JP2007088859A - Optical code division multiplex packet communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は，光符号化パケットデータ通信における，光符号分割多重パケットの生成装置や，その装置を用いた光符号分割多重パケットスイッチングおよび通信システムなどに関する。 The present invention relates to an optical code division multiplex packet generation device, optical code division multiplex packet switching and a communication system using the device in optical coded packet data communication.
多重通信技術は，複数の通信チャネルが同一の伝送路を共有することによって伝送路の伝送帯域を有効に利用し，通信容量を拡大するための技術である。多重通信技術のうち光符号分割多重（ＯＣＤＭ）技術は，時間波形を通信チャネルとするので，同一の時間スロット及び同一の波長上に，更に複数の通信チャネルを設定できるのが特徴である。 The multiplex communication technique is a technique for effectively using a transmission band of a transmission path by expanding a communication capacity by sharing a plurality of communication channels with the same transmission path. Among the multiplex communication techniques, the optical code division multiplexing (OCDM) technique uses a time waveform as a communication channel, so that a plurality of communication channels can be set on the same time slot and the same wavelength.
たとえば，特許第３０３８３７８号（下記特許文献１）の請求項１には，ペイロード情報を異なる光符号を用いて符号化し，更に符号化した複数の情報信号を多重化し，同時に１つの伝送路を用いて伝送し，且つ受信側でチャネルに付与された光符号を復号することによってチャネルを分離する光符号分割多重通信におけるいわゆる時間拡散／波長ホッピング符号を用いる光符号化において，ペイロード情報をビット毎に波長が異なるｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）個の光パルス列（ここで，個々の光パルスをチップパルスと呼称する）を用い，チャネル毎に特定の符号系列の中の異なる符号を設定することによって符号化し，また受信信号の光復号化方法として，時間領域での整合フィルタリングを行い自己相関関数を得た後，閾値判定によって自己相関関数のピークの有無に従って各々”０”又は”１”のビットを再生することを特徴とする光符号分割多重通信方式が開示されている。なお，本明細書においても，同文献に記載されているデバイスや原理を適宜用いることができる。 For example, in claim 1 of Japanese Patent No. 3038378 (Patent Document 1 below), payload information is encoded using different optical codes, a plurality of encoded information signals are multiplexed, and one transmission path is used simultaneously. In optical coding using so-called time-spread / wavelength hopping code in optical code division multiplex communication in which a channel is separated by decoding the optical code given to the channel on the receiving side, payload information is bit by bit Using i (i = 1, 2,..., N) optical pulse trains having different wavelengths (herein, each optical pulse is referred to as a chip pulse), a different code in a specific code sequence is assigned to each channel. As a method of optical decoding of received signals, after performing matched filtering in the time domain to obtain an autocorrelation function, threshold judgment is performed. The optical code division multiple access communication system, characterized by reproducing the bits of each "0" or "1" according to whether the peak of the autocorrelation function is disclosed. In this specification, the devices and principles described in the same document can be used as appropriate.
しかし，同文献に記載されるシステムは，ラベル部とペイロードデータ部とを別々に生成し，それをあわせて光信号とするものではない。 However, the system described in this document does not generate a label part and a payload data part separately and combine them into an optical signal.
また，特開２００４−１７０７３４号公報（下記特許文献２）は，光符号化信号間の干渉が抑制された高性能な光符号多重通信装置を提供することを目的とするものであり，入力光信号を反射する，光符号チップ数と同数の均一ピッチグレーティングが光導波路の導波方向に形成され，各々が２値位相光符号の１符号に対応するとともに入力光信号の符号化をなす複数のグレーティング導波路符号器と，上記複数のグレーティング導波路符号器からの符号化信号の各々を相対的に遅延せしめる遅延器と，を有している光符号多重通信装置が開示されている。ここで，当該光符号値の変化位置に対応する隣接均一ピッチグレーティングは，入力光信号に（２ｍ＋１）π／２の位相シフト（ｍは整数）を与える間隔で配され，その他の隣接均一ピッチグレーティングは，入力光信号にｎπの位相シフト（ｎは整数）を与える間隔で配されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 2004-170734 (Patent Document 2 below) aims to provide a high-performance optical code multiplex communication apparatus in which interference between optically encoded signals is suppressed. A plurality of uniform pitch gratings reflecting the signal and having the same number as the number of optical code chips are formed in the waveguide direction of the optical waveguide, each of which corresponds to one code of the binary phase optical code and encodes the input optical signal An optical code multiplex communication device having a grating waveguide encoder and a delay device that relatively delays each of encoded signals from the plurality of grating waveguide encoders is disclosed. Here, the adjacent uniform pitch grating corresponding to the change position of the optical code value is arranged at intervals giving a phase shift of (2m + 1) π / 2 to the input optical signal (m is an integer), and other adjacent uniform pitch gratings. Are arranged at intervals giving an nπ phase shift (n is an integer) to the input optical signal.
同文献の図１７及び第５の実施例には，ＯＣＤＭ通信装置は，一方の送信チャネルに遅延器が設けられている。
本発明は，アドレス情報を光ラベル化することにより，高速なパケットの転送処理を可能とする，いわゆる光パケットルーティングネットワークにおいて，ペイロードデータ部の時間的な長さを小さくできる光符号化ペイロードデータ生成装置や，その装置を用いた光符号分割多重パケット信号の発生装置などを提供することを目的とする。 The present invention provides optically encoded payload data generation that can reduce the time length of the payload data portion in a so-called optical packet routing network that enables high-speed packet transfer processing by optically labeling address information. It is an object of the present invention to provide an apparatus, an apparatus for generating an optical code division multiplexed packet signal using the apparatus, and the like.
従来の光パケット通信においては，光パケットに，アドレスを意味する部位と，情報を意味する部位とが設けられており，そのアドレスを意味する部位のみによりアドレスを指定していた。しかしながら，そのような光パケット通信では，多くのデータを送ろうとした場合，必然的にペイロードデータ部位を長くしなければならないという問題があった。ペイロードデータ部位を長くすると，パケット交換ネットワークの粒度が大きくなり，ネットワークのスケーリング性が下がるなどデメリットが大きい。また従来の光パケット交換ネットワークでは，光パケットの光ラベル部分だけがアドレス情報を有するため，光ラベルにより識別される数以上の宛先にペイロードデータを振り分けることは不可能である。さらに，従来のＯＣＤＭＡ（optical code division multiple access:光符号分割多重接続）システムでは，ペイロードデータの符号化に用いられる光符号により識別されるチャネル数以上の行き先に，ペイロードデータを独立に送信することは不可能である。 In the conventional optical packet communication, an optical packet is provided with a part meaning an address and a part meaning an information, and the address is designated only by the part meaning the address. However, in such optical packet communication, there is a problem that the payload data portion must be lengthened when a large amount of data is to be sent. Increasing the payload data part increases the granularity of the packet-switched network, resulting in significant demerits such as reduced network scaling. In the conventional optical packet switching network, since only the optical label portion of the optical packet has address information, it is impossible to distribute the payload data to more than the number of destinations identified by the optical label. Furthermore, in a conventional OCDMA (optical code division multiple access) system, payload data is independently transmitted to destinations greater than or equal to the number of channels identified by the optical code used for encoding the payload data. Is impossible.
本発明のシステムは，光ラベルを生成するラベル生成部とＯＣＤＭ信号を生成する光符号化ペイロードデータ生成部と有する。そして，これらの生成部では，それぞれＦＢＧなどにより光信号が生成される。なお，生成される光信号のビットレートは，好ましくは，異なっている。そして，生成された光信号は，カプラなどの合波器で合波され，ラベル部とパケット部とを有する光信号となる。光符号化ペイロードデータ生成部で生成される光符号化ペイロードデータは，ＯＣＤＭ信号なので，パケット内のぺイロードデータ部それ自体がパケットのラベルとは独立のアドレス情報を有する。そして，パケット部のアドレス情報とラベル部のアドレス情報とをあわせて活用することで，多くのアドレスに送ることのできる光信号を得ることができる。 The system of the present invention includes a label generation unit that generates an optical label and an optically encoded payload data generation unit that generates an OCDM signal. In each of these generation units, an optical signal is generated by FBG or the like. The bit rate of the generated optical signal is preferably different. Then, the generated optical signal is multiplexed by a coupler such as a coupler to become an optical signal having a label portion and a packet portion. Since the optically encoded payload data generated by the optically encoded payload data generation unit is an OCDM signal, the payload data unit in the packet itself has address information independent of the packet label. By using the address information of the packet part and the address information of the label part together, an optical signal that can be sent to many addresses can be obtained.
さらに，光符号化ペイロードデータは，ＯＣＤＭシステムと同様に多重化が可能であり，多くのデータをＯＣＤＭシステムと同様にペイロードデータ部の内部で多重化することにより，光パケットのペイロードデータ部の時間的な長さを短くできるというメリットがある。本発明のシステムによって生成された光信号は，好ましくは，ＯＣＤＭＡ信号と，その信号とはビットレートの異なる光ラベルとによって構成されるので，物理的に光ラベルのみを容易に抽出し，アドレスを分析することができる。 Furthermore, the optically encoded payload data can be multiplexed in the same manner as in the OCDM system. By multiplexing a large amount of data inside the payload data portion as in the OCDM system, the time of the payload data portion of the optical packet can be obtained. There is an advantage that the typical length can be shortened. The optical signal generated by the system of the present invention is preferably composed of an OCDMA signal and an optical label having a different bit rate from that signal. Can be analyzed.
本発明によれば，アドレス部位（ヘッダ部）のみならず，情報に関する部位（ペイロード部）についてもアドレス情報を有しているので，従来の光ペイロードデータ通信に比べて容易に多くのアドレスへ情報を伝えることができる光信号を生成できる。また，本発明のシステムによって生成された光信号は，ＯＣＤＭＡ信号と，その信号とはビットレートの異なる光ラベルとによって構成されるので，物理的に光ラベルのみを容易に抽出し，アドレスを分析することができる。本発明のシステムを用いることで，粒度，スケーラビリティが向上した光情報通信が可能となる。 According to the present invention, not only the address part (header part) but also the part related to information (payload part) has address information, so information can be easily transferred to many addresses as compared with conventional optical payload data communication. It is possible to generate an optical signal capable of transmitting Further, since the optical signal generated by the system of the present invention is composed of an OCDMA signal and an optical label having a bit rate different from that of the signal, only the optical label is physically extracted and the address is analyzed. can do. By using the system of the present invention, optical information communication with improved granularity and scalability becomes possible.
以下，図面を用いて本発明を説明する。図１は，本発明の光符号化パケット生成装置を説明するためのブロック図である。図１に示されるように，本発明の光符号化パケット生成装置（１）は，光ラベル生成器（２）と，光ペイロード生成器（３）と，合波部（４）とを具備する。より具体的には，本発明の光符号化パケット生成装置（１）は，第１のパスルパターン生成器（５）と，モード同期レーザダイオード（６）の出力光が入射するとともに前記第１のパスルパターン生成器の出力信号が入力される第１の電気光変換器（７）と，前記第１の電気光変換器からの出力光が入力される第１の光サーキュレータ（８）と，前記第１の光サーキュレータに入力した光が伝えられる第１の光ファイバグレーティング（９）と，を具備する光ラベル生成器（２）と；第２のパスルパターン生成器（１５）と，前記モード同期レーザダイオード（６）の出力光が入射するとともに前記第２のパスルパターン生成器の出力信号が入力される第２の電気光変換器（１７）と，前記第２の電気光変換器からの出力光が入力される第２の光サーキュレータ（１８）と，前記第２の光サーキュレータに入力した光が伝えられる第２の光ファイバグレーティング（１９）と，前記第２の光サーキュレータの後方，または前記第２の電気光変換器と第２の光サーキュレータとの間におかれた遅延器（２０）と，を具備する光ペイロード生成器と（３）；前記光ラベル生成器によって生成された光ラベル信号と，前記光ペイロード生成器で生成された光ペイロード信号とを合波し，光ラベル部と光ペイロード部とを含む光信号を生成する合波部（４）を具備する光符号化パケット生成装置である。なお，図１中，符号２１は交流電源，符号２２及び２３は増幅器，符号２４はカプラを示す。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram for explaining an optically encoded packet generator of the present invention. As shown in FIG. 1, the optically encoded packet generator (1) of the present invention includes an optical label generator (2), an optical payload generator (3), and a multiplexing unit (4). . More specifically, the optically encoded packet generation device (1) of the present invention receives the output light of the first pulse pattern generator (5) and the mode-locked laser diode (6) and the first pulse pattern generator (5). A first electro-optical converter (7) to which an output signal of a pulse pattern generator is input; a first optical circulator (8) to which output light from the first electro-optical converter is input; An optical label generator (2) comprising a first optical fiber grating (9) through which light input to the first optical circulator is transmitted; a second pulse pattern generator (15); and the mode synchronization A second electro-optical converter (17) to which an output light of the laser diode (6) is incident and an output signal of the second pulse pattern generator is input, and an output from the second electro-optical converter Second light is input An optical circulator (18), a second optical fiber grating (19) through which light input to the second optical circulator is transmitted, and a rear of the second optical circulator, or the second electro-optical converter; An optical payload generator comprising a delay device (20) placed between the second optical circulator and (3); an optical label signal generated by the optical label generator; and the optical payload generator Is an optically encoded packet generation device including a multiplexing unit (4) that multiplexes the optical payload signal generated in step 1 and generates an optical signal including an optical label unit and an optical payload unit. In FIG. 1, reference numeral 21 denotes an AC power source, reference numerals 22 and 23 denote amplifiers, and reference numeral 24 denotes a coupler.
以下では，本発明の光符号化パケット生成装置の動作を説明する。モード同期レーザダイオード（６），第１のパスルパターン生成器（５）及び第２のパスルパターン生成器（１５）は，たとえば同じ交流電源（２１）によって駆動される。交流電源の駆動周波数として，たとえば，１ＧＨｚ〜１００ＧＨｚがあげられ，好ましくは５ＧＨｚ〜５０ＧＨｚであり，より好ましくは１０ＧＨｚである。なお，モード同期レーザダイオード，パスルパターン生成器，及び交流電源は，公知のものを適宜利用できる。なお，光ラベル生成器（２）は，光ラベル（ヘッダ）を生成するほか，光ラベルとしてトレイラをも生成してもよい。光ラベル生成器（２）が，ヘッダとトレイラを生成するものは，たとえば，光符合化パケット信号にヘッダ（光ラベル），ペイロード，及びトレイラ（光ラベル）をこの順番で含むものとなり，パケットが可変長のものであっても復号化できるので好ましい。 Hereinafter, the operation of the optically encoded packet generation device of the present invention will be described. The mode-locked laser diode (6), the first pulse pattern generator (5), and the second pulse pattern generator (15) are driven by, for example, the same AC power source (21). Examples of the driving frequency of the AC power supply include 1 GHz to 100 GHz, preferably 5 GHz to 50 GHz, and more preferably 10 GHz. As the mode-locked laser diode, pulse pattern generator, and AC power source, known ones can be used as appropriate. The optical label generator (2) may generate a trailer as an optical label in addition to generating an optical label (header). The optical label generator (2) generates a header and a trailer. For example, an optical encoded packet signal includes a header (optical label), a payload, and a trailer (optical label) in this order. Even a variable length one is preferable because it can be decoded.
モード同期レーザダイオード（６）の出力光を第１の電気光変換器（７）へ入射する。一方，第１のパスルパターン生成器の出力信号を第１の電気光変換器（７）へ印加する。第１のパスルパターン生成器のパルス周期として，１０ピコ秒から１０００ピコ秒があげられる。そして，一つの光信号に含まれるパルスの数として１０００〜１００００があげられ，好ましくは２０００〜６０００である。具体的なパルスとして，１００ピコ秒ｘ４０００秒があげられる。なお，第１のパスルパターン生成器の信号は，増幅器（２２）によって増幅されてから，第１の電気光変換器（７）へ印加されてもよい。このようにして，第１のパスルパターン生成器のパルスパターンを反映した光信号が，第１の電気光変換器（７）から出力されることとなる。この光信号のビットレートはたとえば，１ギガ／４０００ｂｉｔ／秒〜１００ギガ／４０００ｂｉｔ／秒があげられ，より具体的には，１０ギガ/４０００ｂｉｔ/秒である。 The output light of the mode-locked laser diode (6) is incident on the first electro-optic converter (7). On the other hand, the output signal of the first pulse pattern generator is applied to the first electro-optical converter (7). The pulse period of the first pulse pattern generator is 10 picoseconds to 1000 picoseconds. The number of pulses included in one optical signal is 1000 to 10000, and preferably 2000 to 6000. A specific pulse is 100 picoseconds x 4000 seconds. The signal from the first pulse pattern generator may be amplified by the amplifier (22) and then applied to the first electro-optical converter (7). In this way, an optical signal reflecting the pulse pattern of the first pulse pattern generator is output from the first electro-optical converter (7). The bit rate of this optical signal is, for example, 1 giga / 4000 bits / second to 100 giga / 4000 bits / second, and more specifically 10 giga / 4000 bits / second.
このようにして生成した光信号は，第１の光サーキュレータ（８）の第１のポート（ＥＯＭ７と光サーキュレータ８とをつなぐポート）に入射する。そして，その光信号は，第１の光サーキュレータ（８）の第２のポート（ＦＢＧ９と光サーキュレータ８とをつなぐポート）から出力される。このようにして，光信号が第１の光ファイバグレーティング（９）に伝えられる。なお，光サーキュレータは，公知のものを適宜利用できる。光ファイバグレーティングは，公知のものを適宜利用できる。 The optical signal generated in this way is incident on the first port (the port connecting the EOM 7 and the optical circulator 8) of the first optical circulator (8). The optical signal is output from the second port (port connecting FBG 9 and optical circulator 8) of the first optical circulator (8). In this way, the optical signal is transmitted to the first optical fiber grating (9). In addition, a well-known thing can be utilized suitably for an optical circulator. A known optical fiber grating can be used as appropriate.
光ファイバグレーティングは，たとえば，実質的に同一のブラッグ周波数又はブラッグ波長を有するｐ個の均一ピッチグレーティングの各々が位相シフトを介して直列に結合して形成された構成を有しているものがあげられる。例えば，光ファイバのコアの屈折率を周期的に変化させることにより光ファイバ中に複数の均一ピッチブラッグ回折格子が形成された位相シフト・ファイバグレーティングとして構成されてもよい。 The optical fiber grating is, for example, one having a configuration in which each of p uniform pitch gratings having substantially the same Bragg frequency or Bragg wavelength is coupled in series via a phase shift. It is done. For example, it may be configured as a phase shift fiber grating in which a plurality of uniform pitch Bragg gratings are formed in an optical fiber by periodically changing the refractive index of the core of the optical fiber.
具体的な光ファイバグレーティングとして，特開平9-005544号公報に記載された「コアとクラッドとの屈折率差を０.０１５〜０.０３にし，前記コアの径を４μｍ〜６μｍにしたステップ型プロファイルの光ファイバに形成した光ファイバグレーティングであって、前記コア部分において紫外レーザ光によって長さ方向に屈折率を周期的に変化させ、さらに、その周期自体が長さ方向に変化するようにしたことを特徴とする光ファイバグレーティング」，特開平10-288715号公報に記載された「偏波面保存ファイバにグレーティング部を形成したことを特徴とする２波長阻止型光ファイバグレーティング」，特開平11-119041号公報に記載された「石英系の光ファイバの長手方向の所定範囲における少なくともコア領域を含む一定領域に長周期屈折率変調が形成された光ファイバグレーティング であって、前記一定領域にＧｅＯ２ およびＦ元素が共に添加されている、ことを特徴とする光ファイバグレーティング」，特開2000-249851号公報に記載された「光ファイバの長さ方向に、コアの屈折率の周期的な変化を形成してなる長周期光ファイバグレーティング において、コアの屈折率の周期的な変化の周期に位相シフトが導入されていることを特徴とする長周期光ファイバグレーティング」，特開2002-243957号公報に記載された「光ファイバのコアに、その長さ方向にそって２０〜８０μｍのグレーティングピッチで摂動を形成した放射型のグレーティング部を備えていることを特徴とする光ファイバグレーティング」，特開2003-050322号公報に記載された「光ファイバの長手方向にそって周期的に屈折率変化を持たせて回折格子を形成し、この回折格子の格子ベクトルが光ファイバの長手方向に対して傾斜角度を持つようにしてファイバグレーティング部が形成されたスラント型短周期光ファイバグレーティング において、クラッドの最外郭直径を１２５μｍより大きくすることにより、透過スペクトルのリップルの発生を抑制したことを特徴とするスラント型短周期光ファイバグレーティング」などがあげられる。 As a specific optical fiber grating, described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-005544, “a step type in which the difference in refractive index between the core and the clad is 0.015 to 0.03, and the diameter of the core is 4 μm to 6 μm. An optical fiber grating formed in a profile optical fiber, wherein the refractive index is periodically changed in the length direction by ultraviolet laser light in the core portion, and the period itself is changed in the length direction. "Optical fiber grating characterized in that", described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-288715, "Two-wavelength blocking optical fiber grating characterized in that a grating portion is formed on a polarization-maintaining fiber," No. 119041 “Long-period refractive index modulation in a certain region including at least a core region in a predetermined range in the longitudinal direction of a silica-based optical fiber A formed optical fiber grating, the GeO 2 and F element constant region is added together, an optical fiber grating, characterized in that ", described in JP-A-2000-249851" Optical fiber In the long-period optical fiber grating formed by forming a periodic change in the refractive index of the core in the length direction, a phase shift is introduced in the period of the periodic change in the refractive index of the core. "A long-period optical fiber grating", described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-243957, "A radial type grating portion in which perturbations are formed in the optical fiber core at a grating pitch of 20 to 80 µm along its length direction. Optical fiber grating characterized by having "refracted periodically along the longitudinal direction of the optical fiber" described in JP-A-2003-050322 In a slant short-period optical fiber grating in which a diffraction grating is formed with a change, and the fiber grating portion is formed such that the grating vector of this diffraction grating has an inclination angle with respect to the longitudinal direction of the optical fiber, And a slant-type short-period optical fiber grating characterized in that generation of ripples in the transmission spectrum is suppressed by making the outermost diameter of each of the layers larger than 125 μm.
なお，光ファイバグレーティングは，ＰＬＣ（プレナー光波回路）上に設けられてもよい。このような光ファイバグレーティングは，たとえば，光導波路と光導波路に光学的に結合された多点位相シフト構造を具備するものがあげられる。より具体的には，平面光導波路と，当該平面光導波路に設けられた複数の均一ピッチブラッグ回折格子とを具備するプレナー構造多点位相シフト・グレーティングがあげられる。 The optical fiber grating may be provided on a PLC (planar lightwave circuit). An example of such an optical fiber grating includes an optical waveguide and a multipoint phase shift structure optically coupled to the optical waveguide. More specifically, there is a planar structure multipoint phase shift grating including a planar optical waveguide and a plurality of uniform pitch Bragg diffraction gratings provided in the planar optical waveguide.
光ファイバグレーティング（９）に伝えられた光信号は，光ファイバグレーティングの様々な部位において反射される。これにより光信号は，光符号となる。 The optical signal transmitted to the optical fiber grating (9) is reflected at various parts of the optical fiber grating. As a result, the optical signal becomes an optical code.
第１の光ファイバグレーティングにおいて反射された光信号は，第１の光サーキュレータ（８）の第２のポートに入射する。そして，第１の光サーキュレータ（８）の第３のポート（合波器４と光サーキュレータ８とをつなぐポート）から出力される。 The optical signal reflected by the first optical fiber grating enters the second port of the first optical circulator (8). And it outputs from the 3rd port (The port which connects the multiplexer 4 and the optical circulator 8) of a 1st optical circulator (8).
この第１の光サーキュレータ（８）の第３のポートから出力された光符号は，光ラベルとして機能する。すなわち，上記のようにすれば光ラベルを生成できる。 The optical code output from the third port of the first optical circulator (8) functions as an optical label. That is, an optical label can be generated as described above.
モード同期レーザダイオード（６）の出力光を第２の電気光変換器（１７）へ入射する。一方，第２のパスルパターン生成器の出力信号を第２の電気光変換器（１７）へ印加する。第２のパスルパターン生成器のパルス周期として，１０ピコ秒〜１０００ピコ秒があげられ，具体的には１００ピコ秒があげられる。なお，第２のパスルパターン生成器の信号は，増幅器（２３）によって増幅されてから，第２の電気光変換器（１７）へ印加されてもよい。このようにして，第２のパスルパターン生成器のパルスパターンを反映した光信号が，第２の電気光変換器（１７）から出力されることとなる。この光信号のビットレートはたとえば，１ギガｂｉｔ／秒〜１００ギガｂｉｔ/秒があげられ，具体的には１０ギガ ｂｉｔ/ｓである。 The output light of the mode-locked laser diode (6) is incident on the second electro-optic converter (17). On the other hand, the output signal of the second pulse pattern generator is applied to the second electro-optical converter (17). The pulse period of the second pulse pattern generator is 10 to 1000 picoseconds, and specifically 100 picoseconds. The signal of the second pulse pattern generator may be amplified by the amplifier (23) and then applied to the second electro-optical converter (17). In this way, an optical signal reflecting the pulse pattern of the second pulse pattern generator is output from the second electro-optical converter (17). The bit rate of this optical signal is, for example, 1 gigabit / second to 100 gigabit / second, and specifically 10 gigabit / s.
生成した光信号は，第２の光サーキュレータ（１８）の第１のポート（ＥＯＭ１７と光サーキュレータ１８とをつなぐポート）に入射する。そして，その光信号は，第２の光サーキュレータ（１８）の第２のポート（ＦＢＧ９と光サーキュレータ１８とをつなぐポート）から出力される。このようにして，光信号が第２の光ファイバグレーティング（１９）に伝えられる。なお，光サーキュレータは，公知のものを適宜利用できる。光ファイバグレーティングは，先に説明したと同様，公知のものを適宜利用できる。なお，第２の光ファイバグレーティングのチップの数を，第１の光ファイバグレーティングのチップの数と異ならせることは，本発明の好ましい実施態様である。このようにすることで，光ラベルと光符号化ペイロードデータを物理的に識別できるようにすることができる。 The generated optical signal is incident on the first port (the port connecting the EOM 17 and the optical circulator 18) of the second optical circulator (18). The optical signal is output from the second port (port connecting FBG 9 and optical circulator 18) of the second optical circulator (18). In this way, the optical signal is transmitted to the second optical fiber grating (19). In addition, a well-known thing can be utilized suitably for an optical circulator. As the optical fiber grating, a known one can be used as appropriate as described above. It is a preferred embodiment of the present invention that the number of chips of the second optical fiber grating is different from the number of chips of the first optical fiber grating. In this way, the optical label and the optically encoded payload data can be physically identified.
光ファイバグレーティング（１９）に伝えられた光信号は，光ファイバグレーティングに様々な部位において反射される。これにより光信号は，光符号化信号となる。 The optical signal transmitted to the optical fiber grating (19) is reflected by the optical fiber grating at various sites. As a result, the optical signal becomes an optical encoded signal.
第２の光ファイバグレーティングにおいて反射された光信号は，第２の光サーキュレータ（１８）の第２のポートに入射する。そして，第２１の光サーキュレータ（１８）の第３のポート（合波器４と光サーキュレータ１８とをつなぐポート）から出力される。 The optical signal reflected by the second optical fiber grating is incident on the second port of the second optical circulator (18). And it is output from the 3rd port (The port which connects the multiplexer 4 and the optical circulator 18) of a 21st optical circulator (18).
この第２の光サーキュレータ（１８）の第３のポートから出力された光信号は遅延器２０により所定の遅延が付加される。ここで遅延を与えるのは，後に合波されるラベル部が合波器に到達した後に光ペイロードデータ部が到達するようにするためである。したがって，遅延時間として，１００ｐｓ〜１０００ｐｓがあげられ，好ましくは６５０ｐｓである。なお，遅延器は，例えば，光ファイバの長さなどの光路の長さを調整することにより容易に得ることができる。 A predetermined delay is added to the optical signal output from the third port of the second optical circulator (18) by the delay unit 20. Here, the delay is given so that the optical payload data portion arrives after the label portion to be combined later reaches the multiplexer. Therefore, the delay time is 100 ps to 1000 ps, preferably 650 ps. The delay device can be easily obtained by adjusting the length of the optical path such as the length of the optical fiber.
このようにして得られた光信号は，光符号分割多重における相手に伝える情報であるペイロードデータ部に相当する。このようにして，光符号化ペイロードデータ信号を生成できる。 The optical signal thus obtained corresponds to a payload data portion that is information transmitted to the other party in optical code division multiplexing. In this way, an optically encoded payload data signal can be generated.
次に，カプラなどの合波器（４）によって，光ラベル生成工程で生成した光ラベルと，光ペイロード生成工程で生成した光ペイロードとが合波される。これにより，光ラベル部と光符号化ペイロードデータ部とを有する光符号化パケット信号を得ることができる。なお，このようにして得られた光符号化パケット信号の光ペイロード部は，それ自体が光符号分割多重信号であり，アドレス情報を有する信号として使用できる。したがって，本発明によれば，光ラベル部に含めるアドレス情報の一部を光ペイロード部にも持たせることができるので，独立にデータ配信が可能な宛先を多くすることができる。 Next, the optical label generated in the optical label generation step and the optical payload generated in the optical payload generation step are multiplexed by a coupler (4) such as a coupler. Thereby, an optically encoded packet signal having an optical label part and an optically encoded payload data part can be obtained. The optical payload portion of the optically encoded packet signal thus obtained is itself an optical code division multiplexed signal and can be used as a signal having address information. Therefore, according to the present invention, since part of the address information included in the optical label part can be provided in the optical payload part, it is possible to increase the number of destinations to which data can be distributed independently.
次に，先に説明した光符号化パケット生成装置（１）を送信部として用いる光符号化パケット通信システムについて説明する。図２は，そのようなシステムの一例を示すブロック図である。図２の要素のうち，図１にも存在するものは同じ符号をつけてある。図２に示されるように，このシステムは，符号部である先に説明した光符号化パケット生成装置（１）と，光パケットスイッチ部（３０）と復号部（３１）とを有する。そして，光パケットスイッチ部（３０）は，光信号を分波するカプラなどの光分波器（３２）と，光分波器（３２）により分波された一方の光を光ファイバグレーティングに伝え，光ファイバグレーティングからの光を光検出器につたえるための光サーキュレータ（３３）と，光ラベルを分析するための光ファイバグレーティング（３４）と，光ファイバグレーティングによって反射された光が光サーキュレータを介して入力されるることにより光ラベルを分析する光検出器（３５）とを具備する。なお，図２中，符号３６は光ファイバなどの伝送路を示し，符号３７は任意の光増幅器を示し，符号３８は遅延器を示し，符号３９は光スイッチを示す。 Next, an optically encoded packet communication system using the optically encoded packet generation device (1) described above as a transmitter will be described. FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of such a system. Of the elements in FIG. 2, those present in FIG. 1 are labeled with the same reference numerals. As shown in FIG. 2, the system includes the optically encoded packet generation device (1), which is the encoding unit, and the optical packet switch unit (30) and the decoding unit (31). Then, the optical packet switch unit (30) transmits to the optical fiber grating the optical demultiplexer (32) such as a coupler that demultiplexes the optical signal and one light demultiplexed by the optical demultiplexer (32). , An optical circulator (33) for supplying light from the optical fiber grating to the optical detector, an optical fiber grating (34) for analyzing the optical label, and the light reflected by the optical fiber grating via the optical circulator And an optical detector (35) for analyzing the optical label by being inputted. In FIG. 2, reference numeral 36 indicates a transmission line such as an optical fiber, reference numeral 37 indicates an arbitrary optical amplifier, reference numeral 38 indicates a delay device, and reference numeral 39 indicates an optical switch.
また，復号部（３１）は，ペイロード部に相当する光パケット信号が入力され，光ファイバグレーティングからの反射光が入力される光サーキュレータ（４１）と，光サーキュレータからの出力光が入力する光ファイバグレーティング（４２）と，光ファイバグレーティングの反射光が光サーキュレータを介して入力される光検出器（４３）とを具備する。なお，図中，符号４４は，ビット・エラー・レイト・テスタを示す。なお，本発明のシステムでは，たとえば，光ラベル部と光ペイロード部とが同じ方式により符合化されるので，復号部は，しきい値処理部を有し，適切なしきい値に調整可能として，光ラベル部と光ペイロード部とを分離するものが好ましい。 The decoding unit (31) receives an optical packet signal corresponding to the payload portion, receives an optical circulator (41) to which reflected light from the optical fiber grating is input, and an optical fiber to which output light from the optical circulator is input. A grating (42) and a photodetector (43) to which the reflected light of the optical fiber grating is input via an optical circulator are provided. In the figure, reference numeral 44 denotes a bit error rate tester. In the system of the present invention, for example, since the optical label part and the optical payload part are encoded by the same method, the decoding part has a threshold processing part and can be adjusted to an appropriate threshold value. What isolate | separates an optical label part and an optical payload part is preferable.
以下，このシステムの動作について説明する。光符号化パケット生成装置（１）により符号化された光信号は，光ラベル部（５１）と光ペイロード部（５２）とを含む光パケット信号である。この光は，ファイバなどの伝送路（３６）を通じて，光パケットスイッチ部（３０）と復号部（３１）とに伝えられる。まず，光パケットスイッチ部（３０）の分波器（３２）によって，強度分離される。分離された光信号は，光サーキュレータ（３３）を介して光ファイバグレーティング（３４）に入射する。すると，光ラベル部と光ペイロード部とが有していたアドレス情報に応じて反射が行われる。このようにして反射した光は，光サーキュレータ（３３）を介して光検出器（３５）に入射する。そして，光検出器（３５）によって検出され，そのアドレス情報が把握される。把握されたアドレス情報は，任意で増幅器（３７）によって増幅された電圧信号として光スイッチ（３９）に伝えられる。なお，光スイッチ（３９）としては，電気制御の光スイッチが好ましい。また，光スイッチ（３９）としては，出力ポートが１つのものでもよいが，好ましくは複数の出力ポートを有する１×Ｎ光スイッチである。光ラベル部（５１）と光ペイロード部（５２）とは，そのビットレートが異なっているので，光ファイバグレーティング（３４）により，容易に識別できる。一方，分波器（３２）によって分離されたもう一方の光パケット信号は，遅延器（３８）を通過して光スイッチ（３９）に入射する。また，光スイッチ（３９）に入力されたアドレス情報にしたがって，分離された光パケットが所定の復号器へと転送される。復号器（３１）へ転送されたペイロード部（５２）は，光サーキュレータ（４１）を介して，光ファイバグレーティング（４２）へ伝えられ，その情報に応じて反射される。反射された光は，光サーキュレータ（４１）を介して，光検出器（４３）へと入射され，光検出器により電気信号に変換される際に，光ペイロード部の情報が読み出される。このようにして，光符号化パケット生成装置（１）によって符号化された情報が，所定のアドレスにおける復号器によって復号化され読み出されることとなる。 The operation of this system will be described below. The optical signal encoded by the optical encoded packet generator (1) is an optical packet signal including an optical label part (51) and an optical payload part (52). This light is transmitted to the optical packet switch unit (30) and the decoding unit (31) through a transmission line (36) such as a fiber. First, the intensity is separated by the duplexer (32) of the optical packet switch unit (30). The separated optical signal enters the optical fiber grating (34) through the optical circulator (33). Then, reflection is performed according to the address information that the optical label portion and the optical payload portion have. The light reflected in this way enters the photodetector (35) via the optical circulator (33). And it detects by the photodetector (35), and the address information is grasped | ascertained. The grasped address information is transmitted to the optical switch (39) as a voltage signal optionally amplified by the amplifier (37). As the optical switch (39), an electrically controlled optical switch is preferable. The optical switch (39) may have one output port, but is preferably a 1 × N optical switch having a plurality of output ports. Since the optical label portion (51) and the optical payload portion (52) have different bit rates, they can be easily identified by the optical fiber grating (34). On the other hand, the other optical packet signal separated by the duplexer (32) passes through the delay unit (38) and enters the optical switch (39). Further, the separated optical packet is transferred to a predetermined decoder in accordance with the address information input to the optical switch (39). The payload part (52) transferred to the decoder (31) is transmitted to the optical fiber grating (42) via the optical circulator (41) and reflected according to the information. The reflected light is incident on the photodetector (43) via the optical circulator (41), and information in the optical payload portion is read out when the reflected light is converted into an electrical signal by the photodetector. In this way, the information encoded by the optically encoded packet generator (1) is decoded and read out by the decoder at a predetermined address.
図３は，本発明のシステムを利用する例を示す概念図である。図３は，第１のネットワーク（６１）からの光符号分割多重信号を，第２のネットワーク（６２）で受け取り，それを第３のネットワーク（６３）に転送する例である。それぞれのネットワークには，ノード（６４〜６７）が設けられている。第１のネットワーク（６１）に伝えられた光パケット（６８）は，３１個のチップにより光符号化された光パケット信号である。そして，その信号は，ノード（６４）により，そのアドレス情報が付与され，第２のネットワーク（６２）に転送される。第２のネットワークのノード（６５）では，３1個のチップにより符号化した光ペイロード部（５２）と１６個のチップにより符号化した光ラベル部（５３）とを有する光パケット信号（６９）に変換される。そして，その光パケット信号は，光符号分割多重信号であるペイロード部はそのままに，付与された光ラベルのアドレス情報を分析し，適切なノード（６６）へと転送する。ノード（６６）では，情報を伝える第３のネットワークにおいて，情報を復号化できるように，通常の光符号分割多重信号へと変換し，第３のネットワークのノード（６７）へと光符号分割多重信号を伝える。このようにして正しいアドレスへ伝えられた光パケット信号は，復号化され情報が読み出されることとなる。 FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of using the system of the present invention. FIG. 3 shows an example in which an optical code division multiplexed signal from the first network (61) is received by the second network (62) and transferred to the third network (63). Each network is provided with nodes (64 to 67). The optical packet (68) transmitted to the first network (61) is an optical packet signal optically encoded by 31 chips. The signal is given address information by the node (64) and transferred to the second network (62). In the node (65) of the second network, an optical packet signal (69) having an optical payload portion (52) encoded by 31 chips and an optical label portion (53) encoded by 16 chips is generated. Converted. Then, the optical packet signal analyzes the address information of the attached optical label while keeping the payload portion which is an optical code division multiplexed signal, and transfers it to an appropriate node (66). The node (66) converts the information into a normal optical code division multiplexed signal so that the information can be decoded in the third network that conveys the information, and the optical code division multiplexing to the node (67) of the third network. Communicate the signal. The optical packet signal transmitted to the correct address in this way is decoded and information is read out.
図３に基づいて，より詳細に，本発明のシステムを利用する例を説明する。なお，図３において，３１−チップＯＣ（optical code:光符号）は，３１個のパルスで記述された光符号を意味する。１６−チップラベルは，１６個のパルスで記述された光符号ラベルを意味する。ＯＰＳネットワークのＯＰＳ（optical packet switching）は，光パケットスイッチ（Optical packet switch）を意味する。第１のネットワーク（６１）のノード（６４）には，符号化ＯＣＤＭ信号（６８）が伝えられる。このＯＣＤＭ信号は，通常は連続データであって，ＯＣＤＭ信号内の各符号により規定される独立の光符号パスを交換する，光パス交換ネットワークとして，送信ノードから受信ノードまでデータ信号が伝えられる。その為，（６２）のような光パケットネットワークを介して，ＯＣＤＭ信号を送受信することは単純には不可能である。その為，第１のネットワーク（６１）において，ＯＣＤＭ信号を適当な長さの光符号分割多重パケットとして加工し，ノード（６４）において光ラベルを付与し，光パケットスイッチネットワーク（６２）を介してパケット転送し，別のＯＣＤＭネットワーク(６３)に送信する。別のＯＣＤＭネットワーク(63)においては，ノード（６７）において，光ラベルを除去し，ぺーロードデータをＯＣＤＭ信号に戻して，目的とする受信装置までデータを配信する。このようにして，ＯＣＤＭデータを，光パケットネットワークを介して配信する事が可能となる。
また，本方式においては，長いペイロードデータをＯＣＤＭにより短いパケットにしているため，ネットワークの粒度を増すことができ，強いてはネットワークのスケーラビリティーを向上可能となる。
さらに，本方式では符号化されたペイロードデータそのものがパケットの光ラベルとは独立のアドレスを持つことができるため，ネットワークとして扱える独立したアドレス数を増加できるメリットがある。
An example of using the system of the present invention will be described in more detail based on FIG. In FIG. 3, 31-chip OC (optical code) means an optical code described by 31 pulses. The 16-chip label means an optical code label described by 16 pulses. OPS (optical packet switching) in the OPS network means an optical packet switch. The encoded OCDM signal (68) is transmitted to the node (64) of the first network (61). This OCDM signal is usually continuous data, and a data signal is transmitted from a transmission node to a reception node as an optical path switching network for exchanging independent optical code paths defined by respective codes in the OCDM signal. Therefore, it is simply impossible to transmit / receive the OCDM signal via the optical packet network as shown in (62). Therefore, in the first network (61), the OCDM signal is processed as an optical code division multiplexed packet having an appropriate length, an optical label is assigned at the node (64), and the optical network is switched via the optical packet switch network (62). The packet is transferred and sent to another OCDM network (63). In another OCDM network (63), the optical label is removed at the node (67), the payload data is returned to the OCDM signal, and the data is distributed to the target receiving apparatus. In this way, OCDM data can be distributed via the optical packet network.
In this method, since long payload data is converted into short packets by OCDM, the granularity of the network can be increased, and thus the scalability of the network can be improved.
Furthermore, this method has an advantage that the number of independent addresses that can be handled as a network can be increased because the encoded payload data itself can have an address independent of the optical label of the packet.
なお，これまでは光ペイロード部を生成するために一つの生成装置を用いるものについて説明したが，二つ以上の光符号化ペイロードデータ生成装置を有するシステムにおいて応用できる。すなわち，本発明の別の実施態様は，それぞれ異なる符号を用いる複数の光符号化ペイロードデータ生成装置を有し，それら複数の光符号化ペイロードデータ生成装置から出力される複数の光符号化ペイロードデータ信号を光合波器で合波することにより，光符号分割多重信号を作り出す光符号化パケット生成装置と，上記に記載の光ラベル生成器と，前記光ラベル生成器によって生成された光ラベル信号と，前記光符号化パケット生成装置で生成された光符号分割多重信号とを合波し，光ラベル部と光符号分割多重信号部とを含む光信号を生成する合波部を具備する；光符号分割多重パケット生成装置である。 Although the description has been made so far on the case where one generation device is used to generate the optical payload portion, it can be applied to a system having two or more optical encoding payload data generation devices. That is, another embodiment of the present invention has a plurality of optically encoded payload data generation devices each using a different code, and a plurality of optically encoded payload data output from the plurality of optically encoded payload data generation devices. An optical encoded packet generator that generates an optical code division multiplexed signal by combining the signals with an optical multiplexer, the optical label generator described above, and an optical label signal generated by the optical label generator, A multiplexing unit that multiplexes the optical code division multiplexed signal generated by the optical encoded packet generation device and generates an optical signal including an optical label unit and an optical code division multiplexed signal unit; It is a division multiplexing packet generator.
各光符号化ペイロードデータ生成装置の構成や，動作は先にペイロード信号の生成について，説明したとおりである。また，生成されたペイロードデータは，たとえば所定の遅延を与えられた後，合波されてもよい。さらに，ラベル部とペイロードデータ信号とが合波されて光ラベル部と光符号分割多重信号部とを含む光信号が生成される。より具体的には，複数の光符号化ペイロードデータ生成装置を用いて，それぞれ異なる符号を有する光符号化ペイロードデータを生成し，合波することにより，光符号分割多重信号を作り出す工程と，前記光ラベル生成器によって光ラベル信号を生成する工程と，前記光ラベル生成器によって生成された光ラベル信号と，前記光符号化パケット生成装置で生成された光符号分割多重信号とを合波し，光ラベル部と光符号分割多重信号部とを含む光信号を生成する工程とを含む工程により，光符号分割多重パケット信号を得ることができる。 The configuration and operation of each optically encoded payload data generation device are as described above for the generation of the payload signal. Further, the generated payload data may be combined after being given a predetermined delay, for example. Further, the label part and the payload data signal are combined to generate an optical signal including the optical label part and the optical code division multiplexing signal part. More specifically, using a plurality of optically encoded payload data generating devices, generating optically encoded payload data having different codes and combining them to create an optical code division multiplexed signal; A step of generating an optical label signal by the optical label generator; an optical label signal generated by the optical label generator; and an optical code division multiplexing signal generated by the optical encoded packet generator, An optical code division multiplexed packet signal can be obtained by a process including a process of generating an optical signal including an optical label part and an optical code division multiplexed signal part.
図４は，実施例１における光符号分割多重パケット通信システムの構成例を示す図である。図４において，ＰＰＧは，パスルパターン生成器（ジェネレータ）を示す。ＭＬＬＤは，モード同期レーザダイオードを示す。ＥＯＭは，電気光変換器を示す。ＦＢＧは，光ファイバグレーティングを示す。ＰＤは，光検出器を示す。この実施例において，光サーキュレータ，光ファイバグレーティング及びこれらを連結する導波路は，ＰＬＣ（プレナー光波回路）として構成されている。 FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the optical code division multiple packet communication system according to the first embodiment. In FIG. 4, PPG indicates a pulse pattern generator (generator). MLLD indicates a mode-locked laser diode. EOM indicates an electro-optical converter. FBG indicates an optical fiber grating. PD indicates a photodetector. In this embodiment, the optical circulator, the optical fiber grating, and the waveguide connecting them are configured as a PLC (planar lightwave circuit).
なおこの実施例において，各構成要素には，基本的には先に説明したと同様の符号を付してある。 In this embodiment, each component is basically labeled with the same symbols as described above.
ＭＬＬＤ（６）の出力光は，カプラ（２４）で分波され，ＰＰＧ１及びＰＰＧ２により変調を受けたＥＯＭ（７）及びＥＯＭ（８）に入射し変調を受ける。ＭＬＬＤの出力光は，１０ＧＨｚでパルス幅は２ｐｓとした。ラベル生成器のＦＢＧにより符号化されラベルを生成した。このラベルは継続時間がおよそ６５０ｐｓであった。一方，パケット生成器によりペイロード信号を生成した。このペイロード信号の継続時間はおよそ７８０ｐｓであった。ペイロード信号は，可変ディレイラインにより６５０ｐｓ程度遅延された後，カプラ４にてラベル信号と合波した。このようにして，光符号化パケット信号を生成した。 The output light of the MLLD (6) is demultiplexed by the coupler (24), is incident on the EOM (7) and EOM (8) modulated by the PPG1 and PPG2, and is modulated. The output light of the MLLD was 10 GHz and the pulse width was 2 ps. The label was generated by encoding with the FBG of the label generator. This label had a duration of approximately 650 ps. On the other hand, a payload signal was generated by a packet generator. The duration of this payload signal was approximately 780 ps. The payload signal was delayed by about 650 ps by the variable delay line and then combined with the label signal by the coupler 4. In this way, an optically encoded packet signal was generated.
このようにして生成した光符号分割多重信号について，ラベル解析部であるＯＰＳユニット（３０）において，そのアドレスを分析した。ＯＰＳユニットにおける，光ラベルの解析は入力される光ラベルと，ＯＰＳユニット内のＦＢＧとの間で，光相関処理が行われ，光ラベルの符号パターンと，ＯＰＳユニット内ＦＢＧの符号パターンが一致すれば，高いピークを有する信号が出力され，一致しなければノイズだけが出力される。この出力信号を閾値処理することによりマッチドフィルタリングが行われ，ラベルの認識処理が実現する。このマッチドフィルタリングにより得られた識別信号は，制御装置を介して光スイッチを駆動し，光パケットを所望のポートへ振り分ける。
また復号部であるＯＣＤＭ受信器（３１）においても，上記ＯＰＳユニットにおける，光ラベルの解析部と同様の処理が行われ，ペイロード信号が分析され，これにより復号化される。
The OPS unit (30), which is a label analysis unit, analyzed the address of the optical code division multiplexed signal thus generated. In the optical label analysis in the OPS unit, an optical correlation process is performed between the input optical label and the FBG in the OPS unit, and the code pattern of the optical label matches the code pattern of the FBG in the OPS unit. For example, a signal having a high peak is output, and if they do not match, only noise is output. Matching filtering is performed by performing threshold processing on the output signal, thereby realizing label recognition processing. The identification signal obtained by the matched filtering drives the optical switch via the control device and distributes the optical packet to a desired port.
In the OCDM receiver (31), which is a decoding unit, the same processing as that of the optical label analysis unit in the OPS unit is performed, and the payload signal is analyzed and decoded.
図４の各点における光スペクトルを測定した。図５は，図４のＡ点における光信号の光スペクトルを測定したオシロスコープの測定図である。図６は，図４のＢ点における光信号の光スペクトルを測定したオシロスコープの測定図である。図７は，図４のＣ点における光信号の光スペクトルを測定したオシロスコープの測定図である。図８は，図４のＤ点における光信号の光スペクトルを測定したオシロスコープの測定図である。図９は，図４のＦ点における光信号の光スペクトルを測定したオシロスコープの測定図である。図１０は，図４のＧ点における光信号の光スペクトルを測定したオシロスコープの測定図である。なお，図４のＥ点においては，光スペクトルが観測されなかった。 The light spectrum at each point in FIG. 4 was measured. FIG. 5 is a measurement diagram of an oscilloscope that measures the optical spectrum of the optical signal at point A in FIG. FIG. 6 is a measurement diagram of an oscilloscope that measures the optical spectrum of the optical signal at point B in FIG. FIG. 7 is a measurement diagram of an oscilloscope that measures the optical spectrum of the optical signal at point C in FIG. FIG. 8 is a measurement diagram of an oscilloscope that measures the optical spectrum of the optical signal at point D in FIG. FIG. 9 is a measurement diagram of an oscilloscope that measures the optical spectrum of the optical signal at point F in FIG. FIG. 10 is a measurement diagram of an oscilloscope that measures the optical spectrum of the optical signal at point G in FIG. Note that an optical spectrum was not observed at point E in FIG.
図５〜図１０により，本実施例のシステムによれば，光信号を適切に生成できることがわかる。また，光ラベル部のみを分離して，光情報を取り出すことができることが実証された。 5 to 10, it can be seen that the optical signal can be appropriately generated according to the system of this embodiment. It was also demonstrated that optical information can be extracted by separating only the optical label.
図11は，実施例2における実験系を示す図である。モード同期レーザダイオードの出力光は，波長1554.13nm，パルス周期10GHzとした。この出力光は，カプラによりラベル生成部とペイロード生成部とへ分かれて伝えられる。そして，ラヘ゛ル符号器は，16-チップの25Gchip/sPLCを使用した。また，OCDMA符号器として，31-チップ，40Gchip/sのスーパーストラクチャー・ファイバ・グラック・グレーティングを使用した。なお，図11に示されるように，この例では光ラベルとしてヘッダと共にトレイラを生成した。図中，MLLDは，モード同期レーザダイオードを示す。ＢＰＦは，バンドパスフィルタを示す。ＰＰＧは，パルスパターンジェネレータを示す。ＥＯＭは，電気光学効果を用いた変調器を示す。ＰＣは偏光調整器を示す。Label generationはラベル生成部を示す。Label durationは，ラベルの持続時間を示す。Tunable PLC encoderは，変調可能なPLC符号器を示す。Payload generationはペイロード生成部を示す。Delayは，遅延器（可変遅延器）を示す。ATTは減衰器（自動強度調整器）を示す。Headerはヘッダ，Packetはパケット，Trailerはトレイラを示す。Label recognizerはラベル識別部を示す。Gate signal generatorはゲート信号生成部を示す。ODLは光遅延線を示す。Switchは，（リチウムナイオベート）光スイッチを示す。Photo detectorは，光検出器を示す。Clock recoveryはクロックリカバリー回路を示す。LPFはローパスフィルタを示す。EDFAは，エルビウム添加光ファイバ増幅器を示す。RF amplifierは，電気信号（ラジオ周波数信号）の増幅器を示す。 FIG. 11 is a diagram showing an experimental system in Example 2. The output light of the mode-locked laser diode has a wavelength of 1554.13 nm and a pulse period of 10 GHz. This output light is transmitted to the label generation unit and the payload generation unit separately by the coupler. The label encoder used was a 16-chip 25Gchip / sPLC. A 31-chip, 40Gchip / s superstructure fiber grating grating was used as the OCDMA encoder. As shown in FIG. 11, in this example, a trailer is generated as an optical label together with a header. In the figure, MLLD indicates a mode-locked laser diode. BPF indicates a band pass filter. PPG indicates a pulse pattern generator. EOM indicates a modulator using the electro-optic effect. PC indicates a polarization adjuster. Label generation indicates a label generation unit. Label duration indicates the duration of the label. Tunable PLC encoder indicates a PLC encoder that can be modulated. Payload generation indicates a payload generation unit. Delay indicates a delay device (variable delay device). ATT indicates an attenuator (automatic intensity adjuster). Header indicates a header, Packet indicates a packet, and Trailer indicates a trailer. Label recognizer indicates a label recognition unit. Gate signal generator indicates a gate signal generator. ODL indicates an optical delay line. Switch indicates a (lithium niobate) optical switch. Photo detector indicates a light detector. Clock recovery indicates a clock recovery circuit. LPF indicates a low-pass filter. EDFA refers to an erbium-doped fiber amplifier. RF amplifier indicates an amplifier of an electric signal (radio frequency signal).
図12は，符号化されたパケットの波形を示すグラフである。図12(a)は，実施例2において符合化されたラベルの波形を示すグラフである。図12(a)に示されるように，このラベルの継続時間は，およそ643psであった。2つの符合化されたOCDMA信号を合波し，OCDMAトラヒックを作成した。なお，この2つの符号は，31-チップのBPSKゴールドコートにより選択された。 FIG. 12 is a graph showing the waveform of the encoded packet. FIG. 12 (a) is a graph showing the waveform of the label encoded in the second embodiment. As shown in FIG. 12 (a), the duration of this label was approximately 643 ps. Two encoded OCDMA signals were combined to create OCDMA traffic. These two codes were selected by 31-chip BPSK gold coat.
図12(b)は，合波後のペイロードOCDMAトラヒックの波形と，2台のOCDMA符号器の符合化された波形を示すグラフである。符合化された信号の継続時間は779psであった。データ率は1.25Gbit/sであった。ペイロードデータの波形の不鮮明さは，マルチプルアクセスインターフェアレンス（MAI）及び合波した2つの信号間のビート音に起因する。 FIG. 12 (b) is a graph showing the waveform of the payload OCDMA traffic after multiplexing and the encoded waveforms of the two OCDMA encoders. The duration of the encoded signal was 779 ps. The data rate was 1.25 Gbit / s. The unclearness of the payload data waveform results from multiple access interference (MAI) and the beat sound between the two combined signals.
図12(c)は，符号化されたパケットの波形を示すグラフである。図12(c)に示されるように，光ラベルとペイロードデータとを正しく組合わせることによって，光パケットが生成される。ペイロードデータは，400ps持続し，（約500ビットの27-1PRBSパターンを含む）ガード時間は10nsであった。OPSユニットでは，ラベル認証にラベルAの反転した位相パターンの16チップスーパーストラクチャー・ファイバ・ブラッグ・グレーティングを使用した。 FIG. 12 (c) is a graph showing the waveform of the encoded packet. As shown in FIG. 12 (c), an optical packet is generated by correctly combining an optical label and payload data. Payload data lasted 400 ps and guard time (including about 500 bits of 2 7 -1 PRBS pattern) was 10 ns. The OPS unit used a 16-chip superstructure fiber Bragg grating with a phase pattern with the reversed label A for label authentication.
図13は，復号化後の波形を示すグラフである。図13(a)は，ラベル復号器を通過した後のパケットの波形を示すグラフである。図13(a)において，上の線と下の線は，それぞれパケットAとパケットBとに対応する線である。また，ラベルの自己／相互相関関係図も同図中に示す。図13(a)の自己相関図には，はっきりしたピークがみられ，自己／相互相関図間のハイコントラスト率が，OC-ラベル生成に対し，PLC符号器とスーパーストラクチャー・ファイバ・グラッグ。グレーティング復号器をともに使って正常に稼動することを証明している。また，復号化したラベルを，ゲートシグナルを生成するためと，ラベル消滅に加えてパケットルーティングのためのリチウムナイオベートスイッチを駆動するために用いた。 FIG. 13 is a graph showing a waveform after decoding. FIG. 13 (a) is a graph showing the waveform of the packet after passing through the label decoder. In FIG. 13 (a), the upper line and the lower line are lines corresponding to packet A and packet B, respectively. Also shown in the figure is the label auto / cross-correlation diagram. The autocorrelation diagram in Fig. 13 (a) shows a clear peak, and the high contrast ratio between the auto / cross-correlation diagrams is the PLC encoder and superstructure fiber Grug for OC-label generation. It has been proved to work properly with a grating decoder. The decoded label was used to generate a gate signal and to drive a lithium niobate switch for packet routing in addition to label disappearance.
図13(b)は，ゲート信号（上部）と正常なペイロードデータ（下部）の波形を示すグラフである。レシーバーでは，パケットレシーバーに入る前に，OCDMAペイロードをさらに31チップスーパーストラクチャー・ファイバ・ブラッグ・グレーティング復号器で復号化した。 FIG. 13 (b) is a graph showing the waveforms of the gate signal (upper part) and normal payload data (lower part). At the receiver, before entering the packet receiver, the OCDMA payload was further decoded by a 31-chip superstructure fiber Bragg grating decoder.
図13(c)は，復号化した信号と復号器1との自己相関図（上部）及び相互相関図（下部）を示すグラフである。１目盛は１００ｐｓである。図13(c)に示されるように，実施例2においては，ハイコントラスト率を得られるようにシステムを設計した。 FIG. 13 (c) is a graph showing an autocorrelation diagram (upper part) and a cross-correlation diagram (lower part) between the decoded signal and the decoder 1. One scale is 100 ps. As shown in FIG. 13 (c), in Example 2, the system was designed so as to obtain a high contrast ratio.
図13(d)は，OCDMA復号器を通過した後のペイロードデータの波形を示すグラフである。１目盛は２ｎｓである。なお図13(d)中には，そのアイパターンも示した。 FIG. 13 (d) is a graph showing the waveform of payload data after passing through the OCDMA decoder. One scale is 2 ns. FIG. 13 (d) also shows the eye pattern.
図14は，1人又は2人ユーザ使用時のペイロードデータのBERを測定したグラフである。図14に示されるように，実施例2のシステムによって，エラーフリー転送（＜10-12）が達成された。バックトゥバック（B to B）のケースと比べると，約1.5dBパワーペナルティがOPSスイッチの後のデータで測定された。ユーザが2人の場合，シングルユーザの場合と比べて約3dBパワーペナルティが計測された。これは主にMAIとビートノイズに起因するものと考えられる。これらのノイズが発生する理由は，ゲートシグナルが不安定であることも一因である。すなわち，ラベルとペイロードの比率は安定したルーティング信号を得るためには比較的高い（本実施例では4以上）であることが望ましい。OCDMAの場合と同様，光しきい値処理を施すことにより，システムのパフォーマンスが明確に向上した。 FIG. 14 is a graph obtained by measuring the BER of payload data when one or two users are used. As shown in FIG. 14, error-free transfer (<10 −12 ) was achieved by the system of the second embodiment. Compared to the back-to-back (B to B) case, an approximately 1.5 dB power penalty was measured in the data after the OPS switch. When there were two users, a power penalty of about 3 dB was measured compared to a single user. This is mainly due to MAI and beat noise. The reason why these noises are generated is that the gate signal is unstable. That is, it is desirable that the ratio between the label and the payload is relatively high (4 or more in this embodiment) in order to obtain a stable routing signal. As in the case of OCDMA, system performance is clearly improved by applying optical threshold processing.
本発明の光符号分割多重パケット通信システムは，光パケット通信における符号器などとして好適に利用されうる。 The optical code division multiplexing packet communication system of the present invention can be suitably used as an encoder or the like in optical packet communication.
１ 本発明の光符号化パケット生成装置
２ 光ラベル生成器
３ 光ペイロード生成器
４ 合波部
５ 第１のパスルパターン生成器
６ モード同期レーザダイオード（６）
７ 第１の電気光変換器
８ 第１の光サーキュレータ
９ 第１の光ファイバグレーティング
１５ 第２のパスルパターン生成器
１７ 第２の電気光変換器
１８ 第２の光サーキュレータ
１９ 第２の光ファイバグレーティング
２０ 遅延器
２１ 交流電源
２２，２３ 増幅器
２４ カプラ
３０ ラベル解析部
３１ 復号部
３２ 光分波器
３３ 光サーキュレータ
３４ 光ファイバグレーティング
３５ 光検出器
３６ 伝送路
３７ 光増幅器
３８ 遅延器
３９ 光スイッチ
４１ 光サーキュレータ
４２ 光ファイバグレーティング
４３ 光検出器
５１ 光ラベル部
５２ 光ペイロード部
６１ 第１のネットワーク
６２ 第２のネットワーク
６３ 第３のネットワーク
６４〜６７ ノード
６８〜７０ 光パケット信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical coding packet generation apparatus 2 Optical label generator 3 Optical payload generator 4 Combiner part 5 First pulse pattern generator 6 Mode-locked laser diode (6)
7 First electro-optic converter 8 First optical circulator 9 First optical fiber grating 15 Second pulse pattern generator 17 Second electro-optical converter 18 Second optical circulator 19 Second optical fiber grating 20 Delay Device 21 AC Power Source 22, 23 Amplifier 24 Coupler 30 Label Analysis Unit 31 Decoding Unit 32 Optical Demultiplexer 33 Optical Circulator 34 Optical Fiber Grating 35 Photo Detector 36 Transmission Line 37 Optical Amplifier 38 Delay Device 39 Optical Switch 41 Optical Circulator 42 Optical fiber grating 43 Optical detector 51 Optical label unit 52 Optical payload unit 61 First network 62 Second network 63 Third network 64-67 Nodes 68-70 Optical packet signal
Claims (14)
第２のパスルパターン生成器(15)と，前記モード同期レーザダイオード(6)の出力光が入射するとともに前記第２のパスルパターン生成器(15)の出力信号が入力される第２の電気光変換器(17)と，前記第２の電気光変換器からの出力光が入力される第２の光サーキュレータ(18)と，前記第２の光サーキュレータに入力した光が伝えられる第２の光ファイバグレーティング(19)と，前記第２の光サーキュレータの後方，または前記第２の電気光変換器と第２の光サーキュレータとの間におかれた遅延器(20)と，を具備する光符号化ペイロードデータ生成器(4)と；
前記光ラベル生成器によって生成された光ラベル信号と，前記光ペイロード生成器で生成された光ペイロード信号とを合波し，光ラベル部と光ペイロード部とを含む光符号化パケット信号を生成する合波部を具備する；
光符号化パケット生成装置。 The first pulse pattern generator (5) and the first electro-optical converter (7) to which the output light of the mode-locked laser diode (6) enters and the output signal of the first pulse pattern generator is input. ), A first optical circulator (8) to which the output light from the first electro-optical converter is input, and a first optical fiber grating (9) to which the light input to the first optical circulator is transmitted ), And an optical label generator (2) comprising:
The second pulse pattern generator (15) and the second electric light to which the output light of the mode-locked laser diode (6) is incident and the output signal of the second pulse pattern generator (15) is input A converter (17), a second optical circulator (18) to which the output light from the second electro-optical converter is input, and a second light to which the light input to the second optical circulator is transmitted An optical code comprising a fiber grating (19) and a delay unit (20) placed behind the second optical circulator or between the second electro-optical converter and the second optical circulator Payload data generator (4);
The optical label signal generated by the optical label generator and the optical payload signal generated by the optical payload generator are combined to generate an optically encoded packet signal including an optical label part and an optical payload part. Comprising a multiplexing section;
Optical encoded packet generator.
前記モード同期レーザダイオード(6)の出力光を前記第１の電気光変換器(7)へ入射させるとともに，前記第１のパスルパターン生成器(5)の出力信号を前記第１の電気光変換器(7)へ印加することによりパルスパターンを反映した光信号を生成する工程と，
前記の工程で生成した光信号が前記第１の光サーキュレータ(8)に入射する工程と，
前記の光信号が前記第１の光サーキュレータ(8)から出力され前記第１の光ファイバグレーティング(9)に伝えられる工程と，
前記の光信号が前記第１の光ファイバグレーティング(9)において反射され前記第１の光サーキュレータ(8)に入射する工程と，
前記の光信号が前記第１の光サーキュレータ(9)から出力される工程と，を含む工程により光ラベル信号を生成する光ラベル信号生成工程と；
前記モード同期レーザダイオード(6)の出力光を前記第２の電気光変換器(17)へ入射させるとともに，前記第２のパスルパターン生成器(15)の出力信号を前記第２の電気光変換器(17)へ印加することによりパルスパターンを反映した光信号を生成する工程と，
前記の工程で生成した光信号が前記第２の光サーキュレータ(18)に入射する工程と，
前記の光信号が前記第２の光サーキュレータ(18)から出力され前記第２の光ファイバグレーティング(19)に伝えられる工程と，
前記の光信号が前記第２の光ファイバグレーティング(19)において反射され前記第２の光サーキュレータ(18)に入射する工程と，
前記の光信号が前記第２の光サーキュレータ(18)から出力される工程と，
前記光信号に前記ラベル信号に対応した遅延を与える工程と，を含む工程により，前記ラベル信号に対応した遅延を有する光ペイロード信号を生成する光ペイロード信号生成工程と，
前記光ラベル信号生成工程で生成した光ラベル信号と前記光ペイロード信号生成工程で生成した光ペイロード信号とを合波することにより光符号化パケット信号を得る光符号化パケット信号の生成方法。 An optically encoded packet signal generation method using the optically encoded packet generation device according to any one of claims 1 to 6,
The output light of the mode-locked laser diode (6) is incident on the first electro-optical converter (7), and the output signal of the first pulse pattern generator (5) is converted into the first electro-optical conversion. Generating an optical signal reflecting the pulse pattern by applying to the device (7);
The optical signal generated in the step is incident on the first optical circulator (8);
The optical signal is output from the first optical circulator (8) and transmitted to the first optical fiber grating (9);
The optical signal is reflected by the first optical fiber grating (9) and incident on the first optical circulator (8);
An optical label signal generating step of generating an optical label signal by a step including a step of outputting the optical signal from the first optical circulator (9);
The output light of the mode-locked laser diode (6) is incident on the second electro-optical converter (17), and the output signal of the second pulse pattern generator (15) is converted to the second electro-optical conversion. Generating an optical signal reflecting the pulse pattern by applying to the device (17);
The optical signal generated in the step is incident on the second optical circulator (18);
The optical signal is output from the second optical circulator (18) and transmitted to the second optical fiber grating (19);
The optical signal reflected by the second optical fiber grating (19) and incident on the second optical circulator (18);
Outputting the optical signal from the second optical circulator (18);
An optical payload signal generation step for generating an optical payload signal having a delay corresponding to the label signal by a step including providing a delay corresponding to the label signal to the optical signal;
An optically encoded packet signal generation method for obtaining an optically encoded packet signal by combining the optical label signal generated in the optical label signal generation step and the optical payload signal generated in the optical payload signal generation step.
それぞれ異なる符号を用いる複数の光符号化ペイロードデータ生成装置を有し，それら複数の光符号化ペイロードデータ生成装置から出力される複数の光符号化ペイロードデータ信号を光合波器で合波することにより，光符号分割多重信号を作り出す光符号化パケット生成装置と，
請求項１に記載の光ラベル生成器と，
前記光ラベル生成器によって生成された光ラベル信号と，前記光符号化パケット生成装置で生成された光符号分割多重信号とを合波し，光ラベル部と光符号分割多重信号部とを含む光信号を生成する合波部を具備する；光符号分割多重パケット生成装置。 The optically encoded packet generator according to claim 1,
By having a plurality of optically encoded payload data generation devices each using a different code and combining the plurality of optically encoded payload data signals output from the plurality of optically encoded payload data generation devices with an optical multiplexer , An optically encoded packet generator for generating optical code division multiplexed signals;
An optical label generator according to claim 1;
The optical label signal generated by the optical label generator and the optical code division multiplexed signal generated by the optical encoded packet generation device are multiplexed, and includes an optical label unit and an optical code division multiplexed signal unit An optical code division multiplex packet generation apparatus comprising a multiplexing unit for generating a signal.
複数の光符号化ペイロードデータ生成装置を用いて，それぞれ異なる符号を有する光符号化ペイロードデータを生成し，合波することにより，光符号分割多重信号を作り出す工程と，
前記光ラベル生成器によって光ラベル信号を生成する工程と，
前記光ラベル生成器によって生成された光ラベル信号と，前記光符号化パケット生成装置で生成された光符号分割多重信号とを合波し，光ラベル部と光符号分割多重信号部とを含む光信号を生成する工程と，
を含む光符号分割多重パケット信号の生成方法。
An optically encoded packet signal generation method using the optically encoded packet generator according to claim 8, comprising:
Generating optically encoded payload data having different codes using a plurality of optically encoded payload data generating devices, and combining them to create an optical code division multiplexed signal;
Generating an optical label signal by the optical label generator;
The optical label signal generated by the optical label generator and the optical code division multiplexed signal generated by the optical encoded packet generation device are multiplexed, and includes an optical label unit and an optical code division multiplexed signal unit Generating a signal;
A method for generating an optical code division multiplexed packet signal including:
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