JP2000004214A - セルポインタを利用した光バッファ― - Google Patents
セルポインタを利用した光バッファ―Info
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Abstract
ャンネルに出力しようとするセル間の衝突を解消するこ
とにある。 【解決手段】 本発明に係るセルポインタを利用した光
バッファーは、入力される波長を分離するAWG逆多重
化器11と、セルポインタを高速検出する半導体光増幅
手段SOAを具備したテラヘルツ光非対称逆多重化手段
(TOAD)12と、このTOADから高速検出された
データを循環させる循環手段13と、TOADから高速
検出されたセルポインタの有無によって遅延を決定し
て、循環手段13から入力されたデータを出力するスイ
ッチ手段14と、このスイッチ手段で出力されたデータ
とTOADで抽出したデータとを結合して出力する光カ
プラー16とを備たことを特徴とする。
Description
した光バッファーに関し、特に高速の網構造で同じチャ
ンネルに出力しようとするセル間の衝突を解消するため
の高速の光バッファーをテラヘルツ光非対称逆多重化器
(TOAD)を使用してセルの開始点を表すセルポイン
タを光学的に抽出してバッファー内部のスイッチを制御
することによって、高速の網構造で圧縮された非同期伝
送モードセルを処理時間に制限を受けなくて高速処理で
きるようにしたセルポインタを利用した光バッファーに
関するものである。
多重化方式を適用しているが、光ファイバー増幅器の平
板利得帯域幅の限界と受信端で所望の信号を選択するた
めの光フィルターの波長選択性などの限界とによって、
より大容量の光スイッチングシステムを実現させるため
に最近では波長分割多重化方式と共に時間分割多重化方
式を混用している。
に出力しようとするセル間の衝突を解消するためには高
速の光バッファーが必須の要素である。現在の光バッフ
ァーは入力される光セルをバッファーリングするにあた
って、各セルの情報を把握しなければならなくて、この
ためには電気的な回路が必ず必要で、この電気的な回路
はバッファーリングできる速度に制限があり、高速の網
構造に適用することには多くの問題点があった。
入力部で非同期伝送モードセルは所望の周期ぐらいの遅
延を持つため波長変換器1で波長変換される。この時セ
ルが一セル周期ぐらい保存されるようにするにはバッフ
ァー入力部でλ2に変換されなければならない。
化器2を通じて逆多重化され、この波長分割逆多重化さ
れて入るセルはλ1に変換させるため波長変換器3にル
ーチングされた。また、上記セルを二セル周期の間貯蔵
しようとすればバッファー入力部でλ3に変換しなけれ
ばならない。このセルはλ2、λ1に波長変換されて総2
セル周期Tの遅延線を経て出力される。
は遅延線を経ないで出力され、第2番目の波長は一セル
周期の遅延を経て、n番目波長はn−1セル周期の間遅
れて出力される。
着すれば一セルはλ1に変換され、他のセルはλ2に変換
される。λ1に変換されたセルは遅延されないがλ2に変
換されたセルは一セル周期の間遅延される。
されたパケットに順次波長を再指定しなければならな
い。その理由は波長がλ1−λn中で任意に多重化されて
入る場合、中間に空の波長が生じれば開始軸上で空の波
長数だけのタイムスロットを使用できないことになる。
仮りにλ1とλ3の間にλ2波長がなければλ1は遅延なし
で出力されるがλ3は構造上λ1波長として再指定される
ためλ2に変換されて一セル周期の遅延を経てλ2はλ1
に変換されるため、また一セル周期の遅延を経ることに
なる。これでλ1とλ3の間には一セル周期の空のセルの
空間が生じて全体の処理量に問題が生じる。
ファー入力部で順次波長を指定しなければならない。し
かし、波長変換器1を経る前に他のチャンネルにどんな
波長が入力されているかを知っていなければならず、こ
れを知るためには電気的な検出部分と処理部分が挿入さ
れなければならないが、この部分がチャンネル等の処理
速度を制限する要因となる。
Gain Modulation)を利用した波長変換
器で構成されるため、波長変換器自らの処理速度を見て
も制限要因を持つ。XGMを利用した波長変換器はコン
トラスト比(Contrast Ratio)特性が良
くないためにλnに指定された波長の場合n−1番の波
長変換がなされなければならないのでSOA(Semi
conductorOptical Amplifie
r)によるASE(Amplifier Sponta
neous Emission)ノイズの影響で最終出
力で満足すべきパケット信号を得るのが難しい。
化方式の光バッファーは光遅延線ループ4と準2*2ス
イッチ5、速い周波数選択フィルター(Fast fr
equency−selective filter)
6で構成され、このバッファーは多重入力と一つの出力
機能を持つ。入力パケットは同時に空の光遅延線ループ
4に入力される。速い周波数選択フィルター6は光遅延
線ループで複写されて毎タイムスロットごとに入力され
る波長多重化されたパケット中でひとつを選択する。周
波数分割多重化パケット‘λ(A)、λ(B)、λ
(C)’は光遅延線ループに入力されて光ゲートGr8
と、カプラー(transfer Mode:Gr=o
pen、Gc=close)9を通じて準2*2スイッ
チ5で出力される。同時にパケットは光遅延線ループ4
に入力される。次に、タイムスロットで光ゲートGc7
とカプラー(circulate Mode:Gr=c
lose、Gc=open)9を通じて出力される。循
環モード(circulateMode)の間ループは
パケットの複写本を作ってループにパケットを保存す
る。
りまず原本を出力させてから三度のタイムスロットの間
2度複写された周波数分割多重化パケット‘λ(A)、
λ(B)、λ(C)’を出力させる。フィルター6は連
続的に‘λ(A)、λ(B)、λ(C)’を選択して周
波数分割多重化バッファーで出力する。
パケット中でひとつを選択するため速い周波数選択フィ
ルター6の光ゲート10中でひとつを開くべきなのにこ
れを除去するためには波長分割多重化されて入力される
波長をあらかじめ知っていなければならない。また、入
力される波長を区別するためには電子的な処理部分が挿
入されなければならないのでチャンネル等の処理速度に
制限を受ける。
れた場合n回の光遅延線ループ4を通じて複写されなけ
ればならないので損失問題が生まれることになる。光遅
延線ループ4にSOAとフィルターを挿入するがSOA
のASEノイズのため無制限ループをまわすことは難し
いという問題点があった。
網構造で同じチャンネルに出力しようとするセル間の衝
突を解消するための高速の光バッファーをテラヘルツ光
非対称逆多重化器(Terahertz Optica
l Asymmetric Demultiplexe
r:TOAD)を使用してセルの開始点を表すセルポイ
ンタを光学的に抽出してバッファー内部のスイッチを制
御することによって、高速の網構造で圧縮された非同期
伝送モードセルを処理時間に制限を受けることなく高速
処理しようとすることにある。
に、本発明は、高速の光バッファーの入力端から同じ時
間軸上に入力される波長を分離するAWG逆多重化器
と、上記AWG逆多重化器から分離された波長のセルポ
インタを高速検出する半導体光増幅手段(SOA)を具
備した多数のテラヘルツ光非対称逆多重化手段と、上記
テラヘルツ光非対称逆多重化器の斯く斯くから高速検出
されたデータを循環させる多数の循環手段と、上記テラ
ヘルツ光非対称逆多重化器の斯く斯くから高速検出され
たセルポインタの有無によって、上記多数の循環手段か
ら入力されたデータを直接出力するか、多数の遅延線を
通じてT周期ぐらい遅らせて出力するかをスイッチング
する多数のスイッチ手段と、上記多数のスイッチ手段に
より直接出力、あるいは遅延出力されたデータと上記多
数のテラヘルツ光非対称逆多重化手段により抽出された
データとを結合して出力する多数の光カプラーとを備え
たことを特徴とするセルポインタを利用した光バッファ
ーを提供する。
発明を詳細に説明する。図1は本発明のセルポインタを
利用した光バッファーとして、高速の光バッファーの入
力端から同じ時間軸上に入力される波長を分離する1*
N AWG逆多重化器11と、上記1*N AWG逆多重
化器11で分離された波長のセルポインタを高速検出す
る半導体光増幅器SOAを具備したテラヘルツ光非対称
逆多重化器12−1〜12−4と、上記テラヘルツ光非
対称逆多重化器12−1〜12−4で高速検出されたデ
ータを循環させる循環器13−1〜13−4と、上記テ
ラヘルツ光非対称逆多重化器12−1〜12−4で高速
検出されたセルポインタの有無によって上記循環器13
−1〜13−4から入力されたデータを直接出力する
か、あるいは遅延線15−1〜15−3を通じてT周期
程度遅延させてから出力するかをスイッチングする1*
2スイッチ14−1〜14−3と、上記1*2スイッチ
14−1〜14−3で直接出力、あるいは遅延出力され
たデータと上記テラヘルツ光非対称逆多重化器12−1
〜12−4で抽出したデータとを結合して出力する光カ
プラー16−1〜16−3とで構成されている。
トであって、入力される波長に対する光バッファーのス
イッチの動作状態及び出力状態を表したものである。
明すれば次の通りである。同一な時間軸上に波長多重化
されて入る非同期転送モードセルに対して1*N AW
G逆多重化器11を通じて波長λ1−λ4を分離する。こ
の時分離された波長λ1−λ4の非同期転送モードセルは
各々非同期伝送モードセルの前段にセルポインタ(Ce
ll pointer)の役割をするビットを添加する
ことによりセルポインタがあると仮定する。上記セルポ
インタを使用する理由はスイッチングに必要な電気的な
制御装置を最小化することによって100Gbit/s
でも動作できるバッファーを提供するためである。
器11で分離された波長λ1−λ4の非同期転送モードセ
ルはテラヘルツ光非対称逆多重化器12−1〜12−4
を通じてセルポインタを抽出するようになるのに、上記
テラヘルツ光非対称逆多重化器12−1〜12−4の半
導体光増幅器では飽和過程時に上昇エッジを利用して逆
多重化するので、100Gbit/s以上の動作が可能
で、ビット単位の逆多重化もできる。ここで、半導体光
増幅器の特性は一度飽和された後利得が回復される時間
が長い。上記半導体光増幅器を飽和させるためのパルス
のエネルギーは数百10−15Jouleにならなけれ
ばならないために、上記セルポインタはデータパルスに
比べて高いエネルギーを持つ。
重化器12−1〜12−4にセルポインタが入射する
と、この入射されたセルポインタは時計方向(CW)パ
ルスと反時計方向(CCW)パルスに分けられ、上記時
計方向パルスが先に半導体光増幅器を通過しながら半導
体光増幅器を飽和させる。このとき時計方向パルスは半
導体光増幅器内で位相遅延されない。
計方向パルスが入るようになるのに、このパルスはπぐ
らいの位相遅延がある。このようにすれば上記二パルス
がまた結びついたときに入力側では相殺干渉が生じる反
面、出力側では補強干渉が生じることでセルポインタは
入力された反対方向に出ることになり、上記セルポイン
タの後に入るデータパルスに対しては半導体光増幅器の
利得回復時間がだいぶ長いために、時計方向パルスと反
時計方向パルスの二つとも半導体光増幅器内で相対的に
ほとんど同じ量の位相遅延があるようになってセルポイ
ンタとは逆に、入った入力ポートにまた出るようにな
る。
は循環器13−1〜13−4を通じて1*2スイッチ1
4−1に入力され、出力ポートに出たセルポインタは下
の1*2スイッチ14−2を制御するための制御信号と
して使われる。
同期伝送モードセルは、使われるあらゆる波長が同じ時
間上に同時に入力されることもでき、一つの波長だけ入
力されることもできる。いかなる場合でも波長多重化さ
れて入力された非同期転送モードセルは時間軸上で波長
の長さT周期を持つ信号に変換され、最後の波長の信号
は中間に波長が空いても時間軸上で空いている時間スロ
ットを作らなくて最初に入力された波長の次の時間スロ
ットに位置するようになる。
*N AWG逆多重化器11を経てテラヘルツ光非対称
逆多重化器12−1を通じてλ1波長を持つセルは遅延
を経ないで直接出力され、上記λ1波長で抽出されたセ
ルポインタは1*2スイッチ14−1を駆動させてλ2
波長を持つデータを遅延線15−1のT周期ぐらい遅延
させることの可否を決定する。この時、λ1波長のデー
タがない場合λ1のセルポインタも抽出されないので上
記1*2スイッチ14−1は上側がオンされ、λ2のデ
ータは遅延線15−1を経ないで光結合器16−1を経
て直接出力される。
ルポインタは1*2スイッチ14−1を下にオンさせλ
2のデータを遅延線15−1を通じてT周期ぐらい遅延
して出力させる。λ2のセルポインタは1*2スイッチ
14−2を下にオンさせλ3のデータを遅延線15−2
を通じてT周期ぐらい遅延して出力させる。この場合λ
3のデータは1*2スイッチ14−2と1*2スイッチ
14−1を経るのに、1*2スイッチ14−1は最後の
波長のデータが通過する時までその状態を維持するよう
になる。
て入力される場合1*N AWG逆多重化器11では波
長が分離されて、この分離されたλ1波長を持つセルは
遅延を経ないで直接出力され、上記λ1波長で抽出され
たセルポインタは1*2スイッチ14−1を下にオンさ
せ遅延線15−1を通じてT周期で遅延されることにな
り、1*2スイッチ14−2以下はセルポインタがない
ためにλ10波長のデータは1*2スイッチ14−2まで
来てはじめて遅延線15−2を通じてT周期で遅延され
て出力されることになる。
造で同じチャンネルに出力しようとするセル間の衝突を
解消するための高速の光バッファーをテラヘルツ光非対
称逆多重化器(TOAD)を使用してセルの開始点を表
すセルポインタを光学的に抽出してこのセルポインタで
バッファー内部のスイッチを制御することによって、別
途のスイッチ制御に必要な電気的な装置及び制御時間を
減らし、また、圧縮された非同期伝送モードセルを拡張
する前にバッファーに貯蔵時有用に使用することができ
る効果がある。
ァーのブロック図である。
ある。
のブロック図である。
ブロック図である。
ーのタイムチャートである。
光非対称逆多重化器 13−1、13−2、13−3、13−4 循環器 14−1、14−2、14−3 1*2スイッチ 15−1、15−2、15−3 遅延線 16−1、16−2、16−3 光カプラー SOA 半導体光増幅器
Claims (1)
- 【請求項1】 高速の光バッファーの入力端から同じ時
間軸上に入力される波長を分離するAWG逆多重化器
と、 前記AWG逆多重化器から分離された波長のセルポイン
タを高速検出する半導体光増幅手段(SOA)を具備し
た複数のテラヘルツ光非対称逆多重化手段と、 前記テラヘルツ光非対称逆多重化手段で高速検出された
データを循環させる複数の循環手段と、 前記テラヘルツ光非対称逆多重化手段から高速検出され
たセルポインタの有無によって、前記複数の循環手段か
ら入力されたデータを直接出力するか、複数の遅延線を
通じてT周期遅延させて出力するかをスイッチングする
複数のスイッチ手段と、 前記複数のスイッチ手段により直接出力、あるいは遅延
出力されたデータと前記複数のテラヘルツ光非対称逆多
重化手段により抽出されたデータとを結合して出力する
複数の光カプラーとを備えたことを特徴とするセルポイ
ンタを利用した光バッファー。
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