JP2002111584A - Optical routing method and device thereof - Google Patents
Optical routing method and device thereofInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、光ルーテ
ィング方法およびその装置に関するものである。さらに
詳しくは、この出願の発明は、光通信の全光ネットワー
クにおけるパケット信号の行き先を制御する光ルーティ
ングに有用な、ヘッダ認識と信号の転送を超高速に行う
ことのできる、新しい光ルーティング方法および光ルー
ティング装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical routing method and apparatus. More specifically, the invention of this application relates to a new optical routing method which is useful for optical routing for controlling the destination of packet signals in an all-optical network for optical communication, and which can perform header recognition and signal transfer at an extremely high speed. The present invention relates to an optical routing device.
【0002】[0002]
【従来の技術とその課題】光通信においては、インター
ネットの普及により、時間多重や波長多重などによる伝
送容量の大容量化が進められており、その信号形態は基
本的に超高速の時系列光信号である。また、伝送容量の
大容量化に伴い、伝送情報に対する各種処理を超高速に
行うことが必要になっている。現在の超高速処理システ
ムでは、基本的に、超高速の光信号を電気信号に変換し
(光/電気変換)、変換された電気信号を用いて各種処
理を行い、得られた電気信号を光信号に変換している
(電気/光変換)。2. Description of the Related Art In the field of optical communication, with the spread of the Internet, the transmission capacity has been increased by time multiplexing or wavelength multiplexing, and its signal form is basically an ultra-high-speed time-series optical signal. Signal. Also, with the increase in transmission capacity, it is necessary to perform various processes on transmission information at an extremely high speed. The current ultra-high-speed processing system basically converts an ultra-high-speed optical signal into an electric signal (optical / electrical conversion), performs various processes using the converted electric signal, and converts the obtained electric signal into an optical signal. Converted to a signal (electrical / optical conversion).
【0003】ところで、光通信で伝送されてくる光信号
を中継して次の行き先に転送する光ルーティングにおい
ては、伝送されてきたパケット信号中に含まれるヘッダ
信号を超高速に認識する必要がある。しかしながら、従
来は、このヘッダ認識を光/電気変換の後に行ってお
り、光信号と電気信号間の変換における帯域のミスマッ
チが全体の処理能力を落とすという問題点があった。In optical routing for relaying an optical signal transmitted by optical communication and transferring the signal to a next destination, it is necessary to recognize a header signal included in a transmitted packet signal at an extremely high speed. . However, conventionally, the header recognition is performed after the optical / electrical conversion, and there is a problem that the mismatch in the band in the conversion between the optical signal and the electric signal lowers the overall processing capability.
【0004】そこで、この出願の発明は、以上のとおり
の事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点
を解消し、光通信における光ルーティングに必要なヘッ
ダ認識と信号の転送を超高速に行うことのできる、新し
い光ルーティング方法およびその装置を提供することを
課題としている。Accordingly, the invention of this application has been made in view of the above circumstances, and solves the problems of the prior art, and realizes header recognition and signal transfer necessary for optical routing in optical communication. It is an object of the present invention to provide a new optical routing method and its device that can be performed at high speed.
【0005】[0005]
【課題を解決する手段】この出願の発明は、上記の課題
を解決するものとして、パケット信号を信号光とヘッダ
認識信号とに分け、ヘッダ認識信号のスペクトル分布を
取得し、得られたスペクトル分布を、光ルータで転送対
象とするパケット信号のヘッダ信号部分と同一の振幅と
位相を有するスペクトル分布が入射したときにのみ単一
超短パルス光のスペクトル分布を再生する空間フィルタ
へ入射させて、入射スペクトル分布の振幅と位相が前記
ヘッダ信号部分と同一である場合にのみ単一超短パルス
光のスペクトル分布を再生し、再生されたスペクトル分
布の単一超短パルス光を制御光として出力し、そして、
この制御光と前記信号光とを、それら両光が入射したと
きにのみ反応が生じる非線形媒質へ同時に入射させるこ
とにより、前記光ルータが転送対象とするパケット信号
のみの引き抜きを行うことを特徴とする光ルーティング
方法(請求項1)を提供する。The present invention solves the above problems by dividing a packet signal into a signal light and a header recognition signal, obtaining a spectrum distribution of the header recognition signal, and obtaining the obtained spectrum distribution. Is input to a spatial filter that reproduces the spectral distribution of a single ultrashort pulse light only when a spectral distribution having the same amplitude and phase as the header signal portion of the packet signal to be transferred by the optical router is incident, Only when the amplitude and phase of the incident spectrum distribution are the same as the header signal portion, reproduce the spectrum distribution of the single ultrashort pulse light, and output the single ultrashort pulse light of the reproduced spectrum distribution as control light. And
By simultaneously inputting the control light and the signal light to a nonlinear medium in which a reaction occurs only when the two lights are incident, the optical router extracts only the packet signal to be transferred. An optical routing method (Claim 1) is provided.
【0006】また、この出願の発明は、上記の光ルーテ
ィング方法において、非線形媒質として、制御光と信号
光との間で形成される四光波混合による自己回折現象に
より反応が生じるものや、カー効果あるいはフォトクロ
ミック効果により反応が生じる光シャッタを用いること
(請求項2)(請求項3)をその態様として提供する。Further, the invention of this application is directed to the above-mentioned optical routing method, wherein the nonlinear medium has a reaction caused by a self-diffraction phenomenon due to four-wave mixing formed between the control light and the signal light, and the Kerr effect. Alternatively, the use of an optical shutter in which a reaction occurs due to the photochromic effect (claim 2) and (claim 3) is provided as the mode.
【0007】またさらに、この出願の発明は、上記の光
ルーティング方法を実行する光ルーティング装置(請求
項4)を提供し、この光ルーティング装置において、パ
ケット信号を信号光とヘッダ認識信号とに分ける光学手
段と、ヘッダ認識信号のスペクトル分布を取得する光学
手段と、光ルータで転送対象とするパケット信号のヘッ
ダ信号部分と同一の振幅と位相を有するスペクトル分布
が入射したときにのみ単一超短パルス光のスペクトル分
布を再生する空間フィルタと、再生されたスペクトル分
布の単一超短パルス光を制御光として出力する光学手段
と、制御光と前記信号光とが入射したときにのみ反応が
生じる非線形媒質とを有し、制御光と信号光との非線形
媒質への同時入射により、前記光ルータで転送対象とす
るパケット信号のみの引き抜きが行われるようになって
いること(請求項5)をその態様として提供する。Still further, the invention of this application provides an optical routing device (claim 4) for executing the above optical routing method, in which the packet signal is divided into a signal light and a header recognition signal. An optical unit, an optical unit for acquiring a spectrum distribution of a header recognition signal, and a single ultrashort only when a spectrum distribution having the same amplitude and phase as the header signal portion of the packet signal to be transferred by the optical router is incident. A spatial filter that reproduces the spectral distribution of the pulsed light, an optical unit that outputs a single ultrashort pulsed light of the reproduced spectral distribution as control light, and a reaction occurs only when the control light and the signal light enter. A nonlinear medium, and the control light and the signal light are simultaneously incident on the nonlinear medium, so that the packet signal to be transferred by the optical router is The withdrawal of the is adapted to be performed (claim 5) provides as its aspects.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下に、添付した図面に沿って実
施例を示し、この出願の発明の実施の形態について詳し
く説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
【0009】[0009]
【実施例】図1は、この出願の発明の光ルーティング方
法を説明するフローチャートであり、図2は、その光ル
ーティング方法を実行する光ルーティング装置の要部構
成を例示したものである。以下、これら図1および図2
を用いてこの出願の発明について説明する。FIG. 1 is a flow chart for explaining an optical routing method according to the present invention, and FIG. 2 exemplifies a main configuration of an optical routing apparatus for executing the optical routing method. Hereinafter, FIGS. 1 and 2
The invention of this application will be described with reference to FIG.
【0010】<ステップS1>まず、パケット信号を信
号光(2)とヘッダ認識信号(3)とに分ける。これ
は、たとえば半透明鏡(4)など、パケット信号に含ま
れる信号光(2)を反射し、ヘッダ認識信号(3)を透
過する、あるいはその逆を行うことのできる光学手段に
より行われる。パケット信号は、たとえば超高速光通信
用の超短パルス光からなる。<Step S1> First, a packet signal is divided into a signal light (2) and a header recognition signal (3). This is performed by an optical means such as a translucent mirror (4) capable of reflecting the signal light (2) contained in the packet signal and transmitting the header recognition signal (3), or vice versa. The packet signal is composed of, for example, ultrashort pulse light for ultrahigh-speed optical communication.
【0011】<ステップS2>続いて、ヘッダ認識信号
(3)をヘッダ認識系(1)へ入射させる。このヘッダ
認識系(1)では、まず、ヘッダ認識信号(3)のスペ
クトル分布(7)を得る。これは、たとえば、ヘッダ認
識信号(3)を回折格子(5)により分散させ、円筒レ
ンズ(6)によりフーリエ変換することによって行われ
る。<Step S2> Subsequently, the header recognition signal (3) is input to the header recognition system (1). In the header recognition system (1), first, a spectrum distribution (7) of the header recognition signal (3) is obtained. This is performed, for example, by dispersing the header recognition signal (3) by the diffraction grating (5) and performing Fourier transform by the cylindrical lens (6).
【0012】<ステップS3>得られたスペクトル分布
(7)を空間フィルタへ入射させる。この空間フィルタ
は、予め用意しておいた光ルータで転送対象とするパケ
ット信号に含まれるヘッダ信号部分と同一の振幅と位相
を有するスペクトル分布が入射したときにのみ単一超短
パルス光のスペクトル分布を再生するように設計したも
のであり、入射スペクトル分布(7)の振幅と位相がヘ
ッダ信号部分と同一である場合にのみ、単一超短パルス
光のスペクトル分布が再生される。<Step S3> The obtained spectral distribution (7) is incident on a spatial filter. This spatial filter is used only when a spectral distribution having the same amplitude and phase as the header signal portion included in the packet signal to be transferred by the optical router prepared in advance is incident. It is designed to reproduce the distribution, and the spectral distribution of the single ultrashort pulse light is reproduced only when the amplitude and phase of the incident spectrum distribution (7) are the same as the header signal portion.
【0013】図2の実施例では、このような空間フィル
タの一例として、光ルータで転送対象とするパケット信
号に含まれるヘッダ信号部分のスペクトル分布の振幅お
よび位相と同一の振幅および位相を有する単一超短パル
ス光のスペクトル分布を参照光として記録しており、ヘ
ッダ認識信号(3)のスペクトル分布(7)と参照光で
ある単一超短パルス光のスペクトル分布とが同一である
場合にのみ、単一超短パルス光のスペクトル分布を再生
するホログラム(8)を用いている。このホログラム
(8)以外にも、上述の再生機能を有するように設計さ
れた計算機ホログラムや合成識別関数フィルタ(SDF
と呼ばれる多信号識別相関フィルタ)などを用いること
ができる。In the embodiment of FIG. 2, as an example of such a spatial filter, a simple filter having the same amplitude and phase as the amplitude and phase of the spectrum distribution of the header signal portion included in the packet signal to be transferred by the optical router is used. When the spectral distribution of one ultrashort pulse light is recorded as the reference light, and the spectral distribution (7) of the header recognition signal (3) and the spectral distribution of the single ultrashort pulse light as the reference light are the same, Only the hologram (8) for reproducing the spectral distribution of a single ultrashort pulse light is used. In addition to the hologram (8), a computer generated hologram or a synthetic identification function filter (SDF
A multi-signal discriminating correlation filter referred to as such) can be used.
【0014】<ステップS4>次いで、再生されたスペ
クトル分布の単一超短パルス光を制御光として出力す
る。具体的には、たとえば、再生スペクトル分布に対し
て円筒レンズ(9)により逆フーリエ変換を行い、回折
格子(10)により分散を補償することによって、単一
超短パルス光を得て、それを制御光(11)として出力
する。<Step S4> Next, a single ultra-short pulse light having the reproduced spectral distribution is output as control light. Specifically, for example, a single ultrashort pulsed light is obtained by performing an inverse Fourier transform on the reproduced spectral distribution with a cylindrical lens (9) and compensating for the dispersion with a diffraction grating (10). Output as control light (11).
【0015】<ステップS5>出力された制御光(1
1)は、信号光(2)と同時に、非線形媒質(15)へ
入射される。非線形媒質(15)は、信号光(2)と制
御光(11)とが入射したときにのみ反応が生じるもの
であり、たとえば、制御光(11)と信号光(2)との
間で形成される四光波混合による自己回折現象により反
応が生じるものや、カー効果あるいはフォトクロミック
効果により反応が生じる光シャッタなどを用いることが
できる。また、両光の同時入射は、たとえば、鏡(1
2)と直角プリズム(13)と鏡(14)などで構成さ
れた光路差調整系により信号光(2)の光路長を調整す
ることによって実現できる。<Step S5> The output control light (1
1) is incident on the nonlinear medium (15) simultaneously with the signal light (2). The nonlinear medium (15) reacts only when the signal light (2) and the control light (11) enter, and for example, is formed between the control light (11) and the signal light (2). For example, an optical shutter in which a reaction occurs due to a self-diffraction phenomenon caused by four-wave mixing or an optical shutter in which a reaction occurs due to a Kerr effect or a photochromic effect can be used. Simultaneous incidence of both lights can be performed, for example, by using a mirror (1
This can be realized by adjusting the optical path length of the signal light (2) by an optical path difference adjusting system composed of 2), a right-angle prism (13), a mirror (14) and the like.
【0016】そして、この両光の非線形媒質(15)へ
の入射により、光ルータが転送対象とするパケット信号
のみの引き抜きが選択的に行われる。すなわち、光ルー
タが転送対象とするパケット信号については、上述した
ように、ヘッダ認識系(1)から制御光(11)が出力
され、非線形媒質(15)へ入射されるので、非線形媒
質(15)が反応して、光ルータによる転送が行われ、
他方、光ルータが転送対象としないパケット信号につい
ては、制御光(11)が出力されず、信号光(2)のみ
が非線形媒質(15)へ入射するため、非線型媒質(1
5)が反応せず、そのまま通過することとなる。Then, by the incidence of the two lights on the nonlinear medium (15), only the packet signal to be transferred by the optical router is selectively extracted. That is, for the packet signal to be transferred by the optical router, as described above, the control light (11) is output from the header recognition system (1) and is incident on the nonlinear medium (15). ) Responds, forwarding by the optical router occurs,
On the other hand, for a packet signal that is not to be forwarded by the optical router, the control light (11) is not output, and only the signal light (2) enters the nonlinear medium (15).
5) does not react and passes as it is.
【0017】以上のように、この出願の発明では、従来
のような電気的な処理を行うことなく、光通信における
光ルーティングに必要なヘッダ認識と信号の転送を超高
速に行うことができるのである。As described above, according to the invention of this application, the header recognition and the signal transfer required for optical routing in optical communication can be performed at an extremely high speed without performing the conventional electrical processing. is there.
【0018】もちろん、この発明は以上の例に限定され
るものではなく、細部については様々な態様が可能であ
る。Of course, the present invention is not limited to the above example, and various embodiments are possible in detail.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この出願の発
明によって、光通信における光ルーティングに必要なヘ
ッダ認識と信号の転送を超高速に行うことのできる、新
しい光ルーティング方法およびその装置が提供される。As described above in detail, according to the invention of this application, a new optical routing method and a new optical routing method capable of performing header recognition and signal transfer required for optical routing in optical communication at an extremely high speed are provided. You.
【図1】この出願の発明の光ルーティング方法を説明す
るフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart illustrating an optical routing method according to the present invention.
【図2】この出願の発明の光ルーティング方法を実行す
る光ルーティング装置を例示した要部構成図である。FIG. 2 is a main part configuration diagram illustrating an optical routing device that executes the optical routing method of the present invention;
1 ヘッダ認識系 2 信号光 3 ヘッダ認識信号 4 半透明鏡 5 回折格子 6 円筒レンズ 7 スペクトル分布 8 ホログラム 9 円筒レンズ 10 回折格子 11 制御光 12 鏡 13 直角プリズム 14 鏡 15 非線形媒質 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Header recognition system 2 Signal light 3 Header recognition signal 4 Translucent mirror 5 Diffraction grating 6 Cylindrical lens 7 Spectrum distribution 8 Hologram 9 Cylindrical lens 10 Diffraction grating 11 Control light 12 Mirror 13 Right angle prism 14 Mirror 15 Non-linear medium
フロントページの続き Fターム(参考) 2K002 AA02 AB04 AB40 BA02 HA27 HA31 5K002 BA02 BA06 DA05 DA13 5K030 HA08 HB11 HD03 JL03 KX20 LB05 5K069 DB33 DB41 EA27 Continued on the front page F term (reference) 2K002 AA02 AB04 AB40 BA02 HA27 HA31 5K002 BA02 BA06 DA05 DA13 5K030 HA08 HB11 HD03 JL03 KX20 LB05 5K069 DB33 DB41 EA27
Claims (5)
とに分け、 ヘッダ認識信号のスペクトル分布を取得し、 得られたスペクトル分布を、光ルータで転送対象とする
パケット信号のヘッダ信号部分と同一の振幅と位相を有
するスペクトル分布が入射したときにのみ単一超短パル
ス光のスペクトル分布を再生する空間フィルタへ入射さ
せて、入射スペクトル分布の振幅と位相が前記ヘッダ信
号部分と同一である場合にのみ単一超短パルス光のスペ
クトル分布を再生し、 再生されたスペクトル分布の単一超短パルス光を制御光
として出力し、 そして、この制御光と前記信号光とを、それら両光が入
射したときにのみ反応が生じる非線形媒質へ同時に入射
させることにより、前記光ルータで転送対象とするパケ
ット信号のみの引き抜きを行うことを特徴とする光ルー
ティング方法。1. A packet signal is divided into a signal light and a header recognition signal, a spectrum distribution of the header recognition signal is obtained, and the obtained spectrum distribution is the same as a header signal portion of a packet signal to be transferred by an optical router. When a spatial distribution having the amplitude and phase of the incident light is applied to a spatial filter that reproduces the spectral distribution of a single ultrashort pulse light only when the amplitude and the phase of the incident spectral distribution are the same as the header signal portion And reproduces the spectral distribution of the single ultra-short pulse light only as the control light, and outputs the single ultra-short pulse light having the reproduced spectral distribution as control light. By simultaneously injecting into a nonlinear medium in which a reaction occurs only when incident, it is possible to extract only the packet signal to be forwarded by the optical router. Optical routing method comprising.
間で形成される四光波混合による自己回折現象により反
応が生じるものを用いる請求項1の光ルーティング方
法。2. The optical routing method according to claim 1, wherein a nonlinear medium that reacts by a self-diffraction phenomenon by four-wave mixing formed between the control light and the signal light is used.
ォトクロミック効果により反応が生じる光シャッタを用
いる請求項1の光ルーティング方法。3. The optical routing method according to claim 1, wherein an optical shutter that reacts by a Kerr effect or a photochromic effect is used as the nonlinear medium.
ィング方法を実行する光ルーティング装置。4. An optical routing device that executes the optical routing method according to claim 1.
て、 パケット信号を信号光とヘッダ認識信号とに分ける光学
手段と、 ヘッダ認識信号のスペクトル分布を取得する光学手段
と、 光ルータで転送対象とするパケット信号のヘッダ信号部
分と同一の振幅と位相を有するスペクトル分布が入射し
たときにのみ単一超短パルス光のスペクトル分布を再生
する空間フィルタと、 再生されたスペクトル分布の単一超短パルス光を制御光
として出力する光学手段と、 制御光と前記信号光とが入射したときにのみ反応が生じ
る非線形媒質とを有し、 制御光と信号光との非線形媒質への同時入射により、前
記光ルータで転送対象とするパケット信号のみの引き抜
きが行われるようになっている光ルーティング装置。5. An optical routing apparatus according to claim 4, wherein: an optical unit for dividing the packet signal into a signal light and a header recognition signal; an optical unit for acquiring a spectrum distribution of the header recognition signal; A spatial filter that reproduces the spectrum distribution of a single ultrashort pulse light only when a spectrum distribution having the same amplitude and phase as the header signal portion of the packet signal enters, and a single ultrashort pulse light with the reproduced spectrum distribution An optical means for outputting the control light as control light, and a nonlinear medium in which a reaction occurs only when the control light and the signal light enter. An optical routing device in which only a packet signal to be transferred is extracted by a router.
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