JP2003298512A

JP2003298512A - 光カオスエンコーダ、ルーティング方法およびフォトニックルータ

Info

Publication number: JP2003298512A
Application number: JP2002094666A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Umeno; 健梅野; Wataru Nakajo; 渉中條
Original assignee: Communications Research Laboratory
Current assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-17
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP3952278B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光信号のパケットに光信号のアドレスを付加
することができ、アドレス数を多くすることができる。【解決手段】光パルス列がｎ個の光干渉計１０₁〜１
０_nに対して入力される。光干渉計は、２つの光導波路
間に光路長差が設定されている。各光干渉計の光路長差
１１₁〜１１_nは、公比ｍを２とすると、それぞれθ，２
θ，２²θ，・・・，２^n-1θに設定されている。このよ
うに光路長差を設定すると、各光干渉計の出力がカオス
であるにもかかわらず、解析的な一般解を持つため、解
けるクラスに属するカオスである。複数の光干渉計１０
₁〜１０_nの出力する光信号が光遅延回路１２₁〜１２_nを
介してから合波される。光路長差のθをＩＰアドレスに
よって変えることで、光パルス列の振幅および位相が変
更され、ＩＰアドレスが光符号化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フォトニックネ
ットワークに使用することが可能な光カオスエンコー
ダ、ルーティング方法およびフォトニックルータルーテ
ィング方法およびフォトニックルータに関する。

【０００２】

【従来の技術】フォトニックネットワーク上でＩＰ(Int
ernet Protocol)パケットを送受信する場合に、ＩＰア
ドレスに応じてＩＰパケットの経路を制御するフォトニ
ックＩＰルータが必要とされる。フォトニックＩＰルー
タは、光信号を電気信号に一旦変換する従来の電気的な
ルータに比較してはるかに高速化が可能なものである。
図８は、先に提案されているフォトニックＩＰルーティ
ングの概念図である。ＩＰアドレスとしてアドレス＃２
が付加されたパケット＃２、アドレス＃３が付加された
パケット＃３、アドレス＃１が付加されたパケット＃１
の順でＩＰパケット群が光信号入力ポートからフォトニ
ックＩＰルータ１００に入力される。

【０００３】フォトニックＩＰルータ１００は、アドレ
ス＃２が付加されたパケット＃２は、第２の光信号出力
ポート（out２）へ、アドレス＃３が付加されたパケッ
ト＃３は、第３の光信号出力ポート（out３）へ、アド
レス＃１が付加されたパケット＃１は、第１の光信号出
力ポート（out１）へそれぞれ振り分けられて出力され
る。フォトニックＩＰルータ１００は、各ＩＰパケット
のＩＰアドレスを読み取り、各ポートへＩＰパケットを
振り分ける機能を有する。

【０００４】図９は、Ｎ個の出力ポートを有するフォト
ニックＩＰルータ１００の構成例を示す。光入力ポート
から入力されたＩＰパケットが２つに分岐され、それぞ
れ振分制御部２１とスイッチ部２２に送られる。振分制
御部２１では、フォトディテクタ２１ａによって、光信
号が電気信号へ変換され、信号処理装置２１ｂにおい
て、ＩＰアドレスが読み取られ、このパケットのルーテ
ィング情報がコントローラ２１ｃに供給される。コント
ローラ２１ｃは、このルーティング情報に基づいてその
ＩＰパケットの振分先を指定する制御信号を生成し、制
御信号をスイッチ部２２へ出力する。

【０００５】スイッチ部２２に送られたＩＰパケット
は、光遅延器２２ａによって遅延された後、１入力をＮ
出力に振り分ける光スイッチ２２ｂに入力される。そし
て、振分制御部２１からの制御信号によって光スイッチ
２２ｂが制御され、光スイッチ２２ｂの出力ポートが切
り換えられ、ＩＰパケットがＩＰアドレスで示される出
力ポートから出力される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した図９に示す従
来のフォトニックＩＰルータ１００では、フォトディテ
クタ２１ａによって光信号を電気信号に変換し、信号処
理装置２１ｂおよびコントローラ２１ｃが電気的処理に
よって制御信号を生成している。したがって、振分制御
部２１で制御信号が生成されるまでの時間、光遅延器２
２ａによって、入力されたＩＰパケットを遅延させてい
た。その結果、フォトニックＩＰルータ１００は、パケ
ットルーティングを高速に行うことができない問題があ
った。

【０００７】かかる問題を解決し、振分制御部２１で行
われる処理を全て光で行うようにしたフォトニックＩＰ
ルータが提案されている（特開２００１−１７７５６５
号参照）。ここで提案されているルーティング方法は、
パケットに付加する宛先アドレス情報が光の属性を用い
て光符号化しておき、フォトニックネットワークの各ノ
ードでは、パケットのアドレス情報を光学的相関演算に
よって識別し、その識別結果に基づいてパケットの出力
経路を制御するものである。

【０００８】先に提案されているルーティング方法で
は、パケットに付加する宛先アドレス情報の光符号化
は、パルス光源から出力される波長λのコヒーレントな
光パルスを分波し、チップ数Ｎ（但し、Ｎ≧２）の光チ
ップパルスに分割し、光チップパルス間に一定の遅延時
間差を与え、各光チップパルスの持つ光キャリア位相に
０またはπの位相シフトを与えた後、全ての光チップパ
ルスを再度合成することによって、特定の中心周波数と
位相の組合せを持つ光符号に相当する光チップパルス列
を全光的に生成するものである。

【０００９】具体的には、アドレス情報を大域的アドレ
スと小域的アドレスとに分割し、大域的アドレスに対応
して光パルス列の周波数帯域を割り当て、小域的アドレ
スに対応して位相を割り当てるようにしている。光遅延
線によって５ｐｓごとの遅延時間差を持つ等強度の８個
のチップパルスを生成し、各チップパルスに対して光位
相器によって光キャリアの位相として、"0" または"π"
の位相シフトが与えられる。この位相がアドレス情報の
各ビットの"0" または"1" に対応付けられている。光符
号化によって宛先アドレス情報を付加することによっ
て、フォトニックＩＰルータの振分制御部では、光復号
化がなされ、宛先アドレス情報に基づいて経路制御がな
される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した先に提案され
ているルーティング方法では、光符号化において、光キ
ャリアの位相が"0" と"π"の位相シフトを与えるもので
ある。このように２つの位相としてアドレス情報を光符
号化するものであり、"0" と"π"の組合せとてしは、２
ⁿ個存在するが、その中で互いに直交する組合せしか使
用できないので、アドレス情報の種類が制約される問題
があった。すなわち、チップパルスの個数のｎとする
と、アドレス数は、Ｏ（ｎ）である。Ｏは、オーダーを
意味する。

【００１１】したがって、この発明の目的は、先に提案
されている方法と異なり、アドレス数の制約が少なく、
２ⁿ／ｎのオーダーのより多くのアドレスを生成するこ
とが可能な光カオスエンコーダ、ルーティング方法およ
びフォトニックルータを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明は、光パルス信号を第１の光路
および第２の光路に分岐して入力し、第１および第２の
光路を通った光を合波する光干渉計を複数個備え、複数
の光干渉計に対して光を分波して与え、複数の光干渉計
からの光を異なる光遅延を介して合波し、合波出力とし
て符号化光パルス信号を得る構成を有し、第１および第
２の光路に光路長差が設定され、複数の光干渉計の光路
長差が２以上の整数を公比とする等比数列の関係とさ
れ、光路長差を符号に応じて変更することによって、そ
の振幅および位相の少なくとも一方が符号に応じて変化
された符号化光パルス信号を生成するようにした光カオ
スエンコーダである。

【００１３】請求項２の発明は、光伝送線路を用い、多
地点間の情報伝送を行うフォトニックネットワークでア
ドレス情報の付加されたパケットを伝送する際に、複数
の伝送路が結合するノードにおいてパケットを適切な伝
送路に振り分けるフォトニックネットワークのパケット
ルーティング方法において、パケットに付加するアドレ
ス情報は、光の振幅および位相の少なくとも一方をカオ
ス的に変化させる光符号化をしておき、フォトニックネ
ットワークの各ノードでは、パケットの符号化されたア
ドレス情報を光学的相関演算によって識別し、その識別
結果に基づいてパケットの出力経路を切り換えるように
したフォトニックネットワークのルーティング方法であ
る。

【００１４】請求項５の発明は、光伝送線路を用い、多
地点間の情報伝送を行うフォトニックネットワークでア
ドレス情報の付加されたパケットを伝送する際に、複数
の伝送路が結合するノードにおいてパケットを適切な伝
送路に振り分けるフォトニックネットワークのフォトニ
ックルータにおいて、パケットに付加するアドレス情報
は、光の振幅および位相の少なくとも一方をカオス的に
変化させる光符号化をしておき、フォトニックネットワ
ークの各ノードでは、パケットの符号化されたアドレス
情報を光学的相関演算によって識別し、その識別結果に
基づいてパケットの出力経路を切り換えるようにしたフ
ォトニックルータである。

【００１５】この発明では、複数の光干渉計の光路長差
が２以上の整数を公比とする等比数列の関係とされ、光
路長差を符号に応じて変更することによって、その振幅
および位相の少なくとも一方が符号に応じて変化された
符号化光パルス信号生成するので、ｎ個のパルスの位相
を制御する方法と異なり、より多くのアドレス情報を生
成することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明による
フォトニックＩＰルータを含むフォトニックネットワー
クの概略的構成を示す。参照符号１がフォトニックＩＰ
ルータを示す。２が送信機を示す。送信機２には、パケ
ット用データ４が供給され、送信機２は、ＩＰアドレス
に対応する光信号とデータに対応する光信号とからなる
光パルス列を生成する。ＩＰアドレスには、宛先アドレ
スと送信元アドレスとが含まれている。なお、この発明
は、ＩＰアドレスに限定されるものではなく、パケット
の経路を制御するためのアドレスに対して広く適用でき
るものである。

【００１７】送信機２から光信号として送出されたＩＰ
パケットが光ファイバ等の光伝送路３を介してフォトニ
ックＩＰルータ１に入力される。送信機２と表現してい
るのは、ＩＰアドレスが付加されたＩＰパケットを送信
する機能を有しているからである。実際には、フォトニ
ックネットワークに接続された他のフォトニックＩＰル
ータ等を介してＩＰパケットがフォトニックＩＰルータ
１に入力される。

【００１８】入力ＩＰパケットが振分制御部６とスイッ
チ部７に入力される。振分制御部６ち供給されたＩＰパ
ケットは、フォトニックプロセッサ６ａによって電気信
号に変換されることなく、光信号のままＩＰアドレス情
報の読取とスイッチ制御用信号の生成が行われる。フォ
トニックプロセッサ６ａの出力がフォトディテクタ６ｂ
によって電気信号に変換される。フォトディテクタ６ｂ
の出力に得られたスイッチ制御信号がスイッチ部７に出
力される。スイッチ制御信号は、ＩＰパケットの振分先
を指定する。

【００１９】スイッチ部７に送られたＩＰパケットは、
光遅延器７ａによって遅延された後、１入力をＮ出力に
振り分ける光スイッチ７ｂに入力される。そして、振分
制御部６からの制御信号によって光スイッチ７ｂが制御
され、光スイッチ７ｂの出力ポートが切り換えられ、Ｉ
ＰパケットがＩＰアドレスで示される出力ポートから出
力される。このように、フォトニックＩＰルータ１にお
いては、アドレス情報の読取およびスイッチ制御信号の
生成処理をフォトニックプロセッサ６ａが光学的に行う
ので、処理時間を大幅に短縮化できる。

【００２０】図２は、ＩＰアドレスを付加する機能を有
する送信機２の構成例を示す。参照符号２ａが１０ＧHz
のジェネレータ（発振器）を示し、参照符号２ｂがコヒ
ーレントな光パルスの光源としてのモード同期半導体レ
ーザを示す。モード同期半導体レーザ２ｂは、１００ps
ecの周期Ｔ（繰り返し周波数で１０ＧHz）で、半値幅が
２．０psecで、中心波長λの光パルス列を発生する。光
パルス光源としては、モード同期半導体レーザ以外にモ
ード同期ファイバーレーザ、連続波光源と電界吸収型光
変調器を組み合わせた構成等を使用することができる。

【００２１】モード同期半導体レーザ２ｂからの光パル
ス列が光帯域通過フィルタ２ｃに供給され、光帯域通過
フィルタ２ｃの出力が光カオスエンコーダ２ｄに供給さ
れる。ＩＰアドレスが大域的アドレスと小域的アドレス
とに分けられる。例えばアドレスの上位ビットで表され
るものを大域的アドレスとし、その下位ビットで表され
るものを小域的アドレスとするように、ＩＰアドレスが
分けられる。

【００２２】大域的アドレスによって光帯域通過フィル
タ２ｃの通過帯域特性が切り換えられる。モード同期半
導体レーザ２ｂの発振中心波長と光帯域通過フィルタ２
ｃの通過帯域特性によって大域的アドレスλｎが付加さ
れた光パルス列が光帯域通過フィルタ２ｃから出力され
る。そして、小域的アドレスにに応じて、光カオスエン
コーダ２ｄにおいて、光パルス列の振幅および位相が制
御される。光カオスエンコーダ２ｄにおける光符号化の
詳細な説明については、後述する。

【００２３】このようにＩＰアドレスが波長と振幅およ
び位相とにそれぞれマッピングされた光パルス列が電気
光学変調器２ｅに供給される。電気光学変調器２ｅに対
してパケット用データ４が供給され、光パルスの強度ま
たは位相が送信データによって変調される。このパケッ
ト用データ４で変調される光パルス列は、ＩＰアドレス
の光パルス列とは別の光パルスであり、例えばＩＰアド
レスの光パルス列の後に続くものである。電気光学変調
器２ｅによって、例えばデータの各ビットの値に応じて
各光パルスの強度または位相が変調される。電気光学変
調器２ｅは、電気光学効果(Electro-Optic effect)を利
用したものであり、以下では、ＥＯ変調器と適宜称す
る。

【００２４】ＥＯ変調器２ｅは、屈折率が電界に比例し
て変化することを利用して、モード同期半導体レーザ１
からの光パルス列をパケット用データ（電圧）４に応じ
て変調する。すなわち、パケット用データ４に応じて光
パルスの強度が変調される。または、光パルス列の位相
を変調することも可能である。強度変調および位相変調
の何れを使用しても良い。なお、ＥＯ変調器に限らず、
電界吸収型光変調器等の他の高速光変調器を使用しても
良い。電気光学変調器２ｅの出力が光増幅器２ｆで増幅
され、ＩＰパケットとして光伝送路３へ送出される。

【００２５】なお、一実施形態では、使用帯域λを制限
して大域的を付加し、光符号化によって小域的アドレス
を付加するようにしている。しかしながら、ＩＰアドレ
スの全体を光符号化のみによって特定するようにしても
良い。

【００２６】アドレス情報をＩＰパケットに付加するた
めの光カオスエンコーダ２ｄについて説明する。光カオ
スエンコーダ２ｄは、先に本願発明者が提案した特開２
０００−２０６４７２号に記載の光カオス乱数発生装置
に基づいたものである。すなわち、この文献では、カオ
スがＸ（ｊ＋１）＝Ｆ〔Ｘ（ｊ）〕と決定論的な式で与
えられながら、初期値Ｘ（１）に対して初期値鋭敏性を
持つ現象として定義され、本願発明者がカオスであるに
もかかわらず、その特性が解析的に得ることが可能なク
ラスが系統的に存在し、楕円関数の加法定理によってそ
の非線形写像のクラスを構成できることが示されたこと
が述べられている。光カオスエンコーダ２ｄは、上記文
献に記載の光カオス乱数発生装置をさらに発展させたも
のである。

【００２７】図３は、光カオスエンコーダ２ｄを全体と
して示す。光パルス列が図示を省略した光分波装置によ
ってｎ個の光パルス列に分けられ、ｎ個の光干渉計１０
₁、１０₂ 、・・・、１０_nに対して入力される。１×２
（１入力２出力を意味する。）光分岐器によって２つの
光路に光パルス列が分ける処理を繰り返すことで、ｎ個
の光路に光パルス列が分けれる。

【００２８】光干渉計１０₁〜１０_nのそれぞれは、図４
に示すマッハツェンダー型光干渉計(Mach-Zehnder Inte
rferometer)を用いた構成を有している。マッハツェン
ダー型光干渉計は、２×２光分岐器１３および２×２光
結合器１４を使用して構成することができる。これらの
光分岐器１３および光結合器１４の間に２つの光導波路
が設けられ、２つの光導波路間には、光路長差１１₁が
設定されている。光干渉計１０₁〜１０_nのそれぞれは、
入射光を２分岐した後再び合波し、この分岐から合波に
至る間の２つの光路の光路長差によって光の干渉効果を
生じさせる。

【００２９】各光干渉計の光路長差１１₁，１１₂ ，・
・・，１１_nは、公比ｍ（ｍは２以上の整数）の等比数
列をなすように構成する。すなわち、（ｍ＝２）とする
と、ｎ個の光干渉計１０₁〜１０_nの光路長差１１₁〜１
１_nがそれぞれθ，２θ，２²θ，・・・，２^n-1θに設
定されている。但し、θは、定数である。各光路と接続
した熱−光位相シフタ（図示しない）によって、二つの
光路間に温度を生じさせることで、二つの光路に所定の
位相差を生じさせるようになされる。

【００３０】このように光路長差を設定すると、光干渉
計１０₁〜１０_nが出力する光の強度をＸ[1],Ｘ[2],・・
・,Ｘ[ｎ]としたときに、これらの間には、下記の式
（１）の関係（力学系）が成立する。

【００３１】Ｘ[j+1]＝Ｆ（Ｘ[j]） (1) 但し、Ｆ（sin²θ）＝sin²ｍθである。

【００３２】図４に示すマッハツェンダー型光干渉計の
２つの入力ポート（入力１および入力２）の一方（入力
１）に対して光信号を入力し、他方の入力ポートには、
光信号を入力しない（開放）。すると、各マッハツェン
ダー型光干渉計の一方の出力ポート（出力ポート１）に
出力される光信号の強度が式（１）に示す関係を有す
る。一方、マッハツェンダー型光干渉計のそれぞれの他
方の出力ポート（出力ポート２）が出力する光信号の強
度をＹ[1],Ｙ[2],・・・,Ｙ[ｎ]としたときに、これら
の間には、下記の式（２）の関係が成立する。なお、出
力ポート１および出力ポート２の何れの出力ポートを使
用しても良い。

【００３３】Ｙ[j+1]＝Ｇ（Ｙ[j]） (2) 但し、Ｇ（cos²θ）＝cos²ｍθである。

【００３４】ｍ＝２の場合、写像Ｆは、ロジスティック
写像（下記の式（３））であり、ｍ＝３の場合、写像Ｆ
は、キュービック写像（下記の式（４））であり、一般
的にこれらの写像は、チェビシェフ写像と呼ばれる。こ
のような写像Ｆまたは写像Ｇを用いた漸化式により出力
される信号は、カオス的振る舞いをすることが分かって
いる。

【００３５】Ｆ(x) ＝４ｘ（１−ｘ） (3) Ｆ(x) ＝ｘ（３−４ｘ）² (4) したがって、ロジスティック写像は、式（１）および
（３）からＸ(j+1)＝４Ｘ(j)〔１−Ｘ(j)〕 (5) と表される。

【００３６】この式（５）は、sin²（ａ）の２倍角の公
式sin²（２ａ）＝４sin²（ａ）（１−sin²（ａ））と等
しくなるため、ロジスティック写像は、カオスであるに
もかかわらず、解析的な一般解（Ｘ（ｎ）＝sin²（２
^n-1ａ））を持つため、解けるクラスに属するカオスで
ある。キュービック写像は、３倍角の公式と等しくな
り、同様に解けるクラスに属するカオスである。

【００３７】複数の光干渉計１０₁〜１０_nがパラレルに
光信号を出力する。これらをシリアル信号に変換する。
光遅延回路１２₁〜１２_nは、複数の光干渉計１０₁〜１
０_nが出力する光パルス列をそれぞれ所定の時間遅延さ
せて結合したシリアルな光パルス列を出力する。すなわ
ち、光遅延回路１２₁〜１２_nによってパラレル→シリア
ル変換がなされる。光遅延回路１２₁〜１２_nの遅延量が
ｔ₀，2ｔ₀，・・・，ｎｔ₀と等差数列の関係とされる。

【００３８】さらに、図３の構成によって得られた出力
値Ｘ[j]を図５に示すように、その値が０．５以上か否
かに対して符号"0" または"1" を割り当てると、符号"
0" である確率が１／２であり、符号"1" である確率が
１／２となり、長さｎの２値系列となる。これは、力学
系を符号列で観測するというシンボリックダイナミック
スという考え方を応用したものである。なお、キュービ
ック写像の場合では、しきい値が１／４および３／４の
二つが設定され、符号として"0" ，"1" ，"2"の３値を
有する系列を生成できる。

【００３９】図６は、光カオスエンコーダ２ｄの入力信
号および出力信号の波形を概略的に示すものである。図
６Ａに示すような光パルス列が入力されると、図６Ｂに
示すように、振幅がsinθ,sin2θ,・・・,sin２^n-1θを
それぞれ有するｎ個の光パルスが単位遅延時間ｔ₀でも
って順次位置する出力パルス列が得られる。この場合、
振幅のみならず、位相が変化することが判っている。こ
の出力パルス列が必要に応じて２値化される。

【００４０】ここで、ＩＰアドレスとの関係であるが、
上述した光カオスエンコーダ２ｄに対する光路長差をＩ
Ｐアドレスによって変えることで、ＩＰアドレスを光カ
オス乱数に１対１に対応させることができる。例えばｔ
₀を一定としておいて、光路長差θを各ＩＰアドレスに
応じて変更する。光路長差θとＩＰアドレスとの対応関
係は、予めマッピングテーブルとして作成される。θを
変えた場合では、光パルス列の振幅および位相が変更さ
れる。また、光カオスエンコーダ２ｄに供給される光の
波長をＩＰアドレスに対応して変更したり、単位遅延時
間ｔ₀をＩＰアドレスに対応して変えるようにしても良
い。さらに、光路長差、波長、単位遅延時間等を組み合
わせても良い。一実施形態では、θを変えることによっ
て、全ての２値系列を生成できるので、θとＩＰアドレ
スとを１対１に対応させることができる。但し、後述す
る相関演算は、２値化していない光信号を使用してなさ
れる。

【００４１】図７は、上述したように、アドレス情報が
付加されたＩＰパケットが供給され、アドレス情報にし
たがってＩＰパケットの経路を制御するフォトニックＩ
Ｐルータ１のより具体的な構成を示す。振分制御部６に
入力されたＩＰパケットは、出力ポート数と同数（図７
の例では３）のアームに分岐される。各アームにおい
て、光帯域通過フィルタ６１ａ、６１ｂ、６１ｃによっ
て周波数フィルタリングがなされ、光カオスデコーダ６
２ａ、６２ｂ、６２ｃにおいて復号化される。

【００４２】光帯域通過フィルタ６１ａ，６１ｂ，６１
ｃは、大域的アドレスを読み取るものである。光カオス
デコーダ６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、光信号の相関演算
によって小域的アドレスを読み取るものである。すなわ
ち、各デコーダは、３種類の内の小域的アドレスの符号
１つ宛を持っており、入力されたＩＰパケットの小域的
アドレスに相当するものとの相関検出を行う。デコーダ
自身が持つ符号と入力信号の符号とが一致した場合に
は、光カオスデコーダ６２ａ、６２ｂ、６２ｃの出力が
高いレベルとなり、一致しない場合では、低いレベルと
なる。

【００４３】したがって、入力されたＩＰパケットの大
域的アドレスを記述している波長λｎが光帯域通過フィ
ルタ６１ａ，６１ｂ，６１ｃの通過帯域と一致し、小域
的アドレス情報を記述している符号が光カオスデコーダ
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ自身の持つ符号と一致した場合
のみ、高いピーク値を持つ光信号がデコーダの何れか１
つから出力される。この光カオスデコーダ６２ａ、６２
ｂ、６２ｃのそれぞれの出力がフォトディテクタ６３
ａ、６３ｂ、６３ｃによって電気的なスイッチ制御信号
に変換される。

【００４４】一方、スイッチ部７に入力されたＩＰパケ
ットが光遅延器７１によって振分制御部６との光路差に
相当する時間的遅延が与えられて後、３つのアームに分
波される。各アームには、光ゲート７２ａ、７２ｂ、７
２ｃが接続されている。光ゲート７２ａ、７２ｂ、７２
ｃは、振分制御部６からのスイッチ制御信号が高レベル
の場合にオンし、スイッチ制御信号が低レベルの場合に
オフするものであり、１×３光スイッチとして機能す
る。例えばＬｉＮｂＯ₃ 強度変調器をスイッチ部７の各
光ゲートとして使用できる。

【００４５】この発明は、上述したこの発明の一実施形
態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱
しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば
アドレス情報を付加するための符号化に限らず、ディジ
タルデータを光パルス列に対応させるものであれば、こ
の発明を適用することができる。

【００４６】

【発明の効果】この発明によれば、アドレス情報のよう
なディジタルデータを光パルス列の振幅または位相の変
化として符号化することができる。この発明は、光カオ
ス乱数発生を利用するので、例えば光路長差を変化させ
ることによって、光キャリアの位相の"0" と"π"の組合
せを使用するものと比較してより多くのアドレスを発生
させることができる利点がある。したがって、アドレス
が多い場合にも対応することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用されたフォトニックＩＰルータ
の一実施形態を示すブロック図である。

【図２】この発明の一実施形態における送信機の一例の
ブロック図である。

【図３】送信機に含まれる光カオスエンコーダの一例の
ブロック図である。

【図４】光カオスエンコーダに含まれる光干渉計の構成
を示すブロック図である。

【図５】光カオスエンコーダの説明に用いる略線図であ
る。

【図６】光カオスエンコーダに対する入力光パルス列と
出力光パルス列を示す略線図である。

【図７】この発明が適用されたフォトニックＩＰルータ
のより詳細なブロック図である。

【図８】フォトニックＩＰルータの説明に用いるブロッ
ク図である。

【図９】先に提案されているフォトニックＩＰルータの
説明に用いるブロック図である。

【符号の説明】１・・・フォトニックＩＰルータ、２・・・送信機、６
・・・振分制御部、７・・・スイッチ部、２ｂ・・・モ
ード同期半導体レーザ、２ｄ・・・光カオスエンコー
ダ、１０₁〜１０_n・・・光干渉計、１１₁〜１１_n・・・
光路長差

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中條渉東京都小金井市貫井北町４−２−１独立行政法人通信総合研究所内Ｆターム(参考） 5K030 GA02 HA08 HB14 JA14 JL03 KA05 LA17 LB05 5K102 AH22 AH31 NA03 NA07 PB19 PD14 RB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光パルス信号を第１の光路および第２の
光路に分岐して入力し、上記第１および第２の光路を通
った光を合波する光干渉計を複数個備え、複数の光干渉
計に対して光を分波して与え、上記複数の光干渉計から
の光を異なる光遅延を介して合波し、合波出力として符
号化光パルス信号を得る構成を有し、上記第１および第
２の光路に光路長差が設定され、上記複数の光干渉計の上記光路長差が２以上の整数を公
比とする等比数列の関係とされ、上記光路長差を符号に応じて変更することによって、そ
の振幅および位相の少なくとも一方が上記符号に応じて
変化された上記符号化光パルス信号を生成するようにし
た光カオスエンコーダ。
【請求項２】光伝送線路を用い、多地点間の情報伝送
を行うフォトニックネットワークでアドレス情報の付加
されたパケットを伝送する際に、複数の伝送路が結合す
るノードにおいてパケットを適切な伝送路に振り分ける
フォトニックネットワークのパケットルーティング方法
において、パケットに付加するアドレス情報は、光の振幅および位
相の少なくとも一方をカオス的に変化させる光符号化を
しておき、フォトニックネットワークの各ノードでは、
パケットの符号化されたアドレス情報を光学的相関演算
によって識別し、その識別結果に基づいてパケットの出
力経路を切り換えるようにしたフォトニックネットワー
クのルーティング方法。
【請求項３】請求項２において、パケットに付加するアドレス情報の光符号化は、パルス
光源から出力される光パルスの振幅および位相の少なく
とも一方を所定のカオス力学系により生成される擬似乱
数にしたがって変化させて、等差数列的に遅延を与えた
ものを合波するものであるルーティング方法。
【請求項４】請求項２において、上記アドレス情報に１対１に対応するシンボリックダイ
ナミックスを出すカオスシーケンスに従い光符号化を行
うルーティング方法。
【請求項５】光伝送線路を用い、多地点間の情報伝送
を行うフォトニックネットワークでアドレス情報の付加
されたパケットを伝送する際に、複数の伝送路が結合す
るノードにおいてパケットを適切な伝送路に振り分ける
フォトニックネットワークのフォトニックルータにおい
て、パケットに付加するアドレス情報は、光の振幅および位
相の少なくとも一方をカオス的に変化させる光符号化を
しておき、フォトニックネットワークの各ノードでは、
パケットの符号化されたアドレス情報を光学的相関演算
によって識別し、その識別結果に基づいてパケットの出
力経路を切り換えるようにしたフォトニックルータ。
【請求項６】請求項５において、パケットに付加するアドレス情報の光符号化は、パルス
光源から出力される光パルスの振幅および位相の少なく
とも一方を所定のカオス力学系により生成される擬似乱
数にしたがって変化させて、等差数列的に遅延を与えた
ものを合波するものであるフォトニックルータ。
【請求項７】請求項５において、上記アドレス情報に１対１に対応するシンボリックダイ
ナミックスを出すカオスシーケンスに従い光符号化を行
うフォトニックルータ。