JP4051324B2 - Optical signal processing apparatus and optical signal processing method - Google Patents
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Description
本発明は、光信号処理装置および光信号処理方法に関し、より詳細には、高ビットレートの光パケット信号に付与されている光ラベルの交換機能を有する光信号処理装置およびそれを実現するための光信号処理方法に関する。 The present invention relates to an optical signal processing device and an optical signal processing method, and more specifically, an optical signal processing device having a function of exchanging an optical label attached to an optical packet signal having a high bit rate, and an implementation thereof. The present invention relates to an optical signal processing method.
MPLS(Multi Protocol Label Switching)等のラベルスイッチング技術に基づいて柔軟な光パケット通信ネットワークを実現するためには、ネットワーク内のノードにおける光ラベル交換技術が不可欠である。ここで、光ラベル交換技術とは、ノードに入力した光パケット信号に貼付された光ラベルを認識・解読し、次のノードに光パケット信号をフォワーディングする前に新たな光ラベルを付与して光ラベルの付替えを行う技術である。 In order to realize a flexible optical packet communication network based on a label switching technology such as MPLS (Multi Protocol Label Switching), an optical label switching technology at a node in the network is indispensable. Here, the optical label switching technology recognizes and decodes an optical label attached to an optical packet signal input to a node, and assigns a new optical label to the optical signal before forwarding the optical packet signal to the next node. This is a technology for changing labels.
このような光ラベルの交換方法としては、例えば、光ラベルのコーディング法としてサブキャリア方式を採用し、サブキャリア変調による光ラベルの貼付と周波数フィルタリングによる光ラベルの消去とを逐次実行する方法が知られている(例えば、非特許文献1参照)。 As such an optical label exchange method, for example, a subcarrier method is adopted as an optical label coding method, and an optical label pasting by subcarrier modulation and an optical label erasing by frequency filtering are sequentially executed. (See, for example, Non-Patent Document 1).
しかしながら、光ラベルのコーディング法であるサブキャリア方式においては、光パケットの主情報を伝達する信号列(ペイロード)に対して割当て可能な周波数帯域が、サブキャリアの使用する周波数帯域から分離された、低い周波数帯域に制限されるため、ペイロードの高ビットレート化が難しいという問題があった。 However, in the subcarrier method that is an optical label coding method, the frequency band that can be allocated to the signal sequence (payload) that transmits the main information of the optical packet is separated from the frequency band used by the subcarrier. There is a problem that it is difficult to increase the payload bit rate because it is limited to a low frequency band.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、40Gbit/sを超える高いビットレートのペイロードを有する光パケット信号に付与されている光ラベルの交換を可能とする光信号処理装置およびそれを実現するための光信号処理方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to enable replacement of an optical label attached to an optical packet signal having a high bit rate payload exceeding 40 Gbit / s. An optical signal processing apparatus and an optical signal processing method for realizing the same are provided.
本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、入力されたシリアル光信号列を2分岐する光分波手段と、当該2分岐されたシリアル光信号列の一方が入力され、当該シリアル光信号列にタイミング同期した単一の光パルスを発生する単一光パルス発生手段と、前記2分岐されたシリアル光信号列の他方が入力され、前記単一光パルス発生手段から出力された単一光パルスを用いて前記シリアル光信号列をパラレル展開する光−光型シリアル・パラレル変換手段と、当該光−光型シリアル・パラレル変換手段によりパラレル展開された光信号をパラレル電気信号に変換する光電変換手段と、当該パラレル電気信号を処理して新たなシリアル光信号列に対応付けられたパラレル電気信号を出力する電子回路と、前記単一光パルス発生手段から出力された単一光パルスを用いて、前記新たなシリアル光信号列に対応付けられたパラレル電気信号を、前記入力されたシリアル光信号列に対して確定した一定の遅延値を有する新たなシリアル光信号列に再構築して出力する電気−光型パラレル・シリアル変換手段とを備えていることを特徴とする光信号処理装置である。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光信号処理装置において、前記単一光パルス発生手段は、入力光信号列の先頭パルスを検知して所定の電圧値をホールドしたステップ状電気信号を発生するサンプルホールド回路と、当該ステップ状電気信号の立ち上がりエッジを検出して単一の電気パルス信号を発生する電気パルス発生手段と、当該電気パルス信号の変調信号に基づいて前記入力光信号列の先頭パルスにタイミング同期した単一の光パルスを発生する半導体レーザダイオードと、を備えていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the optical signal processing device according to the first aspect, the single optical pulse generator detects a leading pulse of the input optical signal train and holds a predetermined voltage value. A sample-and-hold circuit for generating an electric signal; an electric pulse generating means for detecting a rising edge of the stepped electric signal to generate a single electric pulse signal; and the input light based on a modulation signal of the electric pulse signal And a semiconductor laser diode that generates a single optical pulse synchronized in timing with the leading pulse of the signal train.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の光信号処理装置において、前記単一光パルス発生手段は、2分岐された入力光信号列の一方が入力され、当該入力光信号列の先頭パルスを検知して所定の電圧値をホールドしたステップ状電気信号を発生するサンプルホールド回路と、当該ステップ状電気信号の立ち上がりエッジを検出して単一の電気パルス信号を発生する電気パルス発生手段と、前記2分岐された入力光信号列の他方と前記電気パルス信号とが入力され、当該電気パルス信号に基づいて、前記他方の入力光信号列の先頭パルスを抽出して出力する強度光変調手段と、を備えていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the optical signal processing device according to the first aspect, the single optical pulse generating means receives one of the two branched input optical signal sequences, and the input optical signal sequence A sample-and-hold circuit for detecting a leading pulse and generating a stepped electric signal holding a predetermined voltage value, and an electric pulse generating means for detecting a rising edge of the stepped electric signal and generating a single electric pulse signal And the other of the two-branched input optical signal train and the electric pulse signal are input, and based on the electric pulse signal, the first pulse of the other input optical signal train is extracted and output. And means.
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の光信号処理装置において、前記単一光パルス発生手段は、第1の単一パルス発生手段および第2の単一パルス発生手段で構成され、前記第1の単一パルス発生手段および前記第2の単一パルス発生手段の各々は、請求項2または請求項3に記載の単一パルス発生手段の何れかの互いに異なる構成を有し、前記第1の単一パルス発生手段は前記光−光型シリアル・パラレル変換手段に単一光パルスを供給する一方、前記第2の単一パルス発生手段は前記電気−光型シリアル・パラレル変換手段に単一光パルスを供給することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical signal processing device according to the first aspect, the single optical pulse generating means includes a first single pulse generating means and a second single pulse generating means. Each of the first single pulse generating means and the second single pulse generating means has a different configuration from any of the single pulse generating means according to
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の光信号処理装置において、前記光分波手段と前記光−光型シリアル・パラレル変換手段との間に、一定値の遅延値を持つ第1の光遅延器と、前記単一光パルス発生手段と前記電気−光型パラレル・シリアル変換手段との間に、一定値の遅延値を持つ第2の光遅延器とをさらに備え、前記単一光パルス発生手段における、入力された前記シリアル光信号列と前記出力された単一光パルスとの間の遅延時間が一定であることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5の何れかに記載の光信号処理装置において、前記パラレル電気信号と前記新たなシリアル光信号列との対応付けは、外部から書き換え可能な照合テーブルによりなされるものであることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the optical signal processing device according to the first aspect, a delay value having a constant value is provided between the optical demultiplexing unit and the optical-optical serial / parallel conversion unit. A single optical delay device, and a second optical delay device having a fixed delay value between the single optical pulse generator and the electro-optical parallel / serial converter. The delay time between the inputted serial optical signal train and the outputted single optical pulse in one optical pulse generating means is characterized by being constant.
The invention described in claim 6, in the optical signal processing apparatus according to any one of
請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6の何れかに記載の光信号処理装置において、前記シリアル光信号列は光ラベルを構成要素として含み、前記光信号処理装置は当該光ラベルの交換を行うものであることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the optical signal processing device according to any one of the first to sixth aspects, the serial optical signal sequence includes an optical label as a component, and the optical signal processing device includes the optical label of the optical label. It is characterized by exchanging.
請求項8に記載の発明は、複数のフラクションから構成される有限長のシリアル光信号列を処理する光信号処理システムであって、入力光信号列を2分岐する光分波手段と、当該2分岐された光信号列の一方が入力され、当該光信号列にタイミング同期した矩形波電気信号を発生する電気パルス発生手段と、前記2分岐された光信号列の他方が入力され、前記電気パルス発生手段からの制御信号に基づいて、前記光信号列を2つのフラクションに分離して出力する光スイッチと、当該光信号列の2つのフラクションの一方が入力される請求項1乃至7の何れかに記載の光信号処理装置と、前記光スイッチから出力される前記光信号列の他方のフラクションと、前記光信号処理装置から出力される光信号列とを合波して出力する合波手段と、を備えていることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is an optical signal processing system for processing a finite-length serial optical signal sequence composed of a plurality of fractions, an optical demultiplexing means for bifurcating the input optical signal sequence, One of the branched optical signal trains is input, an electric pulse generating means for generating a rectangular wave electric signal synchronized in timing with the optical signal train, and the other of the two branched optical signal trains is input, and the electric pulse based on a control signal from the generating means, and an optical switch for outputting the separating the optical signal train into two fractions, one of
請求項9に記載の発明は、光信号処理方法であって、入力されたシリアル光信号列を2分岐する第1のステップと、当該2分岐されたシリアル光信号列の一方を単一光パルス発生手段に入力し、前記シリアル光信号列にタイミング同期した単一の光パルスを発生する第2のステップと、前記単一光パルス発生手段から出力された単一光パルスに基づいて、前記2分岐されたシリアル光信号列の他方をパラレル展開する第3のステップと、当該パラレル展開された光信号列をパラレル電気信号に変換する第4のステップと、当該パラレル電気信号を処理して新たなシリアル光信号列に対応付けられたパラレル電気信号を出力する第5のステップと、前記単一光パルス発生手段から出力された単一光パルスに基づいて、前記新たなシリアル光信号列に対応付けられたパラレル電気信号を、前記入力されたシリアル光信号列に対して確定した一定の遅延値を有する新たなシリアル光信号列に再構築して出力する第6のステップと、を備えていることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is an optical signal processing method, comprising: a first step of bifurcating an input serial optical signal string; and one of the two branched serial optical signal strings is converted into a single optical pulse. Based on the second step of generating a single optical pulse that is input to the generation means and synchronized in timing with the serial optical signal train, and based on the single optical pulse output from the single optical pulse generation means, the 2 A third step of developing the other of the branched serial optical signal trains in parallel, a fourth step of converting the parallel-developed optical signal trains into parallel electrical signals, and processing the parallel electrical signals to generate new A fifth step of outputting a parallel electric signal associated with the serial optical signal sequence, and the new serial optical signal based on the single optical pulse output from the single optical pulse generating means. Parallel electrical signals correlated to the, and a sixth step of outputting the reconstructed new serial optical signal train having a constant delay value determined for the input serial optical signal train It is characterized by.
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の光信号処理方法において、前記単一光パルス発生手段は、第1の単一パルス発生手段および第2の単一パルス発生手段で構成され、前記第1の単一パルス発生手段および前記第2の単一パルス発生手段の各々は、請求項2または請求項3に記載の単一パルス発生手段の何れかの互いに異なる構成を有し、前記第3のステップにおけるシリアル光信号列のパラレル展開は、前記第1の単一パルス発生手段および前記第2の単一パルス発生手段の一方から供給される単一光パルスに基づいて実行され、前記第6のステップにおけるシリアル光信号列の再構築は、前記第1の単一パルス発生手段および前記第2の単一パルス発生手段の他方から供給される単一光パルスに基づいて実行されることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the optical signal processing method according to the ninth aspect of the invention, the single optical pulse generating means includes a first single pulse generating means and a second single pulse generating means. Each of the first single pulse generating means and the second single pulse generating means has a different configuration from any of the single pulse generating means according to
サブキャリア方式におけるペイロードのビットレートはラベルコーディングの変調帯域に制限されたが、本発明の光信号処理方法によればかかる制限をなくすることができる。 The payload bit rate in the subcarrier method is limited to the modulation band of label coding, but according to the optical signal processing method of the present invention, such limitation can be eliminated.
本発明によれば、光ラベルの従来のコーディング方式であるサブキャリア方式では実現困難であった40Gbit/sを超えるぺイロードを有する光パケット信号に付与されている40Gbit/sを超える光ラベルの交換を可能とする光信号処理装置と光信号処理方法とを提供することができる。 According to the present invention, replacement of an optical label exceeding 40 Gbit / s attached to an optical packet signal having a payload exceeding 40 Gbit / s, which has been difficult to realize by the subcarrier system which is a conventional optical label coding system. An optical signal processing device and an optical signal processing method that enable the above can be provided.
また、本発明によれば、ペイロードに対してはトランスペアレント(光電変換や信号処理を行わない)な一方、光ラベルに対してのみ光電変換と信号処理を行う、効率の良い光ラベル交換を実行可能な装置と方法を提供することができる。 In addition, according to the present invention, it is possible to perform efficient optical label exchange, which is transparent (no photoelectric conversion or signal processing) for the payload, but performs photoelectric conversion and signal processing only for the optical label. Apparatus and method can be provided.
また、本発明によれば、出力光ラベル信号列を構成する光パルスの性質(波長、強度、パルス幅、偏波)を、入力光ラベル信号列を構成する光パルスの性質を保持した同一のものとすることができる。 In addition, according to the present invention, the properties (wavelength, intensity, pulse width, polarization) of the optical pulse constituting the output optical label signal sequence are the same while retaining the properties of the optical pulse constituting the input optical label signal sequence. Can be.
また、本発明によれば、入力光ラベル信号列を構成する光パルスの性質(波長、強度、パルス幅、偏波)が不確定な場合であっても、出力光ラベル信号列を構成する光パルスの性質を新たに定義することもできる。 In addition, according to the present invention, even if the properties (wavelength, intensity, pulse width, polarization) of the optical pulse constituting the input optical label signal sequence are uncertain, the light constituting the output optical label signal sequence It is also possible to newly define the nature of the pulse.
さらに、本発明によれば、随時書き換え可能な照合テーブルを用いた柔軟な光ラベル交換を可能とする装置と方法を提供することができる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide an apparatus and a method that enable flexible optical label exchange using a collation table that can be rewritten as needed.
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の光信号処理装置を用いたシステム(装置)の基本構成例を説明するための図で、この図では、光信号処理システムが処理すべき光信号が、ペイロードとこのペイロードに付与された光ラベルとから構成される有限長シリアル光信号列(光パケット)である場合を例として説明している。なお、本明細書においては入力光信号列の構成要素が光ラベルであるものとして説明するが、入力光信号列はシリアル光信号列であればよく必ずしも光ラベルをその構成要素とするものである必要はない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram for explaining a basic configuration example of a system (apparatus) using an optical signal processing apparatus of the present invention. In this figure, an optical signal to be processed by an optical signal processing system is a payload and this payload. A case where the optical signal sequence is a finite-length serial optical signal sequence (optical packet) composed of an optical label attached to is described. In the present specification, the description will be made assuming that the component of the input optical signal sequence is an optical label. However, the input optical signal sequence may be a serial optical signal sequence, and the optical label is necessarily used as the component. There is no need.
図中において、10は光信号処理装置に入力される入力光信号(入力光パケット)であり、光ラベル10aとペイロード10bとから構成される。11は入力された光パケット10を2分岐する光分波器であり、12は2分岐された光パケットの一方を入力としてこの入力光パケットにタイミング同期した矩形波電気信号を発生する電気パルス発生器である。この電気パルス発生器12は入力光パケットの先頭パルスにタイミング同期した単一の電気パルスを発生する。
In the figure,
13は光分波器11により2分岐された光パケットの他方を入力としてこの入力光パケット10のペイロード10bと光ラベル10aとを分離し各々を出力する2つの出力ポートを備えている1×2スイッチで、時間的に変化する制御電圧の値に応じてペイロード10bと光ラベル10aとを各々の出力ポートに時間的に振り分けて出力する。図1に示した構成の光信号処理システムでは、このための制御電圧として電気パルス発生器12からの出力が用いられている。
13 is provided with two output ports for separating the
14は1×2スイッチ13により分離された光ラベル10aを入力し新たな光ラベル10a´を出力する光ラベル交換装置であり、15は光ラベル交換装置14から出力された新たな光ラベル10a´と1×2スイッチ13から出力されたペイロード10bとを合波して出力光信号(出力光パケット)10´として出力する光合波器である。
図2は、本発明の光信号処理システムが備える光ラベル交換装置の第1の構成例を説明するための図である。この光ラベル交換装置14は、入力光信号列である光ラベル10aを2分岐する光分波器21aと、2分岐された光ラベル10aの一方の光信号列を入力として入力光信号列にタイミング同期した単一の光パルスを発生する単一光パルス発生器22と、単一光パルス発生器22から出力された単一光パルスを2分岐する光分波器21bと、2分岐された光ラベル10aの他方の入力光信号列を単一光パルス発生器22から出力された単一光パルスを用いて空間的にパラレルに展開する光−光型シリアル・パラレル変換器23と、光−光型シリアル・パラレル変換器23によりパラレルに展開された並列光信号を並列電気信号に変換する光電変換器24と、光電変換器24により変換された並列電気信号を処理して新たな光ラベル10a´に対応する並列電気信号を出力する電子回路25と、単一光パルス発生器22から出力された単一光パルスを用いて、電子回路25から出力された並列電気信号を新たなシリアル光信号列に再構築して新たな光信号列を出力する電気−光型パラレル・シリアル変換器26と、を備えている。
FIG. 2 is a diagram for explaining a first configuration example of the optical label exchange apparatus provided in the optical signal processing system of the present invention. The optical
この光ラベル交換装置14は、図示しない各々1個の入力端子と出力端子とを有しており、nビットのシリアル光信号列(光ラベル10a)が入力されると、入力光ラベル10aは光分波器21により2分岐され、一方が単一光パルス発生器22へ、他方が光−光型シリアル・パラレル変換器23へと導かれる。
The optical
単一光パルス発生器22は光ラベル10aの先頭パルスにタイミング同期した単一の光パルスを出力し、この光パルスが光分波器21bによって2分岐され、その一方は光−光型シリアル・パラレル変換器23に対する制御光パルスとされる一方、他方は電気−光型パラレル・シリアル変換器26に対する単一光パルス入力とされる。この時、固定された光遅延器27を用いて、光−光型シリアル・パラレル変換器23への光ラベル10aの入力タイミングを調整することにより、光−光型シリアル・パラレル変換における時間窓のタイミングを、制御光パルスの入力タイミングに合致させる。この時間窓のタイミング調整により、光ラベル10aの光−光型シリアル・パラレル変換を正しく実行させる。
The single
光−光型シリアル・パラレル変換器23によりパラレルに展開された光ラベル10aは、光電変換器24により並列電気信号に変換されて電子回路25に入力される。電子回路25では、光ラベル10aのパタンの認識と、その認識結果に基づくnビットの新たな光ラベルパタンの発生を並列電気信号の形態で実行する。
The
電気−光型パラレル・シリアル変換器26には、電子回路25が出力するnチャンネルの並列電気信号が入力され、単一光パルス発生器22から供給された単一の光パルスに同期して、nビットのシリアル光ラベル信号(新たな光ラベル10a´)が再構築される。この時、電気−光型パラレル・シリアル変換器26に供給する単一光パルスの入力タイミングを、電子回路25から入力される並列電気信号の値が確定するタイミングまで光遅延器28により遅延させることにより、新たな光ラベル10a´の電気−光型パラレル・シリアル変換を正しく実行させる。この遅延値は、光−光型シリアル・パラレル変換器23での光−光型シリアル・パラレル変換、光電変換器24での光電変換、および電子回路25での信号処理時間の和にほぼ等しく設定される。なお、電子回路25での処理アルゴリズムが同一の場合は、確定した一定値とすることができる。
An n-channel parallel electric signal output from the
図3は、単一光パルス発生器22の構成例(特許文献1参照)を説明するための図で、この単一光パルス発生器22は、サンプルホールド回路31により発生したステップ状電気信号に基づいて、立ち上がりエッジ検出型の電気パルス発生回路32により電気パルスを発生させ、このパルス状の変調信号により半導体レーザダイオード33を駆動させることで単一光パルス出力を得る構成とされている。このような構成の単一光パルス発生器を用いることにより、入力した光信号列の先頭パルスにタイミング同期した単一の光パルスを発生すること、換言すれば、入力光信号列の先頭パルスの入力タイミングと単一光パルスの出力タイミングとの間に生じる時間遅延を確定した一定値とすることが可能となる。この場合、出力光パルスの性質(波長、強度、パルス幅、偏波)は、入力信号とは無関係に新たに定義された確定値であることが特徴である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a configuration example of the single optical pulse generator 22 (see Patent Document 1). The single
上述したように、図2に示した構成の光ラベル交換装置の光信号の入力部である単一光パルス発生器22は、入力光信号と出力光信号との間に発生する遅延時間として固有の一定値をもち、また、後述するように、この光ラベル交換装置の光信号の出力部である電気−光型パラレル・シリアル変換器26も、入力光信号と出力光信号との間に発生する遅延時間として固有の一定値をもつ。さらに、電気−光型パラレル・シリアル変換器26は、単一光パルス発生器22の出力光信号を入力とし、かつ、単一光パルス発生器22と電気−光型パラレル・シリアル変換器26との間に挿入される光遅延器28は確定した一定の遅延時間を有する固定遅延器である。従って、図2に示した構成の光ラベル交換装置14は、その入力端子における信号入力のタイミングと出力端子における信号出力のタイミングとの間に、確定した一定の遅延値を有することを特徴とするものである。
As described above, the single
また、この光ラベル交換装置14が備える単一光パルス発生器22を、入力光パルスとは別の新たな光パルスを発生する独立光源を用いる構成とすることにより、入力光ラベル信号列を構成する光パルスの性質(波長、強度、パルス幅、偏波)が不確定な場合であっても、出力光ラベル信号列を構成する光パルスの性質を、新たに定義された確定値を有するようにすることができる。
Further, the single
図3に示した単一パルス発生器の構成に替えて、図4に示す構成としてもよい(特許文献2参照)。この図に示した構成の単一光パルス発生器22は、2分岐した入力信号の一方をサンプルホールド回路31に入力し、発生したステップ状電気信号に基づいてその立ち上がりエッジを検出することにより電気パルス発生回路32により電気パルスを発生させ、この電気パルスにより駆動される強度光変調器34により2分岐した他方の入力信号から先頭パルスのみを透過させて単一光パルス出力とする構成である。
Instead of the single pulse generator shown in FIG. 3, the configuration shown in FIG. 4 may be used (see Patent Document 2). The single
単一光パルス発生器22をこのように構成すると、入力した光信号列の先頭パルスにタイミング同期した単一の光パルスを発生させること、すなわち、入力光信号列の先頭パルスの入力タイミングと単一光パルスの出力タイミングの間に生じる時間遅延を確定した一定値とすることができる。この場合、出力光パルスの性質(波長、強度、パルス幅、偏波)は、入力光信号列の先頭パルスの性質がそのまま保持されて両者の性質は同一となるとの特徴が得られる。なお、強度に関しては確定した一定損失を被ることとなる。
When the single
図4に示した構成の単一光パルス発生器を備えた光ラベル交換装置においても、図3に示した構成の単一光パルス発生器を備えた光ラベル交換装置と同様に、その入力端子における信号入力のタイミングと出力端子における信号出力のタイミングとの間に、確定した一定の遅延値を有するとの特徴が得られる。 In the optical label switching apparatus including the single optical pulse generator having the configuration shown in FIG. 4, the input terminal thereof is similar to the optical label switching apparatus having the single optical pulse generator having the configuration illustrated in FIG. 3. In this case, a certain fixed delay value is obtained between the signal input timing at and the signal output timing at the output terminal.
一方、図4に示した構成の単一光パルス発生器を備えた光ラベル交換装置は、図3に示した構成の単一光パルス発生器を備えた光ラベル交換装置とは異なり、図4に示した単一光パルス発生器が、変換前の光ラベルの先頭パルスを透過させて抽出する構成であることにより、出力光ラベル信号列を構成する光パルスの性質(波長、強度、パルス幅、偏波)は、入力光ラベル信号列を構成する光パルスの性質が保持された同一の性質であることを特徴とする(強度に関しては、確定した一定の損失を被ることを特徴とする)。 On the other hand, the optical label switching apparatus including the single optical pulse generator configured as shown in FIG. 4 is different from the optical label switching apparatus including the single optical pulse generator configured as shown in FIG. The single optical pulse generator shown in Fig. 1 transmits and extracts the first pulse of the optical label before conversion, so that the properties (wavelength, intensity, pulse width) of the optical pulse constituting the output optical label signal sequence , Polarization) is characterized in that the properties of the optical pulses constituting the input optical label signal sequence are the same (characterized by incurring a certain fixed loss with respect to intensity). .
図5は、本発明の光信号処理装置が備える光ラベル交換装置の第2の構成例を説明するための図である。この光ラベル交換装置14は、図2に示した構成の光ラベル変換装置において、単一光パルス発生器を第1および第2の2つの単一パルス発生器で構成とされている。
FIG. 5 is a diagram for explaining a second configuration example of the optical label exchange apparatus provided in the optical signal processing apparatus of the present invention. In the optical
すなわち、この光ラベル変換装置では、光分波器21で2分岐された光ラベル10aの一方の光信号列を光分波器29で2分岐し、一方の光ラベル信号列を第1の単一光パルス発生器22aに入力し、他方の光ラベル信号列を第2の単一光パルス発生器22bに入力する。ここで、第1の単一光パルス発生器22aは、図3または図4に示した構成のうちの一方の構成とし、第2の単一光パルス発生器22bは、図3または図4に示した構成のうちの第1の単一光パルス発生器22aとは異なる他方の構成とする。そして、第1の単一光パルス発生器22aは光−光型シリアル・パラレル変換器23に対して制御光パルスを供給し、第2の単一光パルス発生器22bは電気−光型パラレル・シリアル変換器28に対して単一光パルスの供給を行う。
That is, in this optical label conversion device, one optical signal sequence of the
図5に示した構成の光ラベル交換装置においても、図2に図示した構成の光ラベル交換装置と同様の原理により、その入力端子における信号入力のタイミングと出力端子における信号出力のタイミングとの間に、確定した一定の遅延値を有するという特徴がある。 Also in the optical label switching apparatus having the configuration shown in FIG. 5, between the signal input timing at the input terminal and the signal output timing at the output terminal based on the same principle as the optical label switching apparatus having the configuration shown in FIG. Is characterized by having a fixed fixed delay value.
さらに、図5に示す構成の光ラベル交換装置は、光−光型シリアル・パラレル変換器23と電気−光型パラレル・シリアル変換器26に対して各々独立に単一光パルスを供給する2個の単一光パルス発生器(22a、22b)を備えているため、これらのパラレル・シリアル変換器(23、26)に供給する2つの単一光パルスの性質を互いに異なるものとすることが可能となる。この特徴は、用いられる光−光型シリアル・パラレル変換器の種類に応じた最適な性質を有する制御光を供給することと、適用されるべき光通信システムに適した性質を有する出力光信号を得ることの、両立を可能とする。
Further, the optical label switching apparatus having the configuration shown in FIG. 5 supplies two single optical pulses to the optical-optical serial /
例えば、後述する図6に示すような光−光型シリアル・パラレル変換器を用いて光ラベル変換装置を構成する場合には、供給する制御光パルスの偏光状態を、確定した方向を有する直線偏波とすることが望ましい。この場合には、制御光パルスを発生する第1の単一光パルス発生器22aを図3に示した構成とすればよい。一方、新たに生成する光ラベルの波長やパルス幅を、変換前の光ラベルのそれと同一に保持させたい場合には、電気−光型パラレル・シリアル変換器26に対して光パルスを供給する第2の単一光パルス発生器22bを図4に示した構成とすればよい。
For example, when an optical label conversion apparatus is configured using an optical-optical serial / parallel converter as shown in FIG. 6 to be described later, the polarization state of the control light pulse to be supplied is determined as a linear polarization having a fixed direction. A wave is desirable. In this case, the first single
図6および図7は、本発明の光ラベル変換装置が備える光−光型シリアル・パラレル変換器(図6)および電気−光型パラレル・シリアル変換器(図7)の構成例を説明するための図である(特許文献1参照)。 6 and 7 are diagrams for explaining a configuration example of the optical-optical serial / parallel converter (FIG. 6) and the electro-optical parallel / serial converter (FIG. 7) included in the optical label conversion apparatus of the present invention. (See Patent Document 1).
図6に示す光−光型シリアル・パラレル変換器は、入力するnビットシリアル光信号列をn本に分波する1対n光分波器61と、光分波器61により分波された各々の光に対応するn個の光遅延器62と、偏光ビームスプリッタ(PBS)63と、1/4波長板(λ/4板)64と、集光レンズ65と、反射型の面型光−光スイッチ66とから構成されている。
The optical-optical serial / parallel converter shown in FIG. 6 is demultiplexed by the 1-to-n
入力光信号はnビットのシリアル光パルス信号列であり、この入力信号は光分波器61によりn本に分波され、それぞれの光波が1ビット分づつ時間的にずれるように各光遅延器(621、622、・・・62n)により遅延される。この場合、元のシリアル光信号のn個のビットの光パルスが、n本の並列光信号の中に1つずつ含まれる時間窓67が存在する。この時間窓67にタイミングを一致させた単一の光パルスを制御光として、並列光信号とともにPBS63に入力する。並列光信号と制御光とは、PBS63を通過するように予め直線偏光に設定されており、PBS63を通過して集光レンズ65により面型光−光スイッチ66の一点に照射される。なお、制御光は、PBS63と集光レンズ65との間に配置されるλ/4板64により円偏光に変換されて面型光−光スイッチ66に照射される。
The input optical signal is an n-bit serial optical pulse signal train, and this input signal is demultiplexed into n by the
面型光−光スイッチ66は、半導体多重量子井戸構造における可飽和吸収現象を利用したスイッチである。円偏光の制御光は「上向き」または「下向き」の何れかのスピンを有するキャリア(電子正孔対)のみを選択的に励起するため、それに対応して、各信号光は「右回り」または「左回り」の何れかの円偏光成分のみの反射係数が増大する。その結果、光スイッチ66から反射された信号光は楕円偏光状態となる。ここで、多重量子井戸構造は、低温成長とBeドーピングにより、励起キャリアの寿命を1〜10ps以下に高速化しているため、40Gbit/s以上の超高ビットレートの光信号に対して、制御光と同じ時間窓67の中に存在する信号光に対してのみの、楕円偏光への変換が実行される。
The planar light-
時間窓67の外にある信号光は、そもそも大部分が光スイッチ66内部で吸収されるが、吸収しきれずに反射されてPBS63に入射した信号光も、その偏光状態は元の直線偏光のままであるため、PBS63を透過して図中の左方の経路へと戻る。一方、時間窓67内のn個のピットの信号光は楕円偏光に変換されて反射されるため、元の直線偏光と直交する直線偏光成分を含み、その直交成分がPBS63で反射されnチャンネルの並列光信号として空間的にパラレルに展開されて出力される。この並列出力信号には、時間窓67の外の信号は全く含まれていないため、極めて高い消光比が得られる。
Most of the signal light outside the
このようにして、nビットシリアル光信号をnチャンネルパラレル電気信号に変換するための光−光型シリアル・パラレル変換器を構成することができる。なお、2個の光−光スイッチを用いることにより、入力信号に対する偏波無依存化を図ることも可能である。 In this way, an optical-optical serial / parallel converter for converting an n-bit serial optical signal into an n-channel parallel electrical signal can be configured. Note that it is possible to make the input signal polarization independent by using two optical-optical switches.
図7に示す電気−光型パラレル・シリアル変換器は、入力光信号をn本に分波する1対n光分波器71と、nチャンネルの並列入力電気信号により個別に駆動されるn個の光変調器72と、光変調器の各々に対応して設けられる光遅延器73と、n本の並列の光信号を1本に合波するn対1光合波器74とから構成されている。
The electro-optical parallel / serial converter shown in FIG. 7 has a 1-to-n
入力光信号である単一光パルスは、分波器71によりn本に分波され、n個の並列光パルスが生成される。これらのn個の光パルスの各々は、nチャンネルの並列入力電気信号のうちの1チャンネルの信号により、光変調器(721、722、723、・・・72n)を用いて強度変調される。強度変調されたn個のパルス信号は、それぞれが1ビット分ずつ時間的にずれるように光遅延器(731、732、733、・・・73n)により遅廷された後に合波器74により合波される。
A single optical pulse, which is an input optical signal, is demultiplexed into n by the
このようにして、nチャンネルのパラレル電気信号をnビットシリアル光信号に変換する、電気−光型パラレル・シリアル変換器が構成される。ここで、単一光パルスの入力タイミングとnビットシリアル光信号の出力タイミングとの間に生じる時間遅延が、用いられる光変調器72や接続ファイバの長さにより決定される確定した一定値となることが特徴である。 In this way, an electro-optical parallel / serial converter that converts an n-channel parallel electric signal into an n-bit serial optical signal is configured. Here, the time delay generated between the input timing of the single optical pulse and the output timing of the n-bit serial optical signal becomes a fixed constant value determined by the length of the optical modulator 72 and the connecting fiber used. It is a feature.
なお、本発明の光信号処理装置が備える光−光型シリアル・パラレル変換器および電気−光型パラレル・シリアル変換器は、図6および図7に図示した構成のものに限定されるものではない。 The optical-optical serial / parallel converter and the electro-optical parallel / serial converter included in the optical signal processing apparatus of the present invention are not limited to the configurations shown in FIGS. .
また、これまでの説明では、出力光ラベル信号列を構成する光パルスの性質(波長、強度、パルス幅、偏波)の全てを、一括して、入力光パルスの性質と無関係に新たに定義する方法や、入力光パルスの性質と同一とする方法について示したが、例えば、電気−光型パラレル・シリアル変換器からの出力をSOA(Semiconductor Optical Amplifier)などを利用した波長変換器により波長変換してから出力端子に導く構成とすることにより、出力光ラベル信号列を構成する光パルスの性質の一部分のみ(この場合は波長のみ)を新たに定義する方法も容易に提供することができる。 In addition, in the above description, all of the properties (wavelength, intensity, pulse width, polarization) of the optical pulses that make up the output optical label signal sequence are collectively defined regardless of the properties of the input optical pulse. In this example, the output from the electro-optical parallel / serial converter is converted by a wavelength converter using an SOA (Semiconductor Optical Amplifier) or the like. Then, by adopting a configuration that leads to the output terminal after that, it is possible to easily provide a method for newly defining only a part of the properties of the optical pulse constituting the output optical label signal sequence (in this case, only the wavelength).
以下に、図1で示した構成の本発明の光信号処理装置の実施例について説明する。本実施例では、図2に示した構成の光ラベル交換装置を備える装置構成とし、この光ラベル交換装置には図3に示した構成の単一光パルス発生器が採用され、光−光型シリアル・パラレル変換器および電気−光型パラレル・シリアル変換器には各々、図6および図7に示した構成のものが用いられている。 Hereinafter, an embodiment of the optical signal processing apparatus of the present invention having the configuration shown in FIG. 1 will be described. In this embodiment, the optical label exchanging apparatus having the configuration shown in FIG. 2 is adopted. The optical label exchanging apparatus employs a single optical pulse generator having the configuration shown in FIG. The serial / parallel converter and the electro-optical parallel / serial converter have the configurations shown in FIGS. 6 and 7, respectively.
図8は、単一光パルス発生器に用いられているサンプルホールド回路を説明するための図(特許文献1参照)で、このサンプルホールド回路は、入力光信号81を光−電流変換するMSM−PD(Metal-Semiconductor-Metal Photodetector)82、定電圧源Vpd83およびVrs84、ホールドキャパシタ85、リセット用FET86、および出力バッファ87からなる。この回路では、電気リセット信号をリセット用FET86に予め入力しておくことにより、ホールドキャパシタ85の電位(上側電極の電位)をVrsにリセットしておく。このリセット状態で入力光信号81の先頭パルスがMSM−PD82に入力すると、生成される光電流により、ホールドキャパシタ85の電位はVrsからVpdとなって充電される。充電されたホールドキャパシタ85の電荷はホールドされるため、ホールドキャパシタ85の電位は2番目以降の入力光パルスに影響されることなくVpdに固定され続ける。そして、出力バッファ87を介してホールドキャパシタ85の電位を電気信号として外部に出力する。この一連の動作により、サンプルホールド回路は、入力光信号列の先頭パルスに同期した立ち上がりタイミングを有するステップ状電気信号を出力する。
FIG. 8 is a diagram for explaining a sample-and-hold circuit used in a single optical pulse generator (see Patent Document 1). This sample-and-hold circuit performs an optical-current conversion on an input
本実施例のサンプルホールド回路は、1.55ミクロン帯に感度を持つInGaAsを光吸収層としたMSM−PD82、ホールドキャパシタ85、およびFET86から成る、InP基板上のモノリシック集積回路として作製した。FET86はリセット用のスイッチおよびキャパシタ電圧を外部に取り出すための出力バッファ87を構成するのに用いており、モノリシック集積とすることによりMSM−PD82や出力バッファ87に付随する寄生容量をほとんどゼロとすることができた。この低容量化により、サンプルホールド回路の感度として、1パルス当り0.5ピコジュールの高感度の値を得ることができた。また、先頭パルスのエネルギーが0.5ピコジュール以上であれば、2番目以降の入力光パルスとは無関係に、所望のステップ状信号の発生が可能であった。
The sample and hold circuit of this example was fabricated as a monolithic integrated circuit on an InP substrate, which was composed of an MSM-PD82, a
電気パルス発生回路32は、10Gbit/sの信号処理が可能な、GaAsを材料とするICで構成した。これにより、立ち上がり時間と立下り時間が共に40ps以下の、矩形電気パルスを発生することができた。
The electric
半導体レーザダイオード33には、DFB(Distributed Feedback)レーザを用いた。これにより、入力光信号列の先頭パルスに対して、±2ピコセコンドの精度でタイミング同期された、パルス幅10ピコセコンドの単一光パルスを発生することができた。
The
光−光型シリアル・パラレル変換器23を構成する光遅延器の時間刻み幅(τ)を25ピコ秒とした。また、反射型の面型光−光スイッチ66の応答速度は以下のように設定した。可飽和吸収体であるInGaAs/InAlAs多重量子井戸構造の成長温度を200℃の低温とし、ドーパントとしてBeを2×1017cm‐3添加した。これにより、励起キャリアの寿命は10ピコ秒以下の短寿命となり、40Gbit/sのRZ(Return to Zero)のシリアル光信号のパラレル変換が可能となった。
The time step width (τ) of the optical delay device constituting the optical-optical serial /
電気−光型パラレル・シリアル変換器26を構成する光変調器72には、InP系半導体の多重量子井戸構造を吸収層とするQCSE(Quantum-confined Stark Effect)を利用した、導波路型の強度変調器を用いた。この変調器では、3.3Vの駆動電圧振幅で20dB以上の消光比を得ることができる。従って、3.3Vの電源電圧で動作するシリコンCMOS回路からの出力電圧による直接駆動が可能である。また、光遅延器73の時間刻み幅(τ)を25ピコ秒としたことにより、40Gbit/sのRZシリアル光信号の出力が可能となった。
The optical modulator 72 constituting the electro-optical parallel /
以下に、上述した構成の光信号処理装置を用いて行った光ラベル交換実験の結果について説明する。 Hereinafter, the result of an optical label exchange experiment performed using the optical signal processing apparatus having the above-described configuration will be described.
入力光パケットのフォーマットは、ビットレート40Gbit/sのRZフォーマットとし、パケットの先頭から順番に、16ビットラベル、1ビットのゼロ(ガードタイム)、任意ビット数のペイロードの構成とした。ビットレートは、ラベル、ペイロード共に、40Gbit/sであり、光パケットを構成する光パルスは、波長を1.55μm、パルス幅を10ピコ秒とした。 The format of the input optical packet is an RZ format with a bit rate of 40 Gbit / s, and the payload is composed of a 16-bit label, a 1-bit zero (guard time), and an arbitrary number of bits in order from the beginning of the packet. The bit rate is 40 Gbit / s for both the label and the payload, and the optical pulse constituting the optical packet has a wavelength of 1.55 μm and a pulse width of 10 picoseconds.
入力光パケットを2分岐し、1×2スイッチ13と電気パルス発生器12に導く。この電気パルス発生器12は、図3に示した単一光パルス発生器において半導体レーザダイオードを省略した構成を有し、入力光パケットの先頭パルスにタイミング同期した単一の電気パルスを発生する。ここで、発生する電気パルス幅は、16ビットラベルの持続時間よりも若干長い600ピコ秒に設定されている。
The input optical packet is branched into two and led to the 1 × 2
1×2スイッチ13には、LN(Lithium Niobate)を材料とする、20Gbit/sの帯域を有するスイッチを用いた。この1×2スイッチ13は、時間的に変化する制御電圧値に従って、2分岐した一方の光パケットを2つの出力ポートに時間的に振り分けて出力する。このための制御電圧には電気パルス発生器12からの出力を用い、かつ、制御電圧パルスの立下がりタイミングが光パケット内のガードタイムと一致するように、固定光遅延器を用いてタイミング調整する。
The 1 × 2
このような電気パルス幅の設定およびタイミング調整により、1×2スイッチ12は、入力した光パケットの光ラベル10aとペイロード10bとを分離し、2つの出力ポートから各々を出力する。
By such setting and timing adjustment of the electric pulse width, the 1 × 2
ここで、光ラベル交換器装置14に使用した電子回路の構成と機能を説明するための概念図を図9に示す。電子回路としては、16チャンネルの並列入力端子と16チャンネルの並列出力端子を備える、3.3Vの電源電圧で動作するシリコンCMOS回路を用いている。回路内には、変換前の旧ラベルパタンと変換後の新ラベルパタンとを対応づける照合テーブルが記憶されており、この照合テーブルは外部からの書き換えが可能とされている。この回路が実行する処理は、入力信号を照合テーブルに照合して、この入力信号に対応付けられた出力信号を発生することであり、例えば、入力した旧ラベルパタンがBであれば、B´の出力パタンを新ラベルパタンとして発生する。なお、当然のことであるが、BおよびB´は共に、16ビットパタンである。
Here, a conceptual diagram for explaining the configuration and function of the electronic circuit used in the optical
光ラベル交換装置14は、1×2スイッチ13により分離・抽出した旧光ラベル10aを入力とし、CMOS回路内での上記照合テーブルに従った処理を実行して、新たな光ラベル10a´を生成する。この新光ラベル10a´と、1×2スイッチ13で抽出したペイロード10bとを、光合波器15によって合波することにより、出力光パケット10´が構築される。
The optical
既に説明したように、光ラベル交換装置は、その入力端子における信号入力のタイミングと、出力端子における信号出力のタイミングとの間に、確定した一定の遅延値を有することを特徴とするため、1×2スイッチ13から出力される抽出されたペイロード10bの出力タイミングと、新たな光ラベル10a´の生成タイミングとの間に生じる時間遅延もまた、確定した一定の値となる。この特徴により、抽出されたペイロードと新たな光ラベルの合波のタイミングを、固定光遅延器によって調整し、出力光パケット10´のフォーマットを入力パケットのそれと同一とすることが可能であった。すなわち、ビットレート40Gbit/sのRZフォーマットであり、パケットの先頭から順番に、16ビットの新ラベル、1ビットのゼロ(ガードタイム)、ペイロードの構成とすることができた。このように、随時書き換え可能な照合テーブルにより制御される、40Gbit/s光パケットの光ラベル交換が実行可能となった。
As described above, the optical label switching apparatus has a fixed fixed delay value between the signal input timing at the input terminal and the signal output timing at the output terminal. The time delay that occurs between the output timing of the extracted
なお、本実施例においては、1×2スイッチとしてLNを材料とするスイッチを用いたが、1個の1対2光分波器と2個の相補的に駆動されるSOAを用いた構成のように、他のスイッチ構成とすることもできる。 In this embodiment, a switch made of LN is used as the 1 × 2 switch. However, the configuration uses one one-to-two optical demultiplexer and two complementary driven SOAs. Thus, other switch configurations can be used.
また、上記実施例においては、ペイロードのビットレートを40Gbit/sとしたが、ペイロードのビットレートは任意であってよい。 In the above embodiment, the payload bit rate is 40 Gbit / s. However, the payload bit rate may be arbitrary.
また、上記実施例においては、光ラベルのビット数を16、ビットレートを40Gbit/sとしたが、予め定められた一定値であり、かつ、光ラベル交換装置の動作可能な範囲である限り、任意ビット数、任意ビットレートとしてよい。ただし、光ラベルのビット数やビットレートを変更する場合には、光ラベル交換装置の構成をビット数およびビットレートに対応させて変更する必要があることは当然である。 In the above embodiment, the number of bits of the optical label is 16 and the bit rate is 40 Gbit / s. However, as long as it is a predetermined constant value and within the operable range of the optical label switching apparatus, Any number of bits and any bit rate may be used. However, when changing the number of bits and the bit rate of the optical label, it is natural that the configuration of the optical label switching apparatus needs to be changed in accordance with the number of bits and the bit rate.
更に、上記実施例においては、光ラベルとペイロードとの間のガードタイムを1ビット長としたが、1×2スイッチの帯域の許容範囲内で可能な限り短くしてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the guard time between the optical label and the payload is 1 bit length, but it may be as short as possible within the allowable range of the band of the 1 × 2 switch.
例えば、40Gbit/sの帯域を有する1×2スイッチを用いることにより、光パケットのフォーマットを、40Gbit/sの32ビットラベル(n=32)、ガードタイムなし、160Gbit/sのペイロード、の構成としたり、あるいは、80Gbit/sの64ビットラベル(n=64)、ガードタイム1ビット、320Gbit/sのペイロード、の構成としたりすること等が可能である。 For example, by using a 1 × 2 switch having a bandwidth of 40 Gbit / s, the optical packet format is configured as a 32-bit label of 40 Gbit / s (n = 32), no guard time, and a payload of 160 Gbit / s. Or, it is possible to adopt a structure of a 64-bit label (n = 64) of 80 Gbit / s, a guard time of 1 bit, and a payload of 320 Gbit / s.
本発明は、高ビットレートの光パケット信号に付与されている光ラベルの交換機能を有する光信号処理装置およびそれを実現するための光信号処理方法の提供を可能とする。 The present invention makes it possible to provide an optical signal processing apparatus having a function of exchanging an optical label given to an optical packet signal having a high bit rate, and an optical signal processing method for realizing the optical signal processing apparatus.
10 入力光信号(入力光パケット)
10´ 出力光信号(出力光パケット)
10a、10a´ 光ラベル
10b ペイロード
11 光分波器
12 電気パルス発生器
13 1×2スイッチ
14 光ラベル交換装置
15 光合波器
21 光分波器
22 単一光パルス発生器
23 光−光型シリアル・パラレル変換器
24 光電変換器
25 電子回路
26 電気−光型パラレル・シリアル変換器
27、28 光遅延器
29 光分波器
31 サンプルホールド回路
32 電気パルス発生回路
33 半導体レーザダイオード
34 強度光変調器
61 1対n光分波器
62 光遅延器
63 偏光ビームスプリッタ(PBS)
64 1/4波長板(λ/4板)
65 集光レンズ
66 面型光−光スイッチ
67 時間窓
71 1対n光分波器
72 光変調器
73 光遅延器
74 n対1光合波器
81 入力光信号
82 MSM−PD
83 定電圧源Vpd
84 定電圧源Vrs
85 ホールドキャパシタ
86 リセット用FET
87 出力バッファ
10 Input optical signal (input optical packet)
10 'output optical signal (output optical packet)
10a, 10a ′
64 1/4 wavelength plate (λ / 4 plate)
65 condensing
83 Constant voltage source V pd
84 Constant voltage source V rs
85
87 Output buffer
Claims (10)
当該2分岐されたシリアル光信号列の一方が入力され、当該シリアル光信号列にタイミング同期した単一の光パルスを発生する単一光パルス発生手段と、
前記2分岐されたシリアル光信号列の他方が入力され、前記単一光パルス発生手段から出力された単一光パルスを用いて前記シリアル光信号列をパラレル展開する光−光型シリアル・パラレル変換手段と、
当該光−光型シリアル・パラレル変換手段によりパラレル展開された光信号をパラレル電気信号に変換する光電変換手段と、
当該パラレル電気信号を処理して新たなシリアル光信号列に対応付けられたパラレル電気信号を出力する電子回路と、
前記単一光パルス発生手段から出力された単一光パルスを用いて、前記新たなシリアル光信号列に対応付けられたパラレル電気信号を、前記入力されたシリアル光信号列に対して確定した一定の遅延値を有する新たなシリアル光信号列に再構築して出力する電気−光型パラレル・シリアル変換手段と
を備えていることを特徴とする光信号処理装置。 Optical demultiplexing means for branching the input serial optical signal train into two branches;
Single optical pulse generating means for inputting one of the two branched serial optical signal trains and generating a single optical pulse synchronized in timing with the serial optical signal train;
Optical-optical serial / parallel conversion in which the other of the two-branched serial optical signal train is input and the serial optical signal train is developed in parallel using a single optical pulse output from the single optical pulse generator Means,
Photoelectric conversion means for converting the optical signal developed in parallel by the optical-optical serial / parallel conversion means into parallel electric signals;
An electronic circuit that processes the parallel electrical signal and outputs a parallel electrical signal associated with the new serial optical signal sequence;
Using a single optical pulse output from the single optical pulse generating means, a parallel electrical signal associated with the new serial optical signal sequence is fixed with respect to the input serial optical signal sequence. An optical signal processing apparatus comprising: an electro-optical parallel / serial conversion means for reconstructing and outputting a new serial optical signal sequence having a delay value of:
入力光信号列の先頭パルスを検知して所定の電圧値をホールドしたステップ状電気信号を発生するサンプルホールド回路と、
当該ステップ状電気信号の立ち上がりエッジを検出して単一の電気パルス信号を発生する電気パルス発生手段と、
当該電気パルス信号の変調信号に基づいて前記入力光信号列の先頭パルスにタイミング同期した単一の光パルスを発生する半導体レーザダイオードと、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の光信号処理装置。 The single light pulse generating means includes
A sample-and-hold circuit that detects a leading pulse of an input optical signal sequence and generates a stepped electrical signal that holds a predetermined voltage value;
An electric pulse generating means for detecting a rising edge of the stepped electric signal and generating a single electric pulse signal;
A semiconductor laser diode that generates a single optical pulse that is synchronized in timing to the leading pulse of the input optical signal sequence based on the modulation signal of the electrical pulse signal;
The optical signal processing apparatus according to claim 1, comprising:
2分岐された入力光信号列の一方が入力され、当該入力光信号列の先頭パルスを検知して所定の電圧値をホールドしたステップ状電気信号を発生するサンプルホールド回路と、
当該ステップ状電気信号の立ち上がりエッジを検出して単一の電気パルス信号を発生する電気パルス発生手段と、
前記2分岐された入力光信号列の他方と前記電気パルス信号とが入力され、当該電気パルス信号に基づいて、前記他方の入力光信号列の先頭パルスを抽出して出力する強度光変調手段と
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の光信号処理装置。 The single light pulse generating means includes
A sample-and-hold circuit that receives one of the two branched input optical signal trains, detects a leading pulse of the input optical signal train, and generates a stepped electrical signal holding a predetermined voltage value;
An electric pulse generating means for detecting a rising edge of the stepped electric signal and generating a single electric pulse signal;
Intensity light modulation means for inputting the other of the two branched optical signal sequences and the electric pulse signal, and extracting and outputting the leading pulse of the other input optical signal sequence based on the electric pulse signal; The optical signal processing apparatus according to claim 1, comprising:
前記単一光パルス発生手段は、第1の単一パルス発生手段および第2の単一パルス発生手段で構成され、
前記第1の単一パルス発生手段および前記第2の単一パルス発生手段の各々は、請求項2または請求項3に記載の単一パルス発生手段の何れかの互いに異なる構成を有し、
前記第1の単一パルス発生手段は前記光−光型シリアル・パラレル変換手段に単一光パルスを供給する一方、前記第2の単一パルス発生手段は前記電気−光型シリアル・パラレル変換手段に単一光パルスを供給すること
を特徴とする光信号処理装置。 The optical signal processing device according to claim 1,
The single optical pulse generating means is composed of a first single pulse generating means and a second single pulse generating means,
Each of said first single pulse generating means and said second single pulse generating means has a different configuration of either a single pulse generator according to claim 2 or claim 3,
The first single pulse generating means supplies a single optical pulse to the optical-optical serial / parallel converting means, while the second single pulse generating means is the electro-optical serial / parallel converting means. A single optical pulse is supplied to the optical signal processing apparatus.
前記単一光パルス発生手段と前記電気−光型パラレル・シリアル変換手段との間に、一定値の遅延値を持つ第2の光遅延器とをさらに備え、
前記単一光パルス発生手段における、入力された前記シリアル光信号列と前記出力された単一光パルスとの間の遅延時間が一定であることを特徴とする請求項1に記載の光信号処理装置。 A first optical delay device having a fixed delay value between the optical demultiplexing means and the optical-optical serial-parallel conversion means;
A second optical delay device having a constant delay value between the single optical pulse generating means and the electro-optical parallel / serial conversion means;
2. The optical signal processing according to claim 1, wherein a delay time between the input serial optical signal train and the output single optical pulse in the single optical pulse generation unit is constant. Equipment .
入力光信号列を2分岐する光分波手段と、
当該2分岐された光信号列の一方が入力され、当該光信号列にタイミング同期した矩形波電気信号を発生する電気パルス発生手段と、
前記2分岐された光信号列の他方が入力され、前記電気パルス発生手段からの制御信号に基づいて、前記光信号列を2つのフラクションに分離して出力する光スイッチと、
当該光信号列の2つのフラクションの一方が入力される請求項1乃至7の何れかに記載の光信号処理装置と、
前記光スイッチから出力される前記光信号列の他方のフラクションと、前記光信号処理装置から出力される光信号列とを合波して出力する合波手段と、
を備えていることを特徴とする光信号処理システム。 An optical signal processing system for processing a finite-length serial optical signal sequence composed of a plurality of fractions,
Optical demultiplexing means for bifurcating the input optical signal train;
One of the two branched optical signal trains is inputted, and an electric pulse generating means for generating a rectangular wave electrical signal synchronized in timing with the optical signal train,
An optical switch that receives the other of the two branched optical signal trains and separates the optical signal train into two fractions based on a control signal from the electric pulse generator;
The optical signal processing device according to any one of claims 1 to 7, wherein one of two fractions of the optical signal train is input;
Multiplexing means for combining and outputting the other fraction of the optical signal sequence output from the optical switch and the optical signal sequence output from the optical signal processing device;
An optical signal processing system comprising:
当該2分岐されたシリアル光信号列の一方を単一光パルス発生手段に入力し、前記シリアル光信号列にタイミング同期した単一の光パルスを発生する第2のステップと、
前記単一光パルス発生手段から出力された単一光パルスに基づいて、前記2分岐されたシリアル光信号列の他方をパラレル展開する第3のステップと、
当該パラレル展開された光信号列をパラレル電気信号に変換する第4のステップと、
当該パラレル電気信号を処理して新たなシリアル光信号列に対応付けられたパラレル電気信号を出力する第5のステップと、
前記単一光パルス発生手段から出力された単一光パルスに基づいて、前記新たなシリアル光信号列に対応付けられたパラレル電気信号を、前記入力されたシリアル光信号列に対して確定した一定の遅延値を有する新たなシリアル光信号列に再構築して出力する第6のステップと
を備えていることを特徴とする光信号処理方法。 A first step of branching the input serial optical signal string into two branches;
A second step of inputting one of the two branched serial optical signal trains to a single optical pulse generator and generating a single optical pulse timing-synchronized with the serial optical signal train;
A third step of developing in parallel the other of the two-branched serial optical signal sequence based on the single optical pulse output from the single optical pulse generating means;
A fourth step of converting the parallel-developed optical signal sequence into a parallel electric signal;
A fifth step of processing the parallel electrical signal and outputting a parallel electrical signal associated with the new serial optical signal sequence;
Based on the single optical pulse output from the single optical pulse generating means, the parallel electrical signal associated with the new serial optical signal sequence is fixed with respect to the input serial optical signal sequence. A sixth step of reconstructing and outputting a new serial optical signal sequence having a delay value of
An optical signal processing method comprising:
前記単一光パルス発生手段は、第1の単一パルス発生手段および第2の単一パルス発生手段で構成され、
前記第1の単一パルス発生手段および前記第2の単一パルス発生手段の各々は、請求項2または請求項3に記載の単一パルス発生手段の何れかの互いに異なる構成を有し、
前記第3のステップにおけるシリアル光信号列のパラレル展開は、前記第1の単一パルス発生手段および前記第2の単一パルス発生手段の一方から供給される単一光パルスに基づいて実行され、
前記第6のステップにおけるシリアル光信号列の再構築は、前記第1の単一パルス発生手段および前記第2の単一パルス発生手段の他方から供給される単一光パルスに基づいて実行される
ことを特徴とする光信号処理方法。 The optical signal processing method according to claim 9, wherein
The single optical pulse generating means is composed of a first single pulse generating means and a second single pulse generating means,
Each of the first single pulse generating means and the second single pulse generating means has a different configuration from any of the single pulse generating means according to claim 2 or claim 3,
The parallel development of the serial optical signal train in the third step is executed based on a single optical pulse supplied from one of the first single pulse generating means and the second single pulse generating means,
The reconstruction of the serial optical signal train in the sixth step is executed based on a single optical pulse supplied from the other of the first single pulse generating means and the second single pulse generating means.
An optical signal processing method .
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