JP2007318219A - Optical label recognition method, optical label recognition apparatus, and optical label switch - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光ラベルの認識方法、光ラベル認識装置、及びこの光ラベル認識装置を備えた光ラベルスイッチに関する。 The present invention relates to an optical label recognition method, an optical label recognition device, and an optical label switch including the optical label recognition device.
近年、インターネットに代表されるデータ通信の発展に伴い、通信速度の高速化が求められている。そのために、従来の電気信号を用いた通信ネットワークに代わり光信号で通信を行う光ネットワークが注目されている。 In recent years, with the development of data communication represented by the Internet, an increase in communication speed has been demanded. For this reason, attention has been paid to an optical network that performs communication using an optical signal instead of a conventional communication network using an electrical signal.
光ネットワークでの高速化を妨げる原因の一つとして、ノードにおける光パケットの光ラベル認識が遅いことが挙げられる。つまり、従来の技術では、光ラベルのアドレスを識別し、このアドレスに光パケットをルーティングするためには、光ラベルを処理速度の遅い電気信号へと光電変換する必要があった。そして、光電変換された光ラベルの電気信号に基づいて、電気制御的なスイッチングを行っていた。 One of the causes that hinders the speedup in the optical network is that the optical label recognition of the optical packet at the node is slow. That is, in the prior art, in order to identify the address of the optical label and route the optical packet to this address, it is necessary to photoelectrically convert the optical label into an electrical signal having a low processing speed. And based on the electrical signal of the optical label photoelectrically converted, the electrical control switching was performed.
そこで、光ラベル認識をより高速に行うために、種々の提案がなされている。例えば、光ラベル認識器において光ラベルの先頭ビットに同期した単一パルス光(光クロックパルス)を発生させ、この光クロックパルスを用いて光ラベルを一括してパラレル変換し、パラレル変換された光を光電変換することで光ラベル認識を行う方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1の方法は、光クロックパルスの発生に当たり、O/E/O変換(光/電気/光変換)を行う必要がある。そのため、光ラベルの先頭ビットの受信時刻と、光クロックパルスの発生時刻との間に数十ns程度の時間差が生じる。その結果、この時間差の分だけ光ラベル認識処理が遅れてしまうという問題があった。
However, the method of
また、特許文献1の方法では、光クロックパルスを発生させるために、電気パルス発生器及び光パルス発生器の両者を設ける必要があった。そのため、システム構成が複雑になるという問題があった。
Further, in the method of
この発明はこのような問題に鑑みなされたものである。 The present invention has been made in view of such problems.
発明者は、鋭意研究の結果、光ラベル認識装置で発生させたローカルクロック信号を用いれば、光ラベルの入力を待って光クロックパルスを発生させる特許文献1の方法よりも、より高速に光ラベル認識を行うことができることに想到し、この発明を完成するに至った。
As a result of earnest research, the inventor has used the local clock signal generated by the optical label recognition apparatus to wait for the input of the optical label and generate an optical clock pulse at a higher speed than the method of
したがって、この発明の目的は、ローカルクロック信号を用いることにより、従来よりも高速に光ラベル認識を行うことができ、かつ、従来よりもシステム構成が簡単な光ラベルの認識方法、光ラベル認識装置、及びこの光ラベル認識装置を用いた光ラベルスイッチを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical label recognition method and an optical label recognition apparatus which can perform optical label recognition at a higher speed than before by using a local clock signal, and which has a simpler system configuration than the conventional one. And an optical label switch using the optical label recognition device.
上述した課題を解決するために、この発明の第1の観点の光ラベルの認識方法は、5段階の工程を備えている。 In order to solve the above-described problem, the optical label recognition method according to the first aspect of the present invention includes five steps.
まずNビット(ただし、NはN≧2の整数)の原光信号と、互いに異なる第1〜第N符号とを準備する。 First, an N-bit original light signal (where N is an integer of N ≧ 2) and different first to Nth codes are prepared.
そして第1工程では、原光信号の第(N−m+1)ビット目(ただし、mは1≦m≦Nの整数)を第m符号で符号化する符号化処理を、第1〜第Nビットのそれぞれについて行うことで得られる第1〜第N拡散パルスが、互いに重複することなく、一定の周期で、かつこの順番で時間軸上に配列された光ラベルを受信する。 In the first step, an encoding process for encoding the (N−m + 1) th bit of the original light signal (where m is an integer of 1 ≦ m ≦ N) with the mth code is performed as the first to Nth bits. The first to Nth diffusion pulses obtained by performing each of the optical labels receive optical labels arranged on the time axis in a certain cycle and in this order without overlapping each other.
第2工程では、受信された該光ラベルをN本に分岐して第1〜第N分岐光ラベルを生成する。 In the second step, the received optical labels are branched into N to generate first to Nth branched optical labels.
第3工程では、第m分岐光ラベルに含まれる第1〜第N拡散パルスの中で、第m分岐光ラベルの番号mと等しい順番に位置する第m拡散パルスを復号して第m復号光信号を生成する処理を第1〜第N分岐光ラベルのそれぞれについて行うことにより、自己相関光信号及び相互相関光信号の双方又はいずれか一方を含む第1〜第N復号光信号を生成する。 In the third step, the m-th decoded light is decoded by decoding the m-th spread pulse located in the same order as the number m of the m-th branch light label among the first to N-th spread pulses included in the m-th branch light label. By performing a signal generation process for each of the first to Nth branch optical labels, first to Nth decoded optical signals including either or both of an autocorrelation optical signal and a cross correlation optical signal are generated.
第4工程では、自己相関光信号の強度と相互相関光信号の強度の間の閾値で第m復号光信号を光電変換することで得られる2値電気信号である第m電気信号を生成する処理を第1〜第N復号光信号のそれぞれについて行うことにより、第1〜第N電気信号を生成する。 In the fourth step, a process of generating an m-th electrical signal that is a binary electrical signal obtained by photoelectrically converting the m-th decoded optical signal with a threshold value between the intensity of the autocorrelation optical signal and the intensity of the cross-correlation optical signal Is performed for each of the first to Nth decoded optical signals to generate the first to Nth electrical signals.
第5工程では、拡散パルスの周期よりも短周期かつ非同期のローカルクロック信号を用いて、第1〜第N電気信号から、この順序で、2値電気信号を読み出す。 In the fifth step, binary electrical signals are read in this order from the first to Nth electrical signals using a local clock signal that is shorter than the cycle of the diffusion pulse and asynchronous.
そして、読み出された2値電気信号の並びを光ラベルと認識する。 Then, the read sequence of binary electrical signals is recognized as an optical label.
この光ラベルの認識方法は、光符号分割多重方式(OCDM:optical code division multiplexing)を応用したものである。 This optical label recognition method is an application of optical code division multiplexing (OCDM).
光ラベルは、時間軸上に一定周期で配置されたN個の拡散パルス(第1〜第N拡散パルス)を含んでいる。拡散パルスは、Nビットの原光信号の第1ビット目を第1符号で、第2ビット目を第2符号で、以下同様にして、第Nビット目を第N符号で符号化することにより生成される。ここで、符号化に用いるN個の符号は互いに異なっている。 The optical label includes N diffusion pulses (first to Nth diffusion pulses) arranged at a constant period on the time axis. The spread pulse is obtained by encoding the first bit of the N-bit original optical signal with the first code, the second bit with the second code, and the like in the same manner, by encoding the Nth bit with the Nth code. Generated. Here, the N codes used for encoding are different from each other.
この光ラベルは、受信された後に、第1〜第N分岐光ラベルに分岐される。そして、第1分岐光ラベルでは第1拡散パルスを、第2分岐光ラベルでは第2拡散パルスを、以下同様にして、第N分岐光ラベルでは第N拡散パルスを、それぞれ復号することで第1〜第N復号光信号が生成される。第1〜第N復号光信号には、自己相関光信号及び相互相関光信号の双方又はいずれか一方が含まれている。 After this optical label is received, it is branched into first to Nth branch optical labels. Then, the first spreading pulse is decoded by the first branching optical label, the second spreading pulse by the second branching optical label, and the Nth spreading pulse by the Nth branching optical label. An Nth decoded optical signal is generated. The first to Nth decoded optical signals include either or both of an autocorrelation optical signal and a cross correlation optical signal.
続いて、第1〜第N復号光信号は自己相関光信号と相互相関光信号の間の強度を閾値として光電変換され、2値電気信号を含む第1〜第N電気信号が生成される。 Subsequently, the first to Nth decoded optical signals are photoelectrically converted using the intensity between the autocorrelation optical signal and the cross-correlation optical signal as a threshold value, and first to Nth electrical signals including a binary electrical signal are generated.
すなわち、第1電気信号には、光ラベルの第1拡散パルスに対応する2値電気信号が含まれる。第2電気信号には、光ラベルの第2拡散パルスに対応する2値電気信号が含まれる。以下同様にして、第N電気信号には、光ラベルの第N拡散パルスに対応する2値電気信号が含まれる。 That is, the first electric signal includes a binary electric signal corresponding to the first diffusion pulse of the optical label. The second electric signal includes a binary electric signal corresponding to the second diffusion pulse of the optical label. Similarly, the Nth electrical signal includes a binary electrical signal corresponding to the Nth diffusion pulse of the optical label.
第1〜第N電気信号のそれぞれに担持された2値電気信号は、ローカルクロック信号を読み出しクロックとして、この順序で読み出される。このようにして読み出された2値電気信号の並びが光ラベルと認識される。 The binary electric signals carried on the first to Nth electric signals are read in this order using the local clock signal as a read clock. The array of binary electrical signals read out in this way is recognized as an optical label.
ここで、ローカルクロック信号とは、2値電気信号の読み出しタイミングを与えるものであり、光ラベルとは無関係に(非同期に)発生されているクロック信号である。電気信号に含まれる2値電気信号を正確に読み出すために、ローカルクロック信号は、拡散パルスの周期よりも短周期かつ非同期とされている。なお、「非同期」とは、ローカルクロックの周期の整数倍が、拡散パルスの周期に一致しないことを意味する。 Here, the local clock signal is a clock signal that gives the read timing of the binary electric signal and is generated (asynchronously) irrespective of the optical label. In order to accurately read out the binary electric signal included in the electric signal, the local clock signal has a shorter period and is asynchronous than the period of the diffusion pulse. Note that “asynchronous” means that an integer multiple of the period of the local clock does not match the period of the diffusion pulse.
より好適な実施態様としては、第4工程において、第m復号光信号が自己相関光信号を含まない場合には、第m復号光信号の始点から終点までが第1電圧に光電変換された第m電気信号を生成する。そして、第m復号光信号が自己相関光信号を含む場合には、始点から自己相関光信号までが第1電圧に、かつ、自己相関光信号から終点までが第1電圧とは異なる第2電圧に、それぞれ光電変換された第m電気信号を生成することが好ましい。 As a more preferred embodiment, in the fourth step, when the mth decoded optical signal does not include an autocorrelation optical signal, the first voltage from the start point to the end point of the mth decoded optical signal is photoelectrically converted to the first voltage. m An electrical signal is generated. When the m-th decoded optical signal includes an autocorrelation optical signal, the first voltage from the start point to the autocorrelation optical signal and the second voltage different from the first voltage from the autocorrelation optical signal to the end point In addition, it is preferable to generate the m-th electrical signal obtained by photoelectric conversion.
さらに、第5工程において、第1〜第N電気信号の終了点よりも1周期前のローカルクロック信号で、この順序で読み出された第1及び第2電圧の並びを、光ラベルと認識することが好ましい。 Furthermore, in the fifth step, the arrangement of the first and second voltages read in this order is recognized as an optical label by a local clock signal one cycle before the end point of the first to Nth electrical signals. It is preferable.
この実施態様では、第1〜第N電気信号を生成するに当たり、第m復号光信号が、自己相関光信号を含んでいる場合には、第m復号光信号の始点から自己相関光信号までを第1電圧に、及び、自己相関光信号から復号光信号の終点までを第2電圧に変換する。 In this embodiment, when generating the first to Nth electrical signals, if the mth decoded optical signal includes an autocorrelation optical signal, the process proceeds from the start point of the mth decoded optical signal to the autocorrelation optical signal. The first voltage and from the autocorrelation optical signal to the end point of the decoded optical signal are converted into the second voltage.
すなわち、光電変換に当たり、自己相関光信号のサンプルホールドを行う。その結果、生成される第m電気信号は、その開始点から自己相関光信号までが第1電圧であり、自己相関光信号から第m電気信号の終了点までが第2電圧となるような波形となる。 That is, in photoelectric conversion, the auto-correlation optical signal is sampled and held. As a result, the generated mth electrical signal has a waveform in which the first voltage from the start point to the autocorrelation optical signal is the first voltage, and the second voltage is from the autocorrelation optical signal to the end point of the mth electrical signal. It becomes.
また、第m復号光信号が自己相関光信号を含まない場合には、第m復号光信号の始点から終点までを第1電圧に光電変換した第m電気信号を生成する。 If the mth decoded optical signal does not include an autocorrelation optical signal, an mth electrical signal is generated by photoelectrically converting the first voltage from the start point to the end point of the mth decoded optical signal.
そして、ローカルクロック信号で、第1〜第N電気信号から、この第1及び第2電圧の並びを読み出す。詳細には、第1〜第N電気信号の終了点から、ローカルクロック信号の周期にして1周期手前の時点において、第1〜第N電気信号から、この順序で、電圧(第1電圧及び第2電圧)を読み出す。すると、第1電圧(2進信号の「0」に対応)と、第2電圧(2進信号の「1」に対応)の並びが、光ラベルに含まれる情報を再現することになる。つまり、光ラベルが認識される。 Then, the arrangement of the first and second voltages is read out from the first to Nth electrical signals with a local clock signal. Specifically, from the end point of the first to Nth electrical signals, the voltage (the first voltage and the first voltage) in this order from the first to Nth electrical signals at a time point one cycle before the period of the local clock signal. 2 voltage). Then, the arrangement of the first voltage (corresponding to “0” of the binary signal) and the second voltage (corresponding to “1” of the binary signal) reproduces the information included in the optical label. That is, the optical label is recognized.
この発明の第2の観点の光ラベル認識装置は、受信部と、分岐部と、復号化装置と、光電変換部と、ローカルクロック発生装置と、ビット演算部とを備える。 An optical label recognition device according to a second aspect of the present invention includes a receiving unit, a branching unit, a decoding device, a photoelectric conversion unit, a local clock generation device, and a bit operation unit.
受信部は、あらかじめ準備されたNビット(ただし、NはN≧2の整数)の原光信号と、互いに異なる第1〜第N符号とを用いて、原光信号の第(N−m+1)ビット目(ただし、mは1≦m≦Nの整数)を第m符号で符号化する符号化処理を、第1〜第Nビットのそれぞれについて行うことで得られる第1〜第N拡散パルスが、互いに重複することなく、一定の周期で、かつこの順番で時間軸上に配列された光ラベルを受信する。 The receiving unit uses the N-bit original light signal prepared in advance (where N is an integer of N ≧ 2) and the first to Nth codes different from each other, and (N−m + 1) th of the original light signal. The first to Nth spreading pulses obtained by performing the encoding process for encoding the bit (where m is an integer of 1 ≦ m ≦ N) with the mth code for each of the first to Nth bits The optical labels arranged on the time axis in a predetermined cycle and in this order are received without overlapping each other.
分岐部は、受信された光ラベルをN本に分岐して第1〜第N分岐光ラベルを生成する。 The branching unit branches the received optical labels into N to generate first to Nth branched optical labels.
復号化装置は、第m分岐光ラベルに含まれる第1〜第N拡散パルスの中で、第m分岐光ラベルの番号mと等しい順番に位置する第m拡散パルスを復号して第m復号光信号を生成する処理を第1〜第N分岐光ラベルのそれぞれについて行うことにより、自己相関光信号及び相互相関光信号の双方又はいずれか一方を含む第1〜第N復号光信号を生成する。 The decoding apparatus decodes the m-th decoded light by decoding the m-th spread pulse located in the same order as the number m of the m-th branch optical label among the first to N-th spread pulses included in the m-th branch optical label. By performing a signal generation process for each of the first to Nth branch optical labels, first to Nth decoded optical signals including either or both of an autocorrelation optical signal and a cross correlation optical signal are generated.
光電変換部は、自己相関光信号の強度と相互相関光信号の強度の間の閾値で第m復号光信号を光電変換することで得られる2値電気信号である第m電気信号を生成する処理を第1〜第N復号光信号のそれぞれについて行うことにより、第1〜第N電気信号を生成する。 The photoelectric conversion unit generates a m-th electrical signal that is a binary electrical signal obtained by photoelectrically converting the m-th decoded optical signal with a threshold value between the intensity of the autocorrelation optical signal and the intensity of the cross-correlation optical signal. Is performed for each of the first to Nth decoded optical signals to generate the first to Nth electrical signals.
ローカルクロック発生装置は、拡散パルスの周期よりも短周期かつ非同期のローカルクロック信号を生成する。 The local clock generator generates a local clock signal having a period shorter than that of the spread pulse and asynchronous.
ビット演算部は、ローカルクロック信号を用いて第1〜第N電気信号から、この順序で、前記2値電気信号を読み出す。 The bit operation unit reads the binary electric signal in this order from the first to Nth electric signals using the local clock signal.
このように、この光ラベル認識装置によれば、光ラベルとは無関係(非同期)に発生されるローカルクロック信号で、第1〜第N電気信号から、この順序で読み出された2値電気信号を、光ラベルとして認識することができる。 As described above, according to this optical label recognition device, the binary electrical signal read out in this order from the first to Nth electrical signals is a local clock signal generated asynchronously with the optical label. Can be recognized as an optical label.
この発明の第3の観点の光ラベルスイッチは、上述の光ラベル認識装置を用いている。光ラベルスイッチは、パケット分岐部と、光ラベル認識装置と、制御信号生成部と、光スイッチとを備えている。 An optical label switch according to a third aspect of the present invention uses the above-described optical label recognition device. The optical label switch includes a packet branching unit, an optical label recognition device, a control signal generation unit, and an optical switch.
パケット分岐部は、光ラベルとペイロードとからなる光パケットを受信して、光ラベルとペイロードとに分離する。 The packet branching unit receives an optical packet composed of an optical label and a payload, and separates it into an optical label and a payload.
光ラベル認識装置は光ラベルを認識する。 The optical label recognition device recognizes an optical label.
制御信号生成部は、認識された光ラベルに基づいて制御信号を生成する。 The control signal generation unit generates a control signal based on the recognized optical label.
光スイッチは、制御信号に基づいて、ペイロードの送信先を分岐させる。 The optical switch branches the destination of the payload based on the control signal.
このように、この光ラベルスイッチは、上述した光ラベル認識装置を構成部品として備えているので、従来よりも高速に、光ラベル認識を行うことができる。 As described above, the optical label switch includes the above-described optical label recognition device as a component, and thus can perform optical label recognition at a higher speed than in the past.
この発明の光ラベルの認識方法及び光ラベルの認識装置によれば、ローカルクロック信号を用いることにより、従来よりも高速に光ラベル認識を行うことができる。また、従来よりもシステム構成を簡単にすることができる。 According to the optical label recognition method and the optical label recognition apparatus of the present invention, the optical label recognition can be performed at a higher speed than before by using the local clock signal. In addition, the system configuration can be simplified as compared with the prior art.
その結果、この発明の光ラベル認識装置を構成部品とする光ラベルスイッチは、従来よりも高速に光パケットのルーティングを行うことができる。 As a result, the optical label switch including the optical label recognition device of the present invention as a component can perform optical packet routing at a higher speed than the conventional one.
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、各図は、各構成要素を、この発明が理解できる程度に概略的に示したものにすぎない。また、以下に説明する実施の形態は単なる好適例にすぎない。したがって、この発明は、以下の実施の形態に何ら限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each figure is only a schematic illustration of each component to the extent that the present invention can be understood. The embodiments described below are merely preferred examples. Therefore, the present invention is not limited to the following embodiment.
図1〜図6を参照して、光ラベルスイッチの構造及び動作について説明する。図1は、光ラベルスイッチの全体構造を示す模式図である。 The structure and operation of the optical label switch will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall structure of an optical label switch.
光ラベルスイッチ10は、パケット分岐部12、光ラベル認識装置14、制御信号生成部16、及び光スイッチ18を備えている。
The
光ラベルスイッチ10には、伝送路20を介して光パケットPが伝送される。光パケットPは、ペイロードp1の先頭に光ラベルp2が付与された光信号である。ペイロードp1には、伝送すべきデータが格納されている。そして、光ラベルp2には、ペイロードp1のあて先(伝送先のアドレス)が格納されている。
The optical packet P is transmitted to the
詳細は後述するが、光ラベルp2は、互いに重複することなく、一定の周期で、かつこの順番で時間軸上に配列された第1〜第4拡散パルスDS1〜DS4からなる(図2)。 Although details will be described later, the optical label p2 includes first to fourth diffusion pulses DS1 to DS4 arranged on the time axis in a certain cycle and in this order without overlapping each other (FIG. 2).
パケット分岐部12は、光パケットPをペイロードp1と光ラベルp2とに分岐する。光パケットPを構成するペイロードp1と光ラベルp2とは、それぞれ光の波長が異なっている。パケット分岐部12は、この波長の違いを利用してペイロードp1を光スイッチ18に、及び光ラベルp2を光ラベル認識装置14に、それぞれ分岐する。
The
光ラベル認識装置14は、光ラベルp2が有する情報を認識し、認識した情報を電気パルス信号へと変換する。光ラベル認識装置14については後述する。
The optical
制御信号生成部16は、光ラベル認識装置14で生成された電気パルス信号に基づき、光スイッチ18を制御する制御信号を生成する。そして、この制御信号を光スイッチ18へと送信する。
The
光スイッチ18は、上述した制御信号を受信する。そして、制御信号により光スイッチングを行う。すなわち、制御信号に基づいて、ペイロードp1を伝送すべき伝送路を選択する。
The
次に、図2を参照して、光ラベルスイッチ10に入力される光ラベルp2の生成処理(符号化処理)につき説明する。図2は、光ラベルの符号化装置の概略構成を示す模式図である。
Next, the generation process (encoding process) of the optical label p2 input to the
符号化装置32では、光ラベルp2を、元となる原光信号をOCDM方式により符号化することによって生成する。より詳細には、この光ラベルp2を、Nビットの光パルスである原光信号に対して、互いに異なる第1〜第N符号(M系列符号列:後述)で、ビットごとに符号化する処理を行って生成する。
In the
まず、この符号化処理について、原光信号が“1010”で表される4ビットの光パルスである場合を例にとり説明する。 First, the encoding process will be described by taking as an example the case where the original optical signal is a 4-bit optical pulse represented by “1010”.
光ラベルp2の符号化に用いる符号化装置32は、第1〜第4符号化部EP1〜EP4、伝送路TL1〜TL4、合波器34、並びに、伝送路TLoutを備えている。
The
これら符号化部の個数は、原光信号のビット数と同じ個数(4個)としており、したがって、これら第1〜第4符号化部EP1〜EP4を並列している。詳しくは後述するが、第1符号化部EP1に備えられる符号器en1、第2符号化部EP2に備えられる符号器en2、第3符号化部EP3に備えられる符号器en3、及び、第4符号化部EP4に備えられる符号器en4は、それぞれ異なるM系列符号列を有している。ここで、M系列符号列とは、2進数の“0”及び“1”をランダムに並べた乱数のことを示す。 The number of these encoding units is the same as the number of bits of the original optical signal (four), and therefore the first to fourth encoding units EP1 to EP4 are arranged in parallel. As will be described in detail later, an encoder en1 included in the first encoder EP1, an encoder en2 included in the second encoder EP2, an encoder en3 included in the third encoder EP3, and a fourth code Encoders en4 provided in the conversion unit EP4 have different M-sequence code strings. Here, the M-sequence code string indicates a random number in which binary numbers “0” and “1” are arranged at random.
第1〜第4符号化部EP1〜EP4のそれぞれには、伝送路TLin1〜TLin4が、それぞれ一対一の関係で接続されている。
伝送路TLin1〜TLin4のそれぞれには、符号化前の原光信号(“1010”)がビットごとに分離されて伝送される。なお、以降、原光信号をビットごとに分離した光パルスを第1〜第4原光パルスPls1〜Pls4と称する。 Each of the transmission line TL in 1~TL in 4 is encoded before the original optical signal ( "1010") is transmitted by being separated for each bit. Hereinafter, the optical pulses obtained by separating the original light signal for each bit are referred to as first to fourth original light pulses Pls1 to Pls4.
より詳細には、伝送路TLin1からは、光ラベルp2“1010”の4ビット目に対応する第1原光パルスPls1(“1”)が第1符号化部EP1へと入力される。伝送路TLin2からは、光ラベルp2の3ビット目に対応する第2原光パルスPls2(“0”)が第2符号化部EP2へと入力される。伝送路TLin3からは、光ラベルp2の2ビット目に対応する第3原光パルスPls3(“1”)が符号化部EP3へと入力される。伝送路TLin4からは、光ラベルp2の1ビット目に対応する第4原光パルスPls4(“0”)が第4符号化部EP4へと入力される。
More specifically, the first original light pulse Pls1 (“1”) corresponding to the fourth bit of the optical label p2 “1010” is input to the first encoding unit EP1 from the
つまり、原光信号の第(N−m+1)ビット目(ここで、mは1≦m≦Nの整数)に対応する第m原光パルスPlsmが、第m符号化部EPmへと入力される。 That is, the mth original light pulse Plsm corresponding to the (N−m + 1) th bit of the original light signal (where m is an integer satisfying 1 ≦ m ≦ N) is input to the mth encoding unit EPm. .
また、第1〜第4符号化部EP1〜EP4のそれぞれには、伝送路TL1〜TL4が、それぞれ一対一の関係で接続されている。伝送路TL1〜TL4の長さ、すなわち光路長を、この順序で長くなるように設定している。したがって、伝送路TL1〜TL4での光信号伝送の遅延時間はこの順序で長くなる。 Also, transmission lines TL1 to TL4 are connected to the first to fourth encoding units EP1 to EP4, respectively, in a one-to-one relationship. The lengths of the transmission lines TL1 to TL4, that is, the optical path lengths are set so as to increase in this order. Therefore, the delay time of optical signal transmission in the transmission lines TL1 to TL4 becomes longer in this order.
ここで、伝送路TL1とTL2との間の遅延時間の増分ΔT(1,2)、伝送路TL2とTL3との間の遅延時間の増分ΔT(2,3)、及び、伝送路TL3とTL4との間の遅延時間の増分ΔT(3,4)を、それぞれ一定値ΔTとする(ΔT(1,2)=ΔT(2,3)=ΔT(3,4)=ΔT)。 Here, the delay time increment ΔT (1,2) between the transmission lines TL1 and TL2, the delay time increment ΔT (2,3) between the transmission lines TL2 and TL3, and the transmission lines TL3 and TL4. The delay time increments ΔT (3, 4) between the two are set to a constant value ΔT (ΔT (1,2) = ΔT (2,3) = ΔT (3,4) = ΔT).
第1符号化部EP1で符号化された第1原光パルスPls1は、第1拡散パルスDS1として伝送路TL1に出力される。第2符号化部EP2で符号化された第2原光パルスPls2は、第2拡散パルスDS2として伝送路TL2に出力される。第3符号化部EP3で符号化された第3原光パルスPls3は、第3拡散パルスDS3として伝送路TL3に出力される。第4符号化部EP4で符号化された第4原光パルスPls4は、第4拡散パルスDS4として伝送路TL4に出力される。 The first original light pulse Pls1 encoded by the first encoding unit EP1 is output to the transmission line TL1 as the first spreading pulse DS1. The second original light pulse Pls2 encoded by the second encoding unit EP2 is output to the transmission line TL2 as the second spread pulse DS2. The third original light pulse Pls3 encoded by the third encoding unit EP3 is output to the transmission line TL3 as the third spread pulse DS3. The fourth original light pulse Pls4 encoded by the fourth encoding unit EP4 is output to the transmission line TL4 as the fourth spread pulse DS4.
合波器34は、入力ポートと出力ポートとを有している。入力ポートには、伝送路TL1,TL2,TL3及びTL4が接続されている。また、出力ポートには、伝送路TLoutが接続されている。
The
したがって、合波器34では、第1〜第4拡散パルスDS1〜DS4が結合される。ところで、既に説明したように、伝送路TL1〜TL4は、この順序で遅延時間が、ΔTずつ長くなるように設定されている。また、ΔTは、第1〜第4拡散パルスDS1〜DS4の持続時間よりも長くなるように設定されている。これらの結果、合波器34の出力ポートにおいて、第1〜第4拡散パルスDS1,DS2,DS3及びDS4は、互いに重複することなく、一定周期ΔTで、かつ、この順番で時間軸上に並んで配列されて出力される。
Accordingly, in the
このようにして光ラベルp2が生成される。光ラベルp2は、第1〜第4拡散パルスDS1,DS2,DS3及びDS4が、時系列に並んだ光パルスである。ここで、第1〜第4拡散パルスDS1〜DS4の周期ΔTを「拡散パルス周期」とも称する。この光ラベルp2は、伝送路TLoutに伝送される。 In this way, the optical label p2 is generated. The optical label p2 is an optical pulse in which the first to fourth diffusion pulses DS1, DS2, DS3, and DS4 are arranged in time series. Here, the period ΔT of the first to fourth diffusion pulses DS1 to DS4 is also referred to as a “diffusion pulse period”. The optical label p2 is transmitted to the transmission line TL out .
伝送路TLoutは、合波器36に接続されている。この合波器36において、タイミングを合わせて光ラベルp2とペイロードp1とが結合され、光パケットPが生成される。そして、光パケットPは、伝送路20を介して、光ラベルスイッチ10へと伝送される。
The transmission line TL out is connected to the
次に、図3を参照して、第1〜第4符号化部EP1〜EP4の詳細につき説明する。図3は、符号化部EP1の概略構成を示す模式図である。 Next, the details of the first to fourth encoding units EP1 to EP4 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the encoding unit EP1.
第1〜第4符号化部EP1〜EP4は、符号器en1〜en4のM系列符号列を除いて構造及び動作が共通している。そこで、以下の説明では、第1〜第4符号化部EP1〜EP4の中から第1符号化部EP1を代表として抜き出し、その構造及び動作を詳述する。 The first to fourth encoding units EP1 to EP4 have the same structure and operation except for the M-sequence code strings of the encoders en1 to en4. Therefore, in the following description, the first encoding unit EP1 is extracted from the first to fourth encoding units EP1 to EP4 as a representative, and the structure and operation will be described in detail.
図3を参照すると、第1符号化部EP1は、サーキュレータ38及び符号器en1を備えている。
Referring to FIG. 3, the first encoding unit EP1 includes a
サーキュレータ38は、第1ポート38a、第2ポート38b、及び第3ポート38cを備えている。
The
光ラベルp2(“1010”)の4ビット目に対応する第1原光パルスPls1(“1”)は、サーキュレータ38の第1ポート38aに入力される。第1ポート38aに入力された第1原光パルスPls1は、サーキュレータ38の第2ポート38bを介して符号器en1に導入される。符号器en1に導入された第1原光パルスPls1は、符号器en1により時間軸上で拡散されることにより第1拡散パルスDS1となり、第2ポート38bに帰還する。帰還した第1拡散パルスDS1は、サーキュレータ38の第3ポート38cを介して伝送路TL1へと伝送される。
The first original light pulse Pls 1 (“1”) corresponding to the fourth bit of the optical label p 2 (“1010”) is input to the
符号器en1は、一本の直線状の光ファイバにその長さ方向に沿って、pチップの直列に配列されたファイバグレーティングG(i)(i=1,2,・・・,p)と、隣接するファイバグレーティングG(k)及びG(k+1)(k=1,2,・・・,p−1)の間に設けられる位相シフト部PS(j)(j=1,2,・・・,p−1)とを設けた構造体である。 The encoder en1 includes a fiber grating G (i) (i = 1, 2,..., P) arranged in series in a p-chip along a length direction of one linear optical fiber. , Phase shift sections PS (j) (j = 1, 2,...) Provided between adjacent fiber gratings G (k) and G (k + 1) (k = 1, 2,..., P−1). ., P-1).
この例では、ファイバグレーティングG(i)は、添字iの増加とともにサーキュレータ38から離間するように、直列に配置されている。
In this example, the fiber gratings G (i) are arranged in series so as to be separated from the
ファイバグレーティングG(i)は、それぞれ、等しい幅(光ファイバに沿った長さ)と等しいブラッグ反射波長とを有している。ファイバグレーティングG(i)は、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形成される。 Each of the fiber gratings G (i) has an equal width (length along the optical fiber) and an equal Bragg reflection wavelength. The fiber grating G (i) is formed, for example, by periodically changing the refractive index of the core of the optical fiber.
位相シフト部PS(j)は、隣接するファイバグレーティングG(k)とG(k+1)との間に設けられる間隔として構成される。具体的には、位相シフト部PS(j)の間隔は、符号化に用いられる符号(M系列符号列Me1:後述)に応じて、位相π/2、又は、位相πに相当する幅(光ファイバに沿った長さ)に設定される。つまり、符号器en1に導入された第1原光パルスPls1は、位相シフト部PS(j)を伝搬するたびに、π/2又はπの位相シフトを受けることとなる。 The phase shift unit PS (j) is configured as an interval provided between adjacent fiber gratings G (k) and G (k + 1). Specifically, the interval of the phase shift unit PS (j) is a phase π / 2 or a width corresponding to the phase π, depending on a code used for encoding (M sequence code string Me 1: described later). (Length along the optical fiber). That is, the first original light pulse Pls1 introduced into the encoder en1 is subjected to a phase shift of π / 2 or π every time it propagates through the phase shift unit PS (j).
ところで、第1原光パルスPls1は符号器en1を往復する。その結果、位相π/2に相当する幅の位相シフト部PS(j)により、第1原光パルスPls1は往復でπの位相シフトを受けることになる。同様に、位相πに相当する幅の位相シフト部PS(j)により、第1原光パルスPls1は往復で2π(=0)の位相シフトを受けることになる。 Incidentally, the first original light pulse Pls1 reciprocates through the encoder en1. As a result, the first original light pulse Pls1 undergoes a phase shift of π in a reciprocating manner by the phase shift unit PS (j) having a width corresponding to the phase π / 2. Similarly, the first original light pulse Pls1 is reciprocally subjected to a phase shift of 2π (= 0) by the phase shift unit PS (j) having a width corresponding to the phase π.
以下、一例として、符号長が15のM系列符号列Me1(000111101011001)(以下、単に符号列Me1とも称する。)を符号器en1に適用した場合につき説明する。 Hereinafter, as an example, a case where an M-sequence code string M e 1 (0001111101011001) (hereinafter also simply referred to as a code string M e 1) having a code length of 15 is applied to the encoder en1 will be described.
この場合、ファイバグレーティングG(i)の総チップ数pは、符号列Me1の符号長と等しく、15とする。図3に示すように、個々のファイバグレーティングG(1),G(2),G(3),G(4),・・・・,G(14)及びG(15)が、符号列Me1の各符号0,0,0,1,・・・,0及び1に、それぞれ一対一で対応する。
In this case, the total chip number p of the fiber grating G (i) is equal to the code length of the
位相シフト部PS(j)は、隣接するファイバグレーティングG(k)とG(k+1)とで値が変化したとき、つまり「0→1」又は「1→0」の場合、位相π/2に相当する幅に設定する。 The phase shift unit PS (j) has a phase π / 2 when the value changes between adjacent fiber gratings G (k) and G (k + 1), that is, when “0 → 1” or “1 → 0”. Set to the corresponding width.
また、位相シフト部PS(j)は、隣接するファイバグレーティングG(k)とG(k+1)とが同じ値のとき、つまり「0→0」又は「1→1」の場合、位相πに相当する幅に設定する。 The phase shift unit PS (j) corresponds to the phase π when the adjacent fiber gratings G (k) and G (k + 1) have the same value, that is, “0 → 0” or “1 → 1”. Set to the width you want.
よって、個々の位相シフト部PS(j)の位相シフト量(片道)は、図3に示すように、PS(1)=π、PS(2)=π、PS(3)=π/2、PS(4)=π、PS(5)=π、PS(6)=π、PS(7)=π/2、PS(8)=π/2、PS(9)=π/2、PS(10)=π/2、PS(11)=π、PS(12)=π/2、PS(13)=π、及びPS(14)=π/2となる。 Therefore, the phase shift amount (one way) of each phase shift unit PS (j) is PS (1) = π, PS (2) = π, PS (3) = π / 2, as shown in FIG. PS (4) = π, PS (5) = π, PS (6) = π, PS (7) = π / 2, PS (8) = π / 2, PS (9) = π / 2, PS ( 10) = π / 2, PS (11) = π, PS (12) = π / 2, PS (13) = π, and PS (14) = π / 2.
このような符号列Me1を有する符号器en1に第1原光パルスPls1を導入すると、第1原光パルスPls1は、それぞれのファイバグレーティングG(i)により反射される。反射された光パルス(以下、反射光パルスと称する。)は、互いに干渉し合うことにより、各反射光パルスが位相差(0,0,0,π,π,π,π,0,π,0,π,π,0,0,π)で時系列に並んだ第1拡散パルスDS1が得られる。
When the first original light pulse Pls1 is introduced into the encoder en1 having such a
次に、図4を参照して、光ラベル認識装置14の構成及び動作につき説明する。図4は、光ラベル認識装置の概略構成を、各構成要素で得られる信号とともに示す模式図である。
Next, the configuration and operation of the optical
光ラベル認識装置14は、分岐部22、復号化装置24、光電変換装置26、ローカルクロック発生装置28、及びビット演算装置30を備える。
The optical
分岐部22は、受信部を兼ねており、伝送路20に接続されている。分岐部22は、公知の分波器から構成されている。分岐部22は、伝送路20を伝送される光ラベルp2を、光ラベルp2のビット数と同じ本数、この場合には4個に分岐させ、第1〜第4分岐光ラベルsl1〜sl4を生成する。そして、分岐部22は、これらの第1〜第4分岐光ラベルsl1〜sl4を復号化装置24に向けて伝送する。
The branching
復号化装置24は、第1〜第4復号化部DP1〜DP4を備える。第1〜第4復号化部DP1〜DP4は、それぞれ第1〜第4分岐光ラベルsl1〜sl4の復号化を行う。なお、この復号化では、拡散パルス周期ΔTは変化しない。
The
すなわち、第1復号化部DP1は、第1分岐光ラベルsl1に含まれる第1拡散パルスDS1(第4ビット目“1”)を復号化して、第1復号光信号DPls1を生成する。第2復号化部DP2は、第2分岐光ラベルsl2に含まれる第2拡散パルスDS2(第3ビット目“0”)を復号化して、第2復号光信号DPls2を生成する。第3復号化部DP3は、第3分岐光ラベルsl3に含まれる第3拡散パルスDS3(第2ビット目“1”)を復号化して、第3復号光信号DPls3を生成する。第4復号化部DP4は、第4分岐光ラベルsl4に含まれる第4拡散パルスDS4(第1ビット目“0”)を復号化して、第4復号光信号DPls4を生成する。 That is, the first decoding unit DP1 decodes the first spread pulse DS1 (the fourth bit “1”) included in the first branched optical label sl1 to generate the first decoded optical signal DPls1. The second decoding unit DP2 decodes the second spread pulse DS2 (third bit “0”) included in the second branched optical label sl2 to generate a second decoded optical signal DPls2. The third decoding unit DP3 decodes the third spread pulse DS3 (second bit “1”) included in the third branch optical label sl3 to generate a third decoded optical signal DPls3. The fourth decoding unit DP4 decodes the fourth spread pulse DS4 (first bit “0”) included in the fourth branch optical label sl4 to generate a fourth decoded optical signal DPls4.
ここで、図5を参照して、第1〜第4拡散パルスDS1〜DS4の復号化につき詳細に説明する。図5は、復号化部の概略構成を示す模式図である。 Here, the decoding of the first to fourth spreading pulses DS1 to DS4 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the decoding unit.
第1〜第4復号化部DP1〜DP4は、復号器de1〜de4のM系列符号列が異なる点を除いて構造及び動作が共通している。そこで、以下の説明では、第1〜第4復号化部DP1〜DP4の中から第1復号化部DP1を代表として抜き出し、その構造及び動作を詳述する。 The first to fourth decoding units DP1 to DP4 have the same structure and operation except that the M-sequence code strings of the decoders de1 to de4 are different. Therefore, in the following description, the first decoding unit DP1 is extracted as a representative from the first to fourth decoding units DP1 to DP4, and the structure and operation will be described in detail.
第1復号化部DP1は、上述した第1符号化部EP1とほぼ同様の構造である。すなわち、第1復号化部DP1は、サーキュレータ40及び復号器de1を備える。
The first decoding unit DP1 has substantially the same structure as the first encoding unit EP1 described above. That is, the first decoding unit DP1 includes a
サーキュレータ40は、上述したサーキュレータ38と同様の構造であるので、その説明を省略する。
Since the
復号器de1は、符号器en1と同様に、一本の直線状の光ファイバに、その長さ方向に沿って、p個の直列に配列されたファイバグレーティングG’(i)と、隣接するファイバグレーティングG’(k)及びG’(k+1)の間に設けられる位相シフト部PS’(j)とを設けた構造体である。 Similar to the encoder en1, the decoder de1 includes p fiber gratings G ′ (i) arranged in series along a length direction of a single linear optical fiber, and an adjacent fiber. This is a structure provided with a phase shift section PS ′ (j) provided between the gratings G ′ (k) and G ′ (k + 1).
ただし、復号器de1に適用されるM系列符号列Md1は、符号器en1に適用されるM系列符号列Me1を反転したものである。つまり、復号器de1においては、符号列Md1は、(100110101111000)である。
However, the M-sequence
なお、この関係は、他の復号器de2,de3及びde4でも成り立っている。つまり、復号器de2に適用される符号列Md2は、符号器en2で適用される符号列Me2を反転したものである。復号器de3に適用される符号列Md3は、符号器en3で適用される符号列Me3を反転したものである。復号器de4に適用される符号列Md4は、符号器en4で適用される符号列Me4を反転したものである。
This relationship is also established in the other decoders de2, de3, and de4. That is, the
この復号器de1に、分岐部22で分岐された第1分岐光ラベルsl1が入力されると、符号列Me1で符号化されている第1拡散パルスDS1のみが復号された第1復号光信号DPls1が得られる(図4)。つまり、第1分岐光ラベルsl1を構成する第1〜第4拡散パルスDS1〜DS4のうち、第1分岐光ラベルsl1の4ビット目の情報(“1”)を保持する第1拡散パルスDS1のみが復号される。
When the first branched optical label sl1 branched by the branching
より詳細には、第1拡散パルスDS1は、位相シフト部PS’(j)による位相シフトを受けながら、各ファイバグレーティングG’(i)により反射される。その結果、反射された第1拡散パルスDS1はそれぞれの相対位相差で干渉して重畳されることにより、強度が大きな光ピーク(自己相関光信号)が得られる。これにより第1拡散パルスDS1は復号される。 More specifically, the first diffusion pulse DS1 is reflected by each fiber grating G '(i) while undergoing a phase shift by the phase shift unit PS' (j). As a result, the reflected first diffusion pulse DS1 is interfered and superimposed with each other relative phase difference to obtain a light peak (autocorrelation light signal) having a high intensity. Thereby, the first diffusion pulse DS1 is decoded.
それに対し、復号器de1では、第2〜第4拡散パルスDS2〜DS4は復号されない。すなわち、これらの第2〜第4拡散パルスDS2〜DS4は、符号列Me2〜Me4で符号化されている。よって、第2〜第4拡散パルスDS2〜DS4が、復号器de1を通過しても、強度の小さい光ピーク(相互相関光信号)か、又は、強度が0(ゼロ)の信号しか得られない。
On the other hand, the decoder de1 does not decode the second to fourth spread pulses DS2 to DS4. That is, the second to fourth spread pulse DS2~DS4 is encoded with code sequence M e 2 to
復号器de1で復号された結果、第1拡散パルスDS1の位置に自己相関光信号を、及び第3拡散パルスDS3の位置に相互相関光信号をそれぞれ有する第1復号光信号DPls1が得られる。 As a result of decoding by the decoder de1, a first decoded optical signal DPls1 having an autocorrelation optical signal at the position of the first spread pulse DS1 and a cross-correlation optical signal at the position of the third spread pulse DS3 is obtained.
なお、第1復号光信号DPls1において、第2及び第4拡散パルスDS2及びDS4の位置は、強度が0である。なぜなら、第2及び第4拡散パルスDS2及びDS4に対応する第2及び第4原光パルスPls2及びPls4が、それぞれ「0」であるからである。 In the first decoded optical signal DPls1, the positions of the second and fourth diffusion pulses DS2 and DS4 are 0 in intensity. This is because the second and fourth original light pulses Pls2 and Pls4 corresponding to the second and fourth diffusion pulses DS2 and DS4 are “0”, respectively.
つまり、第1復号光信号DPls1は、拡散パルス周期ΔTで時系列に、自己相関光信号(DS1に対応)→強度0信号(DS2に対応)→相互相関光信号(DS3に対応)→強度0信号(DS4に対応)が並んだ光信号となる。
That is, the first decoded optical signal DPls1 is time-sequentially with the spreading pulse period ΔT, and the autocorrelation optical signal (corresponding to DS1) → the
第1復号化部DP1と同様にして、第2復号化部DP2では、第2分岐光ラベルsl2の第2拡散パルスDS2(“0”)のみが復号されて、第2復号光信号DPls2が得られる。詳細には、第2復号光信号DPls2は、第1及び第3拡散パルスDS1及びDS3の位置に相互相関光信号を有し、並びに、第2及び第4拡散パルスDS2及びDS4の位置の強度が0である(図4)。 Similarly to the first decoding unit DP1, the second decoding unit DP2 decodes only the second spread pulse DS2 (“0”) of the second branch optical label sl2 to obtain the second decoded optical signal DPls2. It is done. Specifically, the second decoded optical signal DPls2 has cross-correlation optical signals at the positions of the first and third diffusion pulses DS1 and DS3, and the intensity of the positions of the second and fourth diffusion pulses DS2 and DS4 is 0 (FIG. 4).
第3復号化部DP3では、第3分岐光ラベルsl3の第3拡散パルスDS3(“1”)のみが復号されて、第3復号光信号DPls3が得られる。詳細には、第3復号光信号DPls3は、第1拡散パルスDS1の位置に相互相関信号を有し、第3拡散パルスDS3の位置に自己相関光信号を有し、並びに、第2及び第4拡散パルスDS2及びDS4の位置の強度が0である(図4)。 In the third decoding unit DP3, only the third spread pulse DS3 (“1”) of the third branch optical label sl3 is decoded to obtain a third decoded optical signal DPls3. Specifically, the third decoded optical signal DPls3 has a cross-correlation signal at the position of the first diffusion pulse DS1, has an autocorrelation optical signal at the position of the third diffusion pulse DS3, and the second and fourth The intensity of the positions of the diffusion pulses DS2 and DS4 is 0 (FIG. 4).
第4復号化部DP4では、第4分岐光ラベルsl4の第4拡散パルスDS4(“0”)のみが復号されて、第4復号光信号DPls4が得られる。詳細には、第4復号光信号DPls4は、第1及び第3拡散パルスDS1及びDS3の位置に相互相関光信号を有し、並びに、第2及び第4拡散パルスDS2及びDS4の位置の強度が0である(図4)。 In the fourth decoding unit DP4, only the fourth spread pulse DS4 (“0”) of the fourth branched optical label sl4 is decoded to obtain a fourth decoded optical signal DPls4. Specifically, the fourth decoded optical signal DPls4 has cross-correlation optical signals at the positions of the first and third diffusion pulses DS1 and DS3, and the intensity of the positions of the second and fourth diffusion pulses DS2 and DS4 is 0 (FIG. 4).
以上をまとめると、第m復号化部DPmにおいては、第m分岐光ラベルslmに含まれる第1〜第N拡散パルスDS1〜DSNの中で、第m分岐光ラベルの番号mに等しい順番に位置する第m拡散パルスDSmが復号されて第m復号光信号DPlsmが生成される。 In summary, in the m-th decoding unit DPm, the first to N-th spread pulses DS1 to DSN included in the m-th branch optical label slm are positioned in the order equal to the number m of the m-th branch optical label. The mth spread pulse DSm is decoded to generate the mth decoded optical signal DPlsm.
このようにして、復号化装置24により、第1分岐光ラベルsl1では第1拡散パルスDS1が復号され、第2分岐光ラベルsl2では第2拡散パルスDS2が復号され、第3分岐光ラベルsl3では第3拡散パルスDS3が復号され、及び第4分岐光ラベルsl4では第1拡散パルスDS4が復号されて、第1〜第4復号光信号DPls1〜DPls4が得られる。これらの第1〜第4復号光信号DPls1〜DPls4は、光電変換装置26へと伝送される。
In this way, the
光電変換装置26は、第1〜第4光電変換部OE1〜OE4を備える。第1〜第4光電変換部OE1〜OE4は、それぞれ第1〜第4復号光信号DPls1〜DPls4の光電変換を行う。さらに、第1〜第4光電変換部OE1〜OE4は、光電変換された第1〜第4光電変換信号EL1〜EL4(後述:図6)が所定強度以上の電気パルスを有している場合には、その電気パルスのサンプルホールドを行う。
The
ここで、図6を参照して、第1〜第4光電変換部OE1〜OE4の構成及び動作につき詳細に説明する。図6は、光電変換部OE1の概略構成を示す模式図である。 Here, the configuration and operation of the first to fourth photoelectric conversion units OE1 to OE4 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the photoelectric conversion unit OE1.
第1〜第4光電変換部OE1〜OE4は、それぞれ同様の構造を有している。したがって、以下の説明では、第1〜第4光電変換部OE1〜OE4の中から第1光電変換部OE1を代表として抜き出し、その構造及び動作につき詳述する。 The first to fourth photoelectric conversion units OE1 to OE4 have the same structure. Therefore, in the following description, the first photoelectric conversion unit OE1 is extracted from the first to fourth photoelectric conversion units OE1 to OE4 as a representative, and the structure and operation will be described in detail.
第1光電変換部OE1は、光電変換回路42及びサンプルホールド回路44を備えている。
The first photoelectric conversion unit OE <b> 1 includes a
光電変換回路42は、図示しないフォトダイオード等からなり、第1復号光信号DPls1を光電変換して、第1復号光信号DPls1に対応する第1光電変換信号EL1を生成する。光電変換回路42は、第1復号光信号DPls1の拡散パルス周期ΔTを変化させないように光電変換を行う。
The
より詳細には、光電変換回路42は、第1復号光信号DPls1に含まれる光ピークが、自己相関光信号であるのか、又は相互相関光信号であるのかを識別する。この識別には、自己相関光信号と相互相関光信号との間の強度差(自己相関光信号>相互相関光信号)を利用する。
More specifically, the
すなわち、光電変換回路42には、光電変換の基準レベルとして、自己相関光信号の強度と相互相関光信号の強度との間の強度である閾値があらかじめ設定してある。そして、光電変換回路42は、第1復号光信号DPls1が閾値以上の光ピーク(自己相関光信号)を含んでいるときに、この光ピークを電気パルスEPls1へと変換する。つまり、第1復号光信号DPls1のうち、自己相関光信号以外の位置(自己相関光信号の非存在位置、及び、相互相関光信号の存在位置)では、光ピークの強度が閾値未満であるので、上述の電気パルスを発生しない。
That is, in the
光電変換回路42で光電変換された結果、第1光電変換信号EL1は、第1拡散パルスDS1(自己相関光信号)の位置にのみ電気パルスEPls1を有する信号となる。
As a result of the photoelectric conversion by the
この第1光電変換信号EL1は、サンプルホールド回路44に入力される。そして、第1光電変換信号EL1が上述した電気パルスEPls1を含む場合には、第1光電変換信号EL1の始点から、この電気パルスEPls1までを第1電圧(図6中“L”に対応)に変換し、この電気パルスEPls1から第1光電変換信号EL1の終点までを第1電圧よりも大きな第2電圧(図6中“H”に対応)にそれぞれ変換して、第1電気信号ES1を生成する。
The first photoelectric conversion signal EL1 is input to the
つまり、電気パルスEPls1のサンプルホールドを行う。なお、第1光電変換信号EL1が電気パルスEPls1を含まない場合には、生成される第1電気信号ES1は、始点から終点までの全区間が第1電圧に保たれる。 That is, the sample hold of the electric pulse EPls1 is performed. When the first photoelectric conversion signal EL1 does not include the electric pulse EPls1, the generated first electric signal ES1 is maintained at the first voltage in the entire section from the start point to the end point.
ところで、拡散パルス周期ΔTは、第1復号光信号DPls1と第1光電変換信号EL1との間で変化しない。よって、上述のサンプルホールドは、「第1復号光信号DPls1の始点から、電気パルスEPls1までを第1電圧に変換し、電気パルスEPls1から第1復号光信号DPls1の終点までを第2電圧にそれぞれ変換して第1電気信号ES1を生成する。」ということもできる。 By the way, the diffusion pulse period ΔT does not change between the first decoded optical signal DPls1 and the first photoelectric conversion signal EL1. Therefore, the above-described sample hold means that “from the start point of the first decoded optical signal DPls1 to the electric pulse EPls1 is converted to the first voltage, and from the electric pulse EPls1 to the end point of the first decoded optical signal DPls1 is set to the second voltage. It can also be said that the first electric signal ES1 is generated by conversion.
第1電気信号ES1と同様にして、第2光電変換部OE2では、第2復号光信号DPls2が光電変換されて、第2光電変換信号EL2が生成される。そして、第2光電変換信号EL2のサンプルホールドが行われる。この結果、始点から終点までの全区間が第1電圧に保たれた第2電気信号ES2(図4)が得られる。 Similarly to the first electric signal ES1, the second photoelectric conversion unit OE2 photoelectrically converts the second decoded optical signal DPls2 to generate a second photoelectric conversion signal EL2. Then, sample hold of the second photoelectric conversion signal EL2 is performed. As a result, the second electric signal ES2 (FIG. 4) in which the entire section from the start point to the end point is maintained at the first voltage is obtained.
第3光電変換部OE3では、第3復号光信号DPls3が光電変換されて、第3光電変換信号EL3が生成される。そして、第3光電変換信号EL3のサンプルホールドが行われる。この結果、第3光電変換信号EL3の始点から第3拡散パルスDS3(自己相関光信号)の位置に存在する電気パルスEPls3(図示せず)までが第1電圧に保たれ、及び電気パルスEPls3から第3光電変換信号EL3の終点までが第2電圧に保たれた第3電気信号ES3(図4)が得られる。 In the third photoelectric conversion unit OE3, the third decoded optical signal DPls3 is photoelectrically converted to generate a third photoelectric conversion signal EL3. Then, the sample hold of the third photoelectric conversion signal EL3 is performed. As a result, the first voltage from the start point of the third photoelectric conversion signal EL3 to the electric pulse EPls3 (not shown) existing at the position of the third diffusion pulse DS3 (autocorrelation optical signal) is maintained at the first voltage, and from the electric pulse EPls3. A third electrical signal ES3 (FIG. 4) is obtained in which the second voltage is maintained up to the end point of the third photoelectric conversion signal EL3.
第4光電変換部OE4では、第4復号光信号DPls4が光電変換されて、第4光電変換信号EL4が生成される。そして、第4光電変換信号EL4のサンプルホールドが行われる。この結果、第4復号光信号DPls4の始点から終点までの全区間が第1電圧に保たれた第4電気信号ES4(図4)が得られる。 In the fourth photoelectric conversion unit OE4, the fourth decoded optical signal DPls4 is photoelectrically converted to generate a fourth photoelectric conversion signal EL4. Then, sample hold of the fourth photoelectric conversion signal EL4 is performed. As a result, a fourth electrical signal ES4 (FIG. 4) is obtained in which the entire interval from the start point to the end point of the fourth decoded optical signal DPls4 is maintained at the first voltage.
これらの第1〜第4電気信号ES1〜ES4は、ビット演算装置30へと伝送される。
These first to fourth electric signals ES <b> 1 to ES <b> 4 are transmitted to the bit
ローカルクロック発生装置28は、図示しないPLL(Phase Locked Loop)回路を備えており、ローカルクロック信号を発生する。このローカルクロック信号の周期Δtは、上述の拡散パルス周期ΔTよりも小さく(Δt<ΔT)、かつ、拡散パルス周期ΔTと非同期である。なお、以降、周期Δtを「読み出し周期」とも称する。
The
ビット演算装置30はビット演算回路46を備えている。ビット演算回路46は、第1〜第4光電変換部OE1〜OE4に接続されている。また、ビット演算回路46には、ローカルクロック発生装置28から、ローカルクロック信号が供給される。
The
ビット演算回路46に入力された第1〜第4電気信号ES1〜ES4は、ローカルクロック発生装置28から供給される読み出し周期Δtで読み出される。
The first to fourth electric signals ES <b> 1 to ES <b> 4 input to the
ビット演算回路46は、ローカルクロック信号にしたがって、電気信号ES1→ES2→ES3→ES4の順番で、第1〜第4電気信号ES1〜ES4から電圧(第1電圧及び第2電圧)を読み出す。そして、読み出した順番で時系列に配列する。ここで、ビット演算回路46は、第1電圧を2進符号の“0”とし、第2電圧を2進符号の“1”とする。
The
そして、第1〜第4電気信号ES1〜ES4のいずれか1個以上の電圧が第2電圧から第1電圧へと変化する時点(電気信号の終了点)よりも1周期前のローカルクロック信号(図中斜線部)で読み出された第1電圧(“0”)及び第2電圧(“1”)の並び(“1010”)を光ラベルp2の有している情報と認識する。 Then, the local clock signal one cycle before the point in time when any one or more of the first to fourth electric signals ES1 to ES4 changes from the second voltage to the first voltage (end point of the electric signal) ( The arrangement ("1010") of the first voltage ("0") and the second voltage ("1") read out in the shaded area in the figure is recognized as information having the optical label p2.
これにより、光ラベルp2が認識される。このようにして認識された光ラベルp2は、電気パルス信号に変換され、制御信号生成部16に送信される。
Thereby, the optical label p2 is recognized. The optical label p2 recognized in this way is converted into an electric pulse signal and transmitted to the
以下、この実施の形態の光ラベルの認識方法及び光ラベル認識装置14の奏する効果について説明する。
Hereinafter, the effect which the optical label recognition method of this embodiment and the optical
このように、この実施の形態の光ラベルの認識方法及び光ラベル認識装置14では、ローカルクロック発生装置28から供給される拡散パルス周期よりも短周期であり非同期のローカルクロック信号で第1〜第4電気信号ES1〜ES4の読み取りを行う。よって、光ラベルp2の入力を待って光クロックパルスを発生させる従来技術の方法に比較して、より高速に光ラベルp2の認識を行うことができる。
As described above, in the optical label recognition method and the optical
発明者らの評価によれば、光ラベルの先頭ビットに同期した光クロックパルスを発生させる場合(背景技術)に比較して、この実施の形態の光ラベル認識装置は、およそ数十ns高速に光ラベルp2の認識を行うことができる。 According to the evaluation by the inventors, the optical label recognition apparatus of this embodiment is about several tens of ns faster than the case where an optical clock pulse synchronized with the first bit of the optical label is generated (background art). The optical label p2 can be recognized.
また、この実施の形態の光ラベルの認識方法及び光ラベル認識装置14では、従来技術で用いられていたO/E/O変換を行う光クロックパルス発生装置を用いないので、装置構成が単純になる。
Further, the optical label recognition method and the optical
また、光ラベルの認識方法及び光ラベル認識装置14を用いた光ラベルスイッチ10をノードの構成要素とすることにより、光パケットPを分岐させて次ノードに伝送するまでに要する処理時間を短縮することができる。
Further, by using the
次に、この実施の形態の光ラベルの認識方法及び光ラベル認識装置14の設計条件について説明する。
Next, the optical label recognition method and the design conditions of the optical
なお、この実施の形態においては、サンプルホールド回路44により、第1光電変換信号EL1中に含まれる自己相関光信号に対応する第1電気パルスEPls1のサンプルホールドを行っていた(図6)。しかし、サンプルホールドを行わなくとも、ビット演算回路46において、第1〜第4電気信号ES1〜ES4に含まれる電気パルス(例えば、第1電気パルスEPls1等)を読み取ることができるのであれば、このサンプルホールド回路44は設ける必要はない。ただし、この場合、ビット演算回路46に記憶装置を設けて、第1〜第4電気信号ES1〜ES4に電気パルスが含まれるか否かを記憶させる必要がある。
In this embodiment, the sample and hold
また、ローカルクロック発生装置28で発生するローカルクロック信号の周期Δtは、拡散パルス周期ΔTよりも小さく(Δt<ΔT)であり、かつ、拡散パルス周期ΔTと非同期であれば、特に制限はない。しかし、電気信号ES1〜ES4から、正確に第1及び第2電圧を読み出すためには、Δtは、拡散パルス周期ΔTの1/10〜1/8程度とすることが好ましい。
The period Δt of the local clock signal generated by the
また、符号器(復号器)に用いるファイバグレーティングのチップ数pは、原光パルスのビット数Nによって決定される。すなわち、原光パルスの各ビットに、異なる符号を有する符号器を割り当てるためには、チップ数pはp≧log2Nとすることが望ましい。 The number p of fiber grating chips used in the encoder (decoder) is determined by the number N of bits of the original light pulse. That is, in order to assign an encoder having a different code to each bit of the original light pulse, it is desirable that the number of chips p is p ≧ log 2 N.
10 光ラベルスイッチ
12 パケット分岐部
14 光ラベル認識装置
16 制御信号生成部
18 光スイッチ
20 伝送路
P 光パケット
p1 ペイロード
p2 光ラベル
EP1,EP2,EP3,EP4 符号化部
TL1,TL2,TL3,TL4 伝送路
TLout 伝送路
en1,en2,en3,en4 符号器
TLin1,TLin2,TLin3,TLin4 伝送路
Pls1,Pls2,Pls3,Pls4 原光パルス
DS1,DS2,DS3,DS4 拡散パルス
32 符号化装置
34 合波器
36 合波器
38 サーキュレータ
38a 第1ポート
38b 第2ポート
38c 第3ポート
G(i) ファイバグレーティング
PS(j) 位相シフト部
22 分岐部
24 復号化装置
26 光電変換装置
28 ローカルクロック発生装置
30 ビット演算装置
DP1,DP2,DP3,DP4 復号化部
DPls1,DPls2,DPls3,DPls4 復号光信号
de1,de2,de3,de4 復号器
40 サーキュレータ
42 光電変換回路
44 サンプルホールド回路
46 ビット演算回路
G’(i) ファイバグレーティング
PS’(j) 位相シフト部
OE1,OE2,OE3,OE4 光電変換部
EL1 光電変換信号
EPls1 電気パルス
ES1,ES2,ES3,ES4 電気信号
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記原光信号の第(N−m+1)ビット目(ただし、mは1≦m≦Nの整数)を第m符号で符号化する符号化処理を、第1〜第Nビットのそれぞれについて行うことで得られる第1〜第N拡散パルスが、互いに重複することなく、一定の周期で、かつこの順番で時間軸上に配列された光ラベルを受信する第1工程と、
受信された該光ラベルをN本に分岐して第1〜第N分岐光ラベルを生成する第2工程と、
第m分岐光ラベルに含まれる前記第1〜第N拡散パルスの中で、該第m分岐光ラベルの番号mと等しい順番に位置する第m拡散パルスを復号して第m復号光信号を生成する処理を第1〜第N分岐光ラベルのそれぞれについて行うことにより、自己相関光信号及び相互相関光信号の双方又はいずれか一方を含む第1〜第N復号光信号を生成する第3工程と、
自己相関光信号の強度と相互相関光信号の強度の間の閾値で第m復号光信号を光電変換することで得られる2値電気信号である第m電気信号を生成する処理を前記第1〜第N復号光信号のそれぞれについて行うことにより、第1〜第N電気信号を生成する第4工程と、
前記拡散パルスの前記周期よりも短周期かつ非同期のローカルクロック信号を用いて、第1〜第N電気信号から、この順序で、前記2値電気信号を読み出す第5工程とを備え、
読み出された当該2値電気信号の並びを前記光ラベルと認識することを特徴とする光ラベルの認識方法。 Preparing an original optical signal of N bits (where N is an integer of N ≧ 2) and first to Nth codes different from each other;
Encoding processing for encoding the (N−m + 1) th bit (where m is an integer of 1 ≦ m ≦ N) of the original light signal with the mth code is performed for each of the first to Nth bits. The first step of receiving the optical labels arranged on the time axis in a certain cycle and in this order without overlapping the first to Nth diffusion pulses obtained in
A second step of branching the received optical labels into N to generate first to N-th branched optical labels;
Among the first to Nth spread pulses included in the mth branch optical label, the mth spread optical signal is generated by decoding the mth spread pulse positioned in the same order as the number m of the mth branch optical label. A third step of generating first to Nth decoded optical signals including either or both of an autocorrelation optical signal and a cross correlation optical signal by performing the processing to be performed on each of the first to Nth branch optical labels; ,
A process of generating the m-th electrical signal that is a binary electrical signal obtained by photoelectrically converting the m-th decoded optical signal with a threshold value between the intensity of the autocorrelation optical signal and the intensity of the cross-correlation optical signal. A fourth step of generating first to Nth electrical signals by performing each of the Nth decoded optical signals;
A fifth step of reading the binary electrical signal in this order from the first to Nth electrical signals using a local clock signal that is shorter than the cycle of the diffusion pulse and asynchronous.
A method for recognizing an optical label, comprising: recognizing an array of the read binary electric signals as the optical label.
前記第m復号光信号が自己相関光信号を含む場合には、前記始点から前記自己相関光信号までが前記第1電圧に、かつ、前記自己相関光信号から前記終点までが前記第1電圧とは異なる第2電圧に、それぞれ光電変換された前記第m電気信号を生成し、
前記第5工程において、前記第1〜第N電気信号の終了点よりも1周期前の前記ローカルクロック信号で、この順序で読み出された前記第1及び第2電圧の並びを、前記光ラベルと認識することを特徴とする請求項1に記載の光ラベルの認識方法。 In the fourth step, when the m-th decoded optical signal does not include an autocorrelation optical signal, the m-th electrical signal photoelectrically converted to the first voltage from the start point to the end point of the m-th decoded optical signal is And when the mth decoded optical signal includes an autocorrelation optical signal, the first voltage from the start point to the autocorrelation optical signal is the first voltage, and the autocorrelation optical signal to the end point is the Generating the m-th electrical signal photoelectrically converted into a second voltage different from the first voltage,
In the fifth step, the arrangement of the first and second voltages read in this order with the local clock signal one cycle before the end point of the first to Nth electrical signals is expressed as the optical label. The method for recognizing an optical label according to claim 1, wherein:
受信された該光ラベルをN本に分岐して第1〜第N分岐光ラベルを生成する分岐部と、
第m分岐光ラベルに含まれる前記第1〜第N拡散パルスの中で、該第m分岐光ラベルの番号mと等しい順番に位置する第m拡散パルスを復号して第m復号光信号を生成する処理を第1〜第N分岐光ラベルのそれぞれについて行うことにより、自己相関光信号及び相互相関光信号の双方又はいずれか一方を含む第1〜第N復号光信号を生成する復号化装置と、
自己相関光信号の強度と相互相関光信号の強度の間の閾値で第m復号光信号を光電変換することで得られる2値電気信号である第m電気信号を生成する処理を前記第1〜第N復号光信号のそれぞれについて行うことにより、第1〜第N電気信号を生成する光電変換部と、
前記拡散パルスの前記周期よりも短周期かつ非同期のローカルクロック信号を生成するローカルクロック発生装置と、
前記ローカルクロック信号を用いて、第1〜第N電気信号から、この順序で、前記2値電気信号を読み出すビット演算部とを備え、
読み出された当該2値電気信号の並びを前記光ラベルと認識することを特徴とする光ラベル認識装置。 The N-th (N−m + 1) th bit of the original light signal (N− (N−integer of N ≧ 2)) and the first to Nth codes different from each other are used. Here, m is an integer of 1 ≦ m ≦ N), and the first to Nth spread pulses obtained by performing the encoding process for encoding each of the first to Nth bits with the mth code overlap each other. Without receiving, a receiving unit that receives the optical labels arranged on the time axis in a certain periodic interval and in this order;
A branching unit for branching the received optical labels into N to generate first to Nth branched optical labels;
Among the first to Nth spread pulses included in the mth branch optical label, the mth spread optical signal is generated by decoding the mth spread pulse positioned in the same order as the number m of the mth branch optical label. A decoding apparatus that generates first to Nth decoded optical signals including both or one of an autocorrelation optical signal and a cross-correlation optical signal by performing processing for each of the first to Nth branch optical labels; ,
A process of generating the m-th electrical signal that is a binary electrical signal obtained by photoelectrically converting the m-th decoded optical signal with a threshold value between the intensity of the autocorrelation optical signal and the intensity of the cross-correlation optical signal. A photoelectric conversion unit that generates first to Nth electrical signals by performing each of the Nth decoded optical signals;
A local clock generator for generating a local clock signal having a shorter period and asynchronous with respect to the period of the spread pulse;
A bit operation unit that reads out the binary electrical signal in this order from the first to Nth electrical signals using the local clock signal;
An optical label recognition apparatus that recognizes the read-out sequence of the binary electric signals as the optical label.
前記光ラベルとペイロードとからなる光パケットを受信して、該光ラベルと該ペイロードとに分離するパケット分岐部と、
該光ラベルを認識する前記光ラベル認識装置と、
認識された前記光ラベルに基づいて制御信号を生成する制御信号生成部と、
該制御信号に基づいて、前記ペイロードの送信先を分岐させる光スイッチとを備えることを特徴とする光ラベルスイッチ。 An optical label switch using the optical label recognition device according to claim 3,
A packet branching unit that receives an optical packet composed of the optical label and the payload and separates the optical packet into the optical label and the payload;
The optical label recognition device for recognizing the optical label;
A control signal generator for generating a control signal based on the recognized optical label;
An optical label switch comprising: an optical switch for branching the destination of the payload based on the control signal.
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