JP3789445B2 - Optical packet transmitter, optical packet receiver, and optical packet transmission system - Google Patents
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Description
本発明は、光パケット送信装置、光パケット受信装置及び光パケット伝送システムに関し、例えば、宛先に光搬送波位相情報を用いた光パケット伝送システム等に適用し得るものである。 The present invention relates to an optical packet transmitter, an optical packet receiver, and an optical packet transmission system, and can be applied to, for example, an optical packet transmission system that uses optical carrier phase information as a destination.
従来のような電気による単一のパケットスイッチでは、素子の動作速度や、信号伝達遅延、発熱等から、扱うことのできる単位時間当たりのパケット数に限界がある。 In a conventional single packet switch by electricity, there is a limit to the number of packets per unit time that can be handled due to the operation speed of the element, signal transmission delay, heat generation, and the like.
そこで、本質的に電気より高速な信号を扱える光パケットスイッチを用いてスループットの向上を目指す研究、開発が行われており、これに関する技術として、例えば、非特許文献1に記載されている技術がある。
Therefore, research and development aiming at improvement of throughput using an optical packet switch that can handle a signal that is essentially faster than electricity has been conducted. As a technique related to this, for example, a technique described in Non-Patent
非特許文献1記載の技術は、4ビットでなる特有のプリアンブルが適用された、入力された光パケット系列に対して、半導体レーザ及び半導体光増幅器を用いて複数の波長成分の光パケット系列に変換した後、波長成分によって異なる遅延が付与されて連続的に複数の波長成分間の相関が求められ、その相関値に応じて、プリアンブル期間が認識されて光パケットを切り分けるものである。
しかしながら、非特許文献1では、従来のフォーマットに新たなプリアンブルを付加しなくてはならない、各波長成分の光パケット系列に変換するために、半導体レーザや半導体光増幅器などを使用しなくてはならないなどの課題がある。
However, in Non-Patent
そのため、光パケットを切り分けるために特有なビットを付加する必要がない、しかも、光パケットを小さな遅延時間で切り分けられる(スイッチングも含んでいても良い)光パケット送信装置、光パケット受信装置及び光パケット伝送システムが求められている。 Therefore, there is no need to add a specific bit to separate the optical packet, and the optical packet can be separated with a small delay time (including switching), an optical packet transmitter, an optical packet receiver, and an optical packet. There is a need for a transmission system.
本発明の光パケット送信装置は、(1)異なる宛先のパケットが混在するシリアルの電気送信信号を光送信信号に変換する電気/光変換手段と、(2)上記光送信信号の搬送波の位相を、与えられた位相制御信号に応じたものとする位相変調手段と、(3)上記光送信信号における各パケットの宛先に応じ、各パケットの搬送波の位相に宛先情報を付与するような上記位相制御信号を形成する位相制御手段とを有することを特徴とする。 The optical packet transmission apparatus of the present invention includes (1) an electrical / optical conversion means for converting a serial electrical transmission signal in which packets of different destinations are mixed into an optical transmission signal, and (2) a phase of a carrier wave of the optical transmission signal. (3) phase control means for adding destination information to the phase of the carrier wave of each packet in accordance with the destination of each packet in the optical transmission signal; And a phase control means for forming a signal.
本発明の光パケット受信装置は、(1)異なる宛先のパケットが混在する、搬送波の位相が宛先情報に応じて変化しているシリアルの光送信信号が入力され、与えられたゲート制御信号に応じて、上記光送信信号の通過、非通過を行う、宛先数と同じ数のゲート手段と、(2)上記光送信信号と、その光送信信号を所定時間だけ遅延させた遅延光送信信号と結合させて、搬送波の位相変化部分による強度変化部分を生じさせる干渉計手段と、(3)上記干渉計手段の出力信号における強度変化部分に基づき、上記光送信信号におけるパケットの宛先を決定して、決定した宛先に応じた上記ゲート手段へのゲート制御信号だけを通過を表すものとするゲート制御信号形成手段とを有することを特徴とする。 The optical packet receiving apparatus of the present invention is (1) a serial optical transmission signal in which packets of different destinations are mixed and the phase of a carrier wave is changed in accordance with the destination information is input, and in accordance with a given gate control signal And the same number of gate means as the number of destinations that pass and do not pass the optical transmission signal, and (2) the optical transmission signal and a delayed optical transmission signal obtained by delaying the optical transmission signal by a predetermined time. And interferometer means for generating an intensity change portion due to the phase change portion of the carrier wave, and (3) determining a packet destination in the optical transmission signal based on the intensity change portion in the output signal of the interferometer means, And a gate control signal forming unit that represents the passage of only the gate control signal to the gate unit corresponding to the determined destination.
本発明の光パケット伝送システムは、本発明の光パケット送信装置と本発明の光パケット受信装置とを含むことを特徴とする。 The optical packet transmission system of the present invention includes the optical packet transmitter of the present invention and the optical packet receiver of the present invention.
本発明の光パケット送信装置によれば、判別用の新たなビットを挿入することなく、光パケット信号のキャリア位相を用いて宛先の情報を持たせることができる。本発明の光パケット受信装置によれば、入力信号の一部を分岐後、所定時間だけ遅延させ、合波させて、搬送波の位相変化部分による強度変化部分を生じさせ、この強度変化部分に基づき、光送信信号におけるパケットの宛先を決定するので、判別用の新たなビットを挿入していない本発明の光パケット送信装置からの信号でも、その宛先を適切に判別できる。本発明の光パケット伝送システムによれば、本発明の光パケット送信装置及び本発明の光パケット受信装置によって構成されているので、判別用の新たなビットを挿入することなく、光パケット信号を適切に宛先に振り分けることができる。 According to the optical packet transmitting apparatus of the present invention, it is possible to provide destination information using the carrier phase of the optical packet signal without inserting a new bit for discrimination. According to the optical packet receiving apparatus of the present invention, after branching a part of the input signal, it is delayed by a predetermined time and combined to generate an intensity change part due to the phase change part of the carrier wave. Since the destination of the packet in the optical transmission signal is determined, even the signal from the optical packet transmission apparatus of the present invention in which a new bit for discrimination is not inserted can be appropriately discriminated. According to the optical packet transmission system of the present invention, the optical packet transmission system is configured by the optical packet transmission apparatus of the present invention and the optical packet reception apparatus of the present invention, so that the optical packet signal is appropriately transmitted without inserting a new bit for discrimination. Can be distributed to destinations.
(A)第1の実施形態
まず、本発明の第1の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、第1の実施形態は、本発明による光パケット送信装置の実施形態である。
(A) First Embodiment First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The first embodiment is an embodiment of an optical packet transmission apparatus according to the present invention.
(A−1)第1の実施形態の構成
図1は、第1の実施形態の光パケット送信装置の概略構成を示すブロック図である。
(A-1) Configuration of First Embodiment FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an optical packet transmission device according to the first embodiment.
図1において、第1の実施形態の光パケット送信装置100は、光処理系統と電気処理系統とから構成されており、入力インターフェースは電気であり、出力インターフェースは光である。
In FIG. 1, an optical
電気処理系統は、バッファ101及びコーダ104を有し、光処理系統は、電気/光変換器(以下、e/o変換器と呼ぶ)102、位相変調器103、ドライバ105及び遅延器106を有する。
The electrical processing system includes a
バッファ101は、この第1の実施形態の場合、宛先が異なる2系統のパケットをバッファリングして択一的に出力するものである。
In the case of the first embodiment, the
コーダ104は、バッファ101から出力されたパケットにおける宛先部分を監視し、宛先の変化毎に、異なるコード(ここでは2系統であるので、例えば、「H」及び「L」)を出力するものである。
The
e/o変換器102は、バッファ101から出力された電気信号でなるパケットを所定の波長を有する光信号に変換するものである。
The e /
ドライバ105は、位相変調器103からの出力位相が、コーダ104の出力に応じた位相になるように、位相変調器103を駆動するものである。
The
位相変調器103は、遅延器106を介した光パケットを、ドライバ105の制御下で位相変調するものである。
The
遅延器106は、コーダ104の処理遅延などによっても、位相変調器103の処理タイミングが適切になるように、e/o変換器102からの光パケットを遅延させるものである。なお、このようなタイミング補償は、電気信号段階のパケットに対して行うようにしても良い。
The
(A−2)第1の実施形態の動作
次に、第1の実施形態の光パケット送信装置の動作を、図1に加え、図2及び図3を参照しながら説明する。
(A-2) Operation of the First Embodiment Next, the operation of the optical packet transmission apparatus of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3 in addition to FIG.
2系統から入力された宛先a、bが異なるパケットは、バッファ101に蓄積された後、バッファ101から順次出力される。バッファ101から出力されたパケット(電気信号)S101は2分岐され、それぞれの分岐パケットは、e/o変換器102及びコーダ104に入力される。
Packets with different destinations a and b input from the two systems are accumulated in the
e/o変換器102に与えられたパケットは、所定波長の光信号(光パケット)に変換された後、遅延器106によって、所定の遅延が付与されて位相変調器103に入射される。e/o変換器102からの光パケットは、入力された電気信号でなるパケットにおける「1」、「0」に合わせて強度変調されたものとなっている。
The packet given to the e /
一方、コーダ104は、入力パケットの宛先に応じ、宛先を表すコードS104を出力する。第1の実施形態では、宛先はaとbの2系統であるため、コーダ104からは、例えば、宛先がaの場合には「L」が出力され、宛先がbの場合には「H」が出力される。
On the other hand, the
図2は、バッファ101からの出力パケットS101などを示しており、ギガビットイーサ(GbE)の例である。ギガビットイーサのパケットでは、パケットの先頭を示すために32ビットの10連が存在する。
FIG. 2 shows an output packet S101 from the
コーダ104においては、このプリアンブル期間にタイミングを合わせて、「L」又は「H」でなるコードを排出する。このようなコーダ104からのコードは、ドライバ105に入力され、位相変調器103を駆動するための信号となる。
In the
e/o変換器102から出力され、遅延器106で遅延が付与された、強度変調されている光パケットは、位相変調器103によって、コーダ104の出力コードに応じた位相変調が施される。
The intensity modulated optical packet output from the e /
図3は、第1の実施形態での位相変調器103での位相変調動作の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the phase modulation operation in the
図3に示すように、ドライバ105の出力電圧(位相変調器103への印加電圧)は、コーダ104の出力に応じて、電圧VL又はVHとなる。位相変調器103では、印加電圧に応じて、出力する光パケットの位相を変化させる。例えば、印加電圧が電圧VLの場合には、出力パケットの位相を0とし、印加電圧が電圧VHの場合には、出力パケットの位相をπとする。
As shown in FIG. 3, the output voltage of the driver 105 (the voltage applied to the phase modulator 103) becomes the voltage VL or VH depending on the output of the
これにより、当該光パケット送信装置100から出力される光パケットは、宛先がaの場合には位相が0となり、宛先がbの場合は位相がπとなっている。
Thus, the optical packet output from the optical
(A−3)第1の実施形態の効果
第1の実施形態によれば、特有な宛先ビットを挿入することなく、光パケットの位相を用いて、2つの宛先を示す情報を出力光パケットに付加することができる。
(A-3) Effect of First Embodiment According to the first embodiment, information indicating two destinations is output to an output optical packet using the phase of the optical packet without inserting a specific destination bit. Can be added.
(B)第2の実施形態
次に、本発明の第2の実施形態を、図面を参照しながら説明する。ここで、第2の実施形態は、本発明による光パケット受信装置の実施形態である。第2の実施形態の光パケット受信装置は、2個の通信端末を収容している装置に設けられていても良く、中継局としての光パケットスイッチに設けられていても良く、第1の実施形態の光パケット送信装置が送信した光パケットを、光信号の状態でスイッチング(宛先別の分離)を行なう機能を有するものである。
(B) Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the second embodiment is an embodiment of an optical packet receiving apparatus according to the present invention. The optical packet receiving apparatus according to the second embodiment may be provided in an apparatus that accommodates two communication terminals, or may be provided in an optical packet switch as a relay station. The optical packet transmitting apparatus having the configuration has a function of performing switching (separation for each destination) in an optical signal state.
第1の実施形態の光パケット送信装置と第2の実施形態の光パケット受信装置とを含む光パケット伝送システムは、本発明の光パケット伝送システムの実施形態となっている。 The optical packet transmission system including the optical packet transmission device of the first embodiment and the optical packet reception device of the second embodiment is an embodiment of the optical packet transmission system of the present invention.
(B−1)第2の実施形態の構成
図4は、第2の実施形態の光パケット受信装置の概略要部構成を示すブロック図である。
(B-1) Configuration of Second Embodiment FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic main configuration of an optical packet reception device according to the second embodiment.
第2の実施形態の光パケット受信装置300は、入力及び出力共に、インターフェースは光であり、概ね光処理系統で構成されており、ごく一部が電気処理系統で構成されている。
In the optical
光処理系統は、入力端301、第1のカプラ302、干渉計303、光/電気変換器(以下、o/e変換器と呼ぶ)304、クロック抽出器306、光スイッチ308、第2のカプラ311、遅延器312、2つの出力端309、310で構成されている。光スイッチ308は、第3の光カプラ3081と、2つのゲート3082、3083とで構成される。
The optical processing system includes an
一方、電気処理系統は、トグル・フリップフロップ305と2つのドライバ313及び314で構成されている。
On the other hand, the electric processing system includes a toggle flip-
第1のカプラ302は、入力端301からの光信号を2分岐し、遅延器312と第2のカプラ311とに与えるものである。
The
第2のカプラ311は、入力された光信号を2分岐し、干渉計303及びクロック抽出器306に与えるものである。
The
干渉計303は、入力された光信号を2分岐し、所定の時間差をもって合成させるものであり、合成時に干渉することもあり得るものである。すなわち、入力された光信号と、その光信号を所定の位相だけ移相させた光信号とを合成(干渉)させて、相前後する期間での位相変化を抽出するものである。
The
干渉計303として、例えば、図5に示す構成のものを適用できる。すなわち、干渉計303として、入力端730、サーキュレータ720、PLC(平面導波路)部710及び出力端740から構成され、PLC部710が、共通導波路711、Y分岐導波路712、2つのアーム導波路713、714、2つの反射面715、716から構成されているものを適用できる。干渉計303の構成要素の機能については、動作説明で明らかにする。
For example, the
o/e変換器304は、干渉計303によって干渉処理された光信号を電気信号に変換してトグル・フリップフロップ305に与えるものである。
The o /
クロック抽出器306は、第2のカプラ311からの光信号から、その光信号(光パケット)に係るクロックを抽出し、電気信号でなるクロックをトグル・フリップフロップ305に与えるものである。
The
トグル・フリップフロップ305は、o/e変換器304からのパルス出力に応じてトグル動作を行うものであり、そのトグル動作を、クロック抽出器306からのクロックに同期して行うものである。
The toggle flip-
第1のドライバ313は、トグル・フリップフロップ305の一方の出力(Q出力)が有意レベルのときに、第1のゲート3082を通過制御するものであり、第2のドライバ314は、トグル・フリップフロップ305の他方の出力(Q/出力:「/」は反転を意味する)が有意レベルのときに、第2のゲート3083を通過制御するものである。
The
遅延器312は、第2の光カプラ302からの光信号を所定時間だけ遅延させて第3の光カプラ3081に与えるものである。
The
第3の光カプラ3081は、入力された光信号を2分岐し、第1のゲート3082及び第2のゲート3083に与えるものである。
The third
第1のゲート3082及び第2のゲート3083はそれぞれ、対応する第1のドライバ313、第2のドライバ314の制御により、入力された光信号の通過又は通過阻止を行い、通過させた光信号(宛先別光パケット)を対応する出力端310、309に与えるものである。第1のゲート3082及び第2のゲート3083は、例えば、EA(Electro−Absorption)変調器を用いることにより実現できる。
The
(B−2)第2の実施形態の動作
次に、第2の実施形態の光パケット受信装置の動作を、図4及び図5に加え、図6を参照しながら説明する。
(B-2) Operation of Second Embodiment Next, the operation of the optical packet receiving apparatus of the second embodiment will be described with reference to FIG. 6 in addition to FIG. 4 and FIG.
入力端301から入力された光信号は、第1のカプラ302により一部分岐されて第2のカプラ311に入力され、第2のカプラ311によってさらに2分岐され、それぞれ干渉計303と、クロック抽出器306と入力される。なお、第1のカプラ302による残部の分岐光信号は、遅延器312に入力される。
Optical signal input from the
干渉計303においては、図5に示すように、入力された光信号は、サーキュレータ720に入力され、PLC側入出力ポート721から出力されてPLC部710に入力される。PLC部710において、入力された光信号は、共通導波路711を通過した後、Y分岐導波路712で2分岐される。分岐された一方の光信号は、第1のアーム導波路713を進行し、第1の反射面715で反射され、第1のアーム導波路713をY分岐導波路712へ向かって進行する。また、分岐された他方の光信号は、第2のアーム導波路714を進行し、第2の反射面716で反射され、第2のアーム導波路714をY分岐導波路712へ向かって進行する。2つの反射光信号はY分岐導波路712で再度結合される。2つの光信号は、Y分岐導波路712で分岐されてから、再度結合するまで、2ビットの遅延を受けるように設定されているため、PLC部710からは、2ビットずれた光信号との和として出力される。PLC部710からの出力信号は、サーキュレータ720にPLC側入出力ポート721から再度入力され、o/e変換器側出力ポート722から出力される。
In the
一方、第2のカプラ311で分岐され、クロック抽出器306へ入力された光信号からは、クロック抽出器306によってクロックが抽出され、電気処理系統の同期をとるクロックとなる。
On the other hand, the clock is extracted by the
干渉計303から出力された光信号は、o/e変換器304により、電気信号に変換され、トグル・フリップフロップ305へ入力される。トグル・フリップフロップ305では、o/e変換器304からパルス上の信号が入力される毎に、クロックに同期して「1」レベルと「0」レベルとが切り替えられる。トグル・フリップフロップ305の2つの出力信号(Q出力及びQ/出力)はそれぞれ、対応する第1のドライバ313、第2のドライバ314で増幅され、第1のゲート3082、第2のゲート3083を駆動する。
The optical signal output from the
一方、第1のカプラ302を通過した主信号は、遅延器312を介して、光スイッチ308に入力される。
On the other hand, the main signal that has passed through the
光スイッチ308において、入力された光信号は第3のカプラ3081により2分岐され、それぞれ、第1のゲート3082、第2のゲート3083に入力される。第1のゲート3082、第2のゲート3083では、対応する第1のドライバ313、第2のドライバ314からの電気信号(制御信号)により、光出力のオン/オフを行なう。
In the
なお、第1のドライバ313及び第2のドライバ314への入力信号は相補信号であるので、第1のゲート3082及び第2のゲート3083による光出力のオン/オフも相補動作である。
Note that since the input signals to the
光スイッチ308に入力される光信号は、遅延器312による遅延時間を設定することにより(調整可能な可変遅延器であっても良い)、第1のドライバ313、第2のドライバ314からの電気信号(制御信号)とタイミングをとることができる。
The optical signal input to the
図6を参照しながら、信号の変化で動作を説明する。ここでは、入力される光信号(光パケット信号)がギガビットイーサに準じるものとする。 The operation will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the input optical signal (optical packet signal) conforms to Gigabit Ethernet.
入力された光パケット信号S301は、パケットの宛先によって、位相π又は0が与えられているものである。入力された光パケット信号S301の一部は、干渉計303により、2ビット前の信号との位相比較が行なわれて出力される。干渉計303からは、光パケット信号S301の現在位相と、その2ビット前の位相との位相差がπだけずれていた場合には、有意を表す信号が出力され、光パケット信号S301の現在位相と、その2ビット前の位相との位相差が0の場合には、非有意を表す信号S303が出力される。
The input optical packet signal S301 has a phase π or 0 given by the destination of the packet. Part of the input optical packet signal S301 is output by the
ギガビットイーサの場合には、パケットの先頭に32ビットのプリアンブル(10連)があるため、2ビット前の信号との比較をすることにより、パケットの先頭に対して、有意を表す1ビットの信号S303が出力される。この1ビットの信号S303を用いれば、光信号の状態でパケットの先頭を判別することができる。 In the case of gigabit ether, since there is a 32-bit preamble (10 stations) at the beginning of the packet, a 1-bit signal representing significance is given to the beginning of the packet by comparing with the signal two bits before. S303 is output. By using this 1-bit signal S303, it is possible to determine the head of the packet in the state of the optical signal.
この第2の実施形態では、1ビット信号(光信号)S303は、電気信号に変換され、抽出クロックS306に同期して、トグル・フリップフロップ305によりラッチされる。トグル・フリップフロップ303によりラッチされた信号(Q出力)S3051は、パケットが変わるごとと、「H」レベルから「L」レベルへ、また、「L」レベルから「H」レベルへと変化するため、この信号S3051を第1のドライバ313に与えて、第1の光ゲート3082を駆動させることにより、光信号の状態を維持して、宛先の同じパケットS3082を抜き出すことができる。また、トグル・フリップフロップ305の反転出力信号(Q/出力)S3052を第2のドライバ314に与えて、第2の光ゲート3083を駆動させることにより、光信号の状態を維持して、もう一つの宛先の同じパケットS3083を抜き出すことができる。
In the second embodiment, the 1-bit signal (optical signal) S303 is converted into an electric signal and latched by the toggle flip-
(B−3)第2の実施形態の効果
第2の実施形態によれば、新たな宛先判別用のビットを挿入することなく、光パケット信号のパケット間位相差情報を用いて、光信号の状態でパケットスイッチングを提供することができ、パケットスイッチングの高速化を実現できる。
(B-3) Effect of Second Embodiment According to the second embodiment, the inter-packet phase difference information of the optical packet signal can be used without inserting a new destination discrimination bit. Packet switching can be provided in a state, and high-speed packet switching can be realized.
(C)第3の実施形態
次に、本発明の第3の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、第3の実施形態も、本発明による光パケット送信装置の実施形態である。
(C) Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The third embodiment is also an embodiment of the optical packet transmitter according to the present invention.
上述した第1の実施形態の光パケット送信装置は、光の位相によって、パケットに2通りの宛先を付与する光パケット送信装置であったが、第3の実施形態の光パケット送信装置は、光の位相によって、3通りの宛先を付与する光パケット送信装置である。なお、第3の実施形態の光パケット送信装置の技術思想は、光の位相によって、4通り以上の宛先を付与する光パケット送信装置に拡張することができる。 The optical packet transmitter of the first embodiment described above is an optical packet transmitter that assigns two destinations to a packet according to the phase of light, but the optical packet transmitter of the third embodiment is an optical packet transmitter. This is an optical packet transmission device that assigns three destinations according to the phase of. Note that the technical idea of the optical packet transmission apparatus according to the third embodiment can be extended to an optical packet transmission apparatus that assigns four or more destinations according to the phase of light.
(C−1)第3の実施形態の構成
図7は、第3の実施形態の光パケット送信装置の概略構成を示すブロック図である。
(C-1) Configuration of Third Embodiment FIG. 7 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an optical packet transmission device according to the third embodiment.
図7において、第3の実施形態の光パケット送信装置900も、第1の実施形態の光パケット送信装置100とほぼ同様に、電気処理系統として、バッファ901及びコーダ904を有し、光処理系統として、e/o変換器902、位相変調器903、ドライバ905及び遅延器906を有する。
In FIG. 7, the optical
第1の実施形態との相違は、主に、バッファ901が3種類の宛先のパケット信号をバッファリングして順次出力する点、コーダ904が3種類の宛先別のコードを出力する点である。
The difference from the first embodiment is mainly that the
(C−2)第3の実施形態の動作
次に、第3の実施形態の光パケット送信装置の動作を、図7に加え、図8及び図9を参照しながら説明する。
(C-2) Operation of Third Embodiment Next, the operation of the optical packet transmission apparatus of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9 in addition to FIG.
3系統から入力された宛先a、b、cが異なるパケットは、バッファ901に蓄積された後、図8に示すように、バッファ901から順次出力される。バッファ901から出力されたパケット(電気信号)S901は2分岐され、それぞれの分岐パケットは、e/o変換器902及びコーダ904に入力される。e/o変換器902に与えられたパケットは、所定波長の光信号(光パケット)に変換された後、遅延器906によって、所定の遅延が付与されて位相変調器903に入射される。
Packets with different destinations a, b, and c input from the three systems are accumulated in the
一方、コーダ904は、入力パケットの宛先に応じ、宛先を表すコードS904を出力する。コーダ904は、パケットの宛先がa、b、cの3系統であるため、例えば、宛先がaの場合には「L」レベル、宛先がbの場合は「M(中間値)」レベル、宛先がcの場合には「H」レベルを出力する。
On the other hand, the
第3の実施形態も、ギガビットイーサに準じているとする。ギガビットイーサのパケットでは、パケットの先頭を示すために、32ビットの10連が存在し、コーダ904は、このプリアンブルにタイミングを合わせて、「L」、「M」又は「H」レベルの信号を排出する。
It is assumed that the third embodiment also conforms to Gigabit Ethernet. In the gigabit ether packet, there are 10 32-bit sequences to indicate the head of the packet, and the
コーダ904からの出力信号は、ドライバ905に入力され、位相変調器903を駆動するための信号となる。例えば、コーダ904からの出力信号は、ドライバ905により、「L」、「M」又は「H」レベルに応じた電圧VL、VM又はVHに増幅され、位相変調器903を駆動する。
An output signal from the
位相変調器903では、図9に示すように、ドライバ905からの出力電圧VL、VM、VHに対し、宛先aでの位相を基準(0)として、宛先bでは位相π/3、宛先cでは位相πが与えられる。
In the
なお、遅延器906により、コーダ904の出力信号の遅延は補正され、位相変調器903による位相変調のタイミングが、パケットの変化するタイミングと合致するように設定される。
The delay of the output signal of the
(C−3)第3の実施形態の効果
第3の実施形態によれば、新たな宛先判別用のビットを挿入することなく、光パケット信号の3つ(又は3以上)の宛先に対し、光位相信号を与えることができる。
(C-3) Effect of Third Embodiment According to the third embodiment, three (or three or more) destinations of an optical packet signal can be obtained without inserting new destination discrimination bits. An optical phase signal can be provided.
(D)第4の実施形態
次に、本発明の第4の実施形態を、図面を参照しながら説明する。ここで、第4の実施形態は、本発明による光パケット受信装置の実施形態であり、第3の実施形態の光パケット送信装置に対応するものである。第4の実施形態の光パケット受信装置は、3個の通信端末を収容している装置に設けられていても良く、中継局としての光パケットスイッチに設けられていても良く、第3の実施形態の光パケット送信装置が送信した光パケットを、光信号の状態でスイッチング(宛先別の分離)を行なう機能を有するものである。
(D) Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the fourth embodiment is an embodiment of the optical packet receiver according to the present invention, and corresponds to the optical packet transmitter of the third embodiment. The optical packet receiving apparatus of the fourth embodiment may be provided in an apparatus that accommodates three communication terminals, or may be provided in an optical packet switch as a relay station. The optical packet transmitting apparatus having the configuration has a function of performing switching (separation for each destination) in an optical signal state.
第3の実施形態の光パケット送信装置と第4の実施形態の光パケット受信装置とを含む光パケット伝送システムは、本発明の光パケット伝送システムの実施形態となっている。 An optical packet transmission system including the optical packet transmission apparatus of the third embodiment and the optical packet reception apparatus of the fourth embodiment is an embodiment of the optical packet transmission system of the present invention.
(D−1)第4の実施形態の構成
図10は、第4の実施形態の光パケット受信装置の概略要部構成を示すブロック図である。
(D-1) Configuration of Fourth Embodiment FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a main part of an optical packet receiving device of the fourth embodiment.
第4の実施形態の光パケット受信装置200は、入力信号及び出力信号共に光信号であり、処理系統は、光処理系統及び電気処理系統で構成されている。
In the optical
光処理系統は、第1のカプラ201、干渉計202、e/o変換器203、クロック抽出器207、3つのゲート210〜212、遅延器216、第2、第3のカプラ217、218により構成され、電気処理系統は、3つの移相量切り分け回路204、205、206、宛先決定回路208、デコーダ209、3つのドライバ220、221、222で構成されている。
The optical processing system includes a
ここで、第2の実施形態と同一名称の構成要素は、第2の実施形態の構成要素と同様な機能を発揮するものである。 Here, the component having the same name as that of the second embodiment exhibits the same function as the component of the second embodiment.
各移相量切り分け回路204、205、206はそれぞれ、例えば、入力電圧レベルを、自己に割り当てられている閾値レベルと比較するコンパレータ及びその出力をラッチするラッチ回路でなり、相前後するパケットでの位相変化(移相量)が、閾値レベルに1対1で対応した移相量より大きいか否かを判別してクロックに同期してラッチするものである。移相量切り分け回路204は移相量(絶対値)が少なくともπ/3以上の場合に有意と判別するような閾値レベルに選定され、移相量切り分け回路205は移相量(絶対値)が少なくとも2π/3以上の場合に有意と判別するような閾値レベルに選定され、移相量切り分け回路206は移相量(絶対値)が少なくともπの場合に有意と判別するような閾値レベルに選定されている。
Each of the phase shift
宛先決定回路208は、移相量切り分け回路204、205及び206からの出力信号と、自回路208からの2ビット前の出力信号(2ビットでなる)とから、パケットの宛先を規定する2ビットの信号を出力する。なお、図11は、宛先決定回路208による決定処理の真理値表を示す図表であるが、これについては、後述する動作説明で明らかにする。
The
デコーダ209は、宛先決定回路208から出力されたパケットの宛先を規定する2ビット信号をデコードし、3出力線のうち、その宛先に係る出力線のみに有意な信号を出力するものである。
The
デコーダ209は、例えば、図12に示すような、4つのAND回路20903、20904、20905、20906と、3つのラッチ用フリップフロップ20907、20908、20909とで構成できる。
The
(D−2)第4の実施形態の動作
次に、第4の実施形態の光パケット受信装置の動作を、図10及び図11に加え、図13を参照しながら説明する。図13は、第4の実施形態の光パケット受信装置の各部タイミングチャートである。
(D-2) Operation of the Fourth Embodiment Next, the operation of the optical packet reception device of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 13 in addition to FIG. 10 and FIG. FIG. 13 is a timing chart of each part of the optical packet receiver according to the fourth embodiment.
入力端219より入力された光パケット信号S219は、第3の実施形態の光パケット送信装置が送信したものであり、図13に示すように、宛先aを基準として、宛先bでは1/3π、宛先cではπの光位相信号を有している。この入力光パケット信号S219は、第1のカプラ201で一部分岐され、さらに第2のカプラ217で2分岐された後、干渉計202及びクロック抽出器207に入力される。
The optical packet signal S219 input from the
干渉計202は、第2の実施形態の干渉計303と同一構成(図5参照)のものであり、干渉計202では、入力光信号が、その2ビット前の光信号と位相比較される。このため、干渉計202からの出力信号S202は、図13に示すように、パケットの宛先が変化する毎に、1ビット幅の信号を出力する。
The
具体的に説明すると、入力光信号におけるパケットの宛先がaからbへ、若しくは、bからaへ変わったときには位相差(位相変化;移相量)は1/3πであり、パケットの宛先がaからcへ、若しくは、cからaへ変わったときには位相差はπであり、パケットの宛先がbからcへ、若しくは、cからbへ変わったときには位相差は2/3πである。 More specifically, when the destination of the packet in the input optical signal changes from a to b, or from b to a, the phase difference (phase change; phase shift amount) is 1 / 3π, and the destination of the packet is a The phase difference is π when changing from c to c, or from c to a, and the phase difference is 2 / 3π when the packet destination changes from b to c or from c to b.
図14は、光信号の2ビットずれたタイミングでの位相差に対する、干渉計202の出力レベルを表したものである。図14に示すように、位相差に対して、出力レベルが対応するため、位相差がない場合(位相差0)には、VLレベルが出力され、1/3πの位相差に対してVM1レベルが出力され、2/3πの位相差に対してVM2レベルが出力され、πの位相差に対してVHレベルが出力される。
FIG. 14 shows the output level of the
干渉計202からの出力信号S202(図13参照)は、o/e変換器203によって電気信号に変換された後、3分岐され、それぞれ移相量切り分け回路204、205、206へ入力される。
The output signal S202 (see FIG. 13) from the
第1の移相量切り分け回路204では、図13に記載の値Vth1(VL〜VM1間の値)以上の値に対し、クロックに同期してラッチして「1」レベルの信号S204を出力する。第2の移相量切り分け回路205では、図13に記載の閾値Vth2(VM1〜VM2間の値)以上の値に対し、クロックに同期してラッチして「1」レベルの信号S205を出力する。第3の移相量切り分け回路206では、図13に記載の閾値Vth3(VM2〜VH間の値)以上の値に対し、クロックに同期してラッチして「1」レベルの信号S206を出力する。
The first phase shift
次に、これら信号S204〜S206は宛先決定回路208に入力される。宛先決定回路208の出力信号S2081及びS2082は、2ビット遅延されて宛先決定回路208に再度入力される。
Next, these signals S204 to S206 are input to the
宛先決定回路208では、図11で示した真理値の図表に従った出力信号S2081及びS2082が形成されて出力される。この第4の実施形態では、宛先aに対しては、信号S2081及びS2082として「00」が割り当てられ、宛先bに対しては、信号S2081及びS2082として「01」が割り当てられ、宛先cに対しては、信号S2081及びS2082として「11」が割り当てられている。
The
例えば、宛先bから宛先cに変化した場合には、位相差が2/3πであるので、移相量切り分け回路204〜206からの出力信号S204〜S206は「110」となり、宛先決定回路208からのそれまでの出力信号S2081及びS2082が宛先bを表す「01」であるので、宛先決定回路208は、図11に従い、出力信号S2081及びS2082を宛先cを表す「11」に変更する。なお、図11から明らかなように、宛先決定回路208は、位相変化がない場合には、出力信号S2081及びS2082の内容を維持する。
For example, when the destination b is changed to the destination c, since the phase difference is 2 / 3π, the output signals S204 to S206 from the phase shift
宛先決定回路208からの出力信号S2081及びS2082はデコーダ209へ入力される。デコーダ209は、入力信号S2081及びS2082が「00」の場合は出力信号S2091の出力レベルのみを「H」にし、入力信号S2081及びS2082が「01」の場合は出力信号S2092の出力レベルのみは「H」とし、入力信号S2081及びS2082が「11」の場合は出力信号S2093の出力レベルのみを「H」とする。それぞれの出力信号S2091〜S2093は、フリップフロップによりラッチされている。
Output signals S2081 and S2082 from the
これら信号S2091〜S2093はそれぞれ、対応するドライバ220、221、222で増幅され、対応するゲート210、211、212へ、ゲート制御信号として入力される。
These signals S2091 to S2093 are amplified by the corresponding
また、第1のカプラ201を通過した光パケット信号は、遅延器216によって所定の遅延が付与された後、第3のカプラ218で3分岐され、各ゲート210、211、212へ入力される。
The optical packet signal that has passed through the
各ゲート210、211、212では、対応する上記信号S2091、S2092、S2093が「H」レベルのときに、入力信号を通過させ、その結果、各ゲート210、211、212からの出力信号S210、S211、S212はそれぞれ、所定の宛先のパケット信号のみを分離抽出したものとなる。
Each of the
なお、遅延器216は、各ゲート210、211、212へ入力される光パケット信号と、ゲート制御信号S2091、S2092、S2093とのタイミングを合わせるものである。
The
(D−3)第4の実施形態の効果
以上のように、第4の実施形態によれば、複数(3以上)の宛先を持つ場合でも、新たな宛先判別用のビットを挿入することなく、光パケット信号のパケット間位相差情報を用いて、光信号の状態でパケットスイッチングを提供することができ、パケットスイッチングの高速化を実現できる。
(D-3) Effect of Fourth Embodiment As described above, according to the fourth embodiment, even when there are a plurality (three or more) of destinations, a new destination discrimination bit is not inserted. The packet switching can be provided in the state of the optical signal using the inter-packet phase difference information of the optical packet signal, and the packet switching can be speeded up.
(E)第5の実施形態
次に、本発明の第5の実施形態を、図面を参照しながら説明する。ここで、第5の実施形態も、本発明による光パケット送信装置の実施形態である。
(E) Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the fifth embodiment is also an embodiment of the optical packet transmitter according to the present invention.
上述した第1の実施形態の光パケット送信装置及び第2の実施形態の光パケット受信装置や、第3の実施形態の光パケット送信装置及び第4の実施形態の光パケット受信装置は、光パケット全体の位相を宛先毎に変えるものである。しかし、干渉計の感度の制約などにより、宛先数が少ない場合に有効なものである。 The optical packet transmitter of the first embodiment and the optical packet receiver of the second embodiment, the optical packet transmitter of the third embodiment, and the optical packet receiver of the fourth embodiment described above are optical packets. The entire phase is changed for each destination. However, this is effective when the number of destinations is small due to sensitivity limitations of the interferometer.
第5の実施形態は、多数の宛先へ対応できる光パケット送信装置の技術思想を具現化したものであり、以下では、説明の簡単化のために、宛先が2通りの場合で説明する。 The fifth embodiment embodies the technical idea of an optical packet transmission apparatus that can handle a large number of destinations, and will be described below in the case of two destinations for the sake of simplicity.
(E−1)第5の実施形態の構成
図15は、第5の実施形態の光パケット送信装置の概略構成を示すブロック図である。
(E-1) Configuration of Fifth Embodiment FIG. 15 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an optical packet transmission device of the fifth embodiment.
図15において、第5の実施形態の光パケット送信装置400は、光処理系統と電気処理系統とから構成され、電気処理系統として、バッファ401、コーダ408、ラッチ回路403、XOR(イクスクルーシブオア)回路404、ドライバ405を有し、光処理系統として、e/o変換器402、位相変調器406、及び遅延器407を有する。
15, the optical
第1の実施形態と同一名称の構成要素は、第1の実施形態の構成要素と同様な機能を発揮するものである。 A component having the same name as that of the first embodiment exhibits the same function as the component of the first embodiment.
ラッチ回路403は、コーダ408から出力された宛先を示すコードをラッチするものである。
The
XOR回路404は、コーダ408からの出力信号と、ラッチ回路403からの出力信号との一致不一致判定を行い、宛先変化を検出するものである。
The
(E−2)第5の実施形態の動作
次に、第5の実施形態の光パケット送信装置の動作を、図15に加え、図16を参照しながら説明する。
(E-2) Operation of Fifth Embodiment Next, the operation of the optical packet transmission apparatus of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. 16 in addition to FIG.
2系統から入力されたパケット信号は、バッファ401に蓄積され、順次出力される。バッファ401から出力された信号は、e/o変換器402によって、光信号に変換された後、遅延器407を介して位相変調器406に与えられる。
Packet signals input from the two systems are accumulated in the
また、バッファ401から出力された信号は、一部分岐されて、コーダ408にも入力される。コーダ408においては、パケットの宛先がaであれば「0」を、宛先bであれば「1」を排出する。
Further, the signal output from the
このコードはラッチ回路403に入力される。ラッチ回路403によってラッチされた信号は、次に、ラッチ信号が変わるまで(宛先が変わるまで)保持され、XOR回路404に入力される。
This code is input to the
XOR回路404にはコーダ408の出力コードも入力され、1ビット前のラッチ回路403の出力と比較される。XOR回路404からの出力信号は、宛先が変わった場合に「1」をとり、宛先変化がない場合には「0」をとる。
The output code of the
XOR回路404からの「1」レベルの出力信号は、ドライバ405により増幅された後、位相変調器406へ入力される。
The “1” level output signal from the
その結果、位相変調器405へ入力された光パケット信号は、XOR回路404からの出力信号が「1」レベルととっている期間だけ、他の期間とは異なる位相変調を受ける。ここで、ドライバ405からの出力信号は、光パケット信号の位相をπだけ変化させるのに必要な電圧を有している。コーダ408からXOR回路405までに生じる電気信号の遅延は、遅延器407で吸収される。
As a result, the optical packet signal input to the
この第5の実施形態の光パケット送信装置は、ギガビットイーサの信号に適用可能であり、図16に示すように、例えば、プリアンブルの第3ビット目に、1ビットの位相変調ビットを有する光パケット信号を出力する。 The optical packet transmitting apparatus according to the fifth embodiment is applicable to a gigabit ether signal. For example, as shown in FIG. 16, an optical packet having one phase modulation bit in the third bit of the preamble. Output a signal.
(E−3)第5の実施形態の効果
上記第5の実施形態によれば、各宛先毎に、光位相を割り当てることなく、新たな宛先区別用ビットを付加せずに、宛先が変化したことを特徴付ける位相変調ビットを、光パケット信号に付与することができる。
(E-3) Effect of Fifth Embodiment According to the fifth embodiment, the destination is changed without assigning an optical phase and adding a new destination distinguishing bit for each destination. A phase modulation bit characterizing this can be added to the optical packet signal.
(F)第6の実施形態
次に、本発明の第6の実施形態を、図面を参照しながら説明する。ここで、第6の実施形態は、本発明による光パケット受信装置の実施形態であり、第5の実施形態の光パケット送信装置に対応するものである。第6の実施形態の光パケット受信装置は、2個の通信端末を収容している装置に設けられていても良く、中継局としての光パケットスイッチに設けられていても良く、第5の実施形態の光パケット送信装置が送信した光パケットを、光信号の状態でスイッチング(宛先別の分離)を行なう機能を有するものである。
(F) Sixth Embodiment Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the sixth embodiment is an embodiment of the optical packet receiver according to the present invention, and corresponds to the optical packet transmitter of the fifth embodiment. The optical packet receiving apparatus of the sixth embodiment may be provided in an apparatus that accommodates two communication terminals, or may be provided in an optical packet switch as a relay station. The optical packet transmitting apparatus having the configuration has a function of performing switching (separation for each destination) in an optical signal state.
第5の実施形態の光パケット送信装置と第6の実施形態の光パケット受信装置とを含む光パケット伝送システムは、本発明の光パケット伝送システムの実施形態となっている。 An optical packet transmission system including the optical packet transmitter of the fifth embodiment and the optical packet receiver of the sixth embodiment is an embodiment of the optical packet transmission system of the present invention.
(F−1)第6の実施形態の構成
図17は、第6の実施形態の光パケット受信装置の概略要部構成を示すブロック図である。
(F-1) Configuration of Sixth Embodiment FIG. 17 is a block diagram illustrating a schematic configuration of main parts of an optical packet reception device according to the sixth embodiment.
第6の実施形態の光パケット受信装置1400は、入力信号及び出力信号共に光信号であり、処理系統は、光処理系統及び電気処理系統で構成されている。光処理系統は、第1のカプラ1402、干渉計1403、o/e変換器1404、クロック抽出器1406、光スイッチ1408、第2のカプラ1411、遅延器1412で構成され、電気処理系統は、トグル・フリップフロップ1405、AND回路1407、2ビット遅延器1413、第1のドライバ1414、第2のドライバ1415で構成される。また、光スイッチ1408は、第3のカプラ14081、第1のゲート14082、第2のゲート14083で構成されている。
In the optical
ここで、第2の実施形態と同一名称の構成要素は、第2の実施形態の構成要素と同様な機能を発揮するものである。 Here, the component having the same name as that of the second embodiment exhibits the same function as the component of the second embodiment.
2ビット遅延器1413は、o/e変換器1404の出力信号を2ビット期間だけ遅延させるものである。
The 2-
AND回路1407は、o/e変換器1404の出力信号と、ビット遅延器1413のAND(論理積)演算を行うものである。
The AND
(F−2)第6の実施形態の動作
次に、第6の実施形態の光パケット受信装置の動作を、図17に加え、図18を参照しながら説明する。図18は、第6の実施形態の光パケット受信装置の各部タイミングチャートである。
(F-2) Operation of Sixth Embodiment Next, the operation of the optical packet receiving apparatus of the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 18 in addition to FIG. FIG. 18 is a timing chart of each part of the optical packet receiver according to the sixth embodiment.
入力された光信号S1401は、第1のカプラ1402で一部分岐され、クロック抽出器1406と干渉計1403とに入力される。
The input optical signal S1401 is partially branched by the
クロック抽出器1406では、当該受信装置内の同期をとるために、受信光信号から必要なクロック成分を抽出して各部に供給する。
The
干渉計1403では、入力光信号と、その入力光信号の2ビット前との光位相比較が行なわれ、位相が合っていた場合に「0」を、位相が合っていない場合には「1」をとる信号S1403が出力される。
The
上述したように、当該光パケット受信装置への入力光信号S1401は、第5の実施形態の光パケット送信装置が出力したものであり、宛先が変化した場合には、パケットの先頭から3ビット目に、宛先変更を示す位相変調が付与されている。このため、干渉計1403からの出力信号S1403は、光パケットの宛先が変わった場合に、プリアンブル期間の第3ビット目と第5ビット目に「1」が生じる。
As described above, the input optical signal S1401 to the optical packet receiver is output by the optical packet transmitter of the fifth embodiment. When the destination changes, the third bit from the head of the packet is changed. In addition, phase modulation indicating change of destination is given. Therefore, in the output signal S1403 from the
この信号S1403は、o/e変換器1404で電気信号に変換された後、2分岐され、一方の分岐信号は2ビット遅延器1413を介して2ビット期間だけ遅延されてAND回路1407へ入力され、他方の分岐信号は直接AND回路1407へ入力される。
This signal S1403 is converted into an electric signal by the o /
従って、AND回路1407からの出力信号S1407は、プリアンブル期間の第5ビット目に「1」となる。この信号S1407は、トグル・フリップフロップ1405に入力されており、この信号S1407に「1」が生じる毎に、トグル・フリップフロップ1405からの出力信号S14051(Q出力)、S14052(Q/出力)は、論理レベルを反転させる。
Accordingly, the output signal S1407 from the AND
トグル・フリップフロップ1405からの出力信号S14051(Q出力)、S14052(Q/出力)はそれぞれ、対応するドライバ1414、1415で増幅された後、対応するゲート14082、14083へゲート制御信号として入力される。
Output signals S14051 (Q output) and S14052 (Q / output) from the toggle flip-
第1のカプラ1402を通過した光パケット信号は、遅延器1412を介して所定の遅延が付与された後、第3のカプラ14081で2分岐され、各ゲート14082、14083へ入力される。
The optical packet signal that has passed through the
各ゲート14082、14083はそれぞれ、入力光信号を、ゲート制御信号S14051、S14052に従って通過制御し、その結果、各ゲート14082、14083からは、宛先a、b毎に分離された光パケット信号S14082、S14083が出力される。
The
(F−3)第6の実施形態の効果
上記第6の実施形態によれば、光パケット信号の先頭側のビットにつけた1ビットの位相変調ビットを識別し、宛先が変わった場合に、光信号の状態を維持したままスイッチング(宛先別パケットの分離抽出)を行なうことができる。
(F-3) Effect of Sixth Embodiment According to the sixth embodiment, one phase modulation bit attached to the leading bit of the optical packet signal is identified, and when the destination changes, the optical Switching (separation and extraction of destination-specific packets) can be performed while maintaining the signal state.
(G)第7の実施形態
次に、本発明の第7の実施形態を、図面を参照しながら説明する。ここで、第7の実施形態も、本発明による光パケット送信装置の実施形態である。
(G) Seventh Embodiment Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the seventh embodiment is also an embodiment of the optical packet transmitter according to the present invention.
第7の実施形態の光パケット送信装置も、第5の実施形態と同様な技術思想に基づくものであり、宛先が3以上(以下では3を例に説明する)の場合の実施形態である。 The optical packet transmission apparatus according to the seventh embodiment is also based on the same technical idea as that of the fifth embodiment, and is an embodiment when the destination is 3 or more (hereinafter, 3 will be described as an example).
(G−1)第7の実施形態の構成
図19は、第7の実施形態の光パケット送信装置の概略構成を示すブロック図である。
(G-1) Configuration of Seventh Embodiment FIG. 19 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an optical packet transmission device according to the seventh embodiment.
図19において、第7の実施形態の光パケット送信装置1600は、光処理系統と電気処理系統とから構成され、電気処理系統として、バッファ1601、ラッチ回路1603、第1のコーダ1608、第2のコーダ1604、ドライバ1605及び遅延器(電気遅延器)1609を有し、光処理系統として、e/o変換器1602、位相変調器1606及び遅延器(光遅延器)1607を有する。
In FIG. 19, an optical
ドライバ1605、バッファ1601、e/o変換器1602、位相変調器1606及び遅延器1607は、第1の実施形態の対応要素と同様な機能を果たすものである。
The
第1のコーダ1608は、バッファ1601から順次出力されたパケットの宛先に応じたコード(宛先が3通りであるので2ビット)を出力するものである。
The
ラッチ回路1603は、第1のコーダ1608から出力された宛先コードをラッチするものである。
The
遅延器1609は、第1のコーダ1608から出力された宛先コードを所定時間だけ遅延させるものである。
The
第2のコーダ1604は、ラッチ回路1603によるラッチ宛先コードと、遅延器1609からの宛先コードとから、宛先の変化量に応じたタイミングパターンを有するコードを出力するものである。ここで、宛先をa、b、cとし、a→b→c→a…の巡回方向を考えると、巡回方向での次の要素への宛先変化、すなわち、a→bと、b→cと、c→aは同じ宛先変化量(第1の宛先変化量)であり、巡回方向に一つ飛ばした次の要素への宛先変化、すなわち、a→cと、b→aと、c→bは同じ宛先変化量(第2の宛先変化量)であり、第2のコーダ1604は、このような宛先変化量に応じたコード(コードパターン)を出力する。
The
(G−2)第7の実施形態の動作
次に、第7の実施形態の光パケット送信装置の動作を、図19に加え、図20を参照しながら説明する。
(G-2) Operation of Seventh Embodiment Next, the operation of the optical packet transmission apparatus of the seventh embodiment will be described with reference to FIG. 20 in addition to FIG.
3系統から入力されたパケット信号は、バッファ1601に蓄積され、順次出力される。バッファ1601から出力された信号は、e/o変換器1602によって、光信号に変換された後、遅延器1607を介して遅延されて位相変調器1606に与えられる。
Packet signals input from the three systems are accumulated in the
また、バッファ1601から出力された信号は、一部分岐されて第1のコーダ1608に入力される。第1のコーダ1608では、パケットの宛先によって、2ビット信号を出力する。例えば、宛先がaであれば「00」を、宛先がbであれば「01」、宛先がcであれば「11」を出力する。
In addition, the signal output from the
このような2ビット信号は2分岐され、一方の分岐2ビット信号はラッチ回路1603に入力されてラッチされ、そのラッチ出力が、第2のコーダ1604に入力される。他方の分岐2ビット信号は、遅延器1609によって、パケットの1ビット期間だけ遅延された後、第2のコーダ1604に入力される。
Such a 2-bit signal is branched into two, and one branched 2-bit signal is input to the
第2のコーダ1604では、前パケットとの宛先を比較し、パケットのプリアンブルに同期させ、プリアンブルの第3ビット目から第5ビット目のタイミングに応じた3ビットの信号S1604(S16041、S16042、S16043)をシリアル出力する。
The
この第7の実施形態も、ギガビットイーサに準じているとし、a、b、cの宛先があるとする。第2のコーダ1604は、相前後するパケットで宛先が変わらないときは「000」をシリアル出力し、相前後するパケットで宛先がa→b、b→c、c→aのように1段階変わるときには「100」をシリアル出力し、相前後するパケットで宛先がa→c、b→a、c→bのように2段階変わるときには「101」をシリアル出力する。
It is assumed that the seventh embodiment also conforms to gigabit ether and has destinations a, b, and c. The
第2のコーダ1604からの出力信号は、ドライバ1605により増幅されて位相変調器1606へ入力される。
The output signal from the
e/o変換器1602で光信号へ変換されたパケット信号は、遅延器1607を介して位相変調器1606へ入力され、ドライバ1605により増幅された信号により位相変調を受ける。ドライバ1605からの出力信号は、光信号の位相をπだけ変化させるのに必要な電圧を有している。
The packet signal converted into an optical signal by the e /
第1のコーダ1608から、第2のコーダ1604までに生じる電気的な処理遅延は、上述した遅延器1607の機能により吸収される。
The electrical processing delay that occurs from the
上述のように、この第7の実施形態の光パケット送信装置は、プリアンブルの第3、第4、第5ビット目に、宛先を規定する3ビットの位相変調ビットを有する光信号を出力する。 As described above, the optical packet transmitting apparatus according to the seventh embodiment outputs an optical signal having 3 phase modulation bits defining the destination at the third, fourth, and fifth bits of the preamble.
(G−3)第7の実施形態の効果
第7の実施形態によれば、宛先毎に、光位相を割り当てることなく、宛先が変化したことを特徴付ける3ビットの位相変調ビットを、光パケット信号に付与することができる。
(G-3) Effect of Seventh Embodiment According to the seventh embodiment, for each destination, an optical packet signal is obtained by assigning 3 phase modulation bits characterizing that the destination has changed without assigning an optical phase to the destination. Can be granted.
なお、この第7の実施形態で示した方法を拡張すれば、さらに多数の宛先を付与できる光パケット送信装置を容易に実現できる。 If the method shown in the seventh embodiment is expanded, an optical packet transmitter capable of providing a larger number of destinations can be easily realized.
(H)第8の実施形態
次に、本発明の第8の実施形態を、図面を参照しながら説明する。ここで、第8の実施形態は、本発明による光パケット受信装置の実施形態であり、第7の実施形態の光パケット送信装置に対応するものである。第8の実施形態の光パケット受信装置は、3個の通信端末を収容している装置に設けられていても良く、中継局としての光パケットスイッチに設けられていても良く、第7の実施形態の光パケット送信装置が送信した光パケットを、光信号の状態でスイッチング(宛先別の分離)を行なう機能を有するものである。
(H) Eighth Embodiment Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the eighth embodiment is an embodiment of the optical packet receiving apparatus according to the present invention, and corresponds to the optical packet transmitting apparatus of the seventh embodiment. The optical packet receiving apparatus according to the eighth embodiment may be provided in an apparatus that accommodates three communication terminals, or may be provided in an optical packet switch as a relay station. The optical packet transmitting apparatus having the configuration has a function of performing switching (separation for each destination) in an optical signal state.
第7の実施形態の光パケット送信装置と第8の実施形態の光パケット受信装置とを含む光パケット伝送システムは、本発明の光パケット伝送システムの実施形態となっている。 An optical packet transmission system including the optical packet transmission device of the seventh embodiment and the optical packet reception device of the eighth embodiment is an embodiment of the optical packet transmission system of the present invention.
(H−1)第8の実施形態の構成
図21は、第8の実施形態の光パケット受信装置の概略要部構成を示すブロック図である。
(H-1) Configuration of Eighth Embodiment FIG. 21 is a block diagram illustrating a schematic main configuration of an optical packet reception device according to the eighth embodiment.
第8の実施形態の光パケット受信装置は、入力、出力とも光信号であり、光処理系統と電気処理系統で構成されている。光処理系統は、第1のカプラ1902、干渉計1903、o/e変換器1904、クロック抽出器1906、光スイッチ1908、第2のカプラ1915、遅延器1914で構成されている。また、電気処理系統は、XOR回路1907、2ビット遅延器1905、カウンタ1909、ファンクションジェネレータ1910、第1のドライバ1916、第2のドライバ1917、第3のドライバ1918で構成されている。また、光スイッチ1908は、第3のカプラ19081、第1のゲート19082、第2のゲート19083、第3のゲート19084で構成されている。
The optical packet receiving apparatus of the eighth embodiment is an optical signal for both input and output, and is composed of an optical processing system and an electrical processing system. The optical processing system includes a
ここで、第6の実施形態と同一名称の構成要素は、第6の実施形態の構成要素と同様な機能を発揮するものである。 Here, the component having the same name as that of the sixth embodiment exhibits the same function as the component of the sixth embodiment.
XOR回路1907は、o/e変換器1904の出力信号と、2ビット遅延器1905の出力信号との論理レベルの一致不一致を判定するものである。
The
カウンタ1909は、新たなパケットのプリアンブル期間におけるXOR回路1907からの一致出力をカウントするものである。カウンタ1909は、例えば、2進カウンタであり、2個の入力パルス毎にキャリーを出力すると共に、リセットするものである。
The
ファンクションジェネレータ1910は、それまでの宛先と、カウンタ1909からのカウント値とから、新たなパケットの宛先を決定し、3出力線のうち、決定した宛先に対する出力線にのみ「1」出力を送出するものである。
The
(H−2)第8の実施形態の動作
次に、第8の実施形態の光パケット受信装置の動作を、図21に加え、図22及び図23を参照しながら説明する。図22及び図23は、第8の実施形態の光パケット受信装置の各部タイミングチャートである。
(H-2) Operation of Eighth Embodiment Next, the operation of the optical packet receiving apparatus of the eighth embodiment will be described with reference to FIGS. 22 and 23 in addition to FIG. 22 and 23 are timing charts of each part of the optical packet receiving apparatus according to the eighth embodiment.
入力された信号S1901は、第1のカプラ1902及び第2のカプラ1915による分岐を経て、クロック抽出器1906と干渉計1903に入力される。
The
クロック抽出器1906は、当該受信装置内の同期をとるために、入力信号から必要なクロック成分を抽出する。
The
干渉計1903では、2ビット前との光位相比較が行なわれ、位相が合っていた場合には「0」を出力し、位相が合っていない場合には「1」を出力する。
The
第7の実施形態の光パケット送信装置から出力された信号S1901は、宛先がa→b、b→c、c→aのように1つシフトした場合には、パケットの先頭から3ビット目にパケット変更を示す位相変調が付与されており、宛先がa→c、b→a、c→bのように宛先が2つシフトした場合には、先頭から3ビット目と5ビット目にパケット変更を示す位相変調が付与されている。このため、光パケット信号の宛先が変わった場合、干渉計1903の出力信号S1903は、宛先が1つシフトした場合には、第3ビット目と第5ビット目に、宛先が2つシフトした場合には、第3ビット目と第7ビット目に「1」が生じる。
The signal S1901 output from the optical packet transmitter of the seventh embodiment is the third bit from the beginning of the packet when the destination is shifted by one such as a → b, b → c, c → a. When phase modulation indicating packet change is added and the destination is shifted by 2 such as a → c, b → a, c → b, the packet is changed to the 3rd and 5th bits from the beginning. Is given phase modulation. Therefore, when the destination of the optical packet signal is changed, the output signal S1903 of the
この信号S1903は、o/e変換器1404で電気信号に変換された後、2分岐され、一方の分岐信号は2ビット遅延器1403を介して2ビット期間だけ遅延されてXOR回路1907へ入力され、他方の分岐信号は直接XOR回路1907へ入力される。その結果、XOR回路1407からの出力信号S1907は、宛先が1つシフトした場合には、第3ビット目と第7ビット目が「1」となり、また、宛先が2つシフトした場合には、第3ビット、第5ビット、第7ビット、第9ビット目が「1」となる。
This signal S1903 is converted into an electrical signal by the o /
XOR回路1407からの出力信号S1907はカウンタ1909に入力される。カウンタ1909では、出力信号S1907における「1」を2個計数する毎に信号を出力する。従って、カウンタ1909は、プリアンブル期間において、宛先が1つシフトした場合には、信号を1回出力し、宛先が2つシフトした場合には、信号を2回出力する。
An output signal S1907 from the
ファンクションジェネレータ1910は、それまでの宛先から、カウンタ1909からの信号数(1又は2)だけ、宛先巡回方向にシフトさせた宛先を新たな宛先とし、ゲート制御信号S19101〜S19103のうち、新たな宛先に応じた信号だけを有意とする。
The
ゲート制御信号S19101〜S19103はそれぞれ、対応するドライバ1916、1917、1918で増幅された後、対応するゲート14082、14083、14084へ入力される。
Gate control signals S19101 to S19103 are amplified by corresponding
一方、第1のカプラ1902を通過した主信号S1901は、第3のカプラ19081で3分岐されて、各ゲート14082、14083、14084へ入力される。
On the other hand, the main signal S1901 that has passed through the
入力光信号は、ゲート制御信号S19101〜S19103に従い、それぞれ、第1のゲート19082、第2のゲート19083、第3のゲート19084を通過するため、第1のゲート19082は宛先aの光パケット信号S19082を、第2のゲート19083は宛先bの光パケット信号S19083を、第3のゲート19084は宛先cの光パケット信号S19084を出力する。
The input optical signal passes through the
(H−3)第8の実施形態の効果
第8の実施形態によれば、複数の宛先を持つ場合でも、光パケット信号のパケット間位相差情報を用いて、光信号の状態でパケットスイッチングを提供することができ、パケットスイッチングの高速化を実現することができる。
(H-3) Effect of Eighth Embodiment According to the eighth embodiment, even when there are a plurality of destinations, packet switching is performed in the state of the optical signal using the inter-packet phase difference information of the optical packet signal. It is possible to provide high-speed packet switching.
第8の実施形態で示した方法を拡張すれば、さらに多数の宛先に対し、スイッチングできる光パケット受信装置が構成可能である。 If the method shown in the eighth embodiment is expanded, an optical packet receiving apparatus capable of switching for a larger number of destinations can be configured.
(I)他の実施形態
光パケット受信装置の上記各実施形態では、干渉計として、図5に示したものを示したが、他の構成のものを適用しても良いことは勿論である。例えば、図24に示すような分岐光カプラと、遅延器と、結合光カプラでなるような反射を利用しないものであっても良い。なお、干渉処理のための時間遅延は、2ビット期間に限定されるものではない。
(I) Other Embodiments In each of the above embodiments of the optical packet receiver, the interferometer shown in FIG. 5 is shown, but it is needless to say that other configurations may be applied. For example, it may be one that does not use reflection such as a branched optical coupler, a delay device, and a coupled optical coupler as shown in FIG. Note that the time delay for interference processing is not limited to a 2-bit period.
また、干渉計が得た位相信号をゲート制御信号に変換する構成も、上記各実施形態のものに限定されるものではないことは勿論である。 Of course, the configuration for converting the phase signal obtained by the interferometer into the gate control signal is not limited to that in the above embodiments.
さらに、第3及び第4の実施形態では、0、π/3、πという3個の位相を用いる例を示したが、所望の干渉計出力を得ることができるものであれば、他の3個の位相を適用しても良いことは勿論である。 Furthermore, in the third and fourth embodiments, an example in which three phases of 0, π / 3, and π are used is shown. Of course, a single phase may be applied.
さらにまた、光パケット信号を分離するためのゲートも、EA変調器に限定されず、電気的なゲート制御信号により、通過、非通過を制御できるものであれば、他の素子を用いたものであっても良い。 Furthermore, the gate for separating the optical packet signal is not limited to the EA modulator, and any other element can be used as long as it can control passage and non-passage by an electrical gate control signal. There may be.
また、上述したように、宛先の数(信号の種類)は、2通りや3通りに限定されない。 Further, as described above, the number of destinations (signal types) is not limited to two or three.
さらに、第5〜第8の実施形態は、宛先の変化量に応じて位相を変化させるものであるため、通信初期の宛先が明確になっていることを要するが、通信前のネゴシエーションによって、光パケット送信装置と光パケット受信装置が通信初期の宛先を把握するようにしても良く、また、通信初期の宛先をある宛先aに固定する(通信データがない場合には、ダミーパケットとする)するようにしても良い。 Furthermore, since the fifth to eighth embodiments change the phase in accordance with the amount of change in the destination, it is necessary that the destination at the initial stage of communication be clear. The packet transmitting device and the optical packet receiving device may grasp the initial communication destination, and the initial communication destination is fixed to a certain destination a (if there is no communication data, a dummy packet is used). You may do it.
さらにまた、第7及び第8の実施形態では、宛先の変化量に応じて、位相変調ビットの数を変えるものを示したが、位相変調ビットを第3ビットに固定し、その位相を、宛先の変化量に応じて0、π/3、πのように変化させるようにしても良い。この場合、受信側での0、π/3、πの弁別は、第4の実施形態のように実行すれば良い。 In the seventh and eighth embodiments, the number of phase modulation bits is changed according to the amount of change in the destination. However, the phase modulation bit is fixed to the third bit, and the phase is changed to the destination. It may be changed to 0, π / 3, π in accordance with the amount of change. In this case, the discrimination of 0, π / 3, and π on the receiving side may be executed as in the fourth embodiment.
また、第5〜第8の実施形態は、宛先の変化量に応じて位相変調ビット位置の位相を変化させるものであったが、宛先の変化量に応じて、光パケットの全期間(又はほぼ全期間)の位相を変更するようにしても良い。 In the fifth to eighth embodiments, the phase of the phase modulation bit position is changed according to the change amount of the destination. However, the entire period (or almost all) of the optical packet is changed according to the change amount of the destination. The phase of all periods may be changed.
第1〜第4の実施形態は、宛先に応じて、光パケットの全期間の位相を変更するものであったが、宛先に応じて位相変調ビット位置の位相だけを変化させるものであっっても良い。 In the first to fourth embodiments, the phase of the entire period of the optical packet is changed according to the destination, but only the phase of the phase modulation bit position is changed according to the destination. Also good.
100、400、900、1600…光パケット送信装置、
101、401、901、1601…バッファ、
102、402、902、1602…e/o変換器、
103、406、903、1606…位相変調器、
104、408、904、1604、1608…コーダ、
200、300、1400、1900…光パケット受信装置、
202、303、1403、1903…干渉計、
203、304、1404、1904…o/e変換器、
204〜206…移相量切り分け回路、
207、306、1406、1906…クロック抽出器、
208…宛先決定回路、
209…デコーダ、
210〜212、3082、3083、14082、14083、19082〜19084…ゲート、
305、1405…トグル・フリップフロップ、
403、1603…ラッチ回路、
404、1907…XOR回路、
1407…AND回路、
1413、1609、1905…遅延器、
1909…カウンタ、
1910…ファンクションジェネレータ。
100, 400, 900, 1600 ... optical packet transmitter,
101, 401, 901, 1601 ... buffer,
102, 402, 902, 1602 ... e / o converter,
103, 406, 903, 1606 ... phase modulator,
104, 408, 904, 1604, 1608 ... coder,
200, 300, 1400, 1900 ... optical packet receiver,
202, 303, 1403, 1903 ... interferometer,
203, 304, 1404, 1904 ... o / e converter,
204 to 206 ... phase shift amount separation circuit,
207, 306, 1406, 1906 ... clock extractor,
208... Destination determination circuit,
209 ... Decoder,
210-212, 3082, 3083, 14082, 14083, 19082-19084 ... gate,
305, 1405 ... Toggle flip-flop,
403, 1603 ... latch circuit,
404, 1907 ... XOR circuit,
1407 AND circuit,
1413, 1609, 1905 ... delay devices,
1909 counter,
1910: Function generator.
Claims (12)
上記光送信信号の搬送波の位相を、与えられた位相制御信号に応じたものとする位相変調手段と、
上記光送信信号における各パケットの宛先に応じ、各パケットの搬送波の位相に宛先情報を付与するような上記位相制御信号を形成する位相制御手段と
を有することを特徴とする光パケット送信装置。 An electrical / optical conversion means for converting a serial electrical transmission signal in which packets of different destinations are mixed into an optical transmission signal;
Phase modulation means for making the phase of the carrier wave of the optical transmission signal correspond to a given phase control signal;
An optical packet transmission apparatus comprising: phase control means for forming the phase control signal to add destination information to the phase of the carrier wave of each packet according to the destination of each packet in the optical transmission signal.
上記位相制御手段によって、宛先情報として付与制御される各パケットの搬送波の位相が、そのパケットの宛先に1対1に対応していることを特徴とする光パケット送信装置。 The optical packet transmission device according to claim 1,
An optical packet transmission apparatus characterized in that the phase of a carrier wave of each packet that is given and controlled as destination information by the phase control means corresponds to the destination of the packet on a one-to-one basis.
全ての宛先を巡回的に配置した巡回方向が定まっている仮想的な円を考えた場合、上記位相制御手段によって、宛先情報として付与制御される各パケットの搬送波の位相が、その直前のパケットの宛先から現パケットの宛先への上記仮想的な円上での宛先変化量に対応するものであることを特徴とする光パケット送信装置。 The optical packet transmission device according to claim 1,
When considering a virtual circle in which the cyclic direction in which all the destinations are arranged cyclically is determined, the phase of each carrier wave that is assigned and controlled as the destination information by the phase control means is the phase of the packet immediately before it. An optical packet transmitter characterized by corresponding to the destination change amount on the virtual circle from the destination to the destination of the current packet.
上記位相制御手段は、上記位相変調手段に与える位相制御信号を、電気的なハードロジック回路により形成していることを特徴とする光パケット送信装置。The optical packet transmission apparatus, wherein the phase control means forms a phase control signal to be supplied to the phase modulation means by an electrical hard logic circuit.
上記位相制御手段によって、宛先情報として付与制御される搬送波の位相を、各パケットの全期間に対して付与することを特徴とする光パケット送信装置。 In the optical packet transmitter according to any one of claims 1 to 4 ,
An optical packet transmitting apparatus characterized in that a phase of a carrier wave that is controlled to be given as destination information by the phase control means is given to the entire period of each packet.
上記位相制御手段によって、宛先情報として付与制御される搬送波の位相を、各パケットの先頭側の位置に付与することを特徴とする光パケット送信装置。 In the optical packet transmitter according to any one of claims 1 to 4 ,
An optical packet transmitting apparatus characterized in that a phase of a carrier wave that is controlled to be added as destination information by the phase control means is added to a position on the head side of each packet.
上記各パケットの先頭側の位置として、1ビット期間を利用し、上記位相制御手段は、その1ビット期間の搬送波の位相を、宛先情報に応じて制御することを特徴とする光パケット送信装置。 The optical packet transmitter according to claim 6 , wherein
An optical packet transmitting apparatus, wherein a 1-bit period is used as a position on the head side of each packet, and the phase control means controls the phase of a carrier wave in the 1-bit period according to destination information.
上記各パケットの先頭側の位置として、複数ビット期間を利用し、上記位相制御手段は、その複数ビット期間の搬送波の位相の組み合わせを、宛先情報に応じて制御することを特徴とする光パケット送信装置。 The optical packet transmitter according to claim 6 , wherein
An optical packet transmission characterized in that a plurality of bit periods are used as a position on the head side of each packet, and the phase control means controls a combination of carrier phases in the plurality of bit periods according to destination information. apparatus.
上記光送信信号と、その光送信信号を所定時間だけ遅延させた遅延光送信信号と結合させて、搬送波の位相変化部分による強度変化部分を生じさせる干渉計手段と、
上記干渉計手段の出力信号における強度変化部分に基づき、上記光送信信号におけるパケットの宛先を決定して、決定した宛先に応じた上記ゲート手段へのゲート制御信号だけを通過を表すものとするゲート制御信号形成手段と
を有することを特徴とする光パケット受信装置。 A serial optical transmission signal in which the packets of different destinations are mixed and the phase of the carrier wave is changed according to the destination information is input, and the optical transmission signal is passed or not passed according to the given gate control signal. Performing as many gate means as the number of destinations;
Interferometer means for combining the optical transmission signal and a delayed optical transmission signal obtained by delaying the optical transmission signal by a predetermined time to generate an intensity change portion due to a phase change portion of the carrier;
Based on the intensity change part in the output signal of the interferometer means, the destination of the packet in the optical transmission signal is determined, and only the gate control signal to the gate means corresponding to the determined destination is represented as passing An optical packet receiving apparatus comprising: a control signal forming unit.
上記ゲート制御信号形成手段は、上記干渉計手段の出力信号における強度変化部分のレベルに基づき、搬送波の位相変化量を得て、パケットの宛先を決定することを特徴とする光パケット受信装置。 The optical packet receiver according to claim 9 , wherein
The optical packet receiving apparatus characterized in that the gate control signal forming means obtains the phase change amount of the carrier wave based on the level of the intensity change portion in the output signal of the interferometer means and determines the destination of the packet.
上記ゲート制御信号形成手段は、所定の短時間内での、上記干渉計手段の出力信号における強度変化部分の出現パターンに基づき、パケットの宛先を決定することを特徴とする光パケット受信装置。 The optical packet receiver according to claim 9 , wherein
The optical packet receiving apparatus, wherein the gate control signal forming means determines a packet destination based on an appearance pattern of an intensity change portion in an output signal of the interferometer means within a predetermined short time.
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