JP2725704B2 - 情報信号と制御信号の光伝送方法 - Google Patents

情報信号と制御信号の光伝送方法

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    • H01S5/06255Controlling the frequency of the radiation
    • H01S5/06256Controlling the frequency of the radiation with DBR-structure

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光パケット交換システム等に用いる情報信号
と制御信号の光伝送方法に関するものである。
(従来の技術) 一般的な回線交換型の交換システムでは切り替えられ
る情報信号とその切り替え制御のための制御信号は、別
線で送られている。一方、パケット交換システムでは、
情報信号と一緒に伝送される経路切り替え制御のための
制御信号によりスイッチが切り替えられるという、いわ
ゆる自己ルーティング型の制御が行われる。従って情報
信号とその接続制御のためのの制御信号を同時に伝送す
る必要がある。従来パケット交換ではパケット化された
情報信号の前のヘッダと呼ばれる部分に制御信号を時分
割多重して伝送している。つまり、第3図に示すように
1フレームの中で先頭のスタート・ビット31から、幾分
かのビット制御信号32に割り当て、その後が情報信号33
に割り当てられている。しかし、このような時分割多重
化方式では (1)制御信号が情報信号の情報量を制限する。
(2)制御信号の処理に情報信号と同様な高速処理が必
要。
(3)情報信号と制御信号を時分割多重するための多重
化装置が必要。
といった問題がある。
これに対し、信号の伝送手段として光伝送を利用する
場合には、時分割多重に加え波長分割多重(WDM)技術
も利用できるため、制御信号を情報信号とは異なる波長
で伝送することが提案されている。(電子情報通信学会
「光スイッチング」時限研究会資料OSW88−8,33〜38
頁)この方式によれば、先に述べた時分割多重方式の問
題点が解決できる。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、WDM技術を利用する場合、送信側で複
数の波長の異なる光源(通常は半導体レーザ(LD))が
必要となるという課題がある。つまり、情報信号、制御
信号をそれぞれ1つの波長で伝送する場合には2個、制
御信号の各ビットを異なる波長を用いて並列伝送する場
合には更に多くの波長の異なるLDを用いなければならな
い。これは装置の複雑化、大型化、高額化につながるた
め、解決しなくではならない課題である。
本発明の目的は上述の課題を解決し、簡単な装置を用
いて情報量を制限することなく制御信号を伝送でき、制
御信号の処理が低速でないような情報信号と制御信号の
光伝送方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明の情報信号と制御信号の光伝送方法は、伝送す
べき情報信号に応じ、光源の光出力強度を変調し、同時
に前記情報信号と共に伝送すべき、前記情報信号の接続
制御情報を含んだ制御信号に応じ光源の出力光波長を変
調して、光出力を伝送することを特徴とする。
(作用) 本発明では、情報信号に応じて光強度を変調している
ので情報信号の伝送には従来のシステムをそのまま用い
ることができる。さらに、制御信号に応じて波長を変調
して情報信号と同時に伝送しているので、制御信号によ
って情報信号の情報量が制限されることはない。また、
一般に制御信号の情報量は情報信号の情報量に比べ小さ
いので、制御信号を高速処理する必要はない。
(実施例) 第1図は本発明による情報信号と制御信号の光伝送方
法を具現化するための装置の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。本実施例は本発明を光パケット交換シス
テムに適用した場合を示している。
本実施例では光源として可変波長LD2を用いている。
まずこの可変波長光源として用いた波長可変(WT)DBR
・LDについて説明する。WT・DBR・LDについては雑誌
「エレクトロニクス・レターズ(Electronics Letter
s)」、第23巻、1987年、第403−405頁に詳しく述べら
れている。WT・DBR・LDはp側電極が活性領域(以降サ
フィックスaで表わす)、位相制御(PC)領域(p)、
DBR領域(d)の3つに分割されており、活性領域が発
振のための活性層を含む領域、PC、DBR領域が発振波長
の制御のための領域である。
第4図は活性領域の電流Iaを固定しIp、Idを変化させ
た時の波長チューニング特性の一例を示す。ここではPC
領域、DBR領域に直列に抵抗を挿入し一つの電源によりP
C、DBR領域に電流注入(電流It=Ip+Id)を行なってい
る。光出力は殆ど変化せず20Å以上の連続波長チューニ
ングが得られている。逆にIaのみを変化させても、出力
波長はそれ程大きく変化しない。つまり、このWT・DBR
・LDでは出力光強度と出力波長を独立に電流Ia、Itによ
り制御できる。従って、活性領域に情報信号を、PC、DB
R領域に制御信号を電流として加えれば、情報信号は強
度変調信号として取り出され、制御信号は波長の変化と
して取り出せる。全光出力を検出すれば情報信号が、光
出力のうち一部の光スペクトラム成分を抜き出して検出
すれば制御信号が取り出せる。しかも、用いる光源は可
変波長LD1個のみでよい。また、光強度変化と、出力波
長変化の間には相互干渉が殆どないため、情報信号と制
御信号を同時に並列させて伝送させることができる。
次に具体的なシステムについて示す。ここで、光パケ
ット交換機は、1入力2出力(1×2)光スイッチを多
段もしくは格子状に配列した構成を考える。1×2光ス
イッチは二つの切換状態しか持たないため、一つの1×
2光スイッチの切換制御情報は1ビットで表すことがで
きる(たとえば、制御信号が「0」の場合第1のポー
ト、「1」の場合第2のポートへ情報信号を出力す
る)。1×2が複数段接続されている場合、その接続段
数分のビット数の制御信号により、全ての段の切換状態
を制御できる。制御信号の第1番目のビットにより1段
目の1×2光スイッチ、第2ビットにより2段目のスイ
ッチというような対応とすることにより容易に制御可能
である。
交換すべき情報信号40は光パケット交換機6の前段で
バッファ・メモリ及びパケット処理回路からなる信号発
生機1により所定の長さのパケットに変換される。ここ
では、光伝送の便を考え、パケット長に対応した長さの
周期的なフレームの中に順次パケットが出力されるとす
る。一方、交換機の接続制御装置41からの情報により制
御信号発生機3により、各フレームに同期して各パケッ
ト毎の制御信号が生成される。同一の情報信号を分割し
て作られたパケット化に関しては基本的には切換制御信
号は同じになるが、他の入力信号のとの輻輳関係によっ
ては一部のパケットが異なる経路をたどって目的の出力
端に到着する場合もあり得る。
パケット化処理する信号発生機1から出力されたパケ
ット列は、光送受信光源として用いるWT−DBR−LD2の活
性領域に直流バイアスと共に加えられ、出力光強度が変
調される。一方、制御信号は制御信号発生機3から直接
WT−DBR−LD2の位相制御領域、DBR領域に印加される。
ここで制御信号は、「0」の場合光スイッチの第1の出
力ポート、「1」の場合第2のポートへ情報信号を出力
することを表す2値信号となっており、WT−DBR−LD2の
位相制御領域、DBR領域へ印加される事により、0に対
応した波長がλ、1に対応した波長がλとなる2値
の光FSK信号に変換される。情報信号は光強度、制御信
号は波長を独立に変調する構成であるため、時間軸上で
パケットのヘッダ、ペイロードの部分に多重する場合の
ように、情報信号と制御信号の特別な多重化回路は不要
である。同様に、一般に制御信号の情報量は情報信号に
比べて小さいため、制御信号のビットレートは情報信号
に比べて遅くすることも可能である。
WT・BDR・LD2の出力光は光結合回路4を介して光ファ
イバ5に結合され、光ファイバ5により光パケット交換
機6に伝送される。光パケット交換機6の中では伝送さ
れた光信号7は光分岐8により分岐され光信号7a,7bと
なる。このうち光信号7aは光ファイバ遅延線9により、
ルーティング信号処理が終了する迄遅延される。一方、
光信号7bは波長λのみを透過させる光フィルタ10を通
し、光検出器11により検知される。従って光検出器11の
出力は、2値FSK光信号がλを0,λを1とした2値
強度変化信号に変換されたものになる。この光検出器11
の出力を処理回路12により電気的に処理、判定し光スイ
ッチ13を駆動する信号を作る。第2図は、情報信号と制
御信号の1パケット分のフレーム構成の一例を示すもの
である。制御信号は固有のパターン(ここでは10)から
なるスタート・ビット20とルーティング情報22からなっ
ている。スタートビット20によりフレームの始まりが示
された後、情報信号21とルーティング情報22が1フレー
ムに渡りパラレルに伝送される。情報信号のスタート・
ビットに続く第1ビットが第1段目の光スイッチ(即
ち、第1図の光スイッチ13)の切換えるべき状態を示
す。第2図ではその第1ビットは「0」となっているの
で、それに応じて処理回路12は光スイッチ13への入力信
号を出力ポート1へ出力するような光スイッチ駆動信号
を生成する。ファイバ遅延線9により待機していた光信
号7aは、このようにして作られた光スイッチ駆動信号に
より駆動される光スイッチ13により、光路が切換えられ
る。以降、光パケット交換機6の内部では、多段のスイ
ッチで同様の処理を繰り返し光信号はルーティング信号
に対応した出力ポートに出力される。
また、本例では、1フレーム全体にわたり、制御信号
が伝送されるような構成としたが、制御信号の情報量が
少ないことから、フレームの前半にのみ制御信号が伝送
されるような構成でもよい。これらの場合、時分割多重
により情報信号と制御信号が多重される場合と異なり、
情報信号、制御信号の形成、速度に対する許容度は大き
くなる。
本実施例では、制御信号を2値のFSK信号としたが、
これを3値以上のFSK信号とすることも可能である。こ
の場合各ビットを異なる波長に対応させれば、受動的な
波長分波素子と遅延線を用いることにより、高速の制御
なしに、制御信号のシリアル・パラレル変換ができる等
の利点が生じる。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、本発明による、情報信
号と制御信号の光伝送方法によれば、伝送光源として唯
一つの可変波長光源を用いて、複数の光源を用いた波長
多重伝送と同様、制御信号が情報信号の情報量を制限す
ることがない、制御信号の処理が低速でよい等の効果を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による情報信号と制御信号の光伝送方法
を用いた装置の一実施例の構成を示す図、第2図は情報
信号と制御信号のフレーム構成の一実施例を示す図、第
3図は従来のフレーム構成を示す図、第4図は本発明に
用いる可変波長LDの波長チューニング特性を示す図であ
る。 図に於て、1,3は信号発生機、2は可変波長LD、4は光
結合回路、5,9は光ファイバ、7,7a,7bは光信号、8は光
分岐、6は光パケット交換機、10はフィルタ、11は光検
出器、12は処理回路、13は光スイッチ、20,21,22,31,3
2,33は信号ビット例である。40は情報信号、41は接続制
御装置である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源として波長可変レーザを用い、前記波
    長可変レーザの活性領域に情報信号を電流として印加し
    前記情報信号に応じて光出力強度を変調し、前記波長可
    変レーザの位相制御領域とDBR領域に前記情報信号の接
    続情報を含んだ制御信号を電流として印加し前記制御信
    号に応じて出力波長を変調して、前記波長可変レーザの
    光出力を伝送することを特徴とする情報信号と制御信号
    の光伝送方法。
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