JP3618627B2

JP3618627B2 - Optical network device, optical network, and transmission method

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Publication number: JP3618627B2
Application number: JP2000062495A
Authority: JP
Inventors: 悟基川西; 敏夫盛岡
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2020-03-07
Also published as: JP2001251253A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超高速の信号転送装置（ルータ）を用いた光通信ネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１（ａ），（ｂ）は、従来の光ネットワークの構成を示す図であり、Ｒ１〜Ｒｎはエッヂルータ（この図ではｎ＝８）である。
【０００３】
いま例えば、エッヂルータＲ１からＲｋ（ｋは２からｎのどれか）に信号（パケット信号）を転送したい場合、エッヂルータＲ１によって信号中のインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットを調べ、そのＩＰパケットの相手先アドレスを見て、次にどこに送るべきかを決定し、このパケットを送出する。ここで、エッヂルータＲ１〜Ｒｎで構成されるネットワークの接続形態としては、図１１（ａ）に示すようなフルメッシュ接続、および図１１（ｂ）に示すようなリング接続、の２通りが代表的な構成である。
【０００４】
図１１（ａ）のフルメッシュ接続においては、全てのエッヂルータ同士が接続されるため、上記の例のパケットは送信側のエッヂルータＲ１から受信側のエッヂルータＲｋに直接転送される。一方図１１（ｂ）のリング接続においてはエッヂルータＲ１から発出された信号は、エッヂルータＲ２，エッヂルータＲ３、…と逐次経由して最終目的のエッヂルータＲｋに到着する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術においては以下の問題点があった。フルメッシュ接続によるネットワーク構成ではトラヒックの輻輳の可能性が少なくまた回線断による影響が最小限であるなどの利点がある。しかしながらエッヂルータの数ｎが増えるに従って接続数がｎ（ｎ−１）／２と、ほぼｎの２乗に比例して増加するため、エッヂルータの数ｎをあまり大きくとることができない。またリング接続によるネットワーク構成においては、上述のようにエッヂルータＲ１からエッヂルータＲｋに信号を転送する場合、隣接しないエッヂルータ同士のパケットの転送に直接関係しないエッヂルータでのパケット処理が必要となる場合が生じ、経由するエッヂルータの段数（ホップ数）が増加すると到着時間の遅れなどの問題が生じるだけでなく、全体のパケットトラヒックの増加に伴ってパケット間の衝突やそれに伴うパケットの損失による信号品質の低下などの問題が生じていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の問題点に鑑み、本発明は複数のエッヂルータからの信号を集約するコアルータの構成を採用し、同一方向に向かう複数のエッヂルータの出力信号を行き先別に異なる波長を割り当てながら時分割多重によって多重化して、各行き先別に送出することによって、大容量の信号を高速かつ効率的に転送することを特徴とする。
【０００７】
［作用］
本発明の光ネットワーク装置においては、各エッヂルータからの出力信号をコアルータに導いて、本コアルータ内で同一の行き先ごとに決まった波長の信号を割り当て、同一波長の光信号を時分割多重化することによって高速信号を生成して行き先のコアルータに転送し、信号を送られたコアルータにおいてはこの時分割多重信号を分離し、分離により生成された各信号の宛て先にしたがって所望のエッヂルータに信号を送出することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施例（コアルータ送信部）を示す図であり、１００−１〜１００−ｎはそれぞれ光入力端子を示し、１０１−１〜１０１−ｎはそれぞれエッヂルータを示し、１０２−１〜１０２−ｎはそれぞれ識別再生回路を示し、１０３はクロック発生器を示し、１０４は多波長光発生器を示し、１０５はそれぞれ光スプリッタを示し、１０６−１〜１０６−ｎはそれぞれアレイスイッチを示し、１０７−１〜１０７−ｎは制御回路を示し、１０８−１〜１０８−（Ｎ−１）はそれぞれ光時分割多重回路を示し、１０９−１〜１０９−ｎはそれぞれ光出力端子を示し、Ｄ１１、Ｄ１２、…、Ｄｎ（Ｎ−１）は遅延回路を示している。なお、ｎは各ネットワーク中のエッヂルータの数を示し、Ｎはネットワーク全体に含まれるコアルータの数を示す。
【００１０】
以下、図２を参照しつつ、図１に示される本実施例の動作を説明する。
【００１１】
図２は本発明にかかるコアルータを用いたネットワーク全体の構成図であり、２０１−１〜２０１−Ｎはそれぞれ独立したネットワークであり、各ネットワークはそれぞれ本発明に係る光ルータ（コアルータ）２０３−１〜２０３−Ｎを有している。
【００１２】
各コアルータは図２のように直接接続されても良いが、コアルータ間の接続が長距離接続の場合、図３のように、送信側のコアルータ３１と受信側コアルータ３２の間に、信号の減衰を補償するための光中継増幅器３３、送信経路上等で発生する雑音を送信信号から除去するための光フィルタ３４を介在させるように構成しても良い。本発明にかかる光ネットワークはそれぞれのコアルータ間において単一波長の時分割多重信号の伝送を行うため、伝送路途中に挿入される光中継増幅器は、波長多重伝送用の増幅器に比べて非常に簡易な構成で実現でき、またかかる中継増幅器が発生する雑音の除去も容易である。
【００１３】
ふたたび図２を参照すれば、各ネットワークは図示されない多数の端末を有しており、これら端末は各ネットワークに含まれるエッヂルータ１０１−１〜１０１−ｎのいずれかに接続されている。エッヂルータ１０１−１〜１０１−ｎはそのネットワークに対応して設けられる、本発明に係る光ルータ（コアルータ）に接続されている。コアルータは他のネットワークのコアルータに接続されている。たとえば、ネットワーク２０１−１のある一つの端末から他のネットワーク２０１−Ｎ内の他の端末へ送信が行われる場合、該一つの端末からそれが接続されているエッヂルータに信号（パケット）を送り、該エッヂルータはネットワーク２０１−１に対応するコアルータ２０３−１に送られる。コアルータ２０３−１は該信号（パケット）を受信側端末を含むネットワーク２０１−Ｎに対応するコアルータ２０３−Ｎに送信され、該コアルータ２０３−Ｎはエッヂルータを介して宛て先の端末に該信号を送る。
【００１４】
各ネットワーク２０１−１〜２０１−Ｎ内でエッヂルータに送られてきた信号（パケット信号）は、エッヂルータ１０１−１〜１０１−ｎによって信号中のインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットを調べ、そのＩＰパケットの相手先アドレスを見て、次にどこに送るべきかを決定し、このパケットを送出する。このエッヂルータの機能までは従来技術と同じである。本発明においては、複数のエッヂルータから送出された同方向向けパケットを時分割多重化してより高速のパケットを生成し、この高速パケットをルーティングすることを特長とする。
【００１５】
あるネットワーク内の端末群から他のネットワーク内の端末群への送信が行われる場合を考える。該端末群からの信号は複数のエッヂルータ（１０１−１〜１０１−ｎ）に送信され、該複数のエッヂルータはそのネットワークに対応するコアルータの送信部ＣＴにこれらの信号を送る。図１に示すように、コアルータ送信部ＣＴにおいて、該複数のエッヂルータからの信号は光入力端子（１００−１〜１００−ｎ）を介して識別再生回路（１０２−１〜１０２−ｎ）に入力される。各識別再生回路にはクロック発生器１０３からクロック同期信号が供給されており、エッヂルータから各識別再生回路に入力された信号は、該クロック同期信号によって同期された信号に識別再生される。この各識別再生回路によって識別再生された信号はそれぞれ、制御回路（１０７−１〜１０７−ｎ）のうち対応するものに入力される。各制御回路（１０７−１〜１０７−ｎ）では、受信した信号のインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットを調べて、コアルータ２０３−１から２０３−Ｎ（図２参照）のうちのどのコアルータに送るべきかを決定し、アレイスイッチ（１０６−１〜１０６−ｎ）の設定を行う。
【００１６】
多波長光発生器１０４はそれぞれ異なる光波長を有する複数の光パルス信号λ１〜λ（Ｎ−１）を生成する。該多波長光発生器１０４には前記クロック発生器１０３から前記クロック同期信号が供給されており、該複数の光パルス信号λ１〜λ（Ｎ−１）はこのクロック同期信号によって同期されている。該同期された複数の光パルス信号λ１〜λ（Ｎ−１）はそれぞれ光スプリッタ１０５によってｎ個に分割され、ｎ組の光パルス信号λ１〜λ（Ｎ−１）が生成される。光パルス信号λ１〜λ（Ｎ−１）ｎ組のそれぞれは、対応するアレイスイッチ１０６−１〜１０６−ｎに供給される。すなわち、すべてのアレイスイッチに対して光パルス信号λ１〜λ（Ｎ−１）が供給されている。
【００１７】
各アレイスイッチは、対応する制御回路の制御信号に応じて光パルス信号λ１〜λ（Ｎ−１）を、第１の遅延回路から第（Ｎ−１）番目の遅延回路で構成されるＮ−１個の遅延回路を介してそれぞれ対応する光時分割多重回路１０８−１〜１０８−（Ｎ−１）に送信する。
【００１８】
前記Ｎ−１個の遅延回路は各アレイスイッチについて設けられている。たとえば、アレイスイッチ１０６−１から出力される光パルス信号λ１〜λ（Ｎ−１）はそれぞれ対応する遅延回路Ｄ１１、Ｄ１２、…Ｄ１（Ｎ−１）を介して光時分割多重回路１０８−１〜１０８−（Ｎ−１）に送られる。他のアレイスイッチについても同様に、Ｄ２１、Ｄ２２、…Ｄ２（Ｎ−１）、…、Ｄｎ１、Ｄｎ２、…Ｄｎ（Ｎ−１）を有しており、これら遅延回路を介して光パルス信号λ１〜λ（Ｎ−１）をそれぞれ対応する光時分割多重回路１０８−１〜１０８−（Ｎ−１）に送信する。
【００１９】
図４に、これら遅延回路がどのように光パルス信号λ１〜λ（Ｎ−１）を遅延させるかを示す。本発明においては、各遅延回路が有する遅延時間は、それぞれ遅延を与えられた信号が光時分割多重回路に入射したときに時間位置が重ならないように設定されるのが好ましい。図４においては、光パルス信号λｋ（ｋは１からＮ−１のいずれか）がアレースイッチ１０６−１〜１０６−ｎに入力され、それぞれのアレースイッチから出力される光パルス信号が遅延回路Ｄ１ｋ、Ｄ２ｋ、…、Ｄｎｋにおいて遅延され、その後対応する光時分割多重回路１０８−ｋに入力される。各光パルス信号λｋは前記クロック同期信号によって同期されているので、アレースイッチ１０６−１から１０６−ｎから出力された時点では、各信号は同期している（図中「Ａ」）。遅延回路Ｄ１ｋ、Ｄ２ｋ、…、Ｄｎｋはそれぞれ異なる遅延量を有しており、たとえばＤ１ｋは遅延量ｔ、Ｄ２ｋは遅延量２ｔ、…、Ｄｎｋは遅延量ｔ＋ｎｔとし、それぞれの遅延回路から出力される光パルス信号が遅延量ｔずつ遅れるように設定する（図中「Ｂ」）。このように設定することによって、光時分割多重回路１０８−ｋにこれら「ｔ」ずつ遅延したｎ個の光パルス信号が入力されると、時間位置が重ならないように設定される（図中「Ｃ」）。図では、ｋ番目の遅延回路群を例としてあげたが、その他の遅延回路についても同様に遅延時間の設定が行われる。
【００２０】
再び図１を参照すると、各光時分割多重回路１０８−１〜１０８−（Ｎ−１）には同一の波長の光パルス信号のみが送られる。たとえば、光時分割多重回路１０８−１には、各アレイスイッチからの光パルス信号λ１が送られ、光時分割多重回路１０８−２には、各アレイスイッチからの光パルス信号λ２が送られ、光時分割多重回路１０８−（Ｎ−１）には、各アレイスイッチからの光パルス信号λ（Ｎ−１）が送られる。
【００２１】
図５は該アレイスイッチの構成を示す図である。アレイスイッチ１０６−ｉ（ｉは１からｎまでの整数）は（Ｎ−１）個の入射ポートＩｎ１〜Ｉｎ（Ｎ−１）と、該入射ポートにそれぞれ接続された光スイッチＳＷ１〜ＳＷ（Ｎ−１）と、該光スイッチにそれぞれ接続された出力ポートＯｕｔ１〜Ｏｕｔ（Ｎ−１）を含んでいる。該光スイッチＳＷ１〜ＳＷ（Ｎ−１）はそれぞれ制御回路１０７−ｉ（ｉは１からｎまでの整数）に接続されていて、該制御回路からの制御信号によって個別に制御される。これら光スイッチは、電気信号によって光の通路を制御する構成であり、各光スイッチのスイッチング速度としては、光スイッチに入力する信号のビットレートに相当する速度を有すればよい。制御回路１０７−ｉは、受信した信号のインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットに応じて送るべきコアルータに接続する光スイッチを選択して、該選択された光スイッチの制御を行う。いま、光スイッチＳＷｊ（ｊは１からＮ−１までの整数）が選択されたものとする。このとき制御回路１０７−ｉは識別再生回路１０２−ｉの出力データ信号に基づいて、この光スイッチＳＷｊを通過する光パルスλｊを変調する。なお、一度に複数の光スイッチを開いても本発明は実施可能である。同様に、アレイスイッチ１０６−ｉの入射ポートＩｎ１〜Ｉｎ（Ｎ−１）には、それぞれ波長の異なる（Ｎ−１）本の光クロックパルスが入射する。これら（Ｎ−１）波長の光クロックパルスは多波長光発生回路１０４によって生成される。以下に多波長光発生回路１０４の具体的構成例について説明する。
【００２２】
図６は多波長光発生回路１０４の構成図を示しており、図６（ａ）は複数の半導体レーザを多波長パルス光源兼光分波回路として用いる多波長光発生回路１０４の構成例を示し、図６（ｂ）はスーパーコンティニウム光源を多波長パルス光源として用い、該スーパコンティニウム光源の出力に光分波回路を接続した多波長光発生回路１０４の構成例を示す。図６（ａ）においては、必要な波長数（Ｎ−１）と同数の半導体レーザ、たとえば温度安定化ＬＤを用意し、各半導体レーザをクロック発生器１０３よりのクロックパルスによってパルス発振させる構成である。一方、図６（ｂ）のスーパーコンティニウム光源は１台のパルス光源と、光増幅器と、非線形ファイバから構成されている。該クロック同期信号により駆動されるパルス光源の出力を光増幅器で増幅して非線形ファイバに入力すると光スペクトルが２００ｎｍ以上に広がるスーパーコンティニウム現象が発生する。この広がったスペクトルを光分波回路で切り出すことによって多波長光発生回路１０４となる。これら多波長光発生回路１０４の各波長（λ_１〜λ_{（Ｎ−１）}）の出力は、複数の光スプリッタ１０５および光ファイバを介してそれぞれのアレイスイッチ（１０６−１〜１０６−ｎ）に導かれる。
【００２３】
さて、ふたたび図１を参照すると、アレイスイッチ１０６−１〜１０６−ｎによって波長が選択された信号は、前述のように遅延回路Ｄ１１、Ｄ１２、…、Ｄｎ（Ｎ−１）を介して、波長ごとに決められた光時分割多重回路（１０８−１〜１０８−（Ｎ−１））に送られる。従って各光時分割多重回路にはそれぞれ決められた同一の波長の信号が各アレイスイッチから接続される。各光時分割多重回路（１０８−１〜１０８−（Ｎ−１））は、アレイスイッチ１０６−１〜１０６−ｎから送られてきた信号を時分割多重して高速の信号系列を作る。前述のように、各アレイスイッチ１０６−１〜１０６−ｎから光時分割多重回路（１０８−１〜１０８−（Ｎ−１））に接続される経路の時間遅延は正確に制御されており、異なるアレイスイッチから送られてきた信号が光時分割多重回路に入力するときに時間位置が重ならないように光時分割多重されるように設定されている。ここで全ての異なるアレイスイッチから送られてきた信号が時分割多重されるように光時分割多重回路（１０８−１〜１０８−（Ｎ−１））の出力ビットレートはアレイスイッチから送られてきた信号のビットレートの（Ｎ−１）倍とする。各光時分割多重回路（１０８−１〜１０８−（Ｎ−１））の出力信号は図２に示すように光ファイバを通して他のコアルータに接続される。なお、あるコアルータからその他のコアルータへ時分割多重信号を送信するリンクにはそれぞれ異なる波長が割り当てられる。たとえば、図２においてコアルータ２０３−１からコアルータ２０３−２へのリンクにはλ_１が割り当てられ、コアルータ２０３−１からコアルータ２０３−３へのリンクにはλ_３が割り当てられ、さらにコアルータ２０３−１からコアルータ２０３−Ｎへのリンクにはλ_７が割り当てられる。
【００２４】
つぎに、本発明にかかるコアルータの送信部ＣＴの別の構成例について説明する。該別の構成例によるコアルータの送信部ＣＴを図７に示す。なお、図７に示す構成は、図１に示す送信部ＣＴと共通する構成要素を有しているので、同一の構成要素には同一の参照番号を附して説明する。
【００２５】
複数のエッヂルータ１０１−１、…、１０１−ｎからの信号は光入力端子（１００−１〜１００−ｎ）を介して識別再生回路（１０２−１〜１０２−ｎ）に入力される。各識別再生回路にはクロック発生器１０３からクロック同期信号が供給されており、エッヂルータから各識別再生回路に入力された信号は、該クロック同期信号によって同期された信号に識別再生される。この各識別再生回路によって識別再生された信号はそれぞれ、制御回路（１０７−１〜１０７−ｎ）のうち対応するものに入力される。
【００２６】
一方、多波長光発生器１０４’は波長λ_１から波長λ_{（Ｎ−１）}までの波長多重光である光出力を一括して出力する。なお、該多波長光発生器１０４’は、図６（ａ）（ｂ）に示される装置構成をそれぞれ以下のように変更することによって得られる。すなわち、図６（ａ）に示される構成においては、複数の温度安定化ＬＤ光源の出力端に光合波回路を接続し、該合波回路の出力端に単一の光ファイバを接続すればよい。また、図６（ｂ）に示される構成においては、光分波回路を取り外し、ＳＣ光源の出力に直接単一の光ファイバを接続すれば良い。
【００２７】
多波長光発生器１０４’からの該光出力は光スプリッタ１０５によって光変調器１１０−１〜１１０−ｎのそれぞれに分配される。光変調器１１０−１〜１１０−ｎは、対応する識別再生器から識別再生された信号を受け取り、該受け取った信号に基づいて光出力を変調し、該変調した光出力をアレイ導波路格子１１１−１〜１１１−ｎのうち対応するものに出力する。
【００２８】
アレイ導波路格子は、入力導波路に波長多重光が入射すると、これを波長ごとに分波させて取り出す働きを有する光デバイスであり、その詳細については「ＮＴＴＲ＆ＤＶｏｌ．４６Ｎｏ．７１９９７」第６８６頁に記載されている。該アレイ導波路格子のそれぞれによって変調された光出力（波長λ_１から波長λ_{（Ｎ−１）}までの波長波長多重光）は、それぞれの波長ごとに分波され、（Ｎ−１）個の光出力に分割される。
【００２９】
各アレイ導波路格子の（Ｎ−１）個の出力側端子には第１の遅延回路から第（Ｎ−１）番目の遅延回路で構成されるＮ−１個の遅延回路が接続されており、第１の実施例において述べたところと同様の方法によって、それぞれ遅延を与えられた信号が光時分割多重回路に入射したときに時間位置が重ならないように設定される。
【００３０】
該第１の遅延回路から第（Ｎ−１）番目の遅延回路をそれぞれ通過した光出力は、対応する光スイッチに送られ、該光スイッチはそれぞれ対応する制御回路１０７の制御信号によって駆動される。各制御回路（１０７−１〜１０７−ｎ）では、受信した信号のインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットを調べて、コアルータ２０３−１から２０３−Ｎ（図２参照）のうちのどのコアルータに送るべきかを決定し、該信号を送るべきコアルータに対応する光スイッチを開閉する。
【００３１】
このとき、光スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、…、ＳＷ（Ｎ−１）の速度は光変調器１１０−１〜１１０−ｎの速度よりも低速でも良い。その理由は光変調器から光スイッチまでに遅延時間があること、エッヂルータからの出力信号はパケット形式で、そのパケット長は数１００バイト以上あるため光スイッチを１ビットごとに切りかえる必要はないためである。
【００３２】
光スイッチから送出される光出力は、前記第１の実施例と同様に、波長ごとに決められた光時分割多重回路（１０８−１〜１０８−（Ｎ−１））に送られる。従って各光時分割多重回路にはそれぞれ決められた同一の波長の信号が接続される。各光時分割多重回路（１０８−１〜１０８−（Ｎ−１））は、送られてきた信号を時分割多重して高速の信号系列を作り、それを所定のコアルータに送出する。
【００３３】
つぎに、本発明の第３の実施例である、コアルータ２０３−１〜２０３−Ｎの受信側の構成（コアルータ受信手段ＣＲ）を図８に示す。該コアルータ受信手段ＣＲは、（Ｎ−１）個の光信号入力ポート５０１−１〜５０１−（Ｎ−１）と、光信号入力ポートにそれぞれ接続された光時分割分離回路５０２−１〜５０２−（Ｎ−１）と、該光時分割分離回路のそれぞれに接続された複数の受光回路５０３と、該複数の受光回路５０３に接続された複数の制御回路５０４によって構成される。他のコアルータから送られてきた光信号は、光信号入力ポート５０１−１〜５０１−（Ｎ−１）から入力され、該入力された光信号はそれぞれ光時分割分離回路５０２−１〜５０２−（Ｎ−１）に入力される。各光時分割分離回路では、受信した高速の時分割多重信号から同期クロックを抽出し、このクロックを用いて高速光スイッチを駆動して、多重された信号をもとのエッヂルータの速度を有する複数の信号に分離する。分離された信号はそれぞれ、受光回路５０３で電気信号に変換されて各制御回路５０４に入力される。各制御回路５０４においては、受信した信号からインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットを調べ、そのＩＰパケットの相手先アドレスを見て次にどこに送るべきかを決定し、このパケットをいずれかのエッヂルータに送出する。
【００３４】
また、受光回路５０３の出力パルス信号は、ＰＬＬなどのクロック抽出回路に入力され、該クロック抽出回路は該出力パルス信号にもとづいて、光時分割分離回路の出力が同期して出力させるように光時分割分離回路のタイミング制御を行う。
【００３５】
以上述べたような構成を有するコアルータを用いることによって、任意のエッヂルータから任意のエッヂルータに至るＩＰパケット信号の転送をコアルータを介することによって高速かつ簡易な構成で実現することができる。
【００３６】
また、本発明は光ネットワークにおける送受信方法としても成立する。以下に第４の実施例として本発明にかかる送受信方法について説明する。なお、本送受信方法に用いられる装置構成は、前記実施例と同一であるものとする。
【００３７】
図９は、本発明の送受信方法の送信シーケンスの概略を示す図である。
【００３８】
まず、送信側コアルータは複数のエッヂルータからの信号を受信する（Ｓ１）。エッヂルータからの信号を受信したコアルータは、該受信した信号からクロック信号を抽出するとともに、該抽出したクロック信号を用いて該受信した信号の波形を再生する。該再生された信号は制御回路に送信される（Ｓ２）。
【００３９】
該再生された信号を受けた制御回路は、アレイスイッチの対応するポートを開き（Ｓ３）、多波長光発生器から送られてくる光信号を遅延回路によって遅延させて光時分割多重回路に送信する（Ｓ４）。
【００４０】
光時分割多重回路は複数のアレイスイッチから同一の波長を有するが異なる時間遅延を受けた複数の光信号を受け取り、該複数の光信号を多重化して高速の光多重化信号を生成し、該光多重化信号を対応する別のコアルータに送出する（Ｓ５）。
【００４１】
以上で、本発明にかかる送信シーケンスが終了する。
【００４２】
つぎに、図１０を参照しながら本発明にかかる受信シーケンスを説明する。
【００４３】
他のコアルータから送られてきた時分割多重信号をコアルータが受信する（Ｓ６）。該コアルータにおいて、それぞれ光時分割分離回路５０２−１〜５０２−（Ｎ−１）が受信した高速の時分割多重信号から同期クロックを抽出し、このクロックを用いて高速光スイッチを駆動して多重された信号を、もとのエッヂルータの速度を有する複数の信号に分離する（Ｓ７）。分離された信号はそれぞれ、受光回路５０３に送られ、該受光回路は分離された光信号を電気信号に変換し各制御回路５０４に送信する（Ｓ８）。各制御回路５０４は、受信した信号からインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットを調べ、そのチャネル情報を読み取る（Ｓ８）。このとき、チャネル情報が異なる場合は再選択して送出する（Ｓ９、Ｓ１０）。チャネル情報が一致する場合は制御回路５０４はそのＩＰパケットの相手先アドレスを見て次にどこに送るべきかを決定し、このパケットをいずれかのエッヂルータに送出する（Ｓ１１）。以上でコアルータの受信処理が終了する。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、任意のエッヂルータから発出されたＩＰパケット信号を、コアルータ内で転送先ごとにまとめて１つの波長を付与して光時分割多重してコアルータ間を高速時分割多重信号で伝送し、受信側では送られた信号を高速光時分割分離したのち電気信号に変換して所望のエッヂルータにＩＰパケット信号を転送することが可能となる。本発明を用いると以下の利点がある。
【００４５】
１）複数のエッヂルータから発出された信号を転送先ごとにコアルータでまとめて多重化して転送するため、エッヂルータ間をフルメッシュで接続せずに任意のエッヂルータ間の信号の転送が可能となり、ネットワークの構成が極めて簡潔となる。
【００４６】
２）各コアルータ間は単一波長の時分割多重信号の伝送を行うため、伝送路途中に挿入される光中継増幅器は、波長多重伝送用の増幅器に比べて非常に簡易な構成で実現でき、また中継器が発生する雑音の除去も容易である。
【００４７】
従って本発明は、光ネットワークの高速化に大きな効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる実施例（コアルータの送信部）を示す図である。
【図２】本発明に係るネットワーク全体の構成を示す図である。
【図３】本発明にかかるコアルータ間の接続方法の一例を示す図である。
【図４】送信部における遅延回路の遅延動作を示す図である。
【図５】本発明にかかるコアルータのアレイスイッチの構成を示す図である。
【図６】本発明に係る多波長光発生器の一部である多波長光源の構成例を示す図である。
【図７】本発明にかかる実施例（コアルータの送信部）の別の構成例を示す図である。
【図８】本発明の別の実施例（コアルータの受信部）を示す図である。
【図９】本発明にかかる送受信方法の送信シーケンスの概略を示す図である。
【図１０】本発明にかかる送受信方法の受信シーケンスの概略を示す図である。
【図１１】従来の光ネットワークの構成を示す図である。
【符号の説明】
１０１−１〜１０１−ｎ … エッヂルータ
１０２−１〜１０２−ｎ … 識別再生回路
１０３ … クロック発生器
１０４ … 多波長光発生器
１０５ … 光スプリッタ
１０６−１〜１０６−ｎ … アレイスイッチ
１０７−１〜１０７−ｎ … 制御回路
１０８−１〜１０８−（Ｎ−１） … 光時分割多重回路
１１０−１〜１１０−ｎ … 光変調器
１１１−１〜１１１−ｎ … アレイ導波路格子
２０１−１〜２０１−Ｎ … ネットワーク
２０３−１〜２０３−Ｎ … 光ルータ（コアルータ）
５０２−１〜５０２−（Ｎ−１） … 光時分割分離回路
５０３ … 受光回路
５０４ … 制御回路
Ｄ１１、Ｄ１２、…、Ｄｎ（Ｎ−１） … 遅延回路
ＳＷ１１、ＳＷ１２、…、ＳＷ（Ｎ−１） … 光スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical communication network using an ultrahigh-speed signal transfer device (router).
[0002]
[Prior art]
FIGS. 11A and 11B are diagrams showing a configuration of a conventional optical network, and R1 to Rn are edge routers (n = 8 in this figure).
[0003]
Now, for example, when a signal (packet signal) is to be transferred from the edge router R1 to Rk (k is any of 2 to n), the Internet protocol (IP) packet in the signal is examined by the edge router R1, and the other party of the IP packet Look at the destination address, decide where to send it next, and send out this packet. Here, as the connection form of the network composed of the edge routers R1 to Rn, there are two types of connection, that is, a full mesh connection as shown in FIG. 11A and a ring connection as shown in FIG. 11B. It is a typical configuration.
[0004]
In the full mesh connection shown in FIG. 11A, since all edge routers are connected to each other, the packet in the above example is directly transferred from the edge router R1 on the transmission side to the edge router Rk on the reception side. On the other hand, in the ring connection shown in FIG. 11B, the signal emitted from the edge router R1 arrives at the final target edge router Rk via the edge router R2, the edge router R3,.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The prior art has the following problems. A network configuration using a full mesh connection has advantages such as a low possibility of traffic congestion and minimal influence of line disconnection. However, as the number n of edge routers increases, the number of connections increases to n (n-1) / 2, which is almost proportional to the square of n, and therefore the number n of edge routers cannot be made very large. Further, in the network configuration by ring connection, when a signal is transferred from the edge router R1 to the edge router Rk as described above, packet processing is required at the edge router that is not directly related to the packet transfer between the non-adjacent edge routers. If there are cases where the number of edge routers (hops) that pass through increases, not only will problems such as delays in arrival time occur, but there will be an increase in overall packet traffic, resulting in collisions between packets and associated packet loss. Problems such as signal quality degradation have occurred.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention adopts a core router configuration that aggregates signals from a plurality of edge routers, and time-divisions are performed by assigning different wavelengths to the output signals of a plurality of edge routers directed in the same direction according to destinations. It is characterized in that a large-capacity signal is transferred at high speed and efficiently by multiplexing and transmitting by each destination.
[0007]
[Action]
In the optical network device of the present invention, the output signal from each edge router is guided to the core router, and a signal having a wavelength determined for each same destination is assigned in the core router, and the optical signal having the same wavelength is time-division multiplexed. The high-speed signal is generated and transferred to the destination core router, and the time-division multiplexed signal is separated in the core router to which the signal is sent, and the signal is sent to the desired edge router according to the destination of each signal generated by the separation. Is transmitted.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0009]
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment (core router transmission unit) of the present invention, where 100-1 to 100-n indicate optical input terminals, 101-1 to 101-n respectively indicate edge routers, -1 to 102-n denote identification reproduction circuits, 103 denotes a clock generator, 104 denotes a multi-wavelength light generator, 105 denotes an optical splitter, and 106-1 to 106-n denote arrays. Switches 107-1 to 107-n are control circuits, 108-1 to 108- (N-1) are optical time division multiplexing circuits, and 109-1 to 109-n are optical output terminals. D11, D12,..., Dn (N-1) indicate delay circuits. Note that n indicates the number of edge routers in each network, and N indicates the number of core routers included in the entire network.
[0010]
The operation of the present embodiment shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIG.
[0011]
FIG. 2 is a configuration diagram of the entire network using the core router according to the present invention. Reference numerals 201-1 to 201-N denote independent networks, and each network is an optical router (core router) 203-1 according to the present invention. ~ 203-N.
[0012]
Each core router may be directly connected as shown in FIG. 2, but when the connection between the core routers is a long distance connection, signal attenuation is caused between the core router 31 on the transmission side and the core router 32 on the reception side as shown in FIG. An optical repeater amplifier 33 for compensating for the above and an optical filter 34 for removing noise generated on the transmission path from the transmission signal may be interposed. Since the optical network according to the present invention transmits a time division multiplexed signal of a single wavelength between the respective core routers, the optical repeater amplifier inserted in the middle of the transmission path is much simpler than the amplifier for wavelength multiplexing transmission. In addition, it is easy to remove noise generated by such a relay amplifier.
[0013]
Referring again to FIG. 2, each network has a large number of terminals not shown, and these terminals are connected to any of the edge routers 101-1 to 101-n included in each network. The edge routers 101-1 to 101-n are connected to the optical router (core router) according to the present invention provided corresponding to the network. The core router is connected to the core router of another network. For example, when transmission is performed from one terminal of the network 201-1 to another terminal in the other network 201-N, a signal (packet) is sent from the one terminal to the edge router to which it is connected. The edge router is sent to the core router 203-1 corresponding to the network 201-1. The core router 203-1 transmits the signal (packet) to the core router 203-N corresponding to the network 201-N including the receiving side terminal, and the core router 203-N transmits the signal to the destination terminal via the edge router. send.
[0014]
The signals (packet signals) sent to the edge routers in the respective networks 201-1 to 201-N are checked by the edge routers 101-1 to 101-n for Internet protocol (IP) packets in the signals, and the IP packets. , The destination address is determined, the next destination is determined, and this packet is transmitted. The functions of this edge router are the same as in the prior art. The present invention is characterized in that packets in the same direction sent from a plurality of edge routers are time-division multiplexed to generate higher-speed packets, and the high-speed packets are routed.
[0015]
Consider a case where transmission from a group of terminals in a network to a group of terminals in another network is performed. Signals from the terminal group are transmitted to a plurality of edge routers (101-1 to 101-n), and the plurality of edge routers send these signals to the transmission unit CT of the core router corresponding to the network. As shown in FIG. 1, in the core router transmission unit CT, signals from the plurality of edge routers are sent to the identification reproduction circuits (102-1 to 102-n) via the optical input terminals (100-1 to 100-n). Entered. Each identification and reproduction circuit is supplied with a clock synchronization signal from the clock generator 103, and a signal input from the edge router to each identification and reproduction circuit is identified and reproduced as a signal synchronized with the clock synchronization signal. The signals discriminated and reproduced by the respective discriminating / reproducing circuits are respectively input to the corresponding ones of the control circuits (107-1 to 107-n). Each control circuit (107-1 to 107-n) examines the Internet Protocol (IP) packet of the received signal and to which of the core routers 203-1 to 203-N (see FIG. 2) it should be sent. And the array switches (106-1 to 106-n) are set.
[0016]
The multi-wavelength light generator 104 generates a plurality of optical pulse signals λ1 to λ (N−1) having different light wavelengths. The multi-wavelength light generator 104 is supplied with the clock synchronization signal from the clock generator 103, and the plurality of optical pulse signals λ1 to λ (N−1) are synchronized by the clock synchronization signal. The synchronized optical pulse signals λ1 to λ (N−1) are divided into n by the optical splitter 105, respectively, and n sets of optical pulse signals λ1 to λ (N−1) are generated. Each of the optical pulse signals λ1 to λ (N−1) n sets is supplied to the corresponding array switch 106-1 to 106-n. That is, the optical pulse signals λ1 to λ (N−1) are supplied to all the array switches.
[0017]
Each array switch outputs optical pulse signals λ1 to λ (N−1) from the first delay circuit to the (N−1) th delay circuit according to the control signal of the corresponding control circuit. The data is transmitted to the corresponding optical time division multiplexing circuits 108-1 to 108- (N-1) through one delay circuit.
[0018]
The N-1 delay circuits are provided for each array switch. For example, the optical pulse signals λ1 to λ (N−1) output from the array switch 106-1 are respectively transmitted to the optical time division multiplexing circuit 108-1 via the corresponding delay circuits D11, D12,... D1 (N−1). ~ 108- (N-1). Similarly, the other array switches have D21, D22,... D2 (N-1), ..., Dn1, Dn2, ... Dn (N-1), and the optical pulse signal λ1 is passed through these delay circuits. ˜λ (N−1) are transmitted to the corresponding optical time division multiplexing circuits 108-1 to 108- (N−1), respectively.
[0019]
FIG. 4 shows how these delay circuits delay the optical pulse signals λ1 to λ (N−1). In the present invention, it is preferable that the delay time of each delay circuit is set so that the time positions do not overlap when the delayed signals enter the optical time division multiplexing circuit. In FIG. 4, an optical pulse signal λk (k is any one of 1 to N-1) is input to the array switches 106-1 to 106-n, and the optical pulse signal output from each array switch is the delay circuit D1k. , D2k,..., Dnk, and then input to the corresponding optical time division multiplexing circuit 108-k. Since each optical pulse signal λk is synchronized by the clock synchronization signal, each signal is synchronized when output from the array switches 106-1 to 106-n ("A" in the figure). The delay circuits D1k, D2k,..., Dnk have different delay amounts. For example, D1k has a delay amount t, D2k has a delay amount 2t,..., Dnk has a delay amount t + nt, and is output from each delay circuit. The optical pulse signal is set to be delayed by the delay amount t (“B” in the figure). With this setting, when n optical pulse signals delayed by “t” are input to the optical time division multiplexing circuit 108-k, the time positions are set so as not to overlap (in FIG. C "). In the drawing, the kth delay circuit group is taken as an example, but the delay time is similarly set for the other delay circuits.
[0020]
Referring again to FIG. 1, only optical pulse signals having the same wavelength are sent to the respective optical time division multiplexing circuits 108-1 to 108- (N-1). For example, an optical pulse signal λ1 from each array switch is sent to the optical time division multiplexing circuit 108-1, and an optical pulse signal λ2 from each array switch is sent to the optical time division multiplexing circuit 108-2. The optical pulse signal λ (N−1) from each array switch is sent to the optical time division multiplexing circuit 108- (N−1).
[0021]
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the array switch. The array switch 106-i (i is an integer from 1 to n) has (N-1) incident ports In1 to In (N-1) and optical switches SW1 to SW (N) connected to the incident ports, respectively. -1) and output ports Out1 to Out (N-1) respectively connected to the optical switch. The optical switches SW1 to SW (N-1) are respectively connected to a control circuit 107-i (i is an integer from 1 to n) and are individually controlled by a control signal from the control circuit. These optical switches are configured to control a light path using an electrical signal, and the switching speed of each optical switch may have a speed corresponding to the bit rate of a signal input to the optical switch. The control circuit 107-i selects an optical switch connected to the core router to be sent according to the Internet protocol (IP) packet of the received signal, and controls the selected optical switch. Assume that the optical switch SWj (j is an integer from 1 to N-1) is selected. At this time, the control circuit 107-i modulates the optical pulse λj passing through the optical switch SWj based on the output data signal of the identification / reproduction circuit 102-i. Note that the present invention can be implemented even when a plurality of optical switches are opened at a time. Similarly, (N-1) optical clock pulses having different wavelengths are incident on the incident ports In1 to In (N-1) of the array switch 106-i. These (N-1) wavelength optical clock pulses are generated by the multi-wavelength light generation circuit 104. Hereinafter, a specific configuration example of the multi-wavelength light generation circuit 104 will be described.
[0022]
FIG. 6 shows a configuration diagram of the multi-wavelength light generation circuit 104, and FIG. 6A shows a configuration example of the multi-wavelength light generation circuit 104 using a plurality of semiconductor lasers as a multi-wavelength pulse light source and optical demultiplexing circuit. FIG. 6B shows a configuration example of the multi-wavelength light generation circuit 104 in which a supercontinuum light source is used as a multi-wavelength pulse light source and an optical demultiplexing circuit is connected to the output of the supercontinuum light source. In FIG. 6A, the same number of semiconductor lasers as the required number of wavelengths (N-1), for example, temperature-stabilized LDs, are prepared, and each semiconductor laser is pulse-oscillated by a clock pulse from the clock generator 103. is there. On the other hand, the supercontinuum light source of FIG. 6B is composed of one pulse light source, an optical amplifier, and a nonlinear fiber. When the output of a pulsed light source driven by the clock synchronization signal is amplified by an optical amplifier and input to a nonlinear fiber, a supercontinuum phenomenon occurs in which the optical spectrum extends to 200 nm or more. The spread spectrum is cut out by the optical demultiplexing circuit, so that the multi-wavelength light generation circuit 104 is obtained. Each wavelength (λ ₁ ~ Λ _(N-1) ) Is guided to the respective array switches (106-1 to 106-n) via the plurality of optical splitters 105 and optical fibers.
[0023]
Referring back to FIG. 1, the signals whose wavelengths are selected by the array switches 106-1 to 106-n are transmitted through the delay circuits D11, D12,..., Dn (N-1) as described above. To the optical time division multiplexing circuits (108-1 to 108- (N-1)) determined for each. Therefore, each optical time division multiplexing circuit is connected with a signal having the same wavelength determined from each array switch. Each of the optical time division multiplexing circuits (108-1 to 108- (N-1)) time-division multiplexes the signals sent from the array switches 106-1 to 106-n to create a high-speed signal sequence. As described above, the time delay of the path connected from each array switch 106-1 to 106-n to the optical time division multiplexing circuit (108-1 to 108- (N-1)) is accurately controlled, The optical time division multiplexing is set so that the time positions do not overlap when signals transmitted from different array switches are input to the optical time division multiplexing circuit. Here, the output bit rate of the optical time division multiplexing circuits (108-1 to 108- (N-1)) is sent from the array switch so that the signals sent from all the different array switches are time division multiplexed. (N-1) times the bit rate of the received signal. Output signals of the respective optical time division multiplexing circuits (108-1 to 108- (N-1)) are connected to other core routers through optical fibers as shown in FIG. A different wavelength is assigned to each link that transmits a time division multiplexed signal from one core router to another core router. For example, in FIG. 2, the link from the core router 203-1 to the core router 203-2 is λ ₁ Is assigned to the link from the core router 203-1 to the core router 203-3. ₃ Is assigned to the link from the core router 203-1 to the core router 203-N. ₇ Is assigned.
[0024]
Next, another configuration example of the transmission unit CT of the core router according to the present invention will be described. FIG. 7 shows a transmission unit CT of the core router according to the other configuration example. Since the configuration shown in FIG. 7 has the same components as those of the transmission unit CT shown in FIG. 1, the same components will be described with the same reference numerals.
[0025]
Signals from the plurality of edge routers 101-1,..., 101-n are input to the identification reproduction circuits (102-1 to 102-n) via the optical input terminals (100-1 to 100-n). Each identification and reproduction circuit is supplied with a clock synchronization signal from the clock generator 103, and a signal input from the edge router to each identification and reproduction circuit is identified and reproduced as a signal synchronized with the clock synchronization signal. The signals discriminated and reproduced by the respective discriminating / reproducing circuits are respectively input to the corresponding ones of the control circuits (107-1 to 107-n).
[0026]
On the other hand, the multi-wavelength light generator 104 ′ has a wavelength λ. ₁ To wavelength λ _(N-1) The optical output that is the wavelength multiplexed light up to is output in a lump. The multi-wavelength light generator 104 ′ can be obtained by changing the device configuration shown in FIGS. 6A and 6B as follows. That is, in the configuration shown in FIG. 6A, an optical multiplexing circuit may be connected to the output ends of a plurality of temperature-stabilized LD light sources, and a single optical fiber may be connected to the output ends of the multiplexing circuits. . In the configuration shown in FIG. 6B, the optical demultiplexing circuit may be removed and a single optical fiber may be directly connected to the output of the SC light source.
[0027]
The optical output from the multi-wavelength light generator 104 ′ is distributed by the optical splitter 105 to each of the optical modulators 110-1 to 110-n. Each of the optical modulators 110-1 to 110-n receives a signal that has been identified and reproduced from a corresponding identification and regenerator, modulates the optical output based on the received signal, and converts the modulated optical output to the arrayed waveguide grating 111. Output to the corresponding one of -1 to 111-n.
[0028]
The arrayed waveguide grating is an optical device having a function of demultiplexing each wavelength when the wavelength multiplexed light is incident on the input waveguide, and the details are described in “NTT R & D Vol.46 No.7 1997”. Page 686. Optical output modulated by each of the arrayed waveguide gratings (wavelength λ ₁ To wavelength λ _(N-1) Wavelength-wavelength multiplexed light) is demultiplexed for each wavelength and divided into (N−1) optical outputs.
[0029]
N-1 delay circuits composed of the (N-1) th delay circuit from the first delay circuit are connected to the (N-1) output side terminals of each arrayed waveguide grating. By the same method as described in the first embodiment, the time positions are set so that they do not overlap when the delayed signals enter the optical time division multiplexing circuit.
[0030]
The optical outputs that have passed through the (N−1) th delay circuit from the first delay circuit are sent to the corresponding optical switch, and the optical switch is driven by the control signal of the corresponding control circuit 107. . Each control circuit (107-1 to 107-n) examines the Internet Protocol (IP) packet of the received signal and to which of the core routers 203-1 to 203-N (see FIG. 2) it should be sent. And the optical switch corresponding to the core router to send the signal is opened and closed.
[0031]
At this time, the speed of the optical switches SW11, SW12,..., SW (N-1) may be lower than the speed of the optical modulators 110-1 to 110-n. The reason is that there is a delay time from the optical modulator to the optical switch, and since the output signal from the edge router is in packet format and the packet length is several hundred bytes or more, it is not necessary to switch the optical switch every bit. It is.
[0032]
The optical output sent from the optical switch is sent to the optical time division multiplexing circuits (108-1 to 108- (N-1)) determined for each wavelength, as in the first embodiment. Therefore, each optical time division multiplexing circuit is connected with a signal having the same wavelength determined. Each of the optical time division multiplexing circuits (108-1 to 108- (N-1)) time-division multiplexes the transmitted signals to form a high-speed signal sequence and sends it to a predetermined core router.
[0033]
Next, FIG. 8 shows the configuration (core router receiving means CR) on the receiving side of the core routers 203-1 to 203-N, which is the third embodiment of the present invention. The core router receiving means CR includes (N-1) optical signal input ports 501-1 to 501- (N-1) and optical time division separation circuits 502-1 to 502 connected to the optical signal input ports, respectively. -(N-1), a plurality of light receiving circuits 503 connected to each of the optical time division separation circuits, and a plurality of control circuits 504 connected to the plurality of light receiving circuits 503. Optical signals transmitted from other core routers are input from optical signal input ports 501-1 to 501- (N-1), and the input optical signals are respectively optical time division separation circuits 502-1 to 502-. (N-1). Each optical time division separation circuit extracts a synchronous clock from the received high-speed time division multiplexed signal, and drives the high-speed optical switch using this clock to have the speed of the edge router based on the multiplexed signal. Separate into multiple signals. The separated signals are converted into electrical signals by the light receiving circuit 503 and input to the control circuits 504, respectively. Each control circuit 504 examines an Internet Protocol (IP) packet from the received signal, looks at the destination address of the IP packet, decides where to send it next, and sends this packet to one of the edge routers. To do.
[0034]
Further, the output pulse signal of the light receiving circuit 503 is input to a clock extraction circuit such as a PLL, and the clock extraction circuit is configured to output light in synchronism with the output of the optical time division separation circuit based on the output pulse signal. Controls the timing of the time division separation circuit.
[0035]
By using the core router having the configuration as described above, the transfer of the IP packet signal from any edge router to any edge router can be realized with a high-speed and simple configuration via the core router.
[0036]
The present invention is also established as a transmission / reception method in an optical network. A transmission / reception method according to the present invention will be described below as a fourth embodiment. The device configuration used in this transmission / reception method is the same as that in the above embodiment.
[0037]
FIG. 9 is a diagram showing an outline of a transmission sequence of the transmission / reception method of the present invention.
[0038]
First, the transmitting core router receives signals from a plurality of edge routers (S1). The core router that has received the signal from the edge router extracts the clock signal from the received signal, and reproduces the waveform of the received signal using the extracted clock signal. The reproduced signal is transmitted to the control circuit (S2).
[0039]
Upon receiving the regenerated signal, the control circuit opens the corresponding port of the array switch (S3), and delays the optical signal sent from the multi-wavelength light generator by the delay circuit and transmits it to the optical time division multiplexing circuit. (S4).
[0040]
The optical time division multiplexing circuit receives a plurality of optical signals having the same wavelength but having different time delays from a plurality of array switches, and multiplexes the plurality of optical signals to generate a high-speed optical multiplexed signal, The optical multiplexed signal is sent to another corresponding core router (S5).
[0041]
This completes the transmission sequence according to the present invention.
[0042]
Next, a reception sequence according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0043]
The core router receives the time division multiplexed signal sent from another core router (S6). In the core router, a synchronous clock is extracted from the high-speed time-division multiplexed signals received by the optical time-division demultiplexing circuits 502-1 to 502- (N-1), and the high-speed optical switch is driven using this clock for multiplexing. The signal is separated into a plurality of signals having the speed of the original edge router (S7). The separated signals are respectively sent to the light receiving circuit 503, and the light receiving circuit converts the separated optical signals into electric signals and transmits them to the control circuits 504 (S8). Each control circuit 504 examines an Internet protocol (IP) packet from the received signal and reads the channel information (S8). At this time, if the channel information is different, it is reselected and transmitted (S9, S10). If the channel information matches, the control circuit 504 looks at the destination address of the IP packet, determines where to send it next, and sends this packet to any edge router (S11). This completes the core router reception process.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an IP packet signal issued from an arbitrary edge router is grouped for each transfer destination in the core router, and one wavelength is added to perform optical time-division multiplexing to perform high-speed communication between core routers. It is possible to transmit the time-division multiplexed signal, and at the receiving side, the transmitted signal is subjected to high-speed optical time-division separation, and then converted into an electrical signal to transfer the IP packet signal to a desired edge router. Use of the present invention has the following advantages.
[0045]
1) Since signals sent from multiple edge routers are multiplexed and transferred by the core router for each transfer destination, the signals can be transferred between any edge routers without connecting the edge routers with a full mesh. The network configuration is extremely simple.
[0046]
2) Since a single wavelength time division multiplexed signal is transmitted between each core router, the optical repeater amplifier inserted in the middle of the transmission path can be realized with a very simple configuration compared to the wavelength multiplexing amplifier, It is also easy to remove noise generated by the repeater.
[0047]
Therefore, the present invention can be expected to have a great effect on speeding up the optical network.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment (a transmission unit of a core router) according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the entire network according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a connection method between core routers according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a delay operation of a delay circuit in a transmission unit.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an array switch of a core router according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a multi-wavelength light source that is a part of the multi-wavelength light generator according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating another configuration example of the embodiment (the transmission unit of the core router) according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the present invention (core router receiver);
FIG. 9 is a diagram showing an outline of a transmission sequence of the transmission / reception method according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing an outline of a reception sequence of a transmission / reception method according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a conventional optical network.
[Explanation of symbols]
101-1 to 101-n ... Edge router
102-1 to 102-n... Identification reproduction circuit
103… Clock generator
104 ... Multi-wavelength light generator
105 ... Optical splitter
106-1 to 106-n ... array switch
107-1 to 107-n ... control circuit
108-1 to 108- (N-1): Optical time division multiplexing circuit
110-1 to 110-n: Optical modulator
111-1 to 111-n ... arrayed waveguide grating
201-1 to 201-N ... Network
203-1 to 203-N: Optical router (core router)
502-1 to 502- (N-1): Optical time division separation circuit
503. Light receiving circuit
504 Control circuit
D11, D12,..., Dn (N-1) ... delay circuit
SW11, SW12, ..., SW (N-1) ... Optical switch

Claims

In an optical network device that receives a plurality of first signals each including destination information, and forwards each of the received signals to a destination corresponding to the destination information among a plurality of destinations,
A plurality of identification reproducing means for identifying and reproducing the received plurality of first signals to a second signal synchronized with a clock synchronization signal, respectively;
Multi-wavelength light generating means for generating a plurality of optical pulses having different wavelengths;
Provided corresponding to each of the plurality of identification reproduction means, and according to the destination information included in the second signal, the destination information is selected from the plurality of optical pulses generated by the multi-wavelength light generation means. A plurality of wavelength selective modulation means for selecting an optical pulse having a wavelength corresponding to a corresponding transmission destination and modulating the selected optical pulse with the second signal;
The plurality of wavelength selective modulation units are provided corresponding to each of the plurality of wavelength selective modulation units, and the optical pulse modulated by the wavelength selective modulation unit is given different delay amounts for each of the wavelength selective modulation units. A plurality of delay means for making the time positions of a plurality of light pulses output from the means different from each other;
Provided in correspondence with each of the plurality of transmission destinations, capture a plurality of optical pulses output from the plurality of delay means for each same wavelength, and time-division multiplex the plurality of captured optical pulses of the same wavelength. And a plurality of optical time division multiplexing means for transferring to the corresponding transmission destination.

Each of the plurality of wavelength selective modulation means includes
A control circuit connected to a corresponding identification reproduction means among the plurality of identification reproduction means;
A plurality of optical switches provided corresponding to each of the plurality of optical pulses generated by the multi-wavelength light generating means, and receiving the optical pulses,
The control circuit includes:
A function of selecting an optical switch that receives an optical pulse having a wavelength corresponding to a transmission destination corresponding to the destination information from the plurality of optical switches, in accordance with destination information included in the second signal;
The switching function of the selected optical switch according to the second signal, thereby outputting a light pulse modulated by the second signal from the optical switch. 1. An optical network device according to 1.

In an optical network device that receives a plurality of first signals each including destination information, and forwards each of the received signals to a destination corresponding to the destination information among a plurality of destinations,
A plurality of identification reproducing means for identifying and reproducing the received plurality of first signals to a second signal synchronized with a clock synchronization signal, respectively;
Multi-wavelength light generating means for generating one wavelength multiplexed light including a plurality of wavelengths;
A plurality of lights provided corresponding to each of the plurality of identification / reproducing means, for modulating the wavelength multiplexed light generated by the multi-wavelength light generating means with the second signal, and outputting the modulated wavelength multiplexed light A modulator,
A plurality of optical modulators provided corresponding to each of the plurality of optical modulators, wherein the modulated wavelength multiplexed light output from the optical modulator is demultiplexed for each wavelength and a plurality of modulated optical pulses are output. An arrayed waveguide grating;
By providing a different delay amount for each of the plurality of arrayed waveguide gratings provided for each of the plurality of arrayed waveguide gratings, and for each of the plurality of modulated optical pulses output from the arrayed waveguide grating, A plurality of delay means for making time positions of a plurality of optical pulses of the same wavelength outputted from the plurality of arrayed waveguide gratings different from each other;
A plurality of optical switches provided corresponding to each of the plurality of modulated optical pulses given delay amounts by the plurality of delay means, and receiving the optical pulses;
Light of a wavelength corresponding to each of the plurality of identification reproduction means and having a wavelength corresponding to a transmission destination corresponding to the destination information among the plurality of optical switches according to destination information included in the second signal A control circuit that selectively outputs an optical pulse having a wavelength corresponding to the transmission destination among the plurality of modulated optical pulses by selectively conducting an optical switch that receives a pulse;
A plurality of optical pulses provided corresponding to each of the plurality of transmission destinations and selectively output from the plurality of optical switches are captured at the same wavelength, and the captured plurality of optical pulses of the same wavelength are sometimes obtained. An optical network device comprising: a plurality of optical time division multiplexing means for performing division multiplexing and transferring to the corresponding transmission destination.

An optical network in which a plurality of networks are connected to each other, and each of the plurality of networks includes a main transfer device, a plurality of sub-transfer devices connected to the main transfer device, and the plurality of sub-transfer devices. In an optical network comprising a plurality of terminals connected to each of the
Each of the main transfer units comprises the optical network device according to claim 1,
The optical network is characterized in that the main transfer device transfers optical pulses having different wavelengths to other main transfer devices.

An optical network in which a plurality of networks are connected to each other, and each of the plurality of networks includes a main transfer device, a plurality of sub-transfer devices connected to the main transfer device, and the plurality of sub-transfer devices. In an optical network comprising a plurality of terminals connected to each of the
Each of the main transfer units comprises the optical network device according to claim 3,
The optical network is characterized in that the main transfer device transfers optical pulses having different wavelengths to other main transfer devices.

An optical network in which a plurality of networks are connected to each other, each of the plurality of networks including a main transfer device and a plurality of sub-transfer devices connected to the main transfer device, wherein the main transfer device Is a transmission method in an optical network for transferring optical pulses of different wavelengths to other main transmitters,
Receiving a first signal including destination information transferred from the plurality of sub-transfer devices,
A second step of extracting a clock signal from each of the plurality of received first signals and regenerating a waveform of the corresponding first signal using the extracted clock signal;
For each of the reproduced second signals, destination information is extracted from the second signal, and the extracted destinations are extracted from a plurality of optical pulses having different wavelengths generated by a multi-wavelength light generator. A third step of selecting an optical pulse having a wavelength corresponding to another main transfer unit corresponding to information, and modulating the selected optical pulse by the modulation means using the second signal;
A fourth step of making the time positions of the plurality of modulated optical pulses different from each other by giving different delay amounts to the plurality of modulated optical pulses for each of the modulation means;
Fifth step of capturing a plurality of optical pulses given the delay amount for each same wavelength, and time-division multiplexing the captured plurality of optical pulses of the same wavelength and transferring them to the corresponding main transmitter A transmission method in an optical network, comprising: