２のビームスプリッタＳＰ１２から受信された第１の下り伝送光信号ＴＳｄ１、光スイッチングリンクサブシステム４００ａから受信された第２の下り伝送光信号ＴＳｄ２を仮定し、それぞれ第１の下り伝送光信号ＴＳｄ１における波長がλ１である光信号と第２の下り伝送光信号ＴＳｄ２における波長がλ９である光信号を通過させるように選択して、２つの異なる波長の光が成功に１本の光ファイバーに統合して合成光信号Ｓｉｇ１２としてデマルチプレクサ２１６に伝送されることができるが、デマルチプレクサ２１６を通過した後で、波長λ１と波長λ９の光信号が同じドロップポート（例えば、第１のドロップポート）に導入される。最後、波長λ１と波長λ９の光信号は同じＤＷＤＭ光トランシーバモジュールの受信端に到達する。同じＤＷＤＭ光トランシーバモジュールの受信端は一回に１つの波長信号だけを受信でき、そうでなければ干渉が発生する。この場合に衝突が発生する。従って、一部の実施例において、デマルチプレクサ２１６の受信設計により、２本の光トンネルが異なる波長λ１、λ９を使っても衝突が発生する。従って、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ－Ｄｅｆｉｎｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＳＤＮ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）５００によって光トンネルネットワークのスケジューリング制御を行って、衝突の条件の発生を避け、光トンネルネットワークの利用率を最適化する。

【0050】

以上、光分岐挿入サブシステム２００の内部モジュール及び操作に対する説明である。次に、以下の段落では、光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅが互いに接続してポッドＰ１を形成するネットワークインフラストラクチャ設計に対して説明する。再び図３Ａを参照されたい。図３Ａに示すように、光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅは光ファイバーで直列に１つのポッド（Ｐｏｄ）Ｐ１を形成する。前記のように、１つのポッドで直列に接続可能な光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅの数は各独立した第１の伝送モジュール２１０、第２の伝送モジュール２２０に配置された波長数及び知恵定義光トンネルネットワークシステム１００によってサポートされる総波長の種類数に依存する。各光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅにおける第１の伝送モジュール２１０、第２の伝送モジュール２２０は隣接する光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅの対応する第１の伝送モジュール２１０、第２の伝送モジュール２２０と直列に接続され、１つのリング（Ｒｉｎｇ）状ネットワークを構成する。従って、１つのポッドは複数の独立したリング状ネットワークを含む。同じ伝送リング（例えば、第１の伝送リングＲｉｎｇ１）に属する各伝送モジュール（例えば、第１の伝送モジュール２１０）に用いられる周波数帯波長は互いに重複できなく、波長周波数に応じて小さいものから大きいものまで反時計回りに配列される。また、伝送リングの間は互いに独立するので、異なるリングで同じ波長を重複して使用することができる。つまり、一部の実施例において、第１の伝送リングＲｉｎｇ１、第２の伝送リングＲｉｎｇ２に用いられる波長種類及び数は何れも同じである。

【0051】

図３ＡのポッドＰ１インフラストラクチャを例として、２本の光ファイバーはそれぞれ各光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅの対応する第１の伝送モジュール２１０、第２の伝送モジュール２２０と直列に接続されて、２つの独立した第１の伝送リングＲｉｎｇ１と第２の伝送リングＲｉｎｇ２を形成する。第１の伝送リングＲｉｎｇ１は西へ（即ち、時計回りの方向）光信号を伝送し、第２の伝送リングＲｉｎｇ２は東へ（即ち、反時計回りの方向）光信号を伝送する。第１の伝送リングＲｉｎｇ１における第１の光分岐挿入サブシステム２００ａの第１の伝送モジュール２１０で波長λ１－λ８を含む周波数帯を使用し、東の次の光分岐挿入サブシステム２００ｅにおける第１の伝送モジュール２１０はλ９－λ１６を使用し、東のまた次の光分岐挿入サブシステム２００ｄにおける第１の伝送モジュール２１０はλ１７－λ２４を使用し、以下同様である。

【0052】

特に注意すべきなのは、第２の伝送リングＲｉｎｇ２における各第２の伝送モジュール２２０に用いられる波長周波数帯は第１の伝送モジュール２１０からずれて隣接し、例えば第１の光分岐挿入サブシステム２００ａにおける第２の伝送モジュール２２０はλ９－λ１６（光分岐挿入サブシステム２００ａの第１の伝送モジュール２１０と波長λ１－λ８を含む周波数帯を使用しずれて隣接している）を使用し、東の次の光分岐挿入サブシステム２００ｅの第２の伝送モジュール２２０はλ１７－λ２４（光分岐挿入サブシステム２００ｅの第１の伝送モジュール２１０と波長λ９－λ１６を含む周波数帯を使用しずれて隣接している）を使用し、東のまた次の光分岐挿入サブシステム２００ｄの第２の伝送モジュール２２０はλ２５－λ３２を使用し、以下同様である。つまり、同じポッドＰ１において、光分岐挿入サブシステム２００ａにおける第１の伝送モジュール２１０の配置された第１の周波数帯と光分岐挿入サブシステム２００ｂにおける第２の伝送モジュール２２０の配置された第２の周波数帯は、同じ波長の組み合わせを含む。

【0053】

このような配置により、各光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅは１６の波長周波帯域幅をサポートすることができる。１つのポッドＰ１が直列に接続可能な最も多くの光分岐挿入サブシステム２００の数はシステムに用いられる波長種類に依存する。図１のインフラストラクチャを例として、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００が共に４０種の波長をサポートすることを仮定すると、１つの独立リングで５つの異なる波長周波数帯の独立モジュールを直列に接続することができ、１つのポッドＰ１で５つの光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅを直列に接続することができることと同等する（図３Ａに示す）。

【0054】

また、各伝送リングＲｉｎｇ１、Ｒｉｎｇ２に用いられる伝送波長種類及び数は何れも同じであるので、第１の伝送リングＲｉｎｇ１内で４０種の波長（λ１～λ４０）を使用し、第２の伝送リングＲｉｎｇ２も同様にλ１～λ４０を使用する。このリング状設計インフラストラクチャで、１つの光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅは同時に東へ又は西へ同じポッドＰ１の他の光分岐挿入サブシステムの光信号を伝送し受信することができる。

【0055】

なお、ポッドリング状ネットワークインフラストラクチャには２つの設計特点を含み、それぞれインクリメンタル式（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ）インフラストラクチャ設計と波長再利用（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｒｅｕｓｅ）特性であり、その具体内容は以下の段落でそれぞれ詳しく説明される。

【0056】

インクリメンタル式インフラストラクチャ設計のその精神は以下の２種の構築方式で明らかにされる。第１は１つのポッドで必要なキャビネット数に応じて必要な光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅのノードを次第に添加し直列接続することができる。第２は１つのポッドＰ１で独立伝送リングＲｉｎｇ１、Ｒｉｎｇ２の数を次第に増加することができる。

【0057】

例として、光分岐挿入サブシステムがモジュール化設計を採用し、第１層ネットワークＴ１の各ポッドがリング状設計インフラストラクチャを採用するので、これにより１つのポッドで異なる数で直列に弾性的に接続可能な光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅを有する。つまり、要求が増えるにつれて、１つのポッドで必要なキャビネット数に応じて必要な光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅを次第に添加し直列に接続することができる。例えば、必要なキャビネット数が少ない（例えば、３つのキャビネット）場合、ポッドＰ１でリング状に直列に接続される３つの光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｃだけを含んでよい。必要なキャビネット数が増加する（例えば、５つのキャビネット）場合、ポッドＰ１は５つの光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅを含みリング状直列に接続されるように拡張することができる。

【0058】

また、同じポッド内で独立伝送リングＲｉｎｇ１、Ｒｉｎｇ２の数を増加してよい。例として、キャビネットにおけるサーバー数が増加し又は周波帯域幅がアップグレードする場合、全体のキャビネットによるネットワークトラフィックも比較的増加する。この場合、２つの方法で解決できる。第１の方法は光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅに用いられる波長数が変わらない場合、知恵定義光トンネルネットワークシステムがデータレートの透明性（ｄａｔａ ｒａｔｅ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）を有する特性に基づいて、より高速のＤＷＤＭ光トランシーバモジュールを交換できて、サーバー数の増加又は周波帯域幅のアップグレードによるネットワークトラフィックをサポートする。例えば、各波長の伝送速度は１０Ｇｂｉｔ／ｓから１００Ｇｂｉｔ／ｓにアップグレードされて、システム伝送率の柔軟的な適用を高め、ハード機器のアップグレードコストを大幅に節約する。

【0059】

第２の方法は波長伝送速率が変わらない場合、キャビネットに用いられる波長数を高めるように次第に光分岐挿入サブシステム２００における伝送モジュールの数を増加することができる。伝送モジュールが互いに独立するので、１つのポッドで次第に伝送リングの数を増加して、キャビネット内のサーバー数の増加又は周波帯域幅のアップグレードによるネットワークトラフィックをサポートする。同じポッドに形成可能な独立伝送リング数は独立伝送モジュールに用いられる波長数及びシステムに用いられる波長種類に依存する。例として、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００が４０種の波長を使用する場合、１つの光分岐挿入サブシステム２００は最大５つの異なる波長周波数帯の独立モジュールを含んでよく、それぞれλ１－λ８、λ９－λ１６、λ１７－λ２４、λ２５－λ３２及びλ３３－λ４０の周波数帯を使用する。対応的に、１つのポッドは最大５つの伝送リングを形成することができる。

【0060】

つまり、一部の実施例において、光分岐挿入サブシステム２００の何れか１つはＮ個の互いに独立した伝送モジュールを含んでよく、これにより同じポッドにおける光分岐挿入サブシステム２００が対応するＮ個の伝送リングによって互いに接続される。１つの光分岐挿入サブシステム２００におけるＮ個の伝送モジュールは対応する光経路によって第２層ネットワークＴ２における２つの隣接する光スイッチングリンクサブシステムに結合され、１つの光分岐挿入サブシステム２００におけるＮ個の伝送モジュールの１つが対応する光経路によって第１層ネットワークＴ１における同じ光ノードポッドの隣接する光分岐挿入サブシステムにおける対応する伝送モジュールに結合され、Ｎが２以上の正整数である。

【0061】

要するに、第１層ネットワークＴ１におけるポッドインクリメンタル式インフラストラクチャ設計の２種の構築方式は、光ファイバーによって必要な光分岐挿入サブシステム２００ノードの対応する独立伝送モジュールに直列に接続されるだけでリング状ネットワークインフラストラクチャを形成でき、従ってシステムインフラストラクチャがアップグレードする配線の複雑さを大幅に低下させることができる。

【0062】

また、前の段落で説明したように、第１層ネットワークＴ１で同じ波長の組み合わせを再利用でき、これは第１層ネットワークＴ１における波長再利用特性である。具体的に、波長再利用特性はネットワークインフラストラクチャの２か所に表示される。第１、各Ｐｏｄにおける複数の独立伝送リングＲｉｎｇ１、Ｒｉｎｇ２は同じ波長の組み合わせを再利用できる。第２、異なるポッドのポッド内（ｉｎｔｒａ－Ｐｏｄ）光信号は同じ波長の組み合わせを再利用できる。

【0063】

同じポッドにおける各伝送リングは何れも同じ波長（例えば、λ１）の光信号を再利用し伝送することができる。異なるポッドにおいても、同じ波長（例えば、λ１）の光信号を再利用し伝送して衝突が発生しない。以上のネットワークインフラストラクチャの設計によって、少ない波長種類を利用するだけで大量のキャビネット間のデータ伝送をサポートすることができて、そして知恵定義光トンネルネットワークシステム１００における各光ファイバーの各波長が１つの対応する光信号だけを通過させるように伝送することに用いられ、及び全体のネットワークシステムに用いられる波長種類の上限（例えば、４０種の波長）の制限を克服することができる。

【0064】

図３Ｄを参照されたい。図３Ｄは本開示内容の一部の実施例によるポッド内（ｉｎｔｒａ－Ｐｏｄ）光トンネル及び光信号の流れ方向を示す模式図である。以下の段落では、図３Ｄに基づきポッド内光トンネルの確立に必要な光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅ内の波長選択スイッチに対する、及び光信号の流れ方向を説明する。

【0065】

図３Ｄ及び図２に示すように、光分岐挿入サブシステム２００ａに対応するユニットは第１の伝送モジュール２１０を使用してデータを同じポッドＰ１における光分岐挿入サブシステム２００ｂに対応するユニットと光分岐挿入サブシステム２００ｃに対応するユニットに伝送しようとする。それぞれ２つのデータを伝送するために、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００が２本のポッド内光トンネルを確立することができ、そのうちの１本が光分岐挿入サブシステム２００ａから光分岐挿入サブシステム２００ｂまでの経路ＲＴ１を使用し、波長λ１を選択して使用し、別の１本が光分岐挿入サブシステム２００ａから光分岐挿入サブシステム２００ｃまでの経路ＲＴ２を使用し、波長λ２を選択して使用する。光トンネルを確立するために、経路を通過するすべての波長選択スイッチを設定して通過する特定の波長を選択する。従って、経路ＲＴ１は目的地の光分岐挿入サブシステム２００ｂにおける第１の伝送モジュール２１０における２ｘ１の第１の波長選択スイッチ（図２における第１の波長選択スイッチＷＳＳ１１）を設定するだけで光トンネルを確立でき、経路ＲＴ２は光分岐挿入サブシステム２００ｂにおける第１の伝送モジュール２１０が東西方向での１つの１ｘ１の第２の波長選択スイッチ（図２における第２の波長選択スイッチＷＳＳ１２）及び目的地の光分岐挿入サブシステム２００ｃにおける第１の伝送モジュール２１０における２ｘ１の第１の波長選択スイッチ（図２における第１の波長選択スイッチＷＳＳ１１）を設定する必要がある。

【0066】

光信号伝送中に、まず、波長λ１と波長λ２の光信号は、対応するキャビネット（Ｒａｃｋ）におけるトップオブラックスイッチ出入ポートの対応するＤＷＤＭ光トランシーバモジュールによって光分岐挿入サブシステム２００ａにおける第１の伝送モジュール２１０ａの対応する挿入ポートに伝送され、マルチプレクサ２１２により１本の光ファイバーに統合され、また２ｘ２の第１のビームスプリッタＳＰ１１によってコピーされ分割されて西に伝送され、この場合、光信号は光信号増幅器ＥＤＦＡ１により光パワーが増幅されて第１の伝送リングＲｉｎｇ１により光分岐挿入サブシステム２００ｂにおける第１の伝送モジュール２１０ｂに伝送される。光信号が第１の伝送モジュール２１０ｂに伝送されてから、波長λ１と波長λ２の光信号は第２のビームスプリッタＳＰ１２によってコピーされ２つの光信号に分割されて、１つの光信号が下に伝送され、別の光信号が西に光分岐挿入サブシステム２００ｃに伝送される。下に伝送された光信号は２ｘ１の第１の波長選択スイッチＷＳＳ１１によって波長λ１の光信号を通過させデマルチプレクサ２１６に伝送するように選択し、最後にデマルチプレクサ２１６の第１のドロップポートにより対応するキャビネットにおけるトップオブラックスイッチ出入ポートのＤＷＤＭ光トランシーバモジュールに対応する受信端に伝送され、キャビネットからキャビネットまでの光信号伝送を完成する。

【0067】

一方、西に伝送される光信号は１ｘ１の第２の波長選択スイッチＷＳＳ１２によって波長λ２の光信号を通過させるように選択し、２ｘ２の第１のビームスプリッタＳＰ１１はそれをコピーし分割して西に伝送し、この場合、光信号は光信号増幅器ＥＤＦＡ１により光パワーが増幅されて第１の伝送リングＲｉｎｇ１により光分岐挿入サブシステム２００ｃにおける第１の伝送モジュール２１０ｃに伝送される。光信号が第１の伝送モジュール２１０ｃに伝送されてから、波長λ２の光信号は１ｘ２の第２のビームスプリッタＳＰ１２によってコピーされ２つ光信号に分割されて、１つの光信号が下に伝送され、別の光信号が引き続き西に伝送される。下に伝送された光信号は２ｘ１の第１の波長選択スイッチＷＳＳ１１によって波長λ２の光信号を通過させデマルチプレクサ２１６に伝送するように選択し、そしてデマルチプレクサ２１６の第２のドロップポートにより対応するキャビネットにおけるトップオブラックスイッチ出入ポートのＤＷＤＭ光トランシーバモジュールに対応する受信端に伝送され、キャビネットからキャビネットまでの光信号伝送を完成する。

【0068】

また、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は第１の伝送モジュール２１０ｃにおける１ｘ１の第２の波長選択スイッチ（図２における第２の波長選択スイッチＷＳＳ１２を参照されたい）を設定することに用いられて、西に伝送される波長λ２の光信号をフィルタリングしブロックし、波長λ２の光信号が順次に次の光分岐挿入サブシステム２００ｄに伝送されることを避ける。

【0069】

これにより、異なる波長が同じ伝送リングＲｉｎｇ１で異なる光トンネルを確立することを実現できて、それぞれデータを異なる光ノードに伝送する。このように、第１層ネットワークＴ１において、同じポッド内の各光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅの異なるラックに対応するサーバーの間のデータ伝送を実現することができる。

【0070】

再び図１を参照されたい。前の図１に示すように、第１層ネットワークＴ１には複数のポッドＰ１～Ｐ４を含み、ポッドＰ１～Ｐ４が第２層ネットワークＴ２と互いに接続されることにより１つの規模が大きいネットワークインフラストラクチャを形成することができる。以下、それぞれ第１層ネットワークＴ１と第２層ネットワークＴ２との互いに接続されるインフラストラクチャ設計、第２層ネットワークＴ２の内部インフラストラクチャ、及びポッド間の光信号伝送操作を説明する。

【0071】

構造上、第２層ネットワークＴ２における何れか１つの光スイッチングリンクサブシステム（例えば、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ）は同時に第１層ネットワークＴ１における２つの隣接するポッド（例えば、ポッドＰ１、ポッドＰ２）に接続される。これにより、第２層ネットワークＴ２における光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅによって、異なるポッドが対応するサーバーの間のデータ伝送を実現することができる。

【0072】

具体的に、ポッドＰ１における光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅにおける第１の伝送モジュール２１０は、それぞれ複数の対応する第１の垂直ポートによって光スイッチングリンクサブシステム４００ａに結合され、光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅにおける第２の伝送モジュール２２０は、それぞれ複数の対応する第２の垂直ポートによって隣接する光スイッチングリンクサブシステム４００ａの光スイッチングリンクサブシステム４００ｅに結合される。また、ポッドＰ２における第２の伝送モジュール２２０はそれぞれ複数の対応する第２の垂直ポートによって光スイッチングリンクサブシステム４００ａに結合される。

【0073】

つまり、何れか１つの第２層ネットワークＴ２の光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅは２つの隣接するポッドにおける光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅにおける対応する異なる伝送リングの第１の伝送モジュール２１０、第２の伝送モジュール２２０に結合される。何れか１つの第１層ネットワークＴ１の同じポッドにおける光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅもそれぞれ異なる第１の伝送モジュール２１０、第２の伝送モジュール２２０によって同時に第２層ネットワークＴ２における光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅにおける隣接する両者に結合される。

【0074】

このように、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの間の相互接続ネットワークと協働して、第１層ネットワークＴ１の各ポッドの間は任意の光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅを構築して１つ又は複数の光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅによって、また他の光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅの間に伝送されるエンドツーエンド（ｅｎｄ－ｔｏ－ｅｎｄ）光トンネルに接続される。

【0075】

説明を容易にするために、以下の段落を図面に合わせて、光スイッチングリンクサブシステム４００ａの内部の具体構造と光信号伝送を実現するための対応する動作を説明する。図４を参照されたい。図４は本開示内容の一部の実施例による光スイッチングリンクサブシステム４００ａを示す模式図である。注意すべきなのは、図４は光スイッチングリンクサブシステム４００ａを例としてその構造と操作を説明するが、残りの光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅの構造と操作も同様であるため、説明しない。

【0076】

光スイッチングリンクサブシステム４００ａは主に異なるポッドの間の光トンネルを確立する中継ノードとする。図４に示すように、光スイッチングリンクサブシステム４００ａの内部設計は受信サブモジュール４２０、出力サブモジュール４４０、光路切替サブモジュール４６０及び相互接続ラインモジュール４８０に分けられる。相互接続ラインモジュール４８０はフェールオーバーサブモジュール４９０を更に含む。

【0077】

光スイッチングリンクサブシステム４００ａは、数が等しく、第１層ネットワークＴ１で各ポッドにおける光分岐挿入サブシステム２００の数に対応する複数の挿入ポートとドロップポートを含む。例として、各ポッドがそれぞれ５つの光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅを含む場合、光スイッチングリンクサブシステム４００ａは隣接する２つのポッドＰ１、Ｐ２における共に１０の光分岐挿入サブシステムを接続する必要があるので、１０の挿入ポートと１０のドロップポートを必要とする。

【0078】

図面に示すように、受信サブモジュール４２０は各挿入ポートに結合され、それぞれ光スイッチングリンクサブシステム４００ａに対応する第１のポッドＰ１に対応する複数の第１の光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅから複数の第１の上り伝送光信号ＴＳｕ１ａ～ＴＳｕ１ｅを受信し、且つ第２のポッドＰ２に対応する複数の第２の光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅと複数の第３の上り伝送光信号ＴＳｕ３ａ～ＴＳｕ３ｅを受信する。

【0079】

光スイッチングリンクサブシステム４００ａは光ファイバーでそれぞれ第１層ネットワークＴ１における２つの隣接するポッドＰ１、Ｐ２内のすべての光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅに接続される。光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅからの光信号を統合しフィルタリングするために、一部の実施例において、受信サブモジュール４２０は２つの波長周波数帯マルチプレクサ（ｂａｎｄ ＭＵＸ）ＢＭＵＸ１、ＢＭＵＸ２を含み、それぞれポッドＰ１、Ｐ２における光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅからの異なる波長周波数帯を有する第１の上り伝送光信号ＴＳｕ１ａ～ＴＳｕ１ｅ、第３の上り伝送光信号ＴＳｕ３ａ～ＴＳｕ３ｅを受信し、それらを合成光信号ＳｉｇＵ１、ＳｉｇＵ２として１本の光ファイバー内に統合し光路切替サブモジュール４６０に入らせる。

【0080】

一部の実施例において、２つの波長周波数帯マルチプレクサＢＭＵＸ１、ＢＭＵＸ２は異なるポッドＰ１、Ｐ２の光分岐挿入サブシステムの異なる伝送リングを接続する。例として、図１と図４に示すように、波長周波数帯マルチプレクサＢＭＵＸ１は下へポッドＰ１内の各光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅの第１の伝送モジュール２１０を接続し、波長周波数帯マルチプレクサＢＭＵＸ２は下へポッドＰ２内の各光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅの第２の伝送モジュール２２０を接続する。理解を容易にするために、第１層ネットワークＴ１と第２層ネットワークＴ２との間の接続については、後の段落で詳細に説明される。

【0081】

従って、図１に示す実施例において、１つのポッドＰ１が最大５つの光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅを含み、各伝送リングの対応する光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅにおける第１の伝送モジュール２１０及び第２の伝送モジュール２２０の何れも異なる波長周波数帯を使用すると、光スイッチングリンクサブシステム４００ａの配置された波長周波数帯マルチプレクサＢＭＵＸ１、ＢＭＵＸ２はそれぞれ５バンド（５－ｂａｎｄ）のマルチプレクサであり、これにより５つの異なる波長周波数帯の光信号をそれぞれ５つの挿入ポートを通過させる。例として、第１の挿入ポートから波長周波数帯マルチプレクサＢＭＵＸ１に入る光信号は、波長がλ１～λ８である光信号だけが通過し、残りの波長の光信号が波長周波数帯マルチプレクサＢＭＵＸ１によってフィルタリングされ、第２の挿入ポートから波長周波数帯マルチプレクサＢＭＵＸ１に入る光信号は、波長がλ９－λ１６である光信号だけが通過し、以下同様である。

【0082】

出力サブモジュール４４０は各ドロップポートに結合され、光路切替サブモジュール４６０からの合成光信号ＳｉｇＤ１、ＳｉｇＤ２を第１層ネットワークＴ１におけるポッドＰ１、Ｐ２に伝送することに用いられる。具体的に、出力サブモジュール４４０は、主にビームスプリッタＳＰＬＴ１、ＳＰＬＴ２を含む。構造上、ビームスプリッタＳＰＬＴ１はポッドＰ１における光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅを接続し、ビームスプリッタＳＰＬＴ２はポッドＰ２における光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅを接続する。ビームスプリッタＳＰＬＴ１、ＳＰＬＴ２はそれぞれ光路切替サブモジュール４６０からの合成光信号ＳｉｇＤ１、ＳｉｇＤ２をコピーし第２の下り伝送光信号ＴＳｄ２ａ～ＴＳｄ２ｅ及び第４の下り伝送光信号ＴＳｄ４ａ～ＴＳｄ４ｅに分割し第１層ネットワークＴ１におけるポッドＰ１、Ｐ２の各光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅに伝送する。

【0083】

従って、図１に示す実施例において、１つのポッドＰ１が最大５つの光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅを含むと、１ｘ５のビームスプリッタＳＰＬＴ１は合成光信号ＳｉｇＤ１をコピーし５つの第２の下り伝送光信号ＴＳｄ２ａ～ＴＳｄ２ｅに分割しそれぞれポッドＰ１における５つの光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅの第１の伝送モジュール２１０に出力する。別の１ｘ５のビームスプリッタＳＰＬＴ２は合成光信号ＳｉｇＤ２をコピーし５つの第４の下り伝送光信号ＴＳｄ４ａ～ＴＳｄ４ｅに分割しそれぞれポッドＰ２における５つの光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅの第２の伝送モジュール２２０に出力する。

【0084】

構造上、光路切替サブモジュール４６０は受信サブモジュール４２０、出力サブモジュール４４０及びインターコネクトラインモジュール４８０に結合され、受信サブモジュール４２０、出力サブモジュール４４０及びインターコネクトラインモジュール４８０の間に光信号を伝送することに用いられる。

【0085】

一部の実施例において、光路切替サブモジュール４６０は波長選択を行うように１つのＮｘＭの波長選択スイッチを含み、これにより光スイッチングリンクサブシステム４００ａが第１層ネットワークＴ１からの光信号を東へ、西へ他の光スイッチングリンクサブシステム（例えば、光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅ）に伝送し又は下へ第１層ネットワークＴ１における他のポッドに伝送してよく、東、西の他の光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅからの光信号を受信し第１層ネットワークＴ１におけるポッドＰ１、Ｐ２に伝送してよい。ＮとＭは２以上の任意の正整数であり、１つの光分岐挿入サブシステム２００に含まれる伝送モジュールの数及び第２層ネットワークＴ２に含まれる互いに接続される光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの数に依存する。

【0086】

図１に示す実施例を例として、１つの光分岐挿入サブシステム２００が２つの独立した第１の伝送モジュール２１０、第２の伝送モジュール２２０を含むので、光スイッチングリンクサブシステム４００ａには２組のマルチプレクサＢＭＵＸ１、ＢＭＵＸ２が配置される。対応して、光路切替サブモジュール４６０は第１のアップリンク入力端と第２のアップリンク入力端を含み、それぞれマルチプレクサＢＭＵＸ１とマルチプレクサＢＭＵＸ２に結合され、それぞれ合成光信号ＳｉｇＵ１と合成光信号ＳｉｇＵ２を受信することに用いられる。

【0087】

なお、第２層ネットワークＴ２には共に５つの接続される光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅがあるので、各光スイッチングリンクサブシステム（例えば、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ）は他の４つの光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅから接続されるラインを有する。従って、光路切替サブモジュール４６０は対応する複数の下り入力端を含み、インターコネクトラインモジュール４８０に結合され、それぞれ残りの光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅからの水平伝送光信号を受信することに用いられる。従って、本例において、光路切替サブモジュール４６０の入力端の数は２つのアップリンク入力端に加え４つの下り入力端であり、Ｎの値は６である。

【0088】

一方、光スイッチングリンクサブシステム４００ａは下へデータを２つのポッドＰ１、Ｐ２に伝送することに用いられるので、光スイッチングリンクサブシステム４００ａに２つのビームスプリッタＳＰＬＴ１、ＳＰＬＴ２が配置される。対応して、光路切替サブモジュール４６０は第１の下り出力端と第２の下り出力端を含み、それぞれビームスプリッタＳＰＬＴ１とビームスプリッタＳＰＬＴ２に結合され、ビームスプリッタＳＰＬＴ１が第２の下り伝送光信号ＴＳｄ２ａ～ＴＳｄ２ｅを出力することに用いられ、ビームスプリッタＳＰＬＴ２が第４の下り伝送光信号ＴＳｄ４ａ～ＴＳｄ４ｅを出力することに用いられる。

【0089】

また、光スイッチングリンクサブシステム４００ａは東へ、西へ双方向で信号を残りの光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅに出力することに用いられる。従って、光路切替サブモジュール４６０は第１のアップリンク出力端と第２のアップリンク出力端を含み、それぞれインターコネクトラインモジュール４８０に結合され、水平伝送光信号を残りの光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅに出力することに用いられる。従って、本例において共に４つの出力端を必要とし、Ｍの値が４である。

【0090】

このインフラストラクチャにおいて、既存の光切替サブモジュールに比べ、６ｘ４（６イン４アウト）の光路切替サブモジュール４６０はライン設計を簡素化し、少ないラインを使用するだけでなく、更に光信号強度を検出するフェールオーバーサブモジュール４９０と協働することに用いられてよい（図６を参照されたい）。

【0091】

図５を参照されたい。図５は本開示内容の一部の実施例による光路切替サブモジュール４６０の内部設計を示す模式図である。図５に示すように、６ｘ４の光路切替サブモジュール４６０は、複数の入力ビームスプリッタ４６２ａ～４６２ｆ、波長選択スイッチアレイ４６４、複数の出力光コンバイナ４６６ａ～４６６ｄ、及び複数の光信号増幅器４６８ａ～４６８ｄを含む。具体的に、光路切替サブモジュール４６０において、入力ビームスプリッタ４６２ａ～４６２ｆの数は入力端の数Ｎに対応し、出力光コンバイナ４６６ａ～４６６ｄ、及び光信号増幅器４６８ａ～４６８ｄの数は出力端の数Ｍに対応する。本例において、６ｘ４の光路切替サブモジュール４６０は６つの入力ビームスプリッタ４６２ａ～４６２ｆ、及び４つの出力光コンバイナ４６６ａ～４６６ｄ、４つの光信号増幅器４６８ａ～４６８ｄを含む。波長選択スイッチアレイ４６４は１４の１ｘ１の波長選択スイッチ４６４ａ～４６４ｎからなるアレイである。この実施例において、６つの入力ビームスプリッタ４６２ａ～４６２ｆは４つの下り伝送される入力ビームスプリッタ４６２ａ～４６２ｄ及び２つの上り伝送される入力ビームスプリッタ４６２ｅ～４６２ｆを含む。１４の波長選択スイッチ４６４ａ～４６４ｎは４つの水平に伝送される波長選択スイッチ４６４ａ～４６４ｄ、第１部の下り伝送される波長選択スイッチ４６４ｅ～４６４ｉ、第２部の下り伝送される波長選択スイッチ４６４ｊ～４６４ｎを含む。４つの出力光コンバイナ４６６ａ～４６６ｄは２つの水平に伝送される出力光コンバイナ４６６ａ～４６６ｂ及び２つの下り伝送される出力光コンバイナ４６６ｃ～４６６ｄを含む。

【0092】

操作上、入力ビームスプリッタ４６２ａ～４６２ｆはそれぞれ下り入力端、第１のアップリンク入力端又は第２のアップリンク入力端に結合され、対応して複数の第１の光信号をコピーし波長選択スイッチアレイ４６４における複数の波長選択スイッチ４６４ａ～４６４ｎに出力する。波長選択スイッチ４６４ａ～４６４ｎはそれぞれ受信しソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００から出力される制御信号ＣＳに基づき第１の光信号の対応する波長を選択して第２の光信号として対応する出力光コンバイナ４６６ａ～４６６ｄに出力する。出力光コンバイナ４６６ａ～４６６ｄはそれぞれ第２の光信号における対応する２つ又は複数を受信し合成して、複数の第３の光信号を光信号増幅器４６８ａ～４６８ｄに出力する。これにより、光信号増幅器４６８ａ～４６８ｄは第３の光信号を増幅でき、増幅された第３の光信号をそれぞれ第１の下り出力端、第２の下り出力端、第１のアップリンク出力端又は第２のアップリンク出力端によって合成光信号ＳｉｇＤ１、ＳｉｇＤ２、ＳｉｇＥ０、ＳｉｇＷ０として出力される。以下の段落では、それぞれ各デバイスユニットの操作を説明する。

【0093】

具体的に、上り伝送される入力ビームスプリッタ４６２ｅは第１のアップリンク入力端に結合され、上り伝送される入力ビームスプリッタ４６２ｆは第２のアップリンク入力端に結合され、マルチプレクサＢＭＵＸ１とマルチプレクサＢＭＵＸ２から合成光信号ＳｉｇＵ１と合成光信号ＳｉｇＵ２を受信することに用いられる。上り伝送される入力ビームスプリッタ４６２ｅ、４６２ｆはそれぞれ合成光信号ＳｉｇＵ１、ＳｉｇＵ２をコピーし３つに分割することに用いられ、そしてまたそれぞれ波長選択スイッチアレイ４６４の３つの異なる１ｘ１の波長選択スイッチ４６４ａ～４６４ｎを接続する。図面に示すように、上り伝送される入力ビームスプリッタ４６２ｅは波長選択スイッチ４６４ａ、４６４ｃ、４６４ｎに接続され、対応して第１の水平伝送信号Ｈ１Ｅ、第２の水平伝送信号Ｈ１Ｗ及び第３の下り伝送信号Ｕ１Ｄ２を出力する。上り伝送される入力ビームスプリッタ４６２ｆは波長選択スイッチ４６４ｂ、４６４ｄ、４６４ｉに接続され、対応して第１の水平伝送信号Ｈ２Ｅ、第２の水平伝送信号Ｈ２Ｗ及び第３の下り伝送信号Ｕ２Ｄ１を出力する。

【0094】

光路切替サブモジュール４６０の下り入力端はそれぞれ東、西の各２つの光スイッチングリンクサブシステムからの光信号を受信することに用いられる。例として、光スイッチングリンクサブシステム４００ａにおける光路切替サブモジュール４６０に対して、下り入力端はそれぞれ東の光路切替サブモジュール４６０ｂ、４６０ｃからの水平光信号ＳｉｇＥ１、ＳｉｇＥ２、及び西の光路切替サブモジュール４６０ｅ、４６０ｄからの水平光信号ＳｉｇＷ１、ＳｉｇＷ２を受信することに用いられる。光信号ＳｉｇＥ１、ＳｉｇＥ２、ＳｉｇＷ１、ＳｉｇＷ２はそれぞれ下り入力端によって光ファイバーにより１ｘ２の下り入力ビームスプリッタ４６２ａ、４６２ｂ、４６２ｃ、４６２ｄに接続されて、光信号をコピーし２つに分割してから、またそれぞれ１ｘ１の波長選択スイッチ４６４ａ～４６４ｎにおける対応する１つを接続する。

【0095】

具体的に、下り伝送される入力ビームスプリッタ４６２ａ～４６２ｄの何れか１つ下り入力端における対応する１つはに結合されて、対応する光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅから受信された水平光信号ＳｉｇＥ１、ＳｉｇＥ２、ＳｉｇＷ１、ＳｉｇＷ２をコピーし、対応する第１の下り伝送信号Ｅ１Ｄ１、Ｅ２Ｄ１、Ｗ１Ｄ１、Ｗ２Ｄ１と第２の下り伝送信号Ｅ１Ｄ２、Ｅ２Ｄ２、Ｗ１Ｄ２、Ｗ２Ｄ２を波長選択スイッチアレイ４６４における波長選択スイッチ４６４ａ～４６４ｎの対応する１つに出力することに用いられる。

【0096】

図面に示すように、一例において、下り伝送される入力ビームスプリッタ４６２ａは第１の下り伝送信号Ｅ１Ｄ１、第２の下り伝送信号Ｅ１Ｄ２を接続し対応する波長選択スイッチ４６４ｅ、４６４ｊに出力する。下り伝送される入力ビームスプリッタ４６２ｂは第１の下り伝送信号Ｅ２Ｄ１、第２の下り伝送信号Ｅ２Ｄ２を接続し対応する波長選択スイッチ４６４ｆ、４６４ｋに出力する。下り伝送される入力ビームスプリッタ４６２ｃは第１の下り伝送信号Ｗ１Ｄ１、第２の下り伝送信号Ｗ１Ｄ２を接続し対応する波長選択スイッチ４６４ｇ、４６４ｌに出力する。下り伝送される入力ビームスプリッタ４６２ｄは第１の下り伝送信号Ｗ２Ｄ１、第２の下り伝送信号Ｗ２Ｄ２を接続し対応する波長選択スイッチ４６４ｈ、４６４ｍに出力する。

【0097】

波長選択スイッチアレイ４６４の１４の波長選択スイッチ４６４ａ～４６４ｎにおいて、４つの水平に伝送される波長選択スイッチ４６４ａ、４６４ｂ、４６４ｃ、４６４ｄは、それぞれ第２層ネットワークＴ２に伝送される東、西の他の光路切替サブモジュール４６０の水平伝送信号Ｈ１Ｅ、Ｈ２Ｅ、Ｈ１Ｗ、Ｈ２Ｗに対して波長を選択することに用いられ、その対応する波長を選択して対応する第３の光信号として出力する。第１部の下り伝送される波長選択スイッチ４６４ｅ～４６４ｉ及び第２部の下り伝送される波長選択スイッチ４６４ｊ～４６４ｎは、下へ第１層ネットワークＴ１における２つの隣接するポッドに伝送される下り伝送信号に対して波長を選択することに用いられる。

【0098】

具体的に、第１部の下り伝送される波長選択スイッチ４６４ｅ～４６４ｉはそれぞれ下り伝送信号Ｅ１Ｄ１、Ｅ２Ｄ１、Ｗ１Ｄ１、Ｗ２Ｄ１と下り伝送信号Ｕ２Ｄ１の対応する波長を選択して対応する第３の光信号として出力することに用いられる。第２部の下り伝送される波長選択スイッチ４６４ｊ～４６４ｎはそれぞれ下り伝送信号Ｅ１Ｄ２、Ｅ２Ｄ２、Ｗ１Ｄ２、Ｗ２Ｄ２と下り伝送信号Ｕ１Ｄ２の対応する波長を選択して対応する第３の光信号として出力することに用いられる。このように、第１部の下り伝送される波長選択スイッチ４６４ｅ～４６４ｉは下のポッドＰ１に伝送される光信号に対して波長を選択することができる。第２部の下り伝送される波長選択スイッチ４６４ｊ～４６４ｎは下のポッドＰ２に伝送される光信号に対して波長を選択することができる。

【0099】

要するに、波長選択スイッチアレイ４６４における１４の波長選択スイッチ４６４ａ～４６４ｎが波長選択の動作を完成してから、波長選択スイッチアレイ４６４が出力する第３の光信号は共に４つの伝送方向を有し、それぞれ東、西、ポッドＰ１及びポッドＰ２への方向である。伝送方向が同じである各波長選択スイッチ４６４ａ～４６４ｎはまた出力光コンバイナ４６６ａ～４６６ｄにおける対応する１つに接続されて、光信号を１本の光経路に統合する。

【0100】

図５の実施例に示すように、水平に伝送される出力光コンバイナ４６６ａは水平に伝送される波長選択スイッチ４６４ａ、４６４ｂが出力する第３の光信号を合成することに用いられる。別の水平に伝送される出力光コンバイナ４６６ｂは水平に伝送される波長選択スイッチ４６４ｃ、４６４ｄが出力する第３の光信号を合成することに用いられる。下り伝送される出力光コンバイナ４６６ｃは第１部の下り伝送される波長選択スイッチ４６４ｅ～４６４ｉが出力する第３の光信号を合成することに用いられる。別の下り伝送される出力光コンバイナ４６６ｄは第２部の下り伝送される波長選択スイッチ４６４ｊ～４６４ｎが出力する第３の光信号を合成することに用いられる。

【0101】

最後、出力光コンバイナ４６６ａ～４６６ｄはそれぞれ光信号増幅器４６８ａ～４６８ｄにおける対応する１つに接続されて光信号強度を強め、最後に出力される合成光信号ＳｉｇＤ１、ＳｉｇＤ２、ＳｉｇＥ０、ＳｉｇＷ０が目的地に伝送するのに十分なパワーを有することを確保する。

【0102】

注意すべきなのは、第１層ネットワークＴ１における光通信と類似しており、複数の同じ波長の光信号が同時に光路切替サブモジュール４６０に入る場合、同じ波長の光信号が同じ出力光コンバイナ４６６ａ～４６６ｄを通過することで衝突が発生することがある。

【0103】

例として、ポッドＰ１、ポッドＰ２からの光信号ＳｉｇＵ１、ＳｉｇＵ２の何れも東へ伝送される場合、両者の信号波長の何れもλ５であると、出力光コンバイナ４６６ａによって２つのλ５光信号を１本の光ファイバーに統合して衝突が発生する。類似的に、光信号ＳｉｇＵ１、ＳｉｇＵ２が西に伝送されると出力光コンバイナ４６６ｂを通過して衝突が発生する可能性がある。なお、東、西の第１の光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ、４００ｅからの２つ光信号ＳｉｇＥ１、ＳｉｇＷ１の両者の信号波長の何れもλ６であると、５ｘ１の出力光コンバイナ４６６ｃを通過しポッドＰ１へ、その統合される光信号の衝突が発生する。類似的に、光信号がポッドＰ２に伝送されると、５ｘ１（５イン１アウト）の出力光コンバイナ４６６ｄを通過して衝突が発生する可能性がある。

【0104】

図６を参照されたい。図６は本開示内容の一部の実施例によるインターコネクトラインモジュール４８０を示す模式図である。インターコネクトラインモジュール４８０は光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅを接続することに用いられる。光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの何れか２つの間は対応する第１のライン（即ち、正常ライン）によって対応する水平伝送光信号を伝送する。一部の実施例において、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの何れか２つの間は第１のラインと異なる第２のライン（即ち、保護回路）により接続される。インターコネクトラインモジュール４８０はフェールオーバーサブモジュール（ｆａｉｌｏｖｅｒ ｍｏｄｕｌｅ）４９０を含む。

【0105】

具体的に、インターコネクトラインモジュール４８０はアップロード端Ｉｎ１、Ｉｎ２、東方向の出力端Ｅ１～Ｅ２、東方向の保護出力端Ｅ３～Ｅ６、東方向の入力端Ｅ７～Ｅ８、東方向の保護入力端Ｅ９～Ｅ１２、西方向の入力端Ｗ１～Ｗ２、西方向の保護入力端Ｗ３～Ｗ６、西方向の出力端Ｗ７～Ｗ８、西方向の保護出力端Ｗ９～Ｗ１２、インターコネクトビームスプリッタ４８１～４８６及びフェールオーバーサブモジュール（ｆａｉｌｏｖｅｒ ｍｏｄｕｌｅ）４９０を含む。

【0106】

インターコネクトラインモジュール４８０は光スイッチングリンクサブシステム４００ａが東西の他の光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅと互いに接続するための内部ラインを含む。図面に示すように、インターコネクトラインは正常ラインと保護回路を含む。正常ライン（図面で実線に示すように）はシステムが正常である状況で光信号を伝送することに用いられる。保護路線（図面で点線に示すように）は正常ラインが切断する場合で、逆方向で光信号の伝送を引き継ぐことに用いられる。インターコネクトラインの数がシステムが接続する光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅ総数に依存する。例として、本実施例は５つの光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅで互いに接続される場合形成されるライン図である。実際に、第２層ネットワークＴ２における光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの間で互いに接続される構造は実に１つのメッシュ状（Ｍｅｓｈ）構造である。従って、基本的に１本の東への出力ラインＮＬＥ０を有し、１本の西への出力ラインＮＬＷ０を有し、２本の東の光スイッチングリンクサブシステム（例えば、４００ｂ、４００ｃ）からの入力ラインＮＬＥ１、ＮＬＥ２及び２本の西の光スイッチングリンクサブシステム（例えば、４００ｅ、４００ｄ）からの入力ラインＮＬＷ１、ＮＬＷ２を有し、共に２本の正常実線で光路切替サブモジュール４６０に接続され、及び共に４本の正常実線でフェールオーバーサブモジュール４９０に接続される。

【0107】

一方、保護出力ラインＰＬＷ０、ＰＬＥ０と保護入力ラインＰＬＥ１、ＰＬＥ２、ＰＬＷ１、ＰＬＷ２（点線）が正常ラインと一つ一つ対応するので、少なくとも６本ある。残りのラインが乗り継ぎラインであり、一部のラインがインターコネクトビームスプリッタ４８１～４８６によって光信号をコピーし分割し、同時に光スイッチングリンクサブシステム及び次の光スイッチングリンクサブシステムに伝送し、別の一部が直接本光スイッチングリンクサブシステムを通過し東西へ次の光スイッチングリンクサブシステムに接続される。

【0108】

入力ラインＮＬＥ１、ＮＬＥ２、ＮＬＷ１、ＮＬＷ２と保護入力ラインＰＬＥ１、ＰＬＥ２、ＰＬＷ１、ＰＬＷ２はフェールオーバーサブモジュール４９０に接続される。図６に示す実施例において、入力ラインＮＬＥ１、ＮＬＥ２、ＮＬＷ１、ＮＬＷ２と保護入力ラインＰＬＥ１、ＰＬＥ２、ＰＬＷ１、ＰＬＷ２は直接フェールオーバーサブモジュール４９０に接続されるが、本開示はこれに限定されず、他の実施例において、入力ラインＮＬＥ１、ＮＬＥ２、ＮＬＷ１、ＮＬＷ２と保護入力ラインＰＬＥ１、ＰＬＥ２、ＰＬＷ１、ＰＬＷ２は間接的にフェールオーバーサブモジュール４９０に接続される可能性がある。一方、出力ラインＮＬＥ０、ＮＬＷ０は直接光路切替サブモジュール４６０に接続される。

【0109】

ポッドＰ１又はポッドＰ２から他の光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅに出力する信号について、まず、光路切替サブモジュール４６０から出て、東、西へ伝送しようとする２本の光ファイバーはそれぞれインターコネクトラインモジュール４８０の第１のアップロード端Ｉｎ１と第２のアップロード端Ｉｎ２に接続される。

【0110】

第１のアップロード端Ｉｎ１と第２のアップロード端Ｉｎ２はそれぞれ１つの１ｘ２のインターコネクトビームスプリッタ４８５、４８６に接続される。インターコネクトビームスプリッタ４８５は光路切替サブモジュール４６０から受信された合成光信号ＳｉｇＷ０をコピーし、それぞれ第１の西方向の出力端Ｗ７（即ち、ラインＮＬＷ０）によって水平伝送光信号ＳｉｇＷ７として出力され第１の東方向の保護出力端Ｅ３（即ち、ラインＰＬＥ０）によって別の水平伝送光信号として出力されることに用いられる。類似的に、インターコネクトビームスプリッタ４８６は光路切替サブモジュール４６０から受信された合成光信号ＳｉｇＥ０をコピーし、それぞれ第１の東方向の出力端Ｅ１（即ち、ラインＮＬＥ０）によって水平伝送光信号ＳｉｇＥ１として出力され、第１の西方向の保護出力端Ｗ９（即ち、ラインＰＬＷ０）によって水平伝送光信号ＳｉｇＷ９として出力されることに用いられる。

【0111】

つまり、インターコネクトビームスプリッタ４８５、４８６はそれぞれ光信号をコピーし２つに分割することに用いられ、一方が正常方向（即ち、正常ラインＮＬＷ０、ＮＬＥ０）へ光スイッチングリンクサブシステム４００ｅ及び４００ｄ、光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ及び４００ｃに伝送され、他方が逆方向（即ち、保護入力ラインＰＬＥ０、ＰＬＷ０）に伝送される。

【0112】

図面に示すように、インターコネクトラインモジュール４８０は第１の方向（例えば、東へ）で対応する水平伝送光信号ＳｉｇＥ１を光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ及び４００ｃに伝送し、第１の方向と異なる第２の方向（例えば、西へ）で対応する水平伝送光信号ＳｉｇＷ７を光スイッチングリンクサブシステム４００ｅ及び４００ｄに伝送する。つまり、正常経路において、インターコネクトラインモジュール４８０は２つの異なる方向で光信号を残りの光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅに伝送する。

【0113】

類似的に、他の光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅから受信しポッドＰ１又はポッドＰ２に出力する信号も、正常ライン及び保護回路に分けられる。正常ラインについて、正常ラインＮＬＥ１、ＮＬＷ１は第１の東方向の入力端ＰｉＥ１、第１の西方向の入力端ＰｉＷ１という２つの入力ポートから接続されて、東の第１の光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ及び西の第１の光スイッチングリンクサブシステム４００ｅからの信号を受信することに用いられる。

【0114】

第１の東方向の入力端Ｅ７、第１の西方向の入力端Ｗ１はそれぞれ隣接する光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ、４００ｅのインターコネクトラインモジュール４８０における第１の西方向の出力端Ｗ７と第１の東方向の出力端Ｅ１から水平伝送光信号ＳｉｇＷ７'、ＳｉｇＥ１'を受信する。正常ラインで、ＮＬＥ１、ＮＬＷ１はそれぞれ１つのインターコネクトビームスプリッタ４８２、４８１に接続されて、水平伝送光信号ＳｉｇＷ７'、ＳｉｇＥ１'をコピーし２つに分割し、一方が引き続き西、東へ伝送され、他方がローカルのフェールオーバーサブモジュール４９０へ伝送される。

【0115】

図面に示すように、東西への２本のラインは最後に次の出力ポート位置に接続される。つまり、インターコネクトビームスプリッタ４８１は第１の西方向の入力端Ｗ１から受信された水平伝送光信号ＳｉｇＥ１'をコピーし、第２の東方向の出力端Ｅ２によって水平伝送光信号ＳｉｇＥ２として出力されることに用いられる。インターコネクトビームスプリッタ４８２が第１の東方向の入力端Ｅ７から受信された水平伝送光信号ＳｉｇＷ７'をコピーし、第２の西方向の出力端Ｗ８によって水平伝送光信号ＳｉｇＷ８として出力されることに用いられる。また、ローカルフェールオーバーサブモジュール４９０へ伝送される２本のラインがそれぞれ出力ポートＯ４、Ｏ８に接続される。

【0116】

第２組の正常ラインＮＬＥ２、ＮＬＷ２は、それぞれ第２の東方向の入力端Ｅ８及び第２の西方向の入力端Ｗ２から接続されるラインであり、東の第２の光スイッチングリンクサブシステム４００ｃ及び西の第２の光スイッチングリンクサブシステム４００ｄからの水平伝送光信号ＳｉｇＷ８'、ＳｉｇＥ２'を受信し、それぞれ出力ポートＯ３、Ｏ７に接続され直接ローカルのフェールオーバーサブモジュール４９０に接続されることに用いられる。

【0117】

保護回路について、基本設計原理としては、正常ラインに対応するが逆方向に伝送されるラインを配置して、正常（実線）経路と同じである目的地の光スイッチングリンクサブシステムノードに接続される。

【0118】

正常ラインと異なり、５つの光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅが互いに接続される場合で、保護経路は正常経路の逆方向へまず２つの光スイッチングリンクサブシステムノードを通過してから正常経路と同じである目的地の光スイッチングリンクサブシステムノードに到達することができる。

【0119】

例えば、本光スイッチングリンクサブシステムの東のラインが切断することを仮定すると、東の２つの光スイッチングリンクサブシステムへの光信号は必ず西へ向かい保護経路を通過して伝送（西の２つの光スイッチングリンクサブシステムは影響を受けず、依然として正常径路を使用する）しなければならない。これらの光信号は必ずまず２つの光スイッチングリンクサブシステムをバイパスするだけで東の２つの光スイッチングリンクサブシステムに到達することができる。光信号は西の２つの光スイッチングリンクサブシステムを通過する時にそれらを受信させる必要がない。

【0120】

従って、光スイッチングリンクサブシステム４００ａは東、西への保護経路でビームスプリッタが置いていない２本の光ファイバーをそれぞれ有する。図面に示すように、第１の東方向の保護入力端Ｅ９と第１の西方向の保護入力端Ｗ３は、それぞれ隣接する光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ、４００ｅのインターコネクトラインモジュール４８０における第１の西方向の保護出力端Ｗ９と第１の東方向の保護出力端Ｅ３から水平伝送光信号を受信し、第２の西方向の保護出力端Ｗ１０と第２の東方向の保護出力端Ｅ４によって水平伝送光信号を出力することに用いられる。

【0121】

類似的に、第２の東方向の保護入力端Ｅ１０と第２の西方向の保護入力端Ｗ４は、それぞれ隣接する光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ、４００ｅのインターコネクトラインモジュール４８０における第２の西方向の保護出力端Ｗ１０と第２の東方向の保護出力端Ｅ４から水平伝送光信号を受信し、第３の西方向の保護出力端Ｗ１１と第３の東方向の保護出力端Ｅ５によって水平伝送光信号を出力することに用いられる。

【0122】

第３の東方向の保護入力端Ｅ１１と第３の西方向の保護入力端Ｗ５はそれぞれ隣接する光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ、４００ｅのインターコネクトラインモジュール４８０における第３の西方向の保護出力端Ｗ１１と第３の東方向の保護出力端Ｅ５から水平伝送光信号を受信することに用いられる。

【0123】

インターコネクトビームスプリッタ４８４、４８３はそれぞれ第３の東方向の保護入力端Ｅ１１と第３の西方向の保護入力端Ｗ５に結合され、受信された水平伝送光信号をコピーし、次の出力ポート位置に接続され、第４の西方向の保護出力端Ｗ１２と第４の東方向の保護出力端Ｅ６によって水平伝送光信号を出力し、出力端Ｏ２、Ｏ６によって水平伝送光信号をフェールオーバーサブモジュール４９０に出力することに用いられる。

【0124】

最後に、第４の東方向の保護入力端Ｅ１２と第４の西方向の保護入力端Ｗ６はそれぞれ隣接する光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ、４００ｅのインターコネクトラインモジュール４８０における第４の西方向の保護出力端Ｗ１２と第４の東方向の保護出力端Ｅ６から水平伝送光信号を受信し、出力端Ｏ１、Ｏ５によって水平伝送光信号をフェールオーバーサブモジュール４９０に出力することに用いられる。

【0125】

図面に示すように、フェールオーバーサブモジュール４９０はインターコネクトビームスプリッタ４８３、４８４、第４の東方向の保護入力端Ｅ１２及び第４の西方向の保護入力端Ｗ６に結合される。また、フェールオーバーサブモジュール４９０も正常経路上のインターコネクトビームスプリッタ４８１及び４８２、第２の東方向の入力端Ｅ８及び第２の西方向の入力端Ｗ２に結合される。これにより、フェールオーバーサブモジュール４９０は、正常経路又は保護経路からの水平伝送光信号を受信するように選択することに用いられ、正常経路からインターコネクトビームスプリッタ４８１及び４８２、第２の東方向の入力端Ｅ８及び第２の西方向の入力端Ｗ２によって水平伝送光信号を光路切替サブモジュール４６０に出力し、又は選択的に保護経路でインターコネクトビームスプリッタ４８３、４８４、第４の東方向の保護入力端Ｅ１２及び第４の西方向の保護入力端Ｗ６によって水平伝送光信号を光路切替サブモジュール４６０に出力する。

【0126】

図面に示すように、フェールオーバーサブモジュール４９０は複数の光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８を含み、光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８がそれぞれ第１のライン（即ち、正常ライン）と第２のライン（即ち、保護回路）によって残りの光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅにおける対応する１つから第１の水平伝送光信号（正常ラインによって伝送され）と第２の水平伝送光信号（保護回路によって伝送され）を受信し、ここの第１の水平伝送光信号と第２の水平伝送光信号とは、リング形メッシュ構造Ｒ２における異なる光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの間の互いに伝送される水平伝送光信号を指し、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）４１０から出力される選択信号ＳＳに対応して第１の水平伝送光信号と第２の水平伝送光信号１つを光路切替サブモジュール４６０に出力し、リング形メッシュ構造Ｒ２における水平伝送光信号について、後の実施例で更に説明される。

【0127】

図７Ａ、図７Ｂを参照されたい。図７Ａは本開示内容の一部の実施例による第２層ネットワークＴ２における光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅ間の相互接続ネットワークを示す模式図である。図７Ｂは図７Ａの一部の拡大模式図である。

【0128】

相互接続ネットワークは主に光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの間に伝送される光トンネルを構築することに用いられ、これにより各光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅが接続される第１層ネットワークＴ１における各ポッドの間は相互に光信号を伝送することができる。前記のように、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの間の相互接続ネットワークは実に１つのメッシュ状構造である。リボン状光ファイバー（Ｒｉｂｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ）における複数本の光ファイバーによって、各光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅから他の光スイッチングリンクサブシステムまでの接続は互いに独立しており、例として、光スイッチングリンクサブシステム４００ａから他の光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅまでの接続、光スイッチングリンクサブシステム４００ｂから他の光スイッチングリンクサブシステム４００ａ；４００ｃ；４００ｄ；４００ｅまでの接続は互いに独立している。

【0129】

リボン状光ファイバーを採用する関係で、外観から見てすべての光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅは１本のリング状の構造で接続されるもののように、配線の複雑さを簡素化する。なお、このメッシュ状ネットワークインフラストラクチャにより、異なる光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの間のデータは衝突なしに同じ波長の組み合わせを使用して同時に伝送することができ、波長の再利用性の特徴を強調している。

【0130】

図４と図６に合わせて、図７Ａ、図７Ｂに示される光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの間の相互接続ネットワークをよりよく理解する。

【0131】

図７Ａに示すように、通常の状況で、光スイッチングリンクサブシステム４００ａは、正常経路で東の２つのノードの光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ、４００ｃに光信号を伝送し／東の２つのノードの光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ、４００ｃから光信号を受信し、西の２つのノードの光スイッチングリンクサブシステム４００ｄ、４００ｅに光信号を伝送し／西の２つのノードの光スイッチングリンクサブシステム４００ｄ、４００ｅ光信号を受信する。図６に示される内部インターコネクトラインモジュール４８０の設計に合わせて、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅが光ファイバーで互いに接続される場合、光スイッチングリンクサブシステム４００ａのインターコネクトラインにおける東方向の出力端Ｅ１～Ｅ６、東方向の入力端Ｅ７～Ｅ１２の光経路はそれぞれ光ファイバーで接続され次の光スイッチングリンクサブシステム４００ｂインターコネクトラインにおける西方向の入力端Ｗ１～Ｗ６、西方向の出力端Ｗ７～Ｗ１２の光経路に対応し、以下同様である。

【0132】

また、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの相互接続構造により、同じ波長の組み合わせ（λ５、λ６、λ７、λ８）で衝突なしに相互に光信号を伝送し、波長再利用の特性を有する。図面に示すように、光スイッチングリンクサブシステム４００ａは波長の組み合わせλ５、λ６、λ７、λ８によりそれぞれ光信号を光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅに伝送してよい。光スイッチングリンクサブシステム４００ｂも衝突なしに波長の組み合わせλ５、λ６、λ７、λ８でそれぞれ光信号を光スイッチングリンクサブシステム４００ｃ～４００ｅ、４００ａに伝送してもよい。類似的に、同じ波長の組み合わせλ５、λ６、λ７、λ８は他の光スイッチングリンクサブシステムが相互に光信号を伝送するために他の光スイッチングリンクサブシステム４００ｃ～４００ｅを再利用してよく、その内容をここで説明しない。

【0133】

図７Ａに示す例において、経路ＲＴａは第１層ネットワークＴ１におけるポッドＰ２からの光信号ＳｉｇＡが波長λ５で光スイッチングリンクサブシステム４００ａが正常経路によって東の第１のノード（光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ）に伝送される。伝送中に、光スイッチングリンクサブシステム４００ａの６ｘ４の波長選択スイッチ（即ち、光路切替サブモジュール４６０）はポッドＰ２からの光信号ＳｉｇＡを選択して東へ伝送し内部インターコネクトラインにおける１ｘ２のインターコネクトビームスプリッタ４８６によってコピーし正常方向（即ち、東）に分割し次のノード（光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ）に伝送する。光信号ＳｉｇＡが目的地の光スイッチングリンクサブシステム４００ｂの内部インターコネクトラインに入る場合、１ｘ２のインターコネクトビームスプリッタ４８１によってコピーし光スイッチングリンクサブシステム４００ｂのフェールオーバーサブモジュール４９０に分割し伝送し、この場合、フェールオーバーサブモジュール４９０は正常経路上の光信号を通過させ光スイッチングリンクサブシステム４００ｂの６ｘ４の波長選択スイッチ（即ち、光路切替サブモジュール４６０）に伝送して波長を選択し受信する。光信号の具体的な伝送細部は図７Ｂに示され、ここで説明しない。

【0134】

一方、経路ＲＴｂは、第１層ネットワークＴ１におけるポッドＰ１からの光信号ＳｉｇＢが波長λ７で光スイッチングリンクサブシステム４００ａにより正常経路によって西の第２のノード（光スイッチングリンクサブシステム４００ｄ）に伝送されることを示す。伝送中に、光スイッチングリンクサブシステム４００ａの６ｘ４の波長選択スイッチ（即ち、光路切替サブモジュール４６０）はポッドＰ１からの光信号ＳｉｇＢを選択して西に伝送しその内部インターコネクトラインにおける１ｘ２のインターコネクトビームスプリッタ４８５によってコピーし正常方向（西）へ分割し次のノード（光スイッチングリンクサブシステム４００ｅ）に伝送する。

【0135】

光信号ＳｉｇＢが光スイッチングリンクサブシステム４００ｅの内部インターコネクトラインに入る場合、１ｘ２のインターコネクトビームスプリッタ４８２によってコピーし西に分割して引き続き次のノード（光スイッチングリンクサブシステム４００ｄ）に伝送する。光信号ＳｉｇＢが目的地の光スイッチングリンクサブシステム４００ｄの内部のインターコネクトラインに入る場合、直接光スイッチングリンクサブシステム４００ｄのフェールオーバーサブモジュール４９０に伝送され、この場合、フェールオーバーサブモジュール４９０は正常経路上の光信号を通過させ光スイッチングリンクサブシステム４００ｄの６ｘ４の波長選択スイッチ（即ち、光路切替サブモジュール４６０）に伝送して波長を選択し受信する。

【0136】

図８Ａを参照されたい。図８Ａは本開示内容の一部の実施例による保護回路動作模式図である。図８Ａに示すように、光スイッチングリンクサブシステム４００ａと光スイッチングリンクサブシステム４００ｅの間のリボン状光ファイバーが切断することを仮定し、これにより光スイッチングリンクサブシステム４００ａが正常経路によって西へ光信号ＳｉｇＣを光スイッチングリンクサブシステム４００ｅに伝送することができなく、光信号を光スイッチングリンクサブシステム４００ｄに伝送することができない。この場合、光スイッチングリンクサブシステム４００ｅのフェールオーバーサブモジュール４９０は東の第１の光スイッチングリンクサブシステム４００ａからの光強度が急に弱くなることを検出し、接続を自動的に保護経路ＲＴｃに切り替える。

【0137】

実際に、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ、４００ｅの間のリボン状光ファイバーが切断すると、同時に他の光スイッチングリンクサブシステムの信号伝送に影響をもたらす。

【0138】

本例では、各光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅは東／西の他の２つの光スイッチングリンクサブシステムからの光信号を受信する状態は、以下の表２に示される通りである。

【表2】

表２．ＯＳＩＳ光信号の受信状態

【0139】

表２において、標識Ｏは、正常経路によって光信号を受信できることを示すが、標識Ｘは、正常経路によって光信号を受信できなく、必ずフェールオーバーサブモジュール４９０によって接続を保護経路に切り替えて光信号を受信しなければならないことを示す。従って、光スイッチングリンクサブシステム４００ｃだけがリボン状光ファイバーの切断による影響を受けなく、他の光スイッチングリンクサブシステムの一部の受信経路がリボン状光ファイバーの切断による影響を受け、フェールオーバーサブモジュール４９０によって接続を保護経路に切り替える必要がある。

【0140】

実際に、通常の状況で、光信号ＳｉｇＣは光スイッチングリンクサブシステム４００ａ内のインターコネクトビームスプリッタ４８５によってコピーし２つの光に分割し同時に正常経路（即ち、第１の水平伝送光信号は西へ）及び保護経路（即ち、第２の水平伝送光信号の東への経路ＲＴｃ）に伝送する。光信号ＳｉｇＣが保護経路によって東へ伝送される場合、２つのノード（光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ、４００ｃ）を通過してその内部のインターコネクトビームスプリッタを通過しなく、そしてまた光スイッチングリンクサブシステム４００ｄに伝送する。光信号ＳｉｇＣが光スイッチングリンクサブシステム４００ｄの内部インターコネクトラインに入る場合、１ｘ２のインターコネクトビームスプリッタ４８３によってコピーし東へ分割し引き続き次のノード（光スイッチングリンクサブシステム４００ｅ）に伝送する。

【0141】

最後、光信号ＳｉｇＣが目的地の光スイッチングリンクサブシステム４００ｅの内部インターコネクトラインに入る場合、直接光スイッチングリンクサブシステム４００ｅのフェールオーバーサブモジュール４９０に伝送される。この場合、フェールオーバーサブモジュール４９０は既に保護経路に切り替えられるので、光信号ＳｉｇＣは通過して光スイッチングリンクサブシステム４００ｅの６ｘ４の波長選択スイッチ（即ち、光路切替サブモジュール４６０）に伝送されて波長を選択し受信する。

【0142】

これにより、光スイッチングリンクサブシステム４００ａにおけるフェールオーバーサブモジュール４９０における光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８は、残りの光スイッチングリンクサブシステム４００ｂ～４００ｅにおける対応する１つからそれぞれ正常ラインによって第１の水平伝送光信号を受信し、保護回路によって第２の水平伝送光信号を受信し、選択信号ＳＳに対応して第１の水平伝送光信号と第２の水平伝送光信号１つを光路切替サブモジュール４６０に出力することができる。このように、正常ラインが切断又は他の故障により第１の水平伝送光信号が失い又は信号強度が低下する場合、対応する光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８は保護経路に切り替えられ、第２の水平伝送光信号により信号伝送を行うことができる。

【0143】

再び図６を参照されたい。図６に示すように、フェールオーバーサブモジュール４９０は、光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８に加え、更に４つの分光検出器（ｔａｐ ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ；ｔａｐ ＰＤ）４９１、４９３、４９５、４９７が配置される。前の段落で説明したように、２ｘ１の光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８はそれぞれ東及び西の各２つの光スイッチングリンクサブシステムの正常経路（実線）及び保護経路（点線）からの光信号を受信することに用いられる。

【0144】

図面に示すように、同じ２ｘ１の光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８の正常経路及び保護経路に入る光信号は、ソース端でインターコネクトビームスプリッタ４８５、４８６によりコピーされ分割されてそれぞれ正常方向と相逆方向から伝送され、従って、２つ光信号に記載の情報内容が同じである。各２ｘ１の光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８のデフォルトの切り替え設定は正常経路の光信号を通過させることである。

【0145】

なお、一部の実施例において、分光検出器４９１、４９３、４９５、４９７の役割は、２％の入力光信号（ｏｐｔｉｃａｌ ｉｎｐｕｔ ｐｏｗｅｒ）を対応する電流値に転換し、またアナログデジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）の板によって対応する電圧値に転換し、これにより光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８がそれぞれ前記電圧値に応じて切り替えられることである。

【0146】

例として、電圧値が臨界値より低い（即ち、切断又は信号が不良であると検出する）場合、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ内のマイクロコントローラ（Ｍｉｃｒｏ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｕｎｉｔ；ＭＣＵ）４１０は信号ＳＳを出力し対応する２ｘ１の光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８を切り替えて、保護経路の光信号を通過させるように変更する。これにより、マイクロコントローラ４１０は、フェールオーバーサブモジュール４９０から出力される第２の水平伝送光信号を制御するように、第１の水平伝送光信号の信号強度が閾値よりも小さい時に選択信号ＳＳをフェールオーバーサブモジュール４９０に出力することに用いられる。

【0147】

具体的に、マイクロコントローラ４１０がいつ光路切替を起動するかは２種類の異なる判断方式を有する。まず、第１の判断メカニズムはポーリング（Ｐｏｌｌｉｎｇ）メカニズムである。図８Ｂを参照されたい。図８Ｂはポーリング機構におけるマイクロコントローラ４１０の判断方法８００を示す流れ図である。ポーリング機構において、マイクロコントローラ４１０はずっと各分光検出器４９１、４９３、４９５、４９７の電圧状態をアクティブに監視し、切断を発見すると光スイッチの切り替えを行う。一部の実施例において、マイクロコントローラ４１０は、判断方法８００に対応する操作を実行するように、ドライバを実行することができる。

【0148】

図８Ｂに示すように、判断方法８００は工程Ｓ８１０～Ｓ８４０を含む。まず、工程Ｓ８１０において、マイクロコントローラ４１０におけるドライバ（ｄｒｉｖｅｒ）により順に各分光検出器４９１、４９３、４９５、４９７の電圧値を読み出す。次に、工程Ｓ８２０において、それぞれ分光検出器４９１、４９３、４９５、４９７が読み出される電圧値の大きさを予め定められる閾値と比較する。

【0149】

電圧値が閾値よりも大きい場合、工程Ｓ８３０を実行し間隔時間（例えば：５秒間）を待ち、工程Ｓ８１０～Ｓ８３０を繰り返す。

【0150】

電圧値が閾値よりも小さい場合、工程Ｓ８４０を実行して、異常処理プログラムを実行する。工程Ｓ８４０は工程Ｓ８４１～Ｓ８４５を更に含む。まず、工程Ｓ８４１において、システムファームウェアのシステムレコードにより異常回数を判断する。つまり、ドライバは第１回に異常を検出するか又は第２回に異常を検出するかを判断することができる。

【0151】

ドライバが分光検出器４９１、４９３、４９５、４９７の１つの電圧値がプリセットの閾値よりも小さいと第１回検出する場合、対応する正常な受信経路は切断（ｆａｕｌｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）と見なされ、工程Ｓ８４２、Ｓ８４３を実行する。工程Ｓ８４２において、マイクロコントローラ４１０は選択信号ＳＳを出力して対応する２ｘ１の光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８を切り替え、これにより予備の保護経路の光信号を通過させる。工程Ｓ８４３において、マイクロコントローラ４１０は異常通知信号を出力して１つの分光検出器４９１、４９３、４９５、４９７の第１回の異常状況が発生することをシステムファームウェアに通知する。

【0152】

ドライバが分光検出器４９１、４９３、４９５、４９７の１つの電圧値が持続的に定められた閾値よりも小さいと第２回検出する場合、マイクロコントローラ４１０は対応する２ｘ１の光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８を切り替えなく、工程Ｓ８４４、Ｓ８４５を実行する。工程Ｓ８４４において、マイクロコントローラ４１０は、異常通知信号を出力して１つの分光検出器４９１、４９３、４９５、４９７の第２回の異常状況が発生することをシステムファームウェアに通知する。次に、工程Ｓ８４５において、マイクロコントローラ４１０は異常の分光検出器４９１、４９３、４９５、４９７に対してポーリングしその状態を読み出す操作を停止する。

【0153】

リボン状光ファイバーが修復されると、システムファームウェアは復元の動作を行うようにドライバに通知し、すべての２ｘ１の光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８を改めて元の正常経路に切り替える。注意すべきなのは、判断方法８００において、マイクロコントローラ４１０は持続的に電圧状態を調べ切断をするかを判断するので、マイクロコントローラ４１０の一部の計算資源が消費される。

【0154】

一方、第２種の判断メカニズムは中断（Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ）メカニズムである。中断メカニズムでマイクロコントローラ４１０は分光検出器４９１、４９３、４９５、４９７の状態を常に監視するわけではないが、切断が発生すると、マイクロコントローラ４１０は分光検出器４９１、４９３、４９５、４９７の状態を確認するためにトリガが中断され、対応する２ｘ１の光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８の経路を切り替える。

【0155】

図８Ｃ、図８Ｄを参照されたい。図８Ｃ、図８Ｄは本開示内容の一部の実施例によるマイクロコントローラ４１０が中断メカニズムを実行する操作模式図である。図８Ｃに示すように、分光検出器４９１、４９３、４９５、４９７はそれぞれマイクロコントローラ４１０に接続される中断ピンＩＴＲ１～ＩＴＲ４を含む。分光検出器４９１を例として、第１回に分光検出器４９１の電圧値が閾値よりも小さい場合、その対応する中断ピンＩＴＲ１～ＩＴＲ４がトリガされてトリガ信号ＴＳ１を出力してマイクロコントローラ４１０に通知される。マイクロコントローラ４１０はトリガ信号ＴＳ１を受信する場合、対応するドライバを実行して判断方法８００と類似する操作を実行する。

【0156】

具体的に、この場合マイクロコントローラ４１０は、まず分光検出器４９１の電圧値を読み出してそれが閾値よりも小さいことを確認する。電圧値が閾値よりも小さい場合、マイクロコントローラ４１０はシステムファームウェアＦＷのシステムレコードにより異常回数を判断する。

【0157】

マイクロコントローラ４１０は分光検出器４９１の電圧値がプリセットの閾値よりも小さいと第１回確認する場合、正常な受信経路が切断（ｆａｕｌｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）と見なされ、工程Ｓ８４２、Ｓ８４３を実行する。工程Ｓ８４２において、マイクロコントローラ４１０は選択信号ＳＳを出力し対応する２ｘ１の光スイッチ４９２を切り替えて予備の保護経路光信号を通過させる。工程Ｓ８４３において、マイクロコントローラ４１０は異常通知信号ＮＳ１を出力して現在第１回の異常状況が発生する分光検出器４９１があることをシステムファームウェアＦＷに通知する。

【0158】

類似的に、図８Ｄに示すように、第２回に分光検出器４９１の電圧値が閾値よりも小さい場合、中断ピンＩＴＲ１は再度トリガされトリガ信号ＴＳ２を出力しマイクロコントローラ４１０に通知する。この場合マイクロコントローラ４１０は再度分光検出器４９１の電圧値を読み出してそれが閾値よりも小さいことを確認する。

【0159】

マイクロコントローラ４１０は分光検出器４９１の電圧値が持続的に定められた閾値よりも小さいと第２回検出する場合、マイクロコントローラ４１０は２ｘ１の光スイッチ４９２を切り替えなく、工程Ｓ８４４を実行する。工程Ｓ８４４において、マイクロコントローラ４１０は、異常通知信号ＮＳ２を出力して１つの分光検出器４９１の第２回の異常状況が発生することをシステムファームウェアＦＷに通知する。

【0160】

類似的に、リボン状光ファイバーが修復されると、システムファームウェアＦＷは、マイクロコントローラ４１０に通知し、ドライバによって復元の動作を行い、すべての２ｘ１の光スイッチ４９２、４９４、４９６、４９８を改めて元の正常経路に切り替える。

【0161】

要するに、図８Ｂに示されるポーリング機構又は図８Ｃ、図８Ｄに示される中断メカニズムによって、マイクロコントローラ４１０はフェールオーバーサブモジュール４９０を制御し、選択的に正常経路又は保護経路から光信号伝送を行い、第２層ネットワークＴ２における各光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの間の相互接続保護経路設計を実現することができる。

【0162】

このように、第２層ネットワークＴ２における１本のリボン状光ファイバーが切断する場合、光信号は依然として保護経路によって目的地の光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅに伝送されて、これによって光信号伝送が影響を受けない。

【0163】

図９を参照されたい。図９は本開示内容の一部の実施例によるポッド間（ｉｎｔｅｒ－Ｐｏｄ）光トンネル経路を示す模式図である。図９の実施例において、ポッドＰ１におけるラック９００ｃは光信号を別のポッドＰ２におけるラック９００ａ、９００ｂに伝送しようとする。ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は２本のポッド間（ｉｎｔｅｒ－Ｐｏｄ）光トンネルを確立することに用いられる。具体的に、光トンネルは光信号の伝送経路及び選択光信号の波長を含む。ラック９００ｃとラック９００ａの間の光トンネルはラック９００ｃによってトップオブラックスイッチＴｏＲｃ、光分岐挿入サブシステム２００ｃ、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ、光分岐挿入サブシステム２００ａ、トップオブラックスイッチＴｏＲａを通過してラック９００ａの経路ＲＰ１に到達し、波長λ５の伝送光信号の形成される光トンネルを選択し使用する。

【0164】

一方、ラック９００ｃとラック９００ｂの間の光トンネルはラック９００ｃによってトップオブラックスイッチＴｏＲｃ、光分岐挿入サブシステム２００ｃ、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ、交換接続子システム４００ｂ、光分岐挿入サブシステム２００ｂ、トップオブラックスイッチＴｏＲｂを通過してラック９００ｂの経路ＲＰ２に到達し、波長λ６の伝送光信号の形成される光トンネルを選択し使用する。

【0165】

この２本の光トンネルを確立するために、通過する特定の波長を選択するように必ず経路に沿った光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｃ及び光スイッチングリンクサブシステム４００ａ、４００ｂにおける６ｘ４の波長選択スイッチ（即ち、光路切替サブモジュール４６０）を設定しなければならない。

【0166】

図１０Ａと図１０Ｂを参照されたい。図１０Ａと図１０Ｂはそれぞれ光スイッチングリンクサブシステム４００ａ、光スイッチングリンクサブシステム４００ｂにおける光路切替サブモジュール４６０の設置模式図である。図１０Ａに示すように、経路ＲＰ１に対して光スイッチングリンクサブシステム４００ａにおける１つの１ｘ１の波長選択スイッチ４６４ｎ及び目的地の光分岐挿入サブシステム２００ａの第２の伝送モジュール２２０における２ｘ１の波長選択スイッチＷＳＳ２１の対応する１つの１ｘ１の波長選択スイッチを設定するだけで光トンネルを確立することができる。

【0167】

一方、図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、経路ＲＰ２に対して光スイッチングリンクサブシステム４００ａにおける１ｘ１の波長選択スイッチ４６４ａ、光スイッチングリンクサブシステム４００ｂにおける１ｘ１の波長選択スイッチ４６４ｇ、及び目的地の光分岐挿入サブシステム２００ｂの第１の伝送モジュール２１０における２ｘ１の波長選択スイッチＷＳＳ１１の対応する１つの１ｘ１の波長選択スイッチを設定するだけで光トンネルを確立することができる。

【0168】

このように、伝送中に、まず、波長λ５とλ６の光信号はラック９００ｃのトップオブラックスイッチＴｏＲｃ出入ポートにおける対応するＤＷＤＭ光トランシーバモジュールによって光分岐挿入サブシステム２００ｃの第１の伝送モジュール２１０の対応する挿入ポートに伝送されて、マルチプレクサ２１２により１本の光ファイバーに統合され、また２ｘ２の第１のビームスプリッタＳＰ１１によってコピーされ北へ分割され光スイッチングリンクサブシステム４００ａの対応する挿入ポートに伝送され、マルチプレクサＢＭＵＸ１によって合成光信号ＳｉｇＵ１に統合され光路切替サブモジュール４６０に伝送される。この場合λ５とλ６は１ｘ３入力ビームスプリッタ４６２ｅによってコピーされ３つに分割され、一方は東へ他の光スイッチングリンクサブシステムに伝送され、他方は西へ他の光スイッチングリンクサブシステムに伝送され、最後の一方は南へ目的地のポッドＰ２における光分岐挿入サブシステム２００ａ、２００ｂに伝送される。

【0169】

南へ目的地のポッドＰ２における光分岐挿入サブシステム２００ａに伝送される光信号は波長選択スイッチ４６４ｎによって波長λ５が通過するように選択して、また５ｘ１の出力光コンバイナ４６６ｄによりコピーされ１つに統合され、次にまた光信号増幅器４６８ｄによって光パワーを増幅する。ビームスプリッタＳＰＬＴ２により合成光信号ＳｉｇＤ２をコピーし分割して目的地のポッドＰ２における各光分岐挿入サブシステムに伝送する。

【0170】

図９に示すように、光分岐挿入サブシステム２００ａの第２の伝送モジュール２２０に伝送される光信号は２ｘ１の波長選択スイッチ（図２の波長選択スイッチＷＳＳ２１を参照されたい）の対応して受信された１ｘ１の波長選択スイッチによって波長λ５が通過するように選択しデマルチプレクサ２２６等に伝送され、波長λ５は光分岐挿入サブシステム２００ａの第２の伝送モジュール２２０におけるデマルチプレクサ（図２における第２の伝送モジュール２２０のデマルチプレクサ２２６を参照されたい）の第５のドロップポートからラック９００ａのトップオブラックスイッチＴｏＲａの出入ポートの対応するＤＷＤＭ光トランシーバモジュールの受信端に伝送され、ラック９００ｃからラック９００ａまでの光信号伝送を完成する。

【0171】

一方、東へ伝送される光信号は波長選択スイッチ４６４ａによって波長λ６が通過するように選択して、また２ｘ１の出力光コンバイナ４６６ａによってコピーし１つに統合し、次にまた光信号増幅器４６８ａによって光パワーを増幅し合成光信号ＳｉｇＥ０として、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ、４００ｂ間のインターコネクトライン４８０によって東へ光スイッチングリンクサブシステム４００ｂに伝送される。

【0172】

図１０Ｂに示すように、光信号が光スイッチングリンクサブシステム４００ｂにおける光路切替サブモジュール４６０に伝送されてから、波長λ６の光信号は１ｘ２の入力ビームスプリッタ４６２ｃによってコピーされ２つに分割され、一方の光信号は南へ目的地のポッドＰ２における各光分岐挿入サブシステムに伝送され、他方の光信号は南へ別のポッドにおける各光分岐挿入サブシステムに伝送される。

【0173】

南へ目的地のポッドＰ２に伝送される光信号は１ｘ１の波長選択スイッチ４６４ｇによって波長λ６の光信号が通過するように選択して、また５ｘ１の出力光コンバイナ４６６ｃによってコピーされ１つの光信号に統合され、また光信号増幅器４６８ｃによって光パワーを増幅し合成光信号ＳｉｇＤ１として、ビームスプリッタＳＰＬＴ１により合成光信号ＳｉｇＤ１をコピーし分割して目的地のポッドＰ２における各光分岐挿入サブシステムに伝送する。

【0174】

光分岐挿入サブシステム２００ｂに伝送される第１の伝送モジュール２１０の光信号は、２ｘ１の波長選択スイッチ（図２の波長選択スイッチＷＳＳ１１を参照されたい）の対応して受信された１ｘ１の波長選択スイッチによって波長λ６の光信号が通過するように選択してデマルチプレクサ２１６に伝送し、波長λ６の光信号はデマルチプレクサ（図２における第１の伝送モジュール２１０のデマルチプレクサ２１６を参照されたい）の第６つのドロップポートからラック９００ｂのトップオブラックスイッチＴｏＲｂの出入ポートの対応するＤＷＤＭ光トランシーバモジュールの受信端に伝送され、ラック９００ｃをラック９００ｂの光信号伝送を完成する。

【0175】

また、注意すべきなのは、前記の第２層ネットワークＴ２における各光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅの保護経路に加え、第１層ネットワークＴ１における同じポッドＰ１内の各光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅの間、及び第１層ネットワークＴ１と第２層ネットワークＴ２の間は、互いに独立した伝送リングＲｉｎｇ１、Ｒｉｎｇ２によって経路保護を実現してよい。光ファイバーが切断し又は光ファイバーコネクタが損傷した場合、保護経路によって光信号を伝送するように変更して、システムが光ファイバーの切断により全体の光トンネルネットワークの信号が中断しないように確保する。説明を単純化するために、図１１Ａを参照されたい。図１１Ａは本開示内容の一部の実施例による第１層ネットワークＴ１のポッドＰ１の保護経路設計模式図である。

【0176】

図１１Ａに示すように、第１層ネットワークＴ１における各ポッドＰ１は複数の独立した伝送リングＲｉｎｇ１、Ｒｉｎｇ２を含むので、１つのリング（例えば、伝送リングＲｉｎｇ１）が切断される場合、経路の保護を達成するように他の伝送リングＲｉｎｇ２によって光信号伝送を行ってよい。また、伝送リングＲｉｎｇ１、Ｒｉｎｇ２の光ファイバーは別々に分離されるので、２本の独立した光ファイバーが同時に切断が発生する可能性が非常に低い。

【0177】

本実施例において、ポッドＰ１内の各第１の伝送モジュール２１０の伝送リングＲｉｎｇ１に対応する光ファイバーが切断される場合、一部の光分岐挿入サブシステムの第１の伝送モジュール２１０が西へ光信号を他の光分岐挿入サブシステムに伝送することができなくなり、例えば光分岐挿入サブシステム２００ａの第１の伝送モジュール２１０が西へ伝送光信号を同じポッドＰ１における他の光分岐挿入サブシステム２００ｂ～２００ｅに伝送することができない。この場合、伝送リングＲｉｎｇ１によって光信号を伝送できない光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅは、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００によって対応するトップオブラックスイッチＴｏＲ及び経路を通過する必要がある波長選択スイッチを設定して、これによって光信号が第２の伝送モジュール２２０によって東へ伝送リングＲｉｎｇ２によって光信号を他の光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅに伝送する。

【0178】

図１１Ａに示すように、光分岐挿入サブシステム２００ａの第１の伝送モジュール２１０ａと光分岐挿入サブシステム２００ｂの第１の伝送モジュール２１０ｂとの間の伝送リングＲｉｎｇ１の一部は切断する。図２及び図３に示すように、光分岐挿入サブシステム２００ａに対応するユニットがデータを同じポッドＰ１における光分岐挿入サブシステム２００ｂに対応するユニットに伝送しようとする場合、光分岐挿入サブシステム２００ａによって光分岐挿入サブシステム２００ｂに伝送されたデータは、光分岐挿入サブシステム２００ａの第１の伝送モジュール２１０ａで正常経路（図３Ｄにおける経路ＲＴ１）を通過して西へ光分岐挿入サブシステム２００ｂの第１の伝送モジュール２１０ｂに伝送される。図２及び図３Ｄの実施例において、上記データを伝送するために、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００が１本のポッド内光トンネルを確立することに用いられてよく、光分岐挿入サブシステム２００ａから光分岐挿入サブシステム２００ｂまでの経路ＲＴ１を使用し、波長λ１を選択して使用する。如何に経路ＲＴ１を確立するかは既に図４、図５、図６、図７Ａ及び図７Ｂの実施例において完全的に説明された。しかし、図１１Ａに示すような実施例において、第１の伝送モジュール２１０ａと２１０ｂとの間の正常経路（つまり図３Ｄに示すような経路ＲＴ１）で切断の状況は発生する。

【0179】

図１１Ａに示すような例において、第１の伝送モジュール２１０ａは、正常経路を通過して西へデータを第１の伝送モジュール２１０ｂに伝送することができない。一代替方式において、このデータは、第２の伝送リングＲｉｎｇ２を通過して東へ伝送されてよい。図１１Ａに示すように、データは、まず光分岐挿入サブシステム２００ａの第２の伝送モジュール２２０ａにアップロードされ、東へ第２の伝送モジュール２２０ｅ、２２０ｄ及２２０ｃを通過するように伝送され、光分岐挿入サブシステム２００ｂの第２の伝送モジュール２２０ｂに到達する。そして、データは、第２の伝送モジュール２２０ｂによって光分岐挿入サブシステム２００ｂに対応するユニットにダウンロードされる。この場合、上記経路（第２の伝送モジュール２２０ａから、東へ第２の伝送モジュール２２０ｅ、２２０ｄ及２２０ｃを通過するように伝送され、光分岐挿入サブシステム２００ｂの第２の伝送モジュール２２０ｂに到達する）は、正常経路（つまり図３Ｄに示すような経路ＲＴ１）に対応する保護経路と見なされる。

【0180】

図１１Ａの実施例は、第１の伝送リングＲｉｎｇ１で切断する状況を展示する。本開示はこれに限定されない。別の実施例において、切断が第２の伝送リングＲｉｎｇ２で（未図示）発生する場合、第１の伝送リングＲｉｎｇ１で代替的な経路を確立してデータを伝送することができる。

【0181】

また、実際に、伝送リングＲｉｎｇ１、Ｒｉｎｇ２が同時に切断される場合、切断の位置が特定条件に合致すると、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００によって改めてポッドにおける各光分岐挿入サブシステムの波長選択スイッチＷＳＳ１１、ＷＳＳ１２、ＷＳＳ２１、ＷＳＳ２２及びポッドにおける各トップオブラックスイッチＴｏＲを設定することで、すべての光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅを相互通信可能にする。

【0182】

図１１Ｂを参照されたい。図１１Ｂは本開示内容の一部の実施例による第１層ネットワークＴ１のポッドＰ１の保護経路設計模式図である。図１１Ｂに示すように、伝送リングＲｉｎｇ１、Ｒｉｎｇ２の切断が発生した位置は同じ接続点（即ち、光分岐挿入サブシステム２００ａ、２００ｂの間）にあり、１つのポッドＰ１で１つの接続点だけが同時に２つの伝送リングＲｉｎｇ１、Ｒｉｎｇ２の切断が発生した場合、影響を受けた光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅはソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００により改めてトップオブラックスイッチＴｏＲ及び経路を通過する必要がある波長選択スイッチを設定することで、影響を受けた光分岐挿入サブシステムが他の光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅと相互接続可能になる。光分岐挿入サブシステム２００ａ、２００ｂを例として、伝送リングＲｉｎｇ１が切断される場合、光分岐挿入サブシステム２００ａに対して、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００はトップオブラックスイッチＴｏＲ及び経路を通過する必要がある波長選択スイッチを設定してよく、これによって光信号は第２の伝送モジュール２２０ａの波長を選択して東へ伝送リングＲｉｎｇ２によって光信号を光分岐挿入サブシステム２００ｂに伝送する。一方、光分岐挿入サブシステム２００ｂに対して、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００はトップオブラックスイッチＴｏＲ及び経路を通過する必要がある波長選択スイッチを設定してよく、これによって光信号は第１の伝送モジュール２１０ｂの波長を選択して西へ伝送リングＲｉｎｇ１によって光信号を光分岐挿入サブシステム２００ａに伝送し、以下同様である。

【0183】

図１１Ｂに示すように、光分岐挿入サブシステム２００ａの第１の伝送モジュール２１０ａと光分岐挿入サブシステム２００ｂの第１の伝送モジュール２１０ｂとの間が切断することに加え（既に図１１Ａの実施例において説明された）、光分岐挿入サブシステム２００ａの第２の伝送モジュール２２０ａと光分岐挿入サブシステム２００ｂの第２の伝送モジュール２２０ｂとの間も別の切断は発生する。

【0184】

正常な場合で（切断が発生しないと）、光分岐挿入サブシステム２００ｂに対応するユニットがデータを同じポッドＰ１における光分岐挿入サブシステム２００ａに対応するユニットに伝送しようとすると、光分岐挿入サブシステム２００ｂによって光分岐挿入サブシステム２００ａに発送されるデータは光分岐挿入サブシステム２００ｂで正常経路を通過して東へ光分岐挿入サブシステム２００ａに伝送され、その正常経路が第２の伝送モジュール２２０ｂから第２の伝送リングＲｉｎｇ２に沿って直接東へ第２の伝送モジュール２２０ａに到達する。しかし、図１１Ｂに示すように、第２の伝送モジュール２２０ｂから第２の伝送リングＲｉｎｇ２に沿って東へ第２の伝送モジュール２２０ａに到達する正常経路においても切断が発生する。

【0185】

この場合、図１１Ｂに示すように、切断のため第２の伝送モジュール２２０ｂから第２の伝送リングＲｉｎｇ２に沿って直接東へデータを第２の伝送モジュール２２０ａに伝送することができない。一代替方式において、このデータは、第１の伝送リングＲｉｎｇ１を通過して西へ伝送されてよい。図１１Ｂに示すように、データは、まず光分岐挿入サブシステム２００ｂの第１の伝送モジュール２１０ｂにアップロードされ、西へ第１の伝送モジュール２１０ｃ、２１０ｄ及び２１０ｅを通過するように伝送され、光分岐挿入サブシステム２００ａの第１の伝送モジュール２１０ａに到達する。そして、データは、第１の伝送モジュール２１０ａによって光分岐挿入サブシステム２００ａに対応するユニットにダウンロードされる。この場合、上記経路（光分岐挿入サブシステム２００ｂの第１の伝送モジュール２１０ｂから、西へ第１の伝送モジュール２１０ｃ、２１０ｄ及び２１０ｅを通過するように伝送され、光分岐挿入サブシステム２００ａの第１の伝送モジュール２１０ａに到達する）は、正常経路（つまり第２の伝送モジュール２２０ｂから第２の伝送リングＲｉｎｇ２に沿って直接東へ第２の伝送モジュール２２０ａに伝送される）に対応する保護経路と見なされる。

【0186】

図１１Ｂの実施例は、第１の伝送リングＲｉｎｇ１及び第２の伝送リングＲｉｎｇ２のラインの一部で切断が発生する状況を展示する。別の実施例において、切断が第２の伝送リングＲｉｎｇ２で発生する場合、第１の伝送リングＲｉｎｇ１で代替的な経路を確立してデータを伝送することができる。類似的に、切断が第１の伝送リングＲｉｎｇ１で発生する場合、第２の伝送リングＲｉｎｇ２で代替的な経路を確立してデータを伝送することができる。

【0187】

つまり、ＳＤＮコントローラ５００は伝送リングＲｉｎｇ１での光分岐挿入サブシステム２００ａから光分岐挿入サブシステム２００ｂまでの光経路が切断される場合、対応的にトップオブラックスイッチＴｏＲ及び経路を通過する必要がある波長選択スイッチを設けることに用いられてよくて、第２の伝送モジュール２２０ａ～２２０ｅにより伝送リングＲｉｎｇ２での光分岐挿入サブシステム２００ａから光分岐挿入サブシステム２００ｂまでの光トンネルを確立する。一部の実施例において、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は、伝送リングＲｉｎｇ２での光分岐挿入サブシステム２００ｂから光分岐挿入サブシステム２００ａまでの光経路が切断される場合、対応的にトップオブラックスイッチＴｏＲ及び経路を通過する必要がある波長選択スイッチを設けることに用いられてよくて、第１の伝送モジュール２１０ａ～２１０ｅにより伝送リングＲｉｎｇ１での光分岐挿入サブシステム２００ｂから光分岐挿入サブシステム２００ａまでの光トンネルを確立する。

【0188】

図１２を参照されたい。図１２は本開示内容の一部の実施例による第１層ネットワークＴ１と第２層ネットワークＴ２との間の保護経路設計模式図である。前の段落で説明したように、各光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅは光ファイバーで第２層ネットワークＴ２における２つの隣接する光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅに接続される。例として、光分岐挿入サブシステム２００ｃの第１の伝送モジュール２１０ｃ、第２の伝送モジュール２２０ｃはそれぞれ２つの隣接する光スイッチングリンクサブシステム４００ａ、４００ｅに接続される１対の光ファイバーをそれぞれ有する。従って、光分岐挿入サブシステム２００ｃの光スイッチングリンクサブシステム４００ａに接続される光ファイバーが切断される場合、光分岐挿入サブシステム２００ｃは別の光経路によって光信号を別の光スイッチングリンクサブシステム４００ｅに伝送してから、また目的地の光スイッチングリンクサブシステム４００ａに伝送して、別の経路を保護する目的を達成する。

【0189】

図１２を例として、図９の実施例と同じ、本例のポッドＰ１におけるラック９００ｃは光信号を別のポッドＰ２におけるラック９００ａに伝送しようとする。正常な場合で（図９を参照すると）、ポッドＰ１のラック９００ｃからデータをポッドＰ２のラック９００ａに伝送する正常経路は、光分岐挿入サブシステム２００ｃの第１の伝送モジュールから上へ光スイッチングリンクサブシステム４００ａに到達し、そして下へ光分岐挿入サブシステム２００ａの第１の伝送モジュールに到達するものである。図１２において光分岐挿入サブシステム２００ｃの第１の伝送モジュール２１０ｃの１つの光スイッチングリンクサブシステム４００ａに接続される光ファイバーが切断することを仮定する。この場合、図９に示すような正常経路によってデータをポッドＰ１のラック９００ｃからデータをポッドＰ２のラック９００ａに伝送することができなく、この時に対応して保護経路を確立する。ソフトウェア定義ネットワークコントローラによってトップオブラックスイッチＴｏＲｃの設定選択を設置して第２の伝送モジュール２２０ｃの波長伝送光信号を別の光スイッチングリンクサブシステム４００ｅに伝送するように変更してから、また目的地の光分岐挿入サブシステム２００ａに伝送する。図面における経路ＲＰ３に示すように、一部の場合では、光信号はまず光スイッチングリンクサブシステム４００ｅから別の光スイッチングリンクサブシステム４００ａに伝送されて、また光スイッチングリンクサブシステム４００ａにより目的地の光分岐挿入サブシステム２００ａに伝送される。具体的なエンドツーエンドの伝送細部については、前の段落で詳しく説明されたので、ここで説明しない。

【0190】

つまり、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は、光分岐挿入サブシステム２００ｃから光スイッチングリンクサブシステム４００ａまでの光経路が切断される場合、対応的にトップオブラックスイッチＴｏＲｃを設けて光分岐挿入サブシステム２００ｃから光スイッチングリンクサブシステム４００ｅまでの光トンネル（例えば、経路ＲＰ３）を確立することに更に用いられてよい。類似的に、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は、光分岐挿入サブシステム２００ｃから光スイッチングリンクサブシステム４００ｅまでの光経路が切断される場合、対応的にトップオブラックスイッチＴｏＲｃを設けて光分岐挿入サブシステム２００ｃから光スイッチングリンクサブシステム４００ａまでの光トンネルを確立することに用いられてよい。

【0191】

このように、第１層ネットワークＴ１内部の光ファイバーが切断するか、第２層ネットワークＴ２内部の光ファイバーが切断するか、又は第１層ネットワークＴ１と第２層ネットワークＴ２との間の垂直伝送光ファイバーが切断するかに関わらず、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００の何れも予備の経路によって光トンネルを確立し、各光ノードの間の信号伝送を実現して、異なるラックにおける異なるサーバーの間のデータ伝送を達成することができる。

【0192】

本開示内容の一部の実施例において、各波長選択スイッチの何れも１つ又は複数の１ｘ１（１イン１アウト）の波長ブロッカー（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｂｌｏｃｋｅｒ；ＷＢ）からなるアレイ設計によって実現される。波長ブロッカーは、切り替え速度を高めるために、デジタル光プロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｌｉｇｈｔ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；ＤＬＰ）技術を採用してよい。一部の実施例において、そのアレイを切り替える時間は約１００マイクロ秒間（ｍｉｃｒｏｓｅｃｏｎｄ；μｓ）だけを必要とするので、より高速でリアルタイムの全光データセンタネットワーク切り替え機能を有する。

【0193】

要するに、本発明の各実施例において、波長資源を節約するように知恵定義光トンネルネットワークシステム１００で同じ波長を再利用できる新たなネットワークインフラストラクチャを提出する。また、第１層ネットワークＴ１にリング状のインフラストラクチャ設計を採用して、内部インフラストラクチャを交換せずに任意に単一ポッド内の光ノード数を増加でき、同じポッドの内部で伝送リングの数を増加することができる。優れた拡張性を持ち、より柔軟なインクリメンタル式インフラストラクチャ構築を達成することができる。例として、図１に示す実施例において、第１層ネットワークＴ１は４つのポッドＰ１～Ｐ４を含むが、本開示はこれに限定されず、全体のシステムがより多くのラックの間の情報交換を収容する必要があると、全体のネットワークインフラストラクチャを変えない場合で、より多くのポッド数を増加でき、例えば新たに第５のポッド、又更に第６のポッドを増加でき、以下同様である。また、図１に示す実施例において、ポッドＰ１に含まれる光ノード数は５つであり、例えば５つの光分岐挿入サブシステム２００ａ～２００ｅであるが、本開示はこれに限定されず、全体のシステムがより多くのラックの間の情報交換を収容する必要があると、全体のネットワークインフラストラクチャを変えない場合で、部分ポッド（又は全部ポッド）に１つ又は複数の光ノードを増加してよく、例として、拡張の必要がある場合、ポッドＰ１は更に１つの新たな光ノードを含んでよく、共に６つの光ノードを含むが、ポッドＰ２～Ｐ４は５つの光ノードを含むように維持することができる。新たに拡張する必要がある場合、他のポッド（例えばポッドＰ２）に新たな光ノードを追加してよい。以下も同様であるので、インクリメンタル式インフラストラクチャ構築を実現する。

【0194】

一方、第２層ネットワークＴ２における光交換ラインを簡素化し、各光ファイバーが伝送する間に保護経路が設計され、第１層ネットワークＴ１内、第２層ネットワークＴ２内、又は第１層ネットワークＴ１と第２層ネットワークＴ２との間の光ファイバーが切断されることに関わらず、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００の何れも保護経路によって光信号の伝送を行うことができる。

【0195】

このように、低レイテンシ、高周波帯域幅、低電力消費の知恵定義光トンネルネットワークシステム１００を実現し、信頼性、拡張性、波長の再利用性を高め、配線の複雑さを低下させることができる。なお、光伝送システムの持つデータレートの透明性（ｄａｔａ ｒａｔｅ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）特性に基づいて、光トンネルネットワークは光素子設計を変更せずに一定の範囲内で任意の伝送率の光信号を支持することができる。従って、システムのアップグレードを行う時に、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００は１０ＧのＤＷＤＭ光トランシーバモジュールを１００Ｇ規格のＤＷＤＭ光トランシーバモジュールに変更するだけで波長伝送率を１０Ｇｂｉｔ／ｓから１００Ｇｂｉｔ／ｓにアップグレードし、システム伝送率の柔軟性を大幅に向上させ、ハードウェア機器のアップグレードコストを大幅に節約することができる。

【0196】

図１３を参照されたい。図１３は、本発明の一部の実施例による知恵定義光トンネルネットワークシステム１００を示す模式図である。図１３に示すように、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００は、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ－Ｄｅｆｉｎｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＳＤＮ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）５００を更に含む。操作上、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は、命令を光スイッチ（例えば、光スイッチングリンクサブシステム４００ａ、光分岐挿入サブシステム２００）とトップオブラックスイッチＴｏＲに発信する。

【0197】

一部の実施例において、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は、マイクロコントローラ（ｍｉｃｒｏ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、中央処理装置、マイクロプロセッサー（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、デジタルシグナルプロセッサー（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ；ＡＳＩＣ）、複雑なプログラマブルロジックデバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ；ＣＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ；ＦＰＧＡ）、ロジック回路又はコンピューターのような集積回路であってよく、計算又はデータ処理に用いられる。

【0198】

構造上、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は、図面に示される光スイッチングリンクサブシステム４００ａ、光分岐挿入サブシステム２００とトップオブラックスイッチＴｏＲのような、光スイッチングリンクサブシステム、光分岐挿入サブシステムとトップオブラックスイッチに結合される。理解を容易にし説明を簡略化するために、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００と一部の素子の結合関係は図１３に示されない。具体的に、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は、イーサネット（登録商標）ケーブル（ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ｃａｂｌｅ）によりすべての光スイッチングリンクサブシステム、光分岐挿入サブシステムとトップオブラックスイッチに結合されてよい。また、以下の実施例の説明内容と図面において、便利に説明するために、光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳを使用すると特定ではない何れか１つの光スイッチングリンクサブシステムを表し、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳを使用すると特定ではない何れか１つの光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳを表す。例えば、光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳは、図１における５つの光スイッチングリンクサブシステム４００ａ～４００ｅにおける何れか１つの光分岐挿入サブシステムであってよい。光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳは、図１における２５台の光分岐挿入サブシステム２００における何れか１台の光分岐挿入サブシステムであってよい。

【0199】

図１４を参照されたい。図１４は、本発明の一部の実施例によるソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００の機能を示すブロック図である。図１４に示すように、ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は、光トンネルスケジューリングモジュール（Ｔｕｎｎｅｌ Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ）５２０、設定管理モジュール（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｒ）５４０、帯域幅使用率監視モジュール（Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｕｓａｇｅ Ｍｏｎｉｔｏｒ）５６０、トポロジトランスモジュール（Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）５８０と共有データベース（Ｓｈａｒｅｄ Ｍｅｍｏｒｙ）５９０を含む。光トンネルスケジューリングモジュール５２０は、事前割り当てサブモジュール（Ｐｒｅ－ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ）５２２と動的割り当てサブモジュール（Ｄｙｎａｍｉｃ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）５２４を含む。設定管理モジュール５４０は、光ノード設定サブモジュール（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｏｄｅ ＣＭ）５４２とトップオブラックスイッチ設定サブモジュール（ＴｏＲ Ｓｗｉｔｃｈ ＣＭ）５４４を含む。帯域幅使用率監視モジュール５６０は、統計プロセッサー（Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ Ｈａｎｄｌｅｒ）５６２と波長利用プロセッサー（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｕｓａｇｅ Ｈａｎｄｌｅｒ）５６４を含む。

【0200】

構造上、光トンネルスケジューリングモジュール５２０は、設定管理モジュール５４０、帯域幅使用率監視モジュール５６０と共有データベース５９０に結合される。帯域幅使用率監視モジュール５６０は、光トンネルスケジューリングモジュール５２０と共有データベース５９０に結合される。トポロジトランスモジュール５８０は、共有データベース５９０に結合される。一実施例において、設定管理モジュール５４０及び帯域幅使用率監視モジュール５６０は、実行可能なソフトウェアロジック命令を含み、上記のソフトウェアロジック命令がソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００における処理回路（例えばプロセッサー、制御ユニット又はシステムシングルチップ）にロードされ上記の処理回路によって実行される。設定管理モジュール５４０を実行することに用いられる処理回路は光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳ、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳとトップオブラックスイッチＴｏＲに結合される。帯域幅使用率監視モジュール５６０を実行することに用いられる処理回路はトップオブラックスイッチＴｏＲに結合される。上記の設定管理モジュール５４０及び帯域幅使用率監視モジュール５６０は同じ又は異なる処理回路によって実行されてよい。

【0201】

操作上、トポロジトランスモジュール５８０は、トポロジーデータ（Ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｄａｔａ）によりルーティング経路表（Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐａｔｈ Ｔａｂｌｅ）Ｔ＿Ｒｏｕｔ、ルーティング経路表Ｔ＿Ｒｏｕｔ及びトポロジーデータを計算し共有データベース５９０に記憶することに用いられる。トポロジーデータは光ノード数と分布を含む。例えば、図１３の実施例において、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００は少なくとも３０の光ノードを含み、それぞれ５つの光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳと２５の光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳである。ルーティング経路表Ｔ＿Ｒｏｕｔは光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳにおける何れか１方から任意の他方までの複数のルーティング経路を含む。その中、１つのルーティング経路は、図９における経路ＲＰ１のような１つの光トンネルにおける光信号の１本の伝送経路である。言い換えれば、ルーティング経路表Ｔ＿Ｒｏｕｔは知恵定義光トンネルネットワークシステム１００における何れか１つの光分岐挿入サブシステムと他のすべての光分岐挿入サブシステムとの間に存在可能なすべてのルーティング経路を含む。ルーティング経路表Ｔ＿Ｒｏｕｔは、以下の段落で説明する。

【0202】

光トンネルスケジューリングモジュール５２０は、ルーティング経路表Ｔ＿Ｒｏｕｔにより光トンネルネットワークを計画し構築し、計画し構築された光トンネルネットワークにおける光トンネルのルーティング経路と波長情報により制御コマンドＣＣを設定管理モジュール５４０に伝送することに用いられる。設定管理モジュール５４０は、制御コマンドＣＣにより制御信号ＣＳを光スイッチ（光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳ、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ）とトップオブラックスイッチＴｏＲに出力することに用いられる。帯域幅使用率監視モジュール５６０は、トップオブラックスイッチＴｏＲから知恵定義光トンネルネットワークシステム１００のデータストリームの統計データＤＡＴＡ＿ｓｔａｔを受信し、データストリームの統計データＤＡＴＡ＿ｓｔａｔにより光トンネル帯域幅使用率を計算することに用いられる。光トンネル帯域幅使用率がプリセット間隔を超える（即ち、光トンネル帯域幅使用率が高すぎ又は低すぎる）場合、帯域幅使用率監視モジュール５６０は帯域幅負荷通知Ａｌａｒｍを光トンネルスケジューリングモジュール５２０に伝送することに用いられる。光トンネルスケジューリングモジュール５２０は光トンネル帯域幅使用率と光トンネル帯域幅負荷通知により改めて光トンネルネットワークを計画して制御コマンドＣＣを調整することに更に用いられる。

【0203】

また、光トンネルスケジューリングモジュール５２０は、光トンネルネットワークデータを共有データベース５９０に記憶し及び／又は共有データベース５９０から光トンネルネットワークデータを読み取ることに更に用いられる。光トンネルネットワークデータは複数の光トンネルを含む。これらの光トンネルはそれぞれ１つのルーティング経路と１つの波長を含む。言い換えれば、光トンネルネットワークデータは全体の知恵定義光トンネルネットワークシステム１００における光トンネルに用いられるルーティング経路及び波長、及びデータストリームが通過する光トンネルを含む。光トンネルネットワークデータはデータストリームが通過する前記光トンネルを設置することに用いられる。具体的に、光トンネルスケジューリングモジュール５２０は書き込み命令Ｗ＿ｔｕｎにより光トンネルネットワークデータを共有データベース５９０に記憶する。光トンネルスケジューリングモジュール５２０は読み取り命令Ｒ＿ｔｕｎにより共有データベース５９０から光トンネルネットワークデータを読み取る。帯域幅使用率監視モジュール５６０もデータストリームの統計データＤＡＴＡ＿ｓｔａｔ及び光トンネル帯域幅使用率を共有データベース５９０に記憶し及び／又は共有データベース５９０からデータストリームの統計データＤＡＴＡ＿ｓｔａｔ及び光トンネルネットワークデータを読み取ることに用いられる。具体的に、帯域幅使用率監視モジュール５６０は書き込み命令Ｗ＿ｓｔａｔによりデータストリームの統計データＤＡＴＡ＿ｓｔａｔを共有データベース５９０に記憶し、書き込み命令Ｗ＿ｕｓｅにより光トンネル帯域幅使用率を共有データベース５９０に書き込む。帯域幅使用率監視モジュール５６０は読み取り命令Ｒ＿ｓｔａｔにより共有データベース５９０からデータストリームの統計データＤＡＴＡ＿ｓｔａｔを読み取り、読み取り命令Ｒ＿ｔｕｎにより光トンネルネットワークデータが得られる。

【0204】

光トンネルスケジューリングモジュール５２０に関する詳しい操作は図１５Ａと図１５Ｂを参照されたい。図１５Ａと図１５Ｂは、本発明の一部の実施例によるソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００の細部機能を示すブロック図である。図１５Ａに示すように、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００が初期化される場合、光トンネルスケジューリングモジュール５２０における事前割り当てサブモジュール５２２はルーティング経路表Ｔ＿Ｒｏｕｔにより初期プリセット光トンネルネットワークを計画することに用いられる。計画された初期プリセット光トンネルネットワークは複数の光トンネルを含む。複数組の光トンネルは複数組のルーティング経路及び波長を含む。そして、事前割り当てサブモジュール５２２は計画された初期プリセット光トンネルネットワークにより光ノード制御コマンドＣＣ＿ｏｐｔを光ノード設定サブモジュール５４２に伝送し、光ノード設定サブモジュール５４２が成功に返送して構築された返信メッセージＲｅｐｌｙを受信する。そして、再び事前割り当てサブモジュール５２２は計画された光トンネルのルーティング経路及び波長によりトップオブラックスイッチ制御コマンドＣＣ＿ＴｏＲをトップオブラックスイッチ設定サブモジュール５４４に伝送する。また、光トンネルの構築を完成した後で、事前割り当てサブモジュール５２２は書き込み命令Ｗ＿ｔｕｎにより光トンネルネットワークデータを共有データベース５９０に記憶する。

【0205】

例として、図１６を参照されたい。図１６は事前割り当てサブモジュール５２２によって作られた光トンネルネットワークにおける何れか１つの光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）と他の光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ＋１）～ＯＡＤＳ（ｘ＋２４）との間の光トンネルを示す模式図である。この実施例において、１つのポッド（Ｐｏｄ）は５つの光分岐挿入サブシステム（例えば、ポッドＰ１がＯＡＤＳ（ｘ）、ＯＡＤＳ（ｘ＋１）、ＯＡＤＳ（ｘ＋２）、ＯＡＤＳ（ｘ＋３）、ＯＡＤＳ（ｘ＋４）を含み）を含む。知恵定義光トンネルネットワークシステム１００は共に５つのポッドＰ１～Ｐ５を有する。各台の光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳはそれぞれ８つの異なる波長と８つの対応的な経路により８本の光トンネルを構築する。図１６に示すように、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）は８つの波長ｂ１、ｂ２、ｒ３、ｒ４、ｂ５、ｂ６、ｒ７、ｒ８により８本の光トンネルを構築する。注意すべきなのは、各本の光トンネルのソース端と宛先端は何れも独立リングネットワーク（例えば、図３Ａにおける第１の伝送リングＲｉｎｇ１又は第２の伝送リングＲｉｎｇ２）を使用する。本実施例において、便利に説明するために、２つの伝送リングＲｉｎｇ１、Ｒｉｎｇ２だけを例とするが、その数はこれに限定されない。伝送リングＲｉｎｇ１における第１の周波数帯の波長は何れもｂの字首で表され、例えば、ｂ１～ｂ８である、伝送リングＲｉｎｇ２における第２の周波数帯の波長は何れもｒの字首で表され、例えば、ｒ１～ｒ８である。また、本実施例の説明内容と図面において、便利に説明するために、ある素子番号又は信号番号を使用する時に前記素子番号又は信号番号のデジタルインデックスを明らかにしていない場合、前記素子番号又は信号番号とは所属する素子ポッド又は信号ポッドにおける特定ではない何れか１つの素子又は信号を表す。例えば、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）は、２５台の光分岐挿入サブシステムにおける何れか１台であってよく、ＯＡＤＳ（ｘ＋５）で光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳｘの東の第１のポッドの中が光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）と同じ波長を使用する光分岐挿入サブシステムを表し、ＯＡＤＳ（ｘ＋１０）で光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳｘの東の第２のポッドの中が光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）と同じ波長を使用する光分岐挿入サブシステムを表す。このようにして、ＯＡＤＳ（ｘ＋２０）で光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）の東の第４の（即ち西の第１の）ポッドの中が光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）と同じ波長を使用する光分岐挿入サブシステムを表す。

【0206】

事前割り当てサブモジュール５２２がポッド内の（ｉｎｔｒａ－Ｐｏｄ）光トンネルを構築する作法については光分岐挿入サブシステム（例えば、ＯＡＤＳ（ｘ））に４種の異なる波長を分配して同じポッド（例えば、Ｐ１）内の他の４台の光分岐挿入サブシステム（例えば、ＯＡＤＳ（ｘ＋１）～ＯＡＤＳ（ｘ＋４））への光トンネルを構築することに用いられる。例えば、波長ｂ１は、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）の西の第１の光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ＋４）への光トンネルに用いられ、波長ｂ２は、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）の西の第２の光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ＋３）への光トンネルに用いられ、波長ｒ３は、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）の東の第１の光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ＋１）への光トンネルに用いられ、波長ｒ４は、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）の東の第２の光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ＋２）への光トンネルに用いられる。事前割り当てサブモジュール５２２に対してポッド間の（ｉｎｔｅｒ－Ｐｏｄ）光トンネルを構築する作法は、光分岐挿入サブシステム（例えばＯＡＤＳ（ｘ））に他の４種の異なる波長を分配して異なるポッド（例えばＰ２～Ｐ５）の他の４台の光分岐挿入サブシステム（例えばＯＡＤＳ（ｘ＋５）、ＯＡＤＳ（ｘ＋１０）、ＯＡＤＳ（ｘ＋１５）、ＯＡＤＳ（ｘ＋２０））への光トンネルを構築する。例えば、波長ｒ７は、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）の東の第１のポッドへの光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ＋５）に用いられ、波長ｒ８は、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）の東の第２のポッドへの光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ＋１０）に用いられ、波長ｂ６は、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）の東の第３の（又は西の第２の）ポッドへの光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ＋１５）に用いられ、波長ｂ５は、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）の東の第４のポッド（又は西の第１の）のへの光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ＋２０）に用いられる。すべての事前割り当てサブモジュール５２２が構築した光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ｘ）からの光トンネルに用いられる波長を纏めると表３に示される。

【表3】

【0207】

図１７の実施例において、ｘが１である場合の光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ１を例として、図３Ａにおける伝送リングＲｉｎｇ１とＲｉｎｇ２の割り当てられる波長に合わせて説明する。図３Ａにおける光分岐挿入サブシステム２００ａの第１の伝送モジュール２１０が波長λ１－λ８を含む周波数帯を使用したように、図１７における光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ１は伝送リングＲｉｎｇ１における第１の周波数帯波長ｂ１～ｂ８がλ１～λ８である。また例えば、図３Ａにおける光分岐挿入サブシステム２００ａの第２の伝送モジュール２２０が波長λ９－λ１６を含む周波数帯を使用したように、図１７における光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ１は伝送リングＲｉｎｇ２における第２の周波数帯波長ｒ１～ｒ８がλ９～λ１６である。言い換えれば、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ１によって作られた８つの光トンネルで割り当てられた使用波長が図１７に示すように、ポッド内の光トンネルに対して、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ１が割り当てられてλ１、λ２、λ１１、λ１２を使用して光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ５、ＯＡＤＳ４、ＯＡＤＳ２及びＯＡＤＳ３への光トンネルを構築することに用いられる。ポッド間の光トンネルに対して、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ１は割り当てられてλ５、λ６、λ１５、λ１６を使用して光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ２１、ＯＡＤＳ１６、ＯＡＤＳ６及びＯＡＤＳ１１への光トンネルを構築することに用いられる。

【0208】

上記の光トンネル配置により、各光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳが何れも同じポッドの他の任意のＯＡＤＳに連通される１本の光トンネルを有し、そして他の任意のポッドの１つのＯＡＤＳに連通される１本の光トンネルを有する。このため、また中継光トンネル（Ｔｕｎｎｅｌ Ｒｅｌａｙ）の技術により、２つの直接連通される光トンネルがない光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳが２本までの構築された光トンネルを中継することにより連通して、すべてのキャビネットから他のすべてのキャビネットへの連通パイプを構築することができる。具体的な例は、後続きの設定管理モジュール５４０に関する詳しい操作の説明を参照してよい。事前割り当てサブモジュール５２２は図１８に詳しく示すように実行されて光トンネルネットワークのアルゴリズムを構築する。特に注意すべきなのは、事前割り当てサブモジュール５２２が光トンネルネットワークを構築する方法はこのアルゴリズムに限定されなく、これによりすべてのキャビネットにおけるサーバと他のすべてのキャビネットにおけるサーバが事前割り当てサブモジュール５２２の構築された基本光トンネルにより直接又は中継でデータを伝送する方法は、本開示内容の範囲内に含まれる。

【0209】

要するに、事前割り当てサブモジュール５２２が他の主要モジュールとメッセージを交換する関係図は１５Ａに示される。事前割り当てサブモジュール５２２は設定管理モジュール５４０に光トンネルネットワークを構築する制御コマンドＣＣ＿ｏｐｔを発信し、成功に構築された返信メッセージＲｅｐｌｙを受信してから、流れテーブル（ｆｌｏｗ ｔａｂｌｅ）を変更する制御コマンドＣＣ＿ＴｏＲをトップオブラックスイッチ設定サブモジュール５４４に発信する。最後にすべての知恵定義光トンネルネットワークシステム１００に対する設定（例えば、光トンネルネットワークデータ）を共有データベース５９０に記録する。事前割り当てサブモジュール５２２の動作の流れＳ１９は図１９に示すように、まず共有データベース５９０から割り当て方法及び／又は戦略を読み取ってから、割り当て方法及び／又は戦略によりすべての光トンネルの経路及び使用の波長を計算し、最後に光スイッチ（光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳ、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ）及びトップオブラックスイッチＴｏＲに対して関連設定をする。

【0210】

一部の実施例において、図１５Ｂに示すように、光トンネルスケジューリングモジュール５２０における動的割り当てサブモジュール５２４は帯域幅使用率監視モジュール５６０の帯域幅負荷通知Ａｌａｒｍを受信し、及び読み取り命令Ｒ＿ｔｕｎにより共有データベース５９０から光トンネルネットワークデータを読み取ることに用いられる。動的割り当てサブモジュール５２４は帯域幅負荷通知Ａｌａｒｍと光トンネルネットワークデータにより改めて光トンネルネットワークデータ展開を計画し、改めて計画された光トンネルネットワークデータの結果により光ノード制御コマンドＣＣ＿ｏｐｔを調整し光ノード設定サブモジュール５４２に伝送し、光ノード設定サブモジュール５４２が成功に返送して構築された返信メッセージＲｅｐｌｙを受信することに用いられる。そして、動的割り当てサブモジュール５２４は改めて計画された光トンネルネットワークデータによりスイッチ制御コマンドＣＣ＿ＴｏＲを調整しスイッチサブモジュール５４４に伝送することに用いられる。また、動的割り当てサブモジュール５２４は書き込み命令Ｗ＿ｔｕｎにより改めて計画された光トンネルネットワークデータを共有データベース５９０に記憶することに用いられる。

【0211】

具体的に、帯域幅負荷通知Ａｌａｒｍは過負荷通知（ｏｖｅｒｌｏａｄ ａｌａｒｍ）と軽負荷通知（ｕｎｄｅｒｌｏａｄ ａｌａｒｍ）を含む。帯域幅負荷通知Ａｌａｒｍが過負荷通知である場合、動的割り当てサブモジュール５２４は光トンネル割り当てアルゴリズム（ｔｕｎｎｅｌ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）により計算して新たな光トンネル（ｔｕｎｎｅｌ ｃｒｅａｔｉｏｎ）及び／又は分割光トンネル（ｔｕｎｎｅｌ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ）を構築するように決めることに用いられる。帯域幅負荷通知Ａｌａｒｍが軽負荷通知である場合、動的割り当てサブモジュール５２４は光トンネル（ｔｕｎｎｅｌ ｍｅｒｇｉｎｇ）を統合し及び／又は光トンネル（ｔｕｎｎｅｌ ｒｅｍｏｖａｌ）を外すことに用いられる。

【0212】

動的割り当てサブモジュール５２４が過負荷通知のメッセージを受信した後に、光トンネル割り当てアルゴリズムにより最適化計算を行い、新たな光トンネル（ｔｕｎｎｅｌ ｃｒｅａｔｉｏｎ）を構築するように決め又は既存の使用率が低い光トンネルを使用し、過負荷光トンネルにおけるデータストリームに対して分割の動作（ｔｕｎｎｅｌ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ）を行って、光トンネルのオーバーフローによるパケットロスを防止する。いつ及び如何に帯域幅負荷通知Ａｌａｒｍを発信するかに関する具体的な例は後続きの頻度使用率監視モジュール５６０の詳しい操作の説明を参照してよい。

【0213】

図２０Ａの例のように、波長λ１と経路ＲＰ４の光トンネルを使う帯域幅使用率が過負荷（例えば、７．５～１０Ｇｂｐｓ）の状況にあり、割り当てアルゴリズムは経路ＲＰ４と同じソース端（ラック９００ｄ）及び宛先端（ラック９００ｅ）との間で新たな光トンネル（図２０Ｂにおける波長λ２と経路ＲＰ５を使う光トンネル）を構築し、この新たに構築された光トンネルによりもとの波長λ１を使う光トンネルにおける高負荷のデータストリームに対して分割（データの一部は波長λ１で経路ＲＰ４（例えば、２．５～５Ｇｂｐｓ）を通過し、一部は波長λ２で経路ＲＰ５（例えば、５～７．５Ｇｂｐｓ）を通過する）を行い、この過程は光トンネル分割と称される。しかしながら、前記のように、新たな光トンネルを構築しなく、割り当てアルゴリズムは既存の光トンネルを探し又は中継の複数本の光トンネルにより分割を行うため、新たな光トンネルを構築する操作がない可能性がある。つまり分割のデータストリームを既存の光トンネルに統合する。しかしながら、全体として統合された後の光トンネルは過負荷を引き起こさない。

【0214】

高負荷トンネルの処理の詳しい動作の流れＳ２１は図２１に示される。過負荷通知を受信すると、帯域幅使用率が過負荷である光トンネル及び過負荷の光トンネルにおけるデータフローが最大であるデータストリームを見つける。光トンネル割り当てアルゴリズムにより既存の使用可能な光トンネルを見つけ、データストリームを前記見つけられた光トンネルにガイドして分割する。分割に十分な既存の光トンネルが見つからないと、新たな光トンネルを構築してから分割する。

【0215】

一方、動的割り当てサブモジュール５２４が軽負荷通知のメッセージを受信する場合、軽負荷光トンネル内のデータストリームを他の既存の光トンネル（ｔｕｎｎｅｌ ｍｅｒｇｉｎｇ）に統合し、光トンネル除去（ｔｕｎｎｅｌ ｒｅｍｏｖａｌ）を行う。図２２Ａに示すように、同じソース端（ラック９００ｆ）及び宛先端（ラック９００ｇ）との間に、もとの波長λ１及び経路ＲＰ６と波長λ２及び経路ＲＰ７を使う２つの光トンネルの帯域幅使用率が軽負荷（例えば、０～２．５Ｇｂｐｓ）の状況にあり、動的割り当てサブモジュール５２４はこの２つの光トンネル内のデータストリームを１つの光トンネル内に統合し、この過程は光トンネル統合と称される。例として、２つの光トンネルを図２２Ｂにおける波長λ１及び経路ＲＰ６を使う光トンネルに統合し、且つ光トンネルが統合された後に波長λ２及び経路ＲＰ７を使う光トンネルに対して光トンネル除去を行う。注意すべきなのは、統合された後の経路ＲＰ６は過負荷（例えば、２．５～５Ｇｂｐｓに維持する）を引き起こしてはいけなく、そうでなければ他の光トンネルを見つけて統合しなければならない。このため光トンネルとフロー配置の決定をするように割り当てアルゴリズムは光トンネル全体の負荷バランスを考慮する必要がある。

【0216】

低負荷トンネルを処理する詳しい動作の流れＳ２３は図２３に示される。軽負荷通知を受信すると、光トンネルとフロー配置をするように光トンネル全体の負荷バランスを考慮してから、光トンネル統合及び光トンネル除去を行う。

【0217】

図２４は光トンネル割り当てアルゴリズムの例であり、単純な順次（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ）方式により過負荷と軽負荷の状況を処理し、つまり新たな光トンネルを構築する必要がある場合、システム最適化を考慮せずに、第１の使用可能な経路と波長を選択し、データストリームの分割又は統合を配る。このため、前記割り当てアルゴリズムは最も基本的な作法だけである。異なる目標によれば、例えばシステム最大スループット、又は光トンネル負荷最適バランス、又は変更が最も少ない光トンネル等の異なる目標を実現しようとすると、割り当てアルゴリズムの設計は異なる。快速且つ最適化の計算を実現するために、ひいては機械学習を割り当てアルゴリズムに導入する必要がある。前記アルゴリズムにおける入力は所在の光トンネル又は所在の光トンネルを軽負荷で通知する。

【0218】

設定管理モジュール５４０に関する詳しい操作は図２５を参照されたい。図２５は、本発明の一部の実施例によるソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００の細部機能を示すブロック図である。図２５に示すように、光ノード設定サブモジュール５４２は光トンネルスケジューリングモジュール５２０の光ノード制御コマンドＣＣ＿ｏｐｔを受信し、光ノード制御コマンドＣＣ＿ｏｐｔにより波長選択スイッチ制御信号ＣＳ＿ＷＳＳに転換し、波長選択スイッチ制御信号ＣＳ＿ＷＳＳを光スイッチ（光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳ、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ）に出力することに用いられる。そして、光ノード設定サブモジュール５４２は光スイッチ（光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳ、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ）が成功に返送／設定に失敗した返信メッセージＲｅｐｌｙを受信し、返信メッセージＲｅｐｌｙを光トンネルスケジューリングモジュール５２０に返送することに用いられる。また、図２５に示すように、トップオブラックスイッチ設定サブモジュール５４４は光トンネルスケジューリングモジュール５２０のスイッチ制御コマンドＣＣ＿ＴｏＲを受信し、スイッチ制御信号ＣＳ＿ＴｏＲをトップオブラックスイッチＴｏＲに伝送することに用いられる。

【0219】

如何にスイッチ制御コマンドＣＣ＿ＴｏＲにより中継光トンネル（ｔｕｎｎｅｌ ｒｅｌａｙ）を実現するかに関する詳しい説明は以下の通りである。１本の光トンネルは直接２つの特定の光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳに結合されてよい。中継光トンネルの作法は、光信号をまず第１の本の光トンネルと通過させ、ある光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳに達し電気信号に転換させて相互接続トップオブラックスイッチＴｏＲに入らせてからすぐ光信号に転換させて第２の本の光トンネルに入らせ、最後に宛先の光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳに達させる。目前の光トンネルネットワークの状態は図２６に示すように、２本の既存の光トンネルがあり、２つの光トンネルがそれぞれ経路ＲＰ８とＲＰ９を含むことを仮定する。経路ＲＰ８はトップオブラックスイッチＴｏＲ＿１から、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ＿１、光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳと光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ＿２を通過し、トップオブラックスイッチＴｏＲ＿２に達する。経路ＲＰ９はトップオブラックスイッチＴｏＲ＿２から、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ＿２と光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ＿３を通過し、トップオブラックスイッチＴｏＲ＿３に達する。この時、光トンネルスケジューリングモジュール５２０は中継光トンネルによりトップオブラックスイッチＴｏＲ＿１からトップオブラックスイッチＴｏＲ＿３への伝送チャネルを構築するように決めると、光トンネルスケジューリングモジュール５２０がトップオブラックスイッチ設定サブモジュール５４４によりスイッチ制御信号ＣＳ＿ＴｏＲをトップオブラックスイッチＴｏＲに伝送してトップオブラックスイッチＴｏＲ＿１とＴｏＲ＿２を設定する。トップオブラックスイッチＴｏＲ＿１とＴｏＲ＿２に加え適切な流れエントリー（ｆｌｏｗ ｅｎｔｒｙ）を設定することにより、パケットをトップオブラックスイッチＴｏＲ＿１から経路ＲＰ８と経路ＲＰ９を通過してトップオブラックスイッチＴｏＲ＿３に達するようにすることができる。具体的に、トップオブラックスイッチＴｏＲがパケットを受信する場合、流れテーブル（ｆｌｏｗ ｔａｂｌｅ）におけるマッチングに合致する流れエントリーによりパケットの伝送を行う。このため、スイッチ制御信号ＣＳ＿ＴｏＲを介して流れテーブルにおける流れエントリーを変更してパケットの伝送経路を制御することができる。更に説明すると、流れエントリーは主にマッチングフィールド（ｍａｔｃｈ ｆｉｅｌｄ）とアクションフィールド（ａｃｔｉｏｎ）からなる。マッチングフィールドはまた他の１つ又は複数のフィールドからなり、例えばＶｌａｎ ＩＤ等のようなソースＩＰ、宛先ＩＰ、又は他のＯｐｅｎＦｌｏｗでサポートされるフィールドからなる。アクションフィールドは主に出力フィールドからなり、トップオブラックスイッチのどのポート（ｐｏｒｔ）からパケットを発信するかを表す。このため、中継光トンネル（経路ＲＰ８と経路ＲＰ９）によりトップオブラックスイッチＴｏＲ＿１からトップオブラックスイッチＴｏＲ＿３への伝送チャネルを構築しようとすると、まず、トップオブラックスイッチＴｏＲ＿１を設定して、これによりトップオブラックスイッチＴｏＲ＿１に１つの新たな流れエントリーｆｌｏｗ ｅｎｔｒｙ：｛Ｍａｔｃｈ［ｓｒｃ： ＩＰ ｉｎ ＴｏＲ＿１， Ｄｓｔ： ＩＰ ｉｎ ＴｏＲ＿３］， Ａｃｔｉｏｎ［ｏｕｔｐｕｔ： ｐｏｒｔ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ １］｝を加える。そして、トップオブラックスイッチＴｏＲ＿２を設定して、これによりトップオブラックスイッチＴｏＲ＿２に流れエントリーｆｌｏｗ ｅｎｔｒｙ： ｛Ｍａｔｃｈ［ｓｒｃ：ＩＰ ｉｎ ＴｏＲ＿１， Ｄｓｔ：ＩＰ ｉｎ ＴｏＲ＿３］， Ａｃｔｉｏｎ［ｏｕｔｐｕｔ： ｐｏｒｔ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ２］｝を加える。トップオブラックスイッチＴｏＲ＿３はもともと流れエントリーｆｌｏｗ ｅｎｔｒｙ：｛Ｍａｔｃｈ［Ｄｓｔ： ＩＰ ｉｎ ＴｏＲ＿３］， Ａｃｔｉｏｎ［ｏｕｔｐｕｔ： ｐｏｒｔ ｏｆ ｓｅｒｖｅｒ］｝があるため、別に設定する必要がない。ｓｒｃはソースＩＰアドレスを示し、Ｄｓｔは宛先ＩＰアドレスを示す。ｔｕｎｎｅｌ １は波長λ１及び経路ＲＰ８を使う光トンネルであり、ｔｕｎｎｅｌ ２は波長λ２及び経路ＲＰ９を使う光トンネルである。

【0220】

このようにして、これらの流れエントリーが加えられたので、トップオブラックスイッチＴｏＲ＿１の受信されたパケットにおけるｓｒｃは自分であり且つＤｓｔはトップオブラックスイッチＴｏＲ＿３である場合、トップオブラックスイッチＴｏＲ＿１はまず流れテーブル（ｆｌｏｗ ｔａｂｌｅ）にマッチングに合致する流れエントリーがあるかを調べる。１本の流れエントリー｛Ｍａｔｃｈ［ｓｒｃ： ＩＰ ｉｎ ＴｏＲ＿１， Ｄｓｔ： ＩＰ ｉｎ ＴｏＲ＿３］、 Ａｃｔｉｏｎ［ｏｕｔｐｕｔ： ｐｏｒｔ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ １］｝がマッチングに合致することを発見する場合、流れエントリーにおけるアクションフィールドによりパケットを波長λ１及び経路ＲＰ８を使う光トンネルｔｕｎｎｅｌ １によって接続されるポートを外へ伝送して、光トンネルが既に構築されたので、パケットが光トンネル経路ＲＰ８を通してトップオブラックスイッチＴｏＲ＿２に達する。同様に、トップオブラックスイッチＴｏＲ＿２は流れテーブルを調べてマッチングに合致する流れエントリー｛Ｍａｔｃｈ［ｓｒｃ：ＩＰ ｉｎ ＴｏＲ＿１， Ｄｓｔ：ＩＰ ｉｎ ＴｏＲ＿３］、 Ａｃｔｉｏｎ［ｏｕｔｐｕｔ： ｐｏｒｔ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ２］｝を発見する場合、流れエントリーにおけるアクションフィールドパケットにより波長λ２及び経路ＲＰ９を使う光トンネルｔｕｎｎｅｌ ２によって接続されるポートから外へ伝送する。パケットが光トンネル経路ＲＰ９を通してトップオブラックスイッチＴｏＲ＿３に達した後に、トップオブラックスイッチＴｏＲ＿３はパケットにおけるＤｓｔが自分のＩＰアドレスであることを発見すると、流れエントリーにおけるアクションフィールドによりパケットを対応的なサーバによって接続されるポートに発信する。これにより、別に光トンネルを構築する必要がなく、パケットは中継光トンネルの技術により宛先端サーバに達することができる。

【0221】

帯域幅使用率監視モジュール５６０の詳しい操作は図２７を参照されたい。図２７は、本発明の一部の実施例によるソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００の細部機能を示すブロック図である。図２７に示すように、帯域幅使用率監視モジュール５６０における統計プロセッサー５６２はリクエストメッセージＲｅｑｕｅｓｔによりデータストリームの統計データＤＡＴＡ＿ｓｔａｔを伝送し、データストリームの統計データＤＡＴＡ＿ｓｔａｔを受信しデータストリームの統計データＤＡＴＡ＿ｓｔａｔによりデータストリームのデータフローを計算するようにトップオブラックスイッチＴｏＲを要求することに用いられる。そして、統計プロセッサー５６２は書き込み命令Ｗ＿ｓｔａｔによりデータストリームのデータフローを共有データベース５９０に記憶することに用いられる。また、すべてのデータストリームのデータフローの記憶が完成した後に、統計プロセッサー５６２はトリガーメッセージＴｒｉｇｇｅｒにより帯域幅使用率監視モジュール５６０における波長利用プロセッサー５６４をトリガーすることに用いられ、これにより帯域幅使用率監視モジュール５６０が光トンネル帯域幅使用率を計算し始める。

【0222】

図２７に示すように、波長利用プロセッサー５６４は読み取り命令Ｒ＿ｓｔａｔにより共有データベース５９０からデータストリームのデータフローを読み取り、読み取り命令Ｒ＿ｔｕｎにより光トンネルネットワークデータを読み取ることに用いられ、波長利用プロセッサー５６４はデータストリームのデータフローにより光トンネル帯域幅使用率を計算し、書き込み命令Ｗ＿ｕｓｅにより光トンネル帯域幅使用率を共有データベース５９０に記憶することに用いられる。また、波長利用プロセッサー５６４は光トンネル帯域幅使用率が高すぎ又は低すぎる状況があるかを判断することに用いられる。光トンネル帯域幅使用率が高すぎ又は低すぎる時、波長利用プロセッサー５６４は光トンネル帯域幅使用率により帯域幅負荷通知Ａｌａｒｍを光トンネルスケジューリングモジュール５２０に伝送することに用いられる。

【0223】

帯域幅使用率監視モジュール５６０が如何に知恵定義光トンネルネットワークシステム１００における各光トンネルの光トンネル帯域幅使用率を監視するかについて、図２８を参照されたい。図２８に示すように、１つのデータストリーム（ｄａｔａｆｌｏｗ）の知恵定義光トンネルネットワークシステム１００におけるエンドポイントからエンドポイントへの伝送流れは３の部分を含み、それぞれ異なる点線で表示される。まず、第１の部分で、ソース端のキャビネットからのデータストリームをソース端のトップオブラックスイッチＴｏＲ＿４に発信し、トップオブラックスイッチＴｏＲ＿４がデータストリームにおけるパケットのソースＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスにより流れテーブルにおけるすべての流れエントリーのマッチングフィールドと照合する。適切なマッチングフィールドを使用することにより、同じデータストリームのパケットが何れも同じ流れエントリーに照合することを確定できる。照合が合致すると、データストリームは前記流れエントリーのアクションフィールドにより対応的な光トンネル（例えば、図２８において、データストリームがトップオブラックスイッチＴｏＲ＿４の出力ポートからソース端の光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ＿４に入る）に導入される。データストリームが導入される同時に、トップオブラックスイッチＴｏＲ＿４もデータストリームのパケット数、大小に従い、流れエントリーにおけるカウンターフィールドにおけるマッチしたバイト（ｍａｔｃｈｅｄ ｂｙｔｅｓ）、つまり前記データストリームのデータフローを更新することがある。そして、第２の部分で、データストリームは光トンネルを通してソース端の光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ＿４から宛先の光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ＿５に伝送される。最後、第３の部分で、宛先のトップオブラックスイッチＴｏＲ＿５は光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ＿５からのデータストリームを受信する。トップオブラックスイッチＴｏＲ＿５は流れエントリーを比較し、データストリームのパケットを対応的な出力ポート（即ち宛先のサーバ）に発信し、データストリーム伝送を完成する。

【0224】

上記のデータストリーム伝送流れから分かるように、すべてのデータストリームは何れもソース端のトップオブラックスイッチＴｏＲ＿４の流れエントリーに対する比較により光トンネルネットワークに導入される。データストリームのフロー大小は流れエントリーにおけるカウンターフィールドにおけるマッチしたバイトに記録される。カウンターフィールドのマッチしたバイトに対する演算により、流れエントリーのデータフローが得られ、このデータフローは当該流れエントリーにより光トンネルに伝送されるデータストリームのフローを反映することができる。この特性により、帯域幅使用率監視モジュール５６０は各ソース端トップオブラックスイッチにおけるすべての流れエントリーのデータフローを収集し計算し、且つ、同じ光トンネル内のすべての流れエントリーに属するデータフローを加算し、このようにして、何れか１つの光トンネルの帯域幅使用率を計算することができる。

【0225】

言い換えれば、帯域幅使用率監視モジュール５６０における統計プロセッサー５６２は定期的にトップオブラックスイッチＴｏＲからＯｐｅｎＦｌｏｗデータストリームの統計データを取得し、データストリームの統計データにより流れエントリーのデータフローを計算してから、共有データベース５９０のデータストリーム状態表（Ｆｌｏｗ＿Ｓｔａｔｕｓ Ｔａｂｌｅ）に書き込む。すべての流れエントリーのデータフローの記録が完成した後に、波長利用プロセッサー５６４は光トンネルの帯域幅使用率を統計し始める。光トンネルデータストリーム表（Ｆｌｏｗｓ＿ｉｎ＿Ｔｕｎｎｅｌ Ｔａｂｌｅ）により、波長利用プロセッサー５６４は各光トンネル内にどの流れエントリーがあるかが分かる。そして、またデータストリーム状態表により、光トンネル内の流れエントリーのデータフローを加算すると、前記トンネルの波長利用率を算出することができる。すべての光トンネルの帯域幅使用率を計算し記録することを完成すると、波長利用プロセッサー５６４は各トンネルの使用状況を１つずつ確認する。あるトンネルにフロー過負荷又は軽負荷の状況があり、且つ前記状況が既にある期間継続していることを発見すると、光トンネルスケジューリングモジュール５２０に警告通知を発信する。

【0226】

このようにして、光トンネルの帯域幅使用率が高すぎる場合、帯域幅使用率監視モジュール５６０は過負荷通知の帯域幅負荷通知Ａｌａｒｍを光トンネルスケジューリングモジュール５２０に発信して新たな光トンネル及び／又は分割光トンネルを構築する。逆に、光トンネルの帯域幅使用率が低すぎる場合、帯域幅使用率監視モジュール５６０は軽負荷通知の帯域幅負荷通知Ａｌａｒｍを光トンネルスケジューリングモジュール５２０に発信して光トンネルを統合し及び／又は光トンネルを除去する。

【0227】

一部の実施例において、知恵定義光トンネルネットワークシステム１００は漸進的展開をサポートできるので、異なるキャビネット数によって、光ノードの数及び／又は分布状況は異なる（例えば、光スイッチングリンクサブシステム、光分岐挿入サブシステムの数が異なる）ことがある。このため、光ノードとの間のルーティング経路も異なる。トポロジトランスモジュール５８０は外界から入力された（例えば、使用者から入力された）トポロジーデータによりルーティング経路表Ｔ＿Ｒｏｕｔを計算し、ルーティング経路表Ｔ＿Ｒｏｕｔ及びトポロジーデータを共有データベース５９０に格納することに用いられる。具体的に、トポロジーデータは光ノード数と光ノード結合を含む。ルーティング経路表Ｔ＿Ｒｏｕｔは知恵定義光トンネルネットワークシステム１００における何れか１つの光分岐挿入サブシステムと他のすべての光分岐挿入サブシステムとの間に存在可能なすべてのルーティング経路を含む。

【0228】

ルーティング経路表Ｔ＿Ｒｏｕｔは更にポッド内のルーティング経路表（Ｉｎｔｒａ－Ｐｏｄ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐａｔｈ Ｔａｂｌｅ）及びポッド間のルーティング経路表（Ｉｎｔｅｒ－Ｐｏｄ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐａｔｈ Ｔａｂｌｅ）に分けられてよい。表４はポッド内のルーティング経路表の内容である。表４において、ルーティング経路は共に２種類があり、それぞれ第１の伝送リングＲｉｎｇ１によって作られた第１種のルーティング経路と第２の伝送リングＲｉｎｇ２によって作られた第２種のルーティング経路である。また、表４におけるルーティング経路関数（ｒｏｕｔｉｎｇ ｐａｔｈ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の機能は入力のソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ及び宛先光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳの番号がマッチされてから、第１種の対応的なポッド内のルーティング経路と第２種の対応的なポッド内のルーティング経路を計算する。ルーティング経路関数において、（ＳＰ，ＳＲ）でソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳがどのソースポッド（ｓｏｕｒｃｅ Ｐｏｄ、ＳＰ）におけるどのソースキャビネット（ｓｏｕｒｃｅ ｒａｃｋ、ＳＲ）に属するかを表し、（ＤＰ，ＤＲ）で宛先光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳがどの目的ポッド（ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｐｏｄ，ＤＰ）におけるどの目的キャビネット（ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ｒａｃｋ、ＤＲ）に属するかを表す。具体的に、図２９は第１種のポッド内のルーティング経路関数に関する詳しい内容である。このアルゴリズムは使用者によって入力されたソースポッドＳＰ、ソースキャビネットＳＲ、目的ポッドＤＰ、目的キャビネットＤＲ、ルーティング経路種類及びシステムに記録されたトポロジー情報により、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＳＰ，ＳＲ）を起点とし、第１の伝送リングＲｉｎｇ１に沿って、光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＤＰ，ＤＲ）のルーティング経路に達することができる。その中、関数出力（Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｕｔｐｕｔ）は共に２つのフィールド：ＯＡＤＳ＿ＳｅｎｄｅｒとＯＡＤＳ＿Ｒｃｖｅを有する。ＯＡＤＳ＿Ｓｅｎｄｅｒはソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳのインデックス（ｉｎｄｅｘ）及びどの伝送モジュール（２１０又は２２０）であるかを表す。ＯＡＤＳ＿Ｒｃｖｅは目的光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳのインデックス及びどの伝送モジュール（２１０又は２２０）であるかを表す。関数出力により、このルーティング経路がどの光ノードを通過するか及びどの対応的な光素子を設定する必要があるかを見つけることができる。第２の伝送リングＲｉｎｇ２に対する作法も類似している。

【表4】

【0229】

例として、図３０に示すように、ソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＳＰ，ＳＲ）と目的光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＤＰ，ＤＲ）は同じポッド内にあるため、両者の間のルーティング経路がポッド内のルーティング経路に属する。システムはソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＳＰ，ＳＲ）と目的光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＤＰ，ＤＲ）との間に第１種のルーティング経路を構築するように構築する場合、ソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＳＰ，ＳＲ）におけるソースポッドＳＰ、ソースキャビネットＳＲ、目的光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＤＰ，ＤＲ）における目的ポッドＤＰ、目的キャビネットＤＲを入力とし、表４における第１種のルーティング経路関数Ｉｎｔｒａ＿Ｐｏｄ＿Ｒｐａｔｈ＿Ｔｙｐｅ＿１（ＳＰ，ＳＲ，ＤＰ，ＤＲ）を呼び演算する。図２９のアルゴリズムにより、関数出力がＯＡＤＳ＿Ｓｅｎｄｅｒ：（Ｒｉｎｇ＿１，ＳＰ，ＳＲ）、ＯＡＤＳ＿Ｒｃｖｅｒ：（Ｒｉｎｇ＿１，ＤＰ，ＤＲ）であることが得られる。ここから分かるように、ルーティング経路関数により見つかった前記ルーティング経路は光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＳＰ，ＳＲ）における伝送モジュール２１０ａを起点とし、第１の伝送リングＲｉｎｇ１に沿って、ＯＡＤＳ（ＤＰ，ＤＲ）における伝送モジュール２１０ｂに達する。前記ルーティング経路沿途におけるすべての光素子を設定することにより、システムは図３０に示すようなルーティング経路を構築することができる。

【0230】

表５はポッド間ルーティング経路表（Ｉｎｔｅｒ－Ｐｏｄ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐａｔｈ Ｔａｂｌｅ）、表に記録されたポッド間のルーティング経路は共に４種であり、それぞれＴｙｐｅ １１、Ｔｙｐｅ １２、Ｔｙｐｅ ２１、及びＴｙｐｅ ２２である。Ｔｙｐｅ １１は第１の伝送リングＲｉｎｇ１によりソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳから第２層の光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳへ上がり、第１の伝送リングＲｉｎｇ１により目的光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳへ下がるルーティング経路である。Ｔｙｐｅ １２は対応して第１の伝送リングＲｉｎｇ１によりソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳから第２層の光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳへ上がり、第２の伝送リングＲｉｎｇ２により目的光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳへ下がるルーティング経路である。Ｔｙｐｅ ２１、Ｔｙｐｅ ２２は上記の規則に従い、類推することができる。ポッド間のルーティング経路関数（ｉｎｔｅｒ－Ｐｏｄ ｒｏｕｔｉｎｇ ｐａｔｈ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の使用方式とポッド内のルーティング経路関数の使用方式とが同じであり、システムはソースポッドＳＰ、ソースキャビネットＳＲ、目的ポッドＤＰ、目的キャビネットＤＲ及びルーティング経路の種類を入力するだけで、動的に前記ルーティング経路を計算することができる。図３１はＴｙｐｅ １１のルーティング経路関数アルゴリズムを例として、このアルゴリズムは使用者によって入力されたソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＳＰ，ＳＲ）におけるソースポッドＳＰ、ソースキャビネットＳＲ、目的光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＤＰ，ＤＲ）における目的ポッドＤＰ、目的キャビネットＤＲ、ルーティング経路の種類（Ｔｙｐｅ １１、Ｔｙｐｅ １２、Ｔｙｐｅ ２１、又はＴｙｐｅ ２２）及びシステムにおけるトポロジーの情報により、ソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＳＰ，ＳＲ）の伝送モジュール２１０からソース光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳ （ｓｏｕｒｃｅ ＯＳＩＳ）へ下がり、最短経路で目的光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＤＰ，ＤＲ）の伝送モジュール２１０によって接続される目的光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳ （ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ＯＳＩＳ）に達し、また目的光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳから目的光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＤＰ，ＤＲ）のポッド間に下がるルーティング経路を見つける。その中、関数出力は共にＯＡＤＳ＿Ｓｅｎｄｅｒ、ＯＳＩＳ＿ＥＷ、ＯＳＩＳ＿Ｓｏｕｔｈ、ＯＡＤＳ＿Ｒｃｖｅｒのような４つのフィールドを有する。ＯＡＤＳ＿Ｓｅｎｄｅｒはソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳのインデックス及びどの伝送モジュール（２１０又は２２０）に属するかを表す。ＯＳＩＳ＿ＥＷはソース光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳのインデックス及び第２層のルーティング方向（東又は西へ）を表す。ＯＳＩＳ＿Ｓｏｕｔｈは目的光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳのインデックス及びどの伝送モジュールに属するかを表す。ＯＡＤＳ＿Ｒｃｖｅｒは目的光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳのインデックス及びどの伝送モジュールに属するかを表す。関数出力によりこのルーティング経路がどの光ノードを通過するか及びどの対応的な光素子を設定する必要があるかを見つけることができる。

【表5】

【0231】

図３２の例に示すように、ソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＳＰ，ＳＲ）と目的光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＤＰ，ＤＲ）が異なるポッド内にあり、このため両者の間のルーティング経路はポッド間のルーティング経路に属する。システムはソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＳＰ，ＳＲ）と目的光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＤＰ，ＤＲ）との間でＴｙｐｅ １１のルーティング経路を構築するように決める場合、ソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＳＰ，ＳＲ）におけるソースポッドＳＰ、ソースキャビネットＳＲ、目的光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＤＰ，ＤＲ）における目的ポッドＤＰ、目的キャビネットＤＲを入力パラメータとしてＴｙｐｅ １１のルーティング経路関数Ｉｎｔｅｒ＿Ｐｏｄ＿Ｒｐａｔｈ＿Ｔｙｐｅ＿１１（ＳＰ，ＳＲ，ＤＰ，ＤＲ）を呼び演算する。図３１のアルゴリズムにより、関数出力のパラメータがＯＡＤＳ＿Ｓｅｎｄｅｒ：（Ｒｉｎｇ＿１，ＳＰ，ＳＲ）、ＯＳＩＳ＿ＥＷ：（Ｔｏ＿Ｅａｓｔ，ＳＰ）、ＯＳＩＳ＿Ｓｏｕｔｈ：（Ｒｉｎｇ＿１，ＤＰ）、ＯＡＤＳ＿Ｒｃｖｅｒ：（Ｒｉｎｇ＿１，ＤＰ，ＤＲ）であることが得られる。このため、ルーティング経路関数により見つかった前記ルーティング経路は以下の通り、ソース光分岐挿入サブシステムＯＡＤＳ（ＳＰ，ＳＲ）における伝送モジュール２１０ｃを起点とし、第１の伝送リングＲｉｎｇ１に沿って第２層のソース光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳ（ＳＰ）へ上がり東へ目的光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳ（ＤＰ）に達し、また目的光スイッチングリンクサブシステムＯＳＩＳ（ＤＰ）から第１の伝送リングＲｉｎｇ１に沿って目的光スイッチングリンクサブシステムＯＡＤＳ（ＤＰ，ＤＲ）における伝送モジュール２１０ｄへ下がる。すべての光素子が当該ルーティング経路に沿うように設定すると、システムは図３２に示すようなルーティング経路を構築することができる。

【0232】

このようにして、トポロジトランスモジュール５８０がトポロジーデータによりルーティング経路表Ｔ＿Ｒｏｕｔを計算し、ルーティング経路表Ｔ＿Ｒｏｕｔを共有データベース５９０に記憶することにより、ルーティング経路表Ｔ＿Ｒｏｕｔが知恵定義光トンネルネットワークシステム１００のアーキテクチャにつれて変化することを確保することができる。

【0233】

要するに、本発明の各実施例に提出されたソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は、リアルタイムで知恵定義光トンネルネットワークシステム１００における、ネットワークトポロジー構造、波長割当状況、ネットワークルーティング割当状況、波長帯域幅使用状況、及びデータストリームのフローを含むネットワーク環境状態を継続的に監視することにより、そして設計されたスマートアルゴリズムにより最適な光トンネル配置及びデータストリームガイドを行う。ソフトウェア定義ネットワークコントローラ５００は、ルーティング及び波長の衝突を回避するという条件で、快速に最適な経路ルーティング及び波長選択スイッチ設定を決めて、システムの最高のスループットを達成し、更にデータストリームの伝送遅延を最小にさせる。

【0234】

本開示内容を実施形態によって上記のように開示したが、これは本開示内容を限定するものではなく、当業者であれば、本開示内容の精神と範囲から逸脱しない限り、各種の変更及び修飾することができるため、本開示内容の保護範囲は、下記特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

【符号の説明】

【0235】

１００ 知恵定義光トンネルネットワークシステム
２００、２００ａ～２００ｅ、ＯＡＤＳ、ＯＡＤＳ（ｘ）、ＯＡＤＳ（ｘ＋１）、ＯＡＤＳ（ｘ＋２）、ＯＡＤＳ（ｘ＋３）、ＯＡＤＳ（ｘ＋４）、ＯＡＤＳ（ｘ＋５）、ＯＡＤＳ（ｘ＋１０）、ＯＡＤＳ（ｘ＋１５）、ＯＡＤＳ（ｘ＋２０）、ＯＡＤＳ１～ＯＡＤＳ５、ＯＡＤＳ６、ＯＡＤＳ１１、ＯＡＤＳ１６、ＯＡＤＳ２１、ＯＡＤＳ＿１、ＯＡＤＳ＿２、ＯＡＤＳ＿３、ＯＡＤＳ＿４、ＯＡＤＳ＿５、ＯＡＤＳ（ＳＰ，ＳＲ）、ＯＡＤＳ（ＤＰ，ＤＲ）、ＯＡＤＳ＿Ｓｅｎｄｅｒ、ＯＡＤＳ＿Ｒｃｖｅｒ 光分岐挿入サブシステム
２１０、２１０ａ～２１０ｅ 第１の伝送モジュール
２２０、２２０ａ～２２０ｅ 第２の伝送モジュール
２１１ 第１の垂直ポート
２２１ 第２の垂直ポート
２１２、２２２、ＢＭＵＸ１、ＢＭＵＸ２ マルチプレクサ
２１４、２２４ 切替サブモジュール
２１６、２２６ デマルチプレクサ
４００ａ～４００ｅ 光スイッチングリンクサブシステム
４１０ マイクロコントローラ
４２０ 受信サブモジュール
４４０ 出力サブモジュール
４６０ 光路切替サブモジュール
４８０ 相互接続ラインモジュール
ＳＰ１１、ＳＰ１２、ＳＰ２１、ＳＰ２２、ＳＰＬＴ１、ＳＰＬＴ２ ビームスプリッタ
４８１～４８６ インターコネクトビームスプリッタ
４６２ａ～４６２ｆ 入力ビームスプリッタ
４６４ 波長選択スイッチアレイ
４６６ａ～４６６ｄ 出力光コンバイナ
４６８ａ～４６８ｄ、ＥＤＦＡ１、ＥＤＦＡ２ 光信号増幅器
４９０ フェールオーバーサブモジュール
４９１、４９３、４９５、４９７ 分光検出器
４９２、４９４、４９６、４９８ 光スイッチ
５００ ソフトウェア定義ネットワークコントローラ
５２０ 光トンネルスケジューリングモジュール
５２２ 事前割り当てサブモジュール
５２４ 動的割り当てサブモジュール
５４０ 設定管理モジュール
５４２ 光ノード設定サブモジュール
５４４ トップオブラックスイッチ設定サブモジュール
５６０ 帯域幅使用率監視モジュール
５６２ 統計プロセッサー
５６４ 波長利用プロセッサー
５８０ トポロジトランスモジュール
５９０ 共有データベース
８００ 判断方法
Ｓ８１０～Ｓ８４０、Ｓ８４１～Ｓ８４５ 工程
９００ａ、９００ｂ、９００ｃ ラック
Ｐ１～Ｐ５ ポッド
Ｔ１、Ｔ２ ネットワーク
ＴＯＲ、ＴＯＲａ、ＴＯＲｂ、ＴＯＲｃ、ＴｏＲ＿１、ＴｏＲ＿２、ＴｏＲ＿３、ＴｏＲ＿４、ＴｏＲ＿５ トップオブラックスイッチ
Ｒ２ リング形メッシュ構造
Ｒｉｎｇ１ 第１の伝送リング
Ｒｉｎｇ２ 第２の伝送リング
ＦＷ システムファームウェア
ＷＳＳ１１ 第１の波長選択スイッチ
ＷＳＳ１２ 第２の波長選択スイッチ
ＷＳＳ２１ 第３の波長選択スイッチ
ＷＳＳ２２ 第４の波長選択スイッチ
４６４ａ～４６４ｎ 波長選択スイッチ
ＮＬＷ０～ＮＬＷ２、ＮＬＥ０～ＮＬＥ２、ＰＬＷ０～ＰＬＷ２、ＰＬＥ０～ＰＬＥ２ ライン
ＲＴ１、ＲＴ２、ＲＴａ、ＲＴｂ、ＲＴｃ、ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３、ＲＰ４、ＲＰ５、ＲＰ６、ＲＰ７、ＲＰ８、ＲＰ９ 経路
Ｉｎ１、Ｉｎ２ アップロード端
Ｅ１～Ｅ６、Ｗ７～Ｗ１２ 出力端
Ｅ７～Ｅ１２、Ｗ１～Ｗ６ 入力端
ＩＴＲ１～ＩＴＲ４ 中断ピン
ＴＳ１、ＴＳ２ トリガ信号
ＮＳ１、ＮＳ２ 異常通知信号
ＳＳ 選択信号
ＣＳ、ＣＳ＿ＷＳＳ、ＣＳ＿ＴｏＲ 制御信号
λ１～λ４０、ｂ１、ｂ２、ｒ３、ｒ４、ｂ５、ｂ６、ｒ７、ｒ８ 波長
ＵＬ１～ＵＬ８ 第１のアップロード光信号
ＵＬ９～ＵＬ１６ 第２のアップロード光信号
ＤＬ１～ＤＬ１６ ダウンロード光信号
Ｓｉｇ１１ 第１の合成光信号
Ｓｉｇ２１ 第２の合成光信号
Ｓｉｇ１２、Ｓｉｇ２２、ＳｉｇＵ１、ＳｉｇＵ２ 合成光信号
ＳｉｇＤ１、ＳｉｇＤ２、ＳｉｇＥ０～ＳｉｇＥ２ 合成光信号
ＳｉｇＷ０～ＳｉｇＷ２ 合成光信号
ＴＳｈ１ 第１の水平伝送光信号
ＴＳｈ２ 第２の水平伝送光信号
ＴＳｈ３ 第３の水平伝送光信号
ＴＳｈ３ｄ 第４の水平伝送光信号
ＴＳｈ５ 第５の水平伝送光信号
ＴＳｈ６ 第６の水平伝送光信号
ＴＳｈ７ 第７の水平伝送光信号
ＴＳｈ７ｄ 第８の水平伝送光信号
ＴＳｈ１' 増幅された第１の水平伝送光信号
ＴＳｈ５' 増幅された第５の水平伝送光信号
ＴＳｄ１ 第１の下り伝送光信号
ＴＳｄ２ 第２の下り伝送光信号
ＴＳｄ２ａ～ＴＳｄ２ｅ 第２の下り伝送光信号
ＴＳｄ３ 第３の下り伝送光信号
ＴＳｄ４ 第４の下り伝送光信号
ＴＳｄ４ａ～ＴＳｄ４ｅ 第４の下り伝送光信号
ＴＳｕ１ 第１の上り伝送光信号
ＴＳｕ１ａ～ＴＳｕ１ｅ 第１の上り伝送光信号
ＴＳｕ２ 第２の上り伝送光信号
ＴＳｕ３ 第３の上り伝送光信号
ＴＳｕ３ａ～ＴＳｕ３ｅ 第３の上り伝送光信号
ＴＳｕ４ 第４の上り伝送光信号
ＳｉｇＡ、ＳｉｇＢ、ＳｉｇＣ 光信号
Ｈ１Ｅ、Ｈ２Ｅ 第１の水平伝送信号
Ｈ１Ｗ、Ｈ２Ｗ 第２の水平伝送信号
Ｅ１Ｄ１、Ｅ２Ｄ１、Ｗ１Ｄ１、Ｗ２Ｄ１ 第１の下り伝送信号
Ｅ１Ｄ２、Ｅ２Ｄ２、Ｗ１Ｄ２、Ｗ２Ｄ２ 第２の下り伝送信号
Ｕ１Ｄ２、Ｕ２Ｄ１ 第３の下り伝送信号
Ｔ＿Ｒｏｕｔ ルーティング経路表
Ｗ＿ｔｕｎ、Ｗ＿ｓｔａｔ、Ｗ＿ｕｓｅ 書き込み命令
Ｒ＿ｔｕｎ、Ｒ＿ｓｔａｔ 読み取り命令
ＤＡＴＡ＿ｓｔａｔ データストリームの統計データ
ＣＣ、ＣＣ＿ｏｐｔ、ＣＣ＿ＴｏＲ 制御コマンド
Ｒｅｑｕｅｓｔ リクエストメッセージ
Ｒｅｐｌｙ 返信メッセージ
Ａｌａｒｍ 帯域幅負荷通知
Ｔｒｉｇｇｅｒ トリガーメッセージ
Ｓ１９、Ｓ２１、Ｓ２３ 流れ

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15A】

【図15B】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20A】

【図20B】

【図21】

【図22A】

【図22B】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】