JP2005136951A - 光波長多重通信に用いられる光パケットルーティング装置 - Google Patents

光波長多重通信に用いられる光パケットルーティング装置 Download PDF

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洋明 原井
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Abstract

【課題】 基幹ネットワークの高速インターフェイスと，メトロネットワークの低速インターフェイス間のギャップを埋めるパケット交換システムを提供する。
【解決手段】 光パケットルーティング装置１に入力されるヘッダ部２とペイロード部３を含む光パケット４を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換手段５と，変換した電気信号に基づき，ヘッダ部に含まれる情報を検出するヘッダ部検出手段６と，ヘッダ部に関する情報に基づき，対応する光ラベル７を生成する光ラベル生成手段８と，電気信号をパラレル信号９に変換するシリアル／パラレル変換手段１０と，伝送速度を調整した電気信号１１を得る伝送速度調整手段１２と，電気信号を光信号１３に変換するＥ／Ｏ変換手段１４と，光ラベル７と光信号１３とを合わせ，光波長多重信号１５を得る光波長多重信号生成手段１６とにより解決する。
【選択図】 図１

Description

本発明は，光パケットを圧縮する光波長多重（ＷＤＭ）通信に用いられる光パケットルーティング装置などに関する。より詳しくは，本発明は，単一波長から構成される光パケットをパラレル電気信号に分解し，パラレル電気信号ごとに時間圧縮して元の光パケットの伝送速度に回復し，異なる波長の光信号に変換し，光ラベルを付加し，波長多重伝送方式に基づく通信方法を達成できる光ＷＤＭ通信用光パケットルーティング装置などに関する。
インターネットが絶え間なく成長している現在，基幹ネットワークの高い伝送能力を有するパケット転送能力が必要とされる。図８は，光パケット交換ネットワークの基本構成を示す図である。図８に示されるように，光パケット交換ネットワーク（101）は，基幹ノード（102）を含む基幹ネットワーク(103)と，基幹ネットワークの外部の光パケット通信用のネットワークであるメトロネットワーク（104）と，基幹ネットワークとメトロネットワークを連結するエッジノード(105)とを含む。
そして，エッジノード（105）は，光パケットがメトロネットワーク（104）から基幹ネットワーク（103）へ進入する際の光パケットルーティング装置である進入エッジノードと，光パケットが，光パケットが基幹ネットワーク（103）からメトロネットワーク（104）へ出る際の光パケットルーティング装置である退出エッジノードとを含む。
メトロネットワーク(104)では，例えば，単一波長からなる光パケットを用いて光情報が伝達されている。そして，その光パケットは，宛先などの情報を含むヘッダ部と，伝送しようとする内容に関するデータを含む可変長ペイロード部とからなる。
光路ネットワーク上でのＧＭＰＬＳ（一般化された多プロトコルラベルスイッチング）では，基幹ノード(102)に特別なパケット転送能力は必要とされない。しかしながら，エッジノード(105)には，高いパケット転送効率が要求される。１０Ｇｂｐｓというインターフェイス速度を持つ電子パケット交換機は，既に市販されている。しかしながら，より高速のインターフェイスは，市販されていない。高スループットのパケット交換機を構築する１つの方法は，低速のインターフェイスを多量に用いることである。しかし，それは，複雑であり，経費がかかるという問題がある。
より少ない数の高速インターフェイスを使って多量の低速インターフェイスを使った場合と同等のパケット転送量性能を実現するパケット交換を構築するためのフォトニックパケット交換方式が知られている（下記非特許文献１，及び非特許文献２参照。）。しかしながら，パケット交換の際の高速インターフェイス（４０Ｇｂｐｓ以上）と，メトロネットワークの低速インターフェイス（１０Ｇｂｐｓ以下）との間のインターフェイスギャップをどのように解決するかについて必ずしも明確ではないという問題がある。なお，下記非特許文献１，非特許文献２には，上記の基幹ノード(102)における，光ラベル処理，光パケット交換，光バッファリング，及び電子スケジューリングについて明記されている。
光パケットルーティング装置として，多波長ラベルを用い，これを光パケット交換方式の識別子として用いる技術が知られている（例えば，下記特許文献１）。しかしながら，この技術も，上記のインターフェイスギャップをどのように解決するかについては，必ずしも明確な示唆を与えていない。
進入エッジノードへ入力された光パケットは，複数のチャネルに分割されて退出エッジノードへ伝達される。複数のチャネルに展開されたパケットデータは，チャネルごとに波長が違うため退出エッジノード（受信器）への伝送遅延差（スキュー）が生じる。そこで，そのパケットデータを復元するためには，スキューを補正する必要がある。しかし，ネットワークでは送信地点が常に同じ送出エッジノードからとは限らないために伝送距離が異なるパケットデータについては，厳密にスキューを補正できない。
イーサネット（登録商標）では，インターフレームギャップ（ＩＦＧ）を用いてスキュー補正を行う。すなわち，フレーム（パケットに相当する）間にＩＦＧを設け，特殊な符号（フラグ）を定義し，ＩＦＧの一部に埋め込む。そして，受信器が，その特殊な符号を探して，スキューを補正する。この方式では，特殊な符号を必要とする。また，その特殊な符号を検索しなければならない。また，そのような特殊な符号は，光変換によって失われる可能性がある。
特開２００２−８４２２８号公報 和田尚也，原井洋明，久保田文人，「光符号ベースのフォトニックパケットスイッチプロトタイプ」，The 7th IFIP Working Conference on Optical Network Design & Modelling，２００３年２月，１１１９〜１１３２ページ。 和田尚也，原井洋明，久保田文人，「４０Ｇｂｉｔ／ｓインターフェイス，光符号ベースのフォトニックパケットスイッチプロトタイプ」，２００３年３月，Optical Fiber Communications Conference２００３，801〜802ページ。
本発明は，基幹ネットワーク(102)の高速インターフェイス（例えば，４０Ｇｂｐｓ以上）と，メトロネットワーク(105)の低速インターフェイス（例えば，１０Ｇｂｐｓ以下）のギャップを埋め得る，光パケットルーティング装置を提供することを目的とする。
本発明は，光波長多重通信に用いられる光パケットルーティング装置を提供することを別の目的とする。
本発明は，複数のチャネルに展開されたパケットのスキューを補正できるスキュー補正装置を提供することを別の目的とする。
本発明は，新規な光波長多重伝送方式の通信方法を提供することを別の目的とする。
（１）上記の課題のうち少なくとも一つ以上を解決するため，本発明の光パケットルーティング装置は，光波長多重通信に用いられる光パケットルーティング装置であって，
前記光パケットルーティング装置に入力される光パケットを電気信号に変換するためのＯ／Ｅ変換手段と，前記Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号に基づき，前記光パケットルーティング装置に入力される光パケットのヘッダ部を検知し，ヘッダ部の長さや，ヘッダ部に含まれる情報を検出するためのヘッダ部検出手段と，前記ヘッダ部検出手段が検出した光パケットのヘッダ部に関する情報に基づいて，当該光パケットのヘッダ部に対応する光ラベルを生成するための光ラベル生成手段と，前記Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号を，パラレル信号に変換するためのシリアル／パラレル変換手段と，前記シリアル／パラレル変換手段が変換した電気信号の伝送速度を調整するための伝送速度調整手段と，前記伝送速度調整手段が伝送速度を調整した電気信号を光信号に変換するためのＥ／Ｏ変換手段と，前記光ラベル生成手段が生成する光ラベルと，前記Ｅ／Ｏ変換手段が変換する光信号とを合わせ，光波長多重信号を得るための光波長多重信号生成手段とを具備する。
本発明の光パケットルーティング装置は，単一波長から構成される光パケットを電気信号に変換し，パラレル電気信号に分解した後に，パラレル信号に分解した複数の電気信号ごとに時間圧縮して元の光パケットと同じ伝送速度に回復し，パラレル信号ごとに異なる波長の光信号に変換し，その後に，光パケットのヘッダ部に相当する光ラベルを付加することにより波長多重伝送方式に基づく通信方法を達成できる。
すなわち，本発明の光パケットルーティング装置によれば，光パケットを電気信号に変換した後，逆多重化し，逆多重化した電気信号を圧縮し，それを光信号に変換し，多重化するので，基幹ネットワークの高速インターフェイス（例えば，４０Ｇｂｐｓ以上）と，メトロネットワークの低速インターフェイス（例えば，１０Ｇｂｐｓ以下）のギャップを埋める光パケットルーティング装置を提供できる。
（２）上記の課題のうち少なくとも一つを解決するため，本発明の別の態様に係る光パケットルーティング装置は，光波長多重通信に用いられる光パケットルーティング装置であって，前記光パケットルーティング装置に入力される多重化された複数の光信号を光ラベル部とペイロード部とに分離するための分離手段と，前記分離手段が分離したペイロード部を電気信号に変換するためのＯ／Ｅ変換手段と，前記Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号に基づき，それぞれの光信号が到達したかどうかを検知するための信号検出手段と，前記信号検出手段が光信号の到達を検知した場合には，その光信号に関するフラグをたて，その電気信号を記憶し，前記光パケットルーティング装置に入力される多重化された複数の光信号のうち全ての光信号に関するフラグが立った場合に，これらの電気信号を順に出力するための出力手段とを具備し，スキューを補正するためのスキュー補正手段と，前記スキュー補正手段が出力した電気信号の伝送速度を調整するための伝送速度調整手段と，前記伝送速度調整手段が伝送速度を調整した電気信号を光信号に変換するためのＥ／Ｏ変換手段とを具備する。
上記のような特殊なスキュー補正手段を具備するのでこの態様の光パケットルーティング装置を用いた光通信システムは，スキューを効果的に補正できる。
（３）なお，上記（２）の光パケットルーティング装置における“多重化された複数の光信号”が，上記（１）に記載の光パケットルーティング装置からの光波長多重信号であるものは，光通信システムの好ましい例である。
（４）上記の課題のうち少なくとも一つ以上を解決するため，本発明の光通信システムは，基幹ノードを含む基幹ネットワークと，前記基幹ネットワークの外部の光パケット通信用のネットワークであるメトロネットワークと，前記基幹ネットワークとメトロネットワークを連結するエッジノードとを含む光通信システムであって，前記エッジノードは，光パケットが前記メトロネットワークから前記基幹ネットワークへ進入する際の光パケットルーティング装置である進入エッジノードと，光パケットが基幹ネットワークからメトロネットワークへ出る際の光パケットルーティング装置である退出エッジノードとを含み，前記進入エッジノードが，前記基幹ネットワーク内に光波長多重信号を伝送する光パケットルーティング装置を具備し，前記退出エッジノードが，光パケットルーティング装置が送信した光波長多重信号が所定の光ラベルを有する光信号である場合に光ゲートを開けるための光ラベル識別手段と，前記光ラベル識別手段が識別した所定の光ラベルを有する光信号を通過させるための光ゲート手段と，前記光ゲート手段が通過した光信号を波長ごとの複数の光信号に逆多重化する逆多重化手段と，前記逆多重化手段が，逆多重化した光信号を電気信号に変換するための退出エッジノード内のＯ／Ｅ変換手段と前記退出エッジノード内のＯ／Ｅ変換手段が変換した電気信号の伝送速度を調整するための退出エッジノード内の伝送速度調整手段と，前記退出エッジノード内の伝送速度調整手段が伝送速度を調整した各ルート上のパラレル電気信号をシリアル電気信号に変換するための退出エッジノード内のパラレル／シリアル変換手段と，前記シリアル電気信号を光信号に変換するための退出エッジノード内のＥ／Ｏ変換手段とを具備する。
すなわち，本発明の光通信システムは，進入エッジノードが変調し転送する光ラベルを有する光波長多重信号を，退出エッジノードが単一波長の光パケット信号に復調し，メトロネットワークに転送するので，基幹ネットワーク内の超高速通信と，メトロネットワークの低速通信とのインターフェイスを達成できる。
（５）本発明の光通信システムの別の態様は，基幹ノードを含む基幹ネットワークと，前記基幹ネットワークの外部の光パケット通信用のネットワークであるメトロネットワークと，前記基幹ネットワークとメトロネットワークを連結するエッジノードとを含む光通信システムであって，前記エッジノードは，光パケットが前記メトロネットワークから前記基幹ネットワークへ進入する際の光パケットルーティング装置である進入エッジノードと，光パケットが基幹ネットワークからメトロネットワークへ出る際の光パケットルーティング装置である退出エッジノードとを含み，前記進入エッジノードが，上記（１）に記載の光パケットルーティング装置を具備し，前記退出エッジノードが，上記（２）又は上記（３）に記載の光パケットルーティング装置を具備する光通信システムである。
このような光通信システムであれば，基幹ネットワーク内の超高速通信と，メトロネットワークの低速通信とのインターフェイスを達成でき，さらにはスキューをも補正することができる。
（６）上記の課題のうち少なくとも一つ以上を解決するため，本発明の光波長多重信号の伝送方法は，光パケットルーティング装置に入力される光パケットのヘッダ部を検知し，ヘッダ部の長さや，ヘッダ部に含まれる情報を検出するためのヘッダ部検出手段と，前記ヘッダ部検出手段が検出した光パケットのヘッダ部に関する情報に基づいて，当該光パケットのヘッダ部に対応する光ラベルを生成するための光ラベル生成手段と，前記光パケットルーティング装置に入力される光パケットを電気信号に変換するためのＯ／Ｅ変換手段と，前記Ｏ／Ｅ変換手段によって変換された電気信号をパラレル信号に変換するためのシリアル／パラレル変換手段と，前記シリアル／パラレル変換手段が変換した電気信号の伝送速度を調整するための伝送速度調整手段と，前記伝送速度調整手段が伝送速度を調整した電気信号を光信号に変換するためのＥ／Ｏ変換手段と，前記光ラベル生成手段が生成する光ラベルと，前記Ｅ／Ｏ変換手段が変換する光信号とを合わせ，光波長多重信号を得るための光波長多重信号生成手段とを具備する光波長多重通信に用いられる光パケットルーティング装置を用いた光波長多重信号の伝送方法であって，前記光パケットルーティング装置が，ヘッダ部とペイロード部とを含む光パケットを受信する受信工程と，前記Ｏ／Ｅ変換手段が，前記受信工程で受信した光パケットを電気信号に変換するＯ／Ｅ変換工程と，前記ヘッダ部検出手段が，前記Ｏ／Ｅ変換工程で前記Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号から，前記光パケットのヘッダ部を検知し，ヘッダ部の長さや，ヘッダ部に含まれる情報を検出するヘッダ部検出工程と，前記光ラベル生成手段が，前記ヘッダ部検出工程で前記ヘッダ部検出手段が検出した光パケットのヘッダ部に関する情報に基づいて，当該光パケットのヘッダ部に対応する光ラベルを生成する光ラベル生成工程と，前記シリアル／パラレル変換手段が，前記Ｏ／Ｅ変換工程で，前記Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号を，前記受信工程で受信した光パケットより遅い伝送速度を有する複数のパラレル信号に変換するシリ／パラ工程と，前記伝送速度調整手段が，前記シリ／パラ工程でシリアル／パラレル変換手段が変換した電気信号の伝送速度を調整し，電気信号の伝送速度を元の光パルスの伝送速度／又はそれ以上の伝送速度まで高める伝送速度調整工程と，前記Ｅ／Ｏ変換手段が，前記伝送速度調整工程で前記伝送速度調整手段が伝送速度を調整したそれぞれの電気信号を異なる波長を有する光信号群に変換するＥ／Ｏ変換工程と，前記光波長多重信号生成手段が，光ラベル生成工程で前記光ラベル生成手段が生成した光ラベルと，前記Ｅ／Ｏ変換工程で，前記Ｅ／Ｏ変換手段が変換した光信号群とを合わせ，光波長多重信号を得る光波長多重信号取得工程とを含む。
本発明の光波長多重信号の伝送方法は，単一波長から構成される光パケットを電気信号に変換し，パラレル電気信号に分解した後に，パラレル信号に分解した複数の電気信号ごとに時間圧縮して元の光パケットと同じ伝送速度に回復し，パラレル信号ごとに異なる波長の光信号に変換し，その後に，光パケットのヘッダ部に相当する光ラベルを付加することにより，波長多重伝送方式に基づく伝送方法を達成できる。
すなわち，本発明の光波長多重信号の伝送方法によれば，光パケットを電気信号に変換した後，逆多重化し，逆多重化した電気信号を圧縮し，それを光信号に変換し，多重化するので，基幹ネットワークの高速インターフェイス（例えば，４０Ｇｂｐｓ以上）と，メトロネットワークの低速インターフェイス（例えば，１０Ｇｂｐｓ以下）のギャップを埋める光波長多重信号の伝送方法を提供できる。
本発明によれば，１０Ｇｂｐｓを超える速度の光パケットが伝送される光パケット交換方式ネットワークを提案できる。
本発明によれば，インターフェイスの数を減らしても，パケット転送量が大きい光パケット交換システムを提供できる。
本発明によれば，進入エッジノードで，波長多重伝送方式に基づくパケット圧縮を達成できる。
本発明によれば，前記インターフェイスギャップを解決できる。
本発明によれば，スキューの補正を受信器側で行うので，伝送距離によらず適切にスキューを補正できる。
本発明によれば，チャネルごとにフラグを用意すれば足りるので，パケットとパケットの間に特殊な符号を定義する必要がない。また，受信器が保持するフラグも，到着か未到着かという情報だけ（例えば“０”か“１”かという情報だけ）でよい。例えば，１６チャネルからなるパケットデータ通信では，１６ビットのフラグ情報を保持するだけでよい。したがって，本発明によれば，容易かつ迅速に情報処理を行うことができる。
（１．光パケットルーティング装置の基本構成）
図１は，本発明の光パケットルーティング装置の基本構成例を示す図である。図１に示されるように，本発明の光パケットルーティング装置は，光波長多重通信に用いられる光パケットルーティング装置（１）であって，前記光パケットルーティング装置に入力されるヘッダ部（２）とペイロード部（３）を含む光パケット（４）を電気信号に変換するためのＯ／Ｅ変換手段（５）と，前記Ｏ／Ｅ変換手段（５）が変換した電気信号に基づき，前記光パケットルーティング装置（１）に入力される光パケットのヘッダ部（２）を構成する光パケットのヘッダ部を検知し，ヘッダ部の長さや，ヘッダ部に含まれる情報を検出するためのヘッダ部検出手段（６）と，前記ヘッダ部検出手段が検出した光パケットのヘッダ部に関する情報に基づいて，当該光パケットのヘッダ部に対応する光ラベル（７）を生成するための光ラベル生成手段（８）と，前記Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号を，パラレル信号（９）に変換するためのシリアル／パラレル変換手段（１０）と，前記シリアル／パラレル変換手段が変換した電気信号の伝送速度を調整し，伝送速度を調整した電気信号（１１）を得るための伝送速度調整手段（１２）と，前記伝送速度調整手段が伝送速度を調整した電気信号を光信号（１３）に変換するためのＥ／Ｏ変換手段（１４）と，前記光ラベル生成手段が生成する光ラベル（７）と，前記Ｅ／Ｏ変換手段が変換する光信号（１３）とを合わせ，光波長多重信号（１５）を得るための光波長多重信号生成手段（１６）とを具備する。なお，この態様の光パケットルーティング装置は，進入エッジノードを構成する。以下，本発明の光パケットルーティング装置の各構成要素について説明する。
（１．１．Ｏ／Ｅ変換手段）
Ｏ／Ｅ変換手段（５）は，光信号を電気信号に変換するための手段であり，本発明では光パケットルーティング装置に入力される光パケット（４）（ヘッダ部（２）とペイロード部（３）を含む。）を電気信号に変換するための手段である。Ｏ／Ｅ変換手段としては公知のＯ／Ｅ変換器を採用できる。
（１．２．ヘッダ部検出手段）
ヘッダ部検出手段（６）は，光パケットルーティング装置（１）に入力される光パケットのヘッダ部（２）を構成する光パケットのヘッダ部を検知し，ヘッダ部の長さや，ヘッダ部に含まれる情報を検出するための手段である。このヘッダ部検出手段は，図１に示されるようにＯ／Ｅ変換手段が電気信号に変換したヘッダ部に関する情報から所定の情報を検出する。ヘッダ部検出手段としては，公知のヘッダ部検出器を採用でき，特に限定されない。
（１．３．光ラベル生成手段）
光ラベル生成手段（８）は，ヘッダ部検出手段が検出した光パケットのヘッダ部に関する情報に基づいて，光パケットのヘッダ部に対応する光ラベル（７）を生成するため手段である。光ラベル生成手段として，予め光パケットのヘッダ部に対応する光ラベル一覧が整理されているデータベースであるヘッダ部・光ラベル対応表から，ヘッダ部検出手段が検出した光パケットのヘッダ部に対応する光ラベルを作成する装置が挙げられる。光ラベル生成手段の具体例としては，特開２００２−８４２２８号公報に開示されるようなラベル書換装置や，複数のマルチセクションファイバブラッグ格子を用いて多波長ラベルを作成するものが挙げられる。
（１．４．シリアル／パラレル変換手段）
シリアル／パラレル変換手段（１０）は，Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号を，パラレル信号（９）に変換する手段である。シリアル／パラレル変換手段としては，公知のＭＵＸ（マルチプレクサ）など公知のシリアル／パラレル変換装置を用いることができる。
（１．５．伝送速度調整（圧縮）手段）
伝送速度調整手段（１２）は，シリアル／パラレル変換手段が変換した電気信号の伝送速度を調整（圧縮）し，伝送速度を調整した電気信号（１１）を得るための手段である。伝送速度調整手段としては，電気信号の伝送速度を高める公知の伝送速度調整装置を採用できる。伝送速度調整装置は，好ましくはパラレル信号ごとに設けられる。伝送速度調整装置としては，例えばシリアル／パラレル変換装置と，ＦＩＦＯ（先入れ先出し）装置と，パラレル／シリアル変換装置とを含むものが挙げられる。ＦＩＦＯ装置の書き込み速度よりも，呼び出し速度を速くすることで，電気信号の伝送速度が速くなる。
（１．６．Ｅ／Ｏ変換手段）
Ｅ／Ｏ変換手段（１４）は，伝送速度調整手段が伝送速度を調整した電気信号を光信号に変換するための手段である。Ｅ／Ｏ変換手段としては，公知のＥ／Ｏ変換器を採用できる。Ｅ／Ｏ変換器は，好ましくはパラレル信号ごとに設けられる。
（１．７．光波長多重信号生成手段）
光波長多重信号生成手段（１６）は，光ラベル生成手段が生成する光ラベル（７）と，Ｅ／Ｏ変換手段が変換する光信号（１３）とを合わせ，光波長多重信号（１５）を得るための手段である。光波長多重信号生成手段としては，アレー導波路回折格子（ＡＷＧ）などの波長多重回路（ＷＤＭ），ＷＤＭモジュール，光カプラ，またはそれらの組み合わせ，などを採用できる。
（２．光パケットルーティング装置の基本動作）
本発明の光パケットルーティング装置は，前記光パケットルーティング装置が，ヘッダ部とペイロード部とを含む光パケットを受信する受信工程と，前記Ｏ／Ｅ変換手段が，前記受信工程で受信した光パケットを電気信号に変換するＯ／Ｅ変換工程と，前記光パケットルーティング装置のヘッダ部検出手段が，前記Ｏ／Ｅ変換工程で，前記Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号から，光パケットのヘッダ部を検知し，ヘッダ部の長さや，ヘッダ部に含まれる情報を検出するヘッダ部検出工程と，前記光ラベル生成手段が，前記ヘッダ部検出工程で前記ヘッダ部検出手段が検出した光パケットのヘッダ部に関する情報に基づいて，当該光パケットのヘッダ部に対応する光ラベルを生成する光ラベル生成工程と，前記シリアル／パラレル変換手段が，前記Ｏ／Ｅ変換工程で，前記Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号を，前記受信工程で受信した光パケットより遅い伝送速度を有する複数のパラレル信号に変換するシリ／パラ工程と，前記伝送速度調整手段が，前記シリ／パラ工程で前記シリ／パラ工程でシリアル／パラレル変換手段が変換した電気信号の伝送速度を調整（圧縮）し，電気信号の伝送速度を元の光パルスの伝送速度／又はそれ以上まで高める伝送速度調整工程と，前記Ｅ／Ｏ変換手段が，前記伝送速度調整工程で前記伝送速度調整手段が伝送速度を調整したそれぞれの電気信号を異なる波長を有する光信号群に変換するＥ／Ｏ変換工程と，前記光波長多重信号生成手段が，光ラベル生成工程で前記光ラベル生成手段が生成した光ラベルと，前記Ｅ／Ｏ変換工程で，前記Ｅ／Ｏ変換手段が変換した光信号群とを合わせ，光波長多重信号を得る光波長多重信号取得工程とにより，光波長多重通信信号を得る。以下，本発明の本発明の光パケットルーティング装置の各動作について説明する。
（２．１．受信工程）
受信工程は，光パケットルーティング装置が，ヘッダ部とペイロード部とを含む光パケットを受信する工程である。通常光パケットは，単一の波長から構成されており，宛先等に関する情報を含むヘッダ部と，正味のデータが配置される部分であるペイロード部とを含む。
（２．２．受信工程）
Ｏ／Ｅ変換工程は，Ｏ／Ｅ変換手段が，受信工程で受信した光パケットを電気信号に変換する工程である。
（２．３．ヘッダ部検出工程）
ヘッダ部検出工程は，ヘッダ部検出手段が，Ｏ／Ｅ変換工程でＯ／Ｅ変換手段が変換した電気信号から，光パケットのヘッダ部を検知し，ヘッダ部の長さや，ヘッダ部に含まれる情報を検出する工程である。
（２．４．光ラベル生成工程）
光ラベル生成工程は，光ラベル生成手段が，ヘッダ部検出工程でヘッダ部検出手段が検出した光パケットのヘッダ部に関する情報に基づいて，光パケットのヘッダ部に対応する光ラベルを生成する工程である。
具体的な光ラベル生成工程としては，予め光パケットのヘッダ部に対応する光ラベル一覧が整理されているデータベースであるヘッダ部・光ラベル対応表から，ヘッダ部検出手段が検出した光パケットのヘッダ部に対応する光ラベルを作成する工程が挙げられる。この際，上記の非特許文献１，非特許文献２に開示された，光２値符号ベースのラベルもヘッダ部に利用できる。
なお，光ラベルは，複数の波長の光（λH1・・・λHW）から構成される。その意味で，本発明における光ラベルは，多波長ラベルともいう。例えば，光ラベルが，Ｗ種の波長のＫ波からなる場合，Ｗ！／（（Ｗ−Ｋ）！）個の固有ラベルを作成できる。すなわち，本発明では，（多波長）光ラベルを用いるので，光のままデータを送る事ができる相手を飛躍的に増やすことができる。
例えば，光ラベルとして４つの波長の光（λH1，λH2，λH3，λH4）を用いた４波の光ラベルでは，光ラベルとして，この順に（λH1，λH2，λH3，λH4），（λH1，λH2，λH4，λH3），（λH4，λH2，λH1，λH3），（λH4，λH1，λH3，λH2）など様々な光レベルを用いることができる。この光ラベルは，例えば複数のマルチセクションファイバブラッグ格子を用いて製造できる。なお，光ラベルは，同じ波長の光を複数回用いない。したがって，例えば，４つの波長の光を用いた３つの波からなる多波長ラベルでは，４×３×２＝２４個の光ラベルを得ることができることとなる。
なお，これまで説明した多波長ラベルを用いたパケットルーティング方法に関しては，特開２００２−８４２２８号公報において既に開示されている。
なお，このような光ラベルによるヘッダ部に関する情報は，例えば，後述する退出エッジノードや基幹ノードにおいて，波長の違いを認識する光技術を用いて検出すればよい。より具体的には，後述するように，マルチセクションファイバ回折格子などを用いて検出すればよい。
（２．５．シリ／パラ工程）
シリ／パラ工程は，シリアル／パラレル変換手段が，Ｏ／Ｅ変換工程でＯ／Ｅ変換手段が変換した電気信号を，受信工程で受信した光パケットより遅い伝送速度を有する複数のパラレル信号に変換し，逆多重化する工程である。
シリ／パラ工程では，例えば，光パケットの伝送速度がＡopt[ｂｐｓ]であった場合，およそ（Ａopt／ｎ）［ｂｐｓ］の伝送速度を持つｎ（ｎは整数）個のパラレル電気信号に変換する。例えば，光パケットの伝送速度が１０Ｇｂｐｓであった場合，６２２Ｍｂｐｓの伝送速度を持つ１６個のパラレル電気信号に変換することが挙げられる。
なお，本発明のシリ／パラ工程は，好ましくはそれぞれのパラレル信号を更にパラレル信号に変換する。例えば，６２２Ｍｂｐｓの伝送速度を持つ１６個の電気信号を，それぞれ１９Ｍｂｐｓの伝送速度を持つ３２個のパラレル信号に変換する。
（２．６．伝送速度調整工程）
伝送速度調整工程は，伝送速度調整手段が，シリ／パラ工程でシリアル／パラレル変換手段が変換した電気信号の伝送速度を調整し，電気信号の伝送速度を元の光信号の伝送速度／又はそれ以上の伝送速度まで高める工程である。
具体的には，ＦＩＦＯ（先入れ先出し）工程などを利用して，電気信号の伝送速度を圧縮する。
伝送速度調整工程は，光パケットの伝送速度がＡopt[ｂｐｓ]であった場合，およそ（Ａopt／ｎ）［ｂｐｓ］の伝送速度を持つｎ（ｎは整数）個のパラレル電気信号を，それぞれおよそＡopt[ｂｐｓ]の伝送速度を持つ電気信号に圧縮する。例えば，光パケットの伝送速度が１０Ｇｂｐｓであった場合，およそ１０Ｇｂｐｓの伝送速度を持つ１６個のパラレル電気信号に圧縮する。
６２２Ｍｂｐｓの伝送速度を持つ１６個の電気信号が，それぞれ１９Ｍｂｐｓの伝送速度を持つ３２個のパラレル信号に変換された場合，３２個のパラレル信号は，ＦＩＦＯ（先入れ先出し）装置により３１１Ｍｂｐｓの伝送速度を有するパラレル信号として出力され，その後，１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有するシリアル信号に圧縮される。このようにして，１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有する１６個のパラレル信号が得られることとなる。
（２．７．Ｅ／Ｏ変換工程）
Ｅ／Ｏ変換工程は，Ｅ／Ｏ変換手段が，伝送速度調整工程で伝送速度調整手段が伝送速度調整したそれぞれの電気信号を異なる波長を有する光信号群に変換する工程である。
Ｅ／Ｏ変換工程では，例えば，ｎ個のパラレル電気信号ごとに異なる波長（λP1・・・λPn）を割り当て，電気信号を光信号群に変換する。具体的に，電気信号が１０Ｇｂｐｓの伝送速度を持つ１６個のパラレル信号である場合は，それぞれのパラレル信号にλP1，λP2・・・λP16の波長を有する光を割りあて，１６個の１０Ｇｂｐｓの伝送速度を持つパラレル光信号群に変換する。（それぞれの電気信号は，単一の波長を有する光で構成される光信号群に変換される。）
（２．８．光波長多重信号取得工程）
光波長多重信号取得工程では，光波長多重信号生成手段が，光ラベル生成工程で光ラベル生成手段が生成した光ラベルと，Ｅ／Ｏ変換工程でＥ／Ｏ変換手段が変換した光信号群とを合わせ，光波長多重信号を得る工程である。光ラベルを圧縮されたパケットに付加するので，本発明は，圧縮のための時間以外に元々の光パケットに遅延を与えないという効果がある。一方，光パケットは多重化されたので，ペイロードの継続時間が，多重化分だけ縮小される。すなわち，Ｗｐ個の光波長多重された場合は，ペイロードの継続時間が，１／Ｗｐと縮小される。このように，本発明の光パケットルーティング装置を用いれば，高効率に光パケット情報を転送できるという効果がある。
例えば，Ｅ／Ｏ変換工程でＥ／Ｏ変換手段が変換した光信号群が１６個である場合，光波長多重信号取得工程では，１６個の光信号群に一つの光ラベルが付加される。
（３．光パケットルーティング装置の基本構成−２−）
図３は，本発明の光パケットルーティング装置の別の態様の基本構成を示す概略図である。図３に示されるように，この態様の光パケットルーティング装置(51)は，光波長多重通信に用いられる光パケットルーティング装置であって，前記光パケットルーティング装置に入力される多重化された複数の光信号を光ラベル部とペイロード部とに分離するための分離手段(52)と，前記分離手段が分離したペイロード部を電気信号に変換するためのＯ／Ｅ変換手段と(53)，前記Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号に基づき，それぞれの光信号が到達したかどうかを検知するための信号検出手段(54)と，前記信号検出手段が光信号の到達を検知した場合には，その光信号に関するフラグをたて，その電気信号を記憶し，前記光パケットルーティング装置に入力される多重化された複数の光信号のうち全ての光信号に関するフラグが立った場合に，これらの電気信号を順に出力するための出力手段(55)とを具備し，スキューを補正するためのスキュー補正手段(56)と，前記スキュー補正手段が出力した電気信号の伝送速度を調整するための伝送速度調整手段(57)と，前記伝送速度調整手段が伝送速度を調整した電気信号を光信号に変換するためのＥ／Ｏ変換手段(58)とを具備する。
この態様の光パケットルーティング装置は，スキューを補正できるので，主に退出エッジノードとして機能する。この場合，好ましい進入エッジノードは，先に説明した態様の光パケットルーティング装置があげられる。すなわち，先に説明した光パケットルーティング装置から出力された多重化された複数の信号を，この態様の光パケットルーティング装置で受け，スキューを補正した後，メトロネットワークへ出力できる。
（３．１．分離手段）
分離手段は，前記光パケットルーティング装置に入力される多重化された複数の光信号を光ラベル部とペイロード部とに分離するための手段である。このような分離手段としては，上記したヘッダ部検出手段と公知の光分離手段を組み合わせて用いることができる。なお，このような分離手段がないものは，本発明の更に別の実施態様である。
（３．２．Ｏ／Ｅ変換手段）
Ｏ／Ｅ変換手段は，分離手段が分離したペイロード部を電気信号に変換するための手段である。Ｏ／Ｅ変換手段は，上記したＯ／Ｅ変換手段を採用できる。
（３．３．スキュー補正手段）
スキュー補正手段は，スキューを補正するための手段であり，信号検出手段と，出力手段とを含む。
（３．３．１．信号検出手段）
スキュー補正手段における信号検出手段は，Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号に基づき，それぞれの光信号が到達したかどうかを検知するための手段である。
（３．３．２．出力手段）
スキュー補正手段における出力手段は，信号検出手段が光信号の到達を検知した場合には，その光信号に関するフラグをたて，その電気信号を記憶し，前記光パケットルーティング装置に入力される多重化された複数の光信号のうち全ての光信号に関するフラグが立った場合に，これらの電気信号を順に出力するための手段である。
（３．４．伝送速度調整手段）
伝送速度調整手段は，スキュー補正手段が出力した電気信号の伝送速度を調整するための手段である。伝送速度調整手段は，上記の伝送速度調整手段を用いることができる。
（３．５．Ｅ／Ｏ変換手段）
Ｅ／Ｏ変換手段は，伝送速度調整手段が伝送速度を調整した電気信号を光信号に変換するための手段である。Ｅ／Ｏ変換手段は，上記のＥ／Ｏ変換手段を用いることができる。
（４．光パケットルーティング装置−２−の基本動作）
光パケットルーティング装置(51)は，例えば以下のように作用する。すなわち，分離手段(52)が，光パケットルーティング装置(51)に入力される多重化された複数の光信号を光ラベル部とペイロード部とに分離する。Ｏ／Ｅ変換手段(53)が，分離手段が分離したペイロード部を電気信号に変換する。スキュー補正手段(56)が，スキューを補正する。
伝送速度調整手段(57)が，スキュー補正手段が出力した電気信号の伝送速度を調整する。
Ｅ／Ｏ変換手段(58)が，伝送速度調整手段が伝送速度を調整した電気信号を光信号に変換する。このようにして，スキューが補正された光信号が出力される。なお，図中，59は光ゲート手段であり，60は逆多重化手段である。
以下では，スキュー補正工程について説明する。スキュー補正工程は，スキューを補正するための工程である。まず，信号検出手段(54)が，Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号に基づき，それぞれの光信号が到達したかどうかを検知する。出力手段(55)が，信号検出手段が光信号の到達を検知した場合には，その光信号に関するフラグをたて，その電気信号を記憶し，前記光パケットルーティング装置に入力される多重化された複数の光信号のうち全ての光信号に関するフラグが立った場合に，これらの電気信号を順に出力する。
上記のスキュー補正工程を例を用いて説明する。例えば，進入エッジノードから多重化された４種類の波長を持つ光（λ1，λ2，λ3，λ4）がばらばらに光パケットルーティング装置(51)に入力されたとする。信号検出手段(54)は，それらの光信号がスキュー補正手段に到達したか検知する。そして，出力手段(55)は，信号検出手段から検知情報を得て，その光に応じたフラグを立てる。このフラグは，波長（λ2）の光を得た場合は“２”に関するフラグ部位に，“１”（あり）といったものである。そして，（λ1，λ2，λ3，λ4）の全ての光に対するフラグが立つまで，出力手段(55)は，スキュー補正手段に到達したペイロード部に関する電気信号を記憶し，全てのフラグが立つと，それらの電気信号を順次出力する。このようにしてスキューが補正される。
（４．光通信システム）
以下，本発明の光通信システムの例を説明する。本発明の光通信システムは，従来の光パケットを用いた通信システムと同様基幹ノードを含む基幹ネットワークと，前記基幹ネットワークの外部の光パケット通信用のネットワークであるメトロネットワークと，前記基幹ネットワークとメトロネットワークを連結するエッジノードとを含む光通信システムであって，各ノードは光ファイバで連結され，前記エッジノードは，光パケットが前記メトロネットワークから前記基幹ネットワークへ進入する際の光パケットルーティング装置である進入エッジノードと，光パケットが基幹ネットワークからメトロネットワークへ出る際の光パケットルーティング装置である退出エッジノードとを含む。
本発明の光通信システムにおいて，進入エッジノードは，基幹ネットワーク内に光波長多重信号を伝送する光パケットルーティング装置を具備するものが挙げられ，このような進入エッジノードとしては，これまで説明した光パケットルーティング装置を具備するものが挙げられる。以下，退出エッジノードを構成する光パケットルーティング装置の例を説明する。
（４．１．退出エッジノード）
図２は，退出エッジノードを構成する光パケットルーティング装置の基本構成例を示す図である。図２に示されるとおり，本発明の退出エッジノードを構成する光パケットルーティング装置（３１）は，光パケットルーティング装置が送信した光波長多重信号が所定の光ラベルを有する光信号である場合に光ゲートを開けるための光ラベル識別手段（３２）と，光ラベル識別手段が識別した所定の光ラベルを有する光信号を通過させるための光ゲート手段（３３）と，前記光ゲート手段が通過した光信号を波長ごとの複数の光信号に逆多重化する逆多重化手段（３４）と，前記逆多重化手段が，逆多重化した光信号を電気信号に変換するための退出エッジノード内のＯ／Ｅ変換手段（３５）と，前記退出エッジノード内のＯ／Ｅ変換手段が変換した電気信号の伝送速度を調整するための退出エッジノード内の伝送速度調整手段（３６）と，前記退出エッジノード内の伝送速度調整手段が伝送速度を調整した各ルート上のパラレル電気信号をシリアル電気信号に変換するための退出エッジノード内のパラレル／シリアル変換手段（３７）と，前記シリアル電気信号を光信号に変換するための退出エッジノード内のＥ／Ｏ変換手段（３８）とを具備するものが挙げられる。以下，退出エッジノードを構成する光パケットルーティング装置の各要素について説明する。
（４．２．光ラベル識別手段）
光ラベル識別手段（３２）は，進入エッジノードを構成する光パケットルーティング装置が送信した光波長多重信号が所定の光ラベルを有する光信号である場合に光ゲートを開けるための手段であり，公知の光ラベル識別装置を採用できる。このような光ラベル識別装置としては，例えば，上記特許文献１に記載されるとおりマルチセクションのファイバブラッグ回折格子（ＦＢＧ）相関器（和田尚也ら，２０００年９月，ＥＣＯＣ２０００，７１〜７２ページ，「ファイバブラッグ回折格子を用いた多波長ラベルスイッチングに基づくフォトニックパケットルーティング」参照。）などを用いることができる。このような光ラベル識別装置では，光パケットルーティング装置が受信した光信号を，例えば，光カプラによって複数のＦＢＧに向かう信号と，光ゲート手段に向かう信号それ以外の部分とに分岐した後，複数のＦＢＧにより，光カプラにより分岐された信号の光ラベル部を分析し，光ラベルを識別する。
（４．３．光ゲート手段）
光ラベル識別手段が識別した所定の光ラベルを有する光信号を通過させるための手段であり，公知の光ゲート装置などを採用できる。これによって，例えば，光カプラによって分岐された光信号のうち，所定の光ラベルを有すると光ラベル識別手段が識別した光信号のみが光ゲート装置を通過する。なお，光識別手段と光ゲート手段とは別々に設けられても良いが，同一の装置によりこれらの手段を兼ねてもよい。光識別手段と光ゲート手段とが別々に設けられる場合は，先に説明したように光カプラなどの光分岐手段により光信号のパワーを分けた２つ光信号とし，光識別手段と光ゲート手段とに２つの光信号を送ることが好ましい。
（４．４．逆多重化手段）
逆多重化手段は，光ゲート手段が通過した光信号を波長ごとの複数の光信号に逆多重化する手段であり，ＡＷＧなど公知の逆多重化装置を用いることができる。これによって，光ゲート装置を通過した光信号が，単一波長からなる光信号を有する光信号群に逆多重化される。
（４．５．Ｏ／Ｅ変換手段）
退出エッジノード内のＯ／Ｅ変換手段（３５）は，逆多重化手段が，逆多重化した信号群を電気信号に変換するための手段であり，先に説明したＯ／Ｅ変換手段と同様のものを同様にして用いることができる。
（４．６．伝送速度調整手段）
退出エッジノード内の伝送速度調整手段（３６）は，退出エッジノード内のＯ／Ｅ変換手段が変換した電気信号の伝送速度を調整するための手段であり，先に説明した伝送速度調整手段と同様のものを採用できる。
（４．７．パラレル／シリアル変換手段）
退出エッジノード内のパラレル／シリアル変換手段（３７）は，退出エッジノード内の伝送速度調整手段が伝送速度を調整した各ルート上のパラレル電気信号をシリアル電気信号に変換するための手段であり，先に説明したパラレル／シリアル変換手段と同様のものを採用できる。パラレル／シリアル変換手段により，電気信号が多重化される。
（４．８．Ｅ／Ｏ変換手段）
退出エッジノード内のＥ／Ｏ変換手段（３８）は，シリアル電気信号を光信号に変換するための手段であり，先に説明したＥ／Ｏ変換手段と同様のものを採用できる。これにより，進入エッジノードが送信した光波長多重信号は，単一の波長を有する光パケットとして，メトロネットワークに転送されることとなる。
（４．９．光ファイバ）
各ノードを連結する光ファイバとしては，波長分散問題を解消できるファイバが好ましい。なお，ＳＭＦ（シングルモードファイバ）とＤＣＦ（分散補償ファイバ）とを具備する伝送路を用いたシミュレーションの結果，分散問題を解消できることがわかった。
（４．１０．基幹ノード）
基幹ノードは，上記の非特許文献１，及び非特許文献２に記載のものを用いることができる。基幹ノードでは，光ラベルが多波長ラベルの場合，複数セクションのファイバブラッグ回折格子（ＦＢＧ）相関器が光ラベル検出手段として用いられる［和田尚也ら，２０００年９月，ＥＣＯＣ２０００，７１〜７２ページ，「ファイバブラッグ回折格子を用いた多波長ラベルスイッチングに基づくフォトニックパケットルーティング」。］。
（４．１１．光通信システムの動作）
光通信システムの動作は，特に詳細には説明しないが，上記の進入エッジノードで変調された光ラベルを有する光波長多重信号を基幹ノードが受信すると，その光ラベルを識別して適切な方路（光ファイバ）に光波長多重信号を転送する。一方，その光波長多重信号は，退出エッジノードにおいて，光ラベルが検出され，これが取り除かれて，復調され，単一波長の光から構成される光パケットとして，外部のメトロネットワークに転送される。
なお，先に説明したとおり，スキューを補正する態様の光パケットルーティング装置を退出エッジノードとして用いることが好ましい。先に説明した光パケットルーティング装置から出力された多重化された複数の信号を，スキューを補正する態様の光パケットルーティング装置で受け，スキューを補正した後，メトロネットワークへ出力できる。
図４は，実施例１で用いた光パケットルーティング装置（進入エッジノード）の構成を表すブロック図である。以下，図４に従って，本発明の実施例を説明する。
まず，メトロ（Metro）ネットワークから，１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有する単一波長の光からなる光パケットが，進入エッジノードに到達する。Ｏ／Ｅ変換器では，光信号を１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有する電気信号に変換する。ヘッダ検知器では，電気信号中のヘッダ部に関する情報を検知する。光ラベル発生器では，ヘッダ部に関する情報に基づき，光ラベルを検索する。光ラベル発生器中の多波長ラベル発生器（複数のマルチセクションファイバブラッグ格子により構成される）が，光ラベル（λH1，λH2，λH3，λH4など）を発生する。
光ラベルの発生と平行して，シリ／パラ変換器が１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有する電気信号を，６２２Ｍｂｐｓの伝送速度を持つ１６個の電気信号にシリパラ変換する。各ルートに設けられたシリ／パラ変換器は，６２２Ｍｂｐｓの伝送速度を持つ電気信号を１９Ｍｂｐｓの伝送速度を持つ３２個のパラレル電気信号に変換する。それぞれの電気信号は，書き込み速度１９ＭHz，読み出し速度３１１ＭＨｚのＦＩＦＯ回路により，３１１Ｍｂｐｓの伝送速度を持つ３２個のパラレル電気信号に変換される。パラ／シリ変換器は，各ルートの３１１Ｍｂｐｓの伝送速度を持つ３２個のパラレル電気信号を多重化し，１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有する電気信号とする。
Ｅ／Ｏ変換器は，１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有する電気信号を，１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有する特定の波長を有する光信号に変換する。この際の波長は，Ｅ／Ｏ変換器によって異なる（λP1，λP2，・・・・λP16）。したがって，このシステムでは，λP1からなる光信号，λP2からなる光信号，・・・λP16からなる光信号の合計１６個の光信号群が得られることとなる。それぞれの光信号は，メトロネットワークでの光パケットと同様に単一波長の光からなっているが，その時間長さは１／１６に圧縮されている。それぞれの光信号は，ＡＷＧにより多重化され，光カプラにより光ラベルが付加され，分散補償ファイバを含む光ファイバを通じて，基幹(Core)ネットワークへ転送される。基幹ネットワークからメトロネットワークに信号が転送される際には，信号が退出エッジノードへと転送される。
図５は，本実施例で用いた光パケットルーティング装置（退出エッジノード）の構成を表すブロック図である。以下，図５に従って，本実施例における退出エッジノードでの作用を説明する。
基幹ネットワークから退出エッジノードに転送された１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有する光信号は，光カプラにより，光ラベル部を複数のＦＢＧに向かう信号と，光ゲート手段に向かう信号の２つに分岐される。そのうち，光ラベル部は，複数のファイバブラッグ格子によって光ラベル（λH1，λH2，λH3，λH4など）が分析される。光カプラにより分岐された残りの信号は，光ラベルが所定のものであった場合には，光ゲートが開き，光ゲートを通過する。光ゲートを通過した光信号は，ＡＷＧにより波長ごと（λP1，λP2，・・・・λP16ごと）の光信号に分離（逆多重化）される。Ｏ／Ｅ変換器は，逆多重化された各光信号を１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有する電気信号に変換する。
各ルートに設けられたシリ／パラ変換器は，１０Ｇｂｐｓの伝送速度を持つ電気信号を３１１Ｍｂｐｓの伝送速度を持つ３２個のパラレル電気信号に変換する。さらに，書き込み速度３１１ＭＨz，読み出し速度１９ＭＨｚのＦＩＦＯ回路が，１９Ｍｂｐｓの伝送速度を持つ３２個のパラレル電気信号に変換する。パラ／シリ変換器は，電気信号を多重化し，６２２Ｍｂｐｓの伝送速度を有する電気信号とする。パラ／シリ変換器は，さらに各ルートのパラレル電気信号を多重化し，１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有する電気信号とする。
１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有する電気信号は，好ましくはパケットのヘッダ部を検知された後に，Ｅ／Ｏ変換器により単一波長の光からなり１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有する光パケットに変換され，メトロネットワークに転送される。
以下では１０００ＢＡＳＥイーサネット（登録商標）（実効速度１Ｇｂｐｓ，物理速度１．２５Ｇｂｐｓ）のＧＭＩＩを用いたスキュー圧縮の例を説明する。実施例２において，メトロ（Metro）ネットワークは，１０００ＢＡＳＥイーサネット（登録商標）であり，コアネットワークは４×１Ｇｂｐｓのパケットネットワークである。この実施例においてスキューを圧縮するために，１０００ＢＡＳＥイーサネット（登録商標）の物理層とＭＡＣ層とのインターフェースである１２５ＭＨｚのＧＭＩＩを用いる。図６は，この実施例に係る光パケットルーティングシステムの概略構成図である。図６に示されるように，この例では，進入エッジノード71と退出エッジノード72とを含む。そして，進入エッジノード71が送信器として機能し，退出エッジノードが受信器として機能する。進入エッジノードは，Ｏ／Ｅ変換器73と，ヘッダ検知器74と，８ビット−３２ビット変換及びＦＩＦＯ装置75と，フレーム構成器76と，Ｅ／Ｏ変換器77とを含む。退出エッジノードは，Ｏ／Ｅ変換器81とフレーム検出器82と，スキュー補正器83と，32ビット−８ビット変換及びＦＩＦＯ装置84と，Ｅ／Ｏ変換器85とを含む。
まず，単一波長の光からなる光パケットが，メトロ（Metro）ネットワークから進入エッジノード71に到達する。Ｏ／Ｅ変換器73は，光信号を電気信号に変換し，10B8B変換によって物理信号をイーサネット（登録商標）のGMII信号に変換する。ヘッダ検知器74は，電気信号中のフレームの有無に関する情報（ＲＸ＿ＤＶ）を検知する。８ビット−３２ビット変換器75aは，８ビットデータ（ＲＸＤ＜７：０＞）を３２ビットデータに変換する。ＦＩＦＯ装置75bは，３２ビットデータを蓄積し，３２ビットデータを４つのレーンに分けて出力する。それぞれのレーンでは，８ビットデータ（ＴＸＤ＜７：０＞）がＦＩＦＯ装置から読み出される。このＦＩＦＯ装置により125MHz-8bitの情報を，125Mhz-32bitの情報に圧縮している。それぞれのレーンに存在するフレーム構成器76は，レーンごとに独立してフレームを構成する。Ｅ／Ｏ変換器77が，それぞれのＧＭＩＩ上の８ビットデータ（ＴＸＤ＜７：０＞）を単一波長の光信号に変換する。光信号に変換された８ビットデータ（λP1，λP2，λP3，及びλP4などと表す）は，8B10B変調され分散補償ファイバを含む光ファイバを通じて，１．２５Ｇｂｐｓの光信号として，基幹(Core)ネットワークへ転送される。基幹ネットワークからメトロネットワークに光信号が転送される際には，光信号が退出エッジノードへと転送される。実施例２では，λP1からλP4までの４つのチャネルが転送される。
退出エッジノード72のＯ／Ｅ変換器81は，波長ごとの光信号を電気信号に変換する。フレーム検出器82は，電気信号に含まれる各チャネルのフレームを調べる。それぞれのチャネルが到達した場合には，それぞれのチャネルに応じたフラグを立てる。スキュー補正器83は，それぞれのチャネルに応じた８ビットＦＩＦＯメモリ83aを具備している。そして，スキュー圧縮器83は，８ビットＦＩＦＯメモリにパケットを格納し，λP1からλP4までの全てのチャネルについてのフラグが立つのを待つ。スキュー補正器83は，λP1からλP4までの全てのチャネルについてのフラグが立つと所定時間後に複数のＦＩＦＯメモリからデータを読み出し，出力する。このようにして，スキューが圧縮される。32ビット−８ビット変換及びＦＩＦＯ装置84では，スキューが補正された32ビットデータを８ビットデータに変換する。Ｅ／Ｏ変換器85は，8ビットの電気信号を光信号に変換する。光信号に変換されたデータは，退出エッジノードからメトロネットワークへと出力される。
本実施例では，本発明の実現性を確認するために，同一のギガビットイーサフレームを時刻を変えて受信器（退出エッジノード）に入力しスキュー補正が達成できるかどうか検証した。図７は，実施例３を説明するためのシミュレーション結果を表す図である。
４つのシグナルは同パターン（0x50443322…）であるが，入力されるタイミングが異なる。ここで0xに続く値は16進数の値である。
図７（ａ）は，フレームの有無に関する情報（ＲＸ＿ＤＶ）を表している。/tb/ff＿rx＿clkは，装置のクロック周波数（125MHz）の波形を示す。/tb/gmrxdvの4ビット情報は，4つのRX＿DV情報をまとめて表したもので，直後の(0)(1)(2)(3)は，それぞれの情報を表す。それぞれは，イーサネット（登録商標）フレームの到着時に1となり，フレームがないときには0を示す。この場合，(0)(3)(2)(1)の順にフレームが到着し，時刻15200ナノ秒すぎに（最後の(1)にフレームが到着した時点で），4ビットともに１となっていることがわかる。
図７（ｂ）は，スキューが補正された信号がスキュー補正装置83から出力され32ビットFIFO
(正確には，32ビット-8ビット変換およびFIFO装置84)に入力されるデータを表す。/tb/ff＿rx＿clkは装置の125MHzのクロックを表す。図からわかるようにクロックにしたがって，まず，時刻16560ナノ秒すぎに，8ビットの同一信号（0x50）が4つ同時に出力され32ビットの信号が出力され，次のクロックで時刻8ビットの同一信号（0x44）が4つ同時に出力され32ビットの信号が出力されていることがわかる。
図７（ｃ）の/tb/gm＿tx＿dataは，（ｂ）の32ビットのデータから構成されたイーサネット（登録商標）のフレームを示す。/tb/tx＿clkは125MHzの周波数をあらわす。イーサネット（登録商標）にはデータの前にプリアンブルと呼ばれる8バイトの情報（0x55555555555555D5）の値が先頭に付加される。図より，7クロック分8ビット信号0x55が流れ，次に0xD5が1クロックつづき，次に32ビットFIFOから出力され，8ビット変換された信号0x50が4クロックにわたり出力され，信号0x44，0x33，0x22,…がそれぞれ4クロックにわたり出力される。
通常の光通信は，単一の波長からなる光情報を用いている。本発明の光パケットルーティング装置（進入エッジノード）を用いれば，光波長多重信号を得ることができる。そして，光波長多重信号は，光波長多重信号処理ができる基幹ネットワーク内の情報通信として好適に用いることができる。さらに，光波長多重信号は，本発明の別の光パケットルーティング装置（退出エッジノード）を用いて，単一波長を有する光信号に変換し直せるので，外部ネットワークに再度光情報を伝送できる。
本発明は，非同期伝送方式の通信技術に利用できることは勿論，光パケットの伝送速度を回復できるので，同期伝送方式の通信技術にも利用できる。
図１は，本発明の光パケットルーティング装置（進入エッジノード）の基本構成例を示す図である。 図２は，退出エッジノードを構成する光パケットルーティング装置の基本構成例を示す図である。 図３は，本発明の光パケットルーティング装置の別の態様の基本構成を示す概略図である。 図４は，実施例１で用いた光パケットルーティング装置（進入エッジノード）の構成を表すブロック図である。 図５は，実施例１で用いた光パケットルーティング装置（退出エッジノード）の構成を表すブロック図である。 図６は，この実施例に係る光パケットルーティングシステムの概略構成図である。 図７は，実施例３を説明するためのシミュレーション結果を表す図面に代わる測定画面である。図７（ａ）は，フレームの有無に関する情報（ＲＸ＿ＤＶ）を表す。図７（ｂ）は，スキューが補正された信号がスキュー補正装置83から出力され32ビットFIFO(正確には，32ビット-8ビット変換およびFIFO装置84)に入力されるデータを表す。図７（ｃ）は，（ｂ）の32ビットのデータから構成されたイーサネット（登録商標）のフレーム（/tb/gm＿tx＿data）を示す 図８は，光パケット交換ネットワークの基本構成を示す図である。
符号の説明
１ 光パケットルーティング装置
２ 光パケットのヘッダ部
３ 光パケットのペイロード部
４ 光パケット
５ Ｏ／Ｅ変換手段
６ ヘッダ部検出手段
７ 光ラベル
８ 光ラベル生成手段
９ パラレル電気信号
１０ シリアル／パラレル変換手段
１１ 伝送速度を調整した電気信号
１２ 伝送速度調整手段
１３ 光信号
１４ Ｅ／Ｏ変換手段
１５ 光波長多重信号
１６ 光波長多重信号生成手段
３１ 退出エッジノードを構成する光パケットルーティング装置
３２ 光ラベル識別手段
３３ 光ゲート手段
３４ 逆多重化手段
３５ Ｏ／Ｅ変換手段
３６ 伝送速度調整手段
３７ パラレル／シリアル変換手段
３８ Ｅ／Ｏ変換手段
５１ 光パケットルーティング装置
５２ 分離手段
５３ Ｏ／Ｅ変換手段
５４ 信号検出手段
５５ 出力手段
５６ スキュー補正手段
５７ 伝送速度調整手段
５８ Ｅ／Ｏ変換手段
５９ 光ゲート手段
６０ 逆多重化手段
７１ 進入エッジノード
７２ 退出エッジノード
７３ Ｏ／Ｅ変換器
７４ ヘッダ検知器
７５ ８ビット−３２ビット変換及びＦＩＦＯ装置
７６ フレーム構成器
７７ Ｅ／Ｏ変換器
８１ Ｏ／Ｅ変換器
８２ フレーム検出器
８３ スキュー補正器
８４ 32ビット−８ビット変換及びＦＩＦＯ装置
８５ Ｅ／Ｏ変換器
101 光パケット交換ネットワーク
102 基幹ノード
103 基幹ネットワーク
104 メトロネットワーク
105 エッジノード



Claims (6)

  1. 光波長多重通信に用いられる光パケットルーティング装置であって，
    前記光パケットルーティング装置に入力される光パケットを電気信号に変換するためのＯ／Ｅ変換手段と，
    前記Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号に基づき，前記光パケットルーティング装置に入力される光パケットのヘッダ部を検知し，ヘッダ部の長さや，ヘッダ部に含まれる情報を検出するためのヘッダ部検出手段と，
    前記ヘッダ部検出手段が検出した光パケットのヘッダ部に関する情報に基づいて，当該光パケットのヘッダ部に対応する光ラベルを生成するための光ラベル生成手段と，
    前記Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号を，パラレル信号に変換するためのシリアル／パラレル変換手段と，
    前記シリアル／パラレル変換手段が変換した電気信号の伝送速度を調整するための伝送速度調整手段と，
    前記伝送速度調整手段が伝送速度を調整した電気信号を光信号に変換するためのＥ／Ｏ変換手段と，
    前記光ラベル生成手段が生成する光ラベルと，前記Ｅ／Ｏ変換手段が変換する光信号とを合わせ，光波長多重信号を得るための光波長多重信号生成手段と，
    を具備する光波長多重通信に用いられる光パケットルーティング装置。
  2. 光波長多重通信に用いられる光パケットルーティング装置であって，
    前記光パケットルーティング装置に入力される多重化された複数の光信号を光ラベル部とペイロード部とに分離するための分離手段と，
    前記分離手段が分離したペイロード部を電気信号に変換するためのＯ／Ｅ変換手段と，
    前記Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号に基づき，それぞれの光信号が到達したかどうかを検知するための信号検出手段と，前記信号検出手段が光信号の到達を検知した場合には，その光信号に関するフラグをたて，その電気信号を記憶し，前記光パケットルーティング装置に入力される多重化された複数の光信号のうち全ての光信号に関するフラグが立った場合に，これらの電気信号を順に出力するための出力手段とを具備し，スキューを補正するためのスキュー補正手段と，
    前記スキュー補正手段が出力した電気信号の伝送速度を調整するための伝送速度調整手段と，
    前記伝送速度調整手段が伝送速度を調整した電気信号を光信号に変換するためのＥ／Ｏ変換手段と，
    を具備する光波長多重通信に用いられる光パケットルーティング装置。
  3. 前記多重化された複数の光信号が，請求項１に記載の光パケットルーティング装置からの光波長多重信号である請求項２に記載の光パケットルーティング装置。
  4. 基幹ノードを含む基幹ネットワークと，前記基幹ネットワークの外部の光パケット通信用のネットワークであるメトロネットワークと，前記基幹ネットワークとメトロネットワークを連結するエッジノードとを含む光通信システムであって，
    前記エッジノードは，光パケットが前記メトロネットワークから前記基幹ネットワークへ進入する際の光パケットルーティング装置である進入エッジノードと，光パケットが基幹ネットワークからメトロネットワークへ出る際の光パケットルーティング装置である退出エッジノードとを含み，
    前記進入エッジノードが，前記基幹ネットワーク内に光波長多重信号を伝送する光パケットルーティング装置を具備し，
    前記退出エッジノードが，
    光パケットルーティング装置が送信した光波長多重信号が所定の光ラベルを有する光信号である場合に光ゲートを開けるための光ラベル識別手段と，
    前記光ラベル識別手段が識別した所定の光ラベルを有する光信号を通過させるための光ゲート手段と，
    前記光ゲート手段が通過した光信号を波長ごとの複数の光信号に逆多重化する逆多重化手段と，
    前記逆多重化手段が，逆多重化した光信号を電気信号に変換するための退出エッジノード内のＯ／Ｅ変換手段と，
    前記退出エッジノード内のＯ／Ｅ変換手段が変換した電気信号の伝送速度を調整するための退出エッジノード内の伝送速度調整手段と，
    前記退出エッジノード内の伝送速度調整手段が伝送速度を調整した各ルート上のパラレル電気信号をシリアル電気信号に変換するための退出エッジノード内のパラレル／シリアル変換手段と，
    前記シリアル電気信号を光信号に変換するための退出エッジノード内のＥ／Ｏ変換手段とを具備する，
    光通信システム。
  5. 基幹ノードを含む基幹ネットワークと，前記基幹ネットワークの外部の光パケット通信用のネットワークであるメトロネットワークと，前記基幹ネットワークとメトロネットワークを連結するエッジノードとを含む光通信システムであって，
    前記エッジノードは，光パケットが前記メトロネットワークから前記基幹ネットワークへ進入する際の光パケットルーティング装置である進入エッジノードと，光パケットが基幹ネットワークからメトロネットワークへ出る際の光パケットルーティング装置である退出エッジノードとを含み，
    前記進入エッジノードが，請求項１に記載の光パケットルーティング装置を具備し，
    前記退出エッジノードが，請求項２又は請求項３に記載の光パケットルーティング装置を具備する，
    光通信システム。
  6. 光パケットルーティング装置に入力される光パケットのヘッダ部を検知し，ヘッダ部の長さや，ヘッダ部に含まれる情報を検出するためのヘッダ部検出手段と，前記ヘッダ部検出手段が検出した光パケットのヘッダ部に関する情報に基づいて，当該光パケットのヘッダ部に対応する光ラベルを生成するための光ラベル生成手段と，前記光パケットルーティング装置に入力される光パケットを電気信号に変換するためのＯ／Ｅ変換手段と，前記Ｏ／Ｅ変換手段によって変換された電気信号をパラレル信号に変換するためのシリアル／パラレル変換手段と，前記シリアル／パラレル変換手段が変換した電気信号の伝送速度を調整するための伝送速度調整手段と，前記伝送速度調整手段が伝送速度を調整した電気信号を光信号に変換するためのＥ／Ｏ変換手段と，前記光ラベル生成手段が生成する光ラベルと，前記Ｅ／Ｏ変換手段が変換する光信号とを合わせ，光波長多重信号を得るための光波長多重信号生成手段とを具備する光波長多重通信に用いられる光パケットルーティング装置を用いた光波長多重信号の伝送方法であって，
    前記光パケットルーティング装置が，ヘッダ部とペイロード部とを含む光パケットを受信する受信工程と，
    前記Ｏ／Ｅ変換手段が，前記受信工程で受信した光パケットを電気信号に変換するＯ／Ｅ変換工程と，
    前記ヘッダ部検出手段が，前記Ｏ／Ｅ変換工程で前記Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号から，前記光パケットのヘッダ部を検知し，ヘッダ部の長さや，ヘッダ部に含まれる情報を検出するヘッダ部検出工程と，
    前記光ラベル生成手段が，前記ヘッダ部検出工程で前記ヘッダ部検出手段が検出した光パケットのヘッダ部に関する情報に基づいて，当該光パケットのヘッダ部に対応する光ラベルを生成する光ラベル生成工程と，
    前記シリアル／パラレル変換手段が，前記Ｏ／Ｅ変換工程で，前記Ｏ／Ｅ変換手段が変換した電気信号を，前記受信工程で受信した光パケットより遅い伝送速度を有する複数のパラレル信号に変換するシリ／パラ工程と，
    前記伝送速度調整手段が，前記シリ／パラ工程でシリアル／パラレル変換手段が変換した電気信号の伝送速度を調整し，電気信号の伝送速度を元の光パルスの伝送速度／又はそれ以上の伝送速度まで高める伝送速度調整工程と，
    前記Ｅ／Ｏ変換手段が，前記伝送速度調整工程で前記伝送速度調整手段が伝送速度を調整したそれぞれの電気信号を異なる波長を有する光信号群に変換するＥ／Ｏ変換工程と，
    前記光波長多重信号生成手段が，光ラベル生成工程で前記光ラベル生成手段が生成した光ラベルと，前記Ｅ／Ｏ変換工程で，前記Ｅ／Ｏ変換手段が変換した光信号群とを合わせ，光波長多重信号を得る光波長多重信号取得工程と，
    を含む光波長多重信号の伝送方法。

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