JP4490420B2 - 光パケット交換装置 - Google Patents

Description

本発明は、光パケット交換装置に関し、より特定的には、アドレス信号を用いて光パケット信号の伝搬経路を切り替える光パケット交換装置に関する。

アドレス信号を用いて光パケット信号の伝搬経路を切り替える従来の光パケット交換装置としては、例えば、瀬戸 康一郎他著、「ギガビットＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）教科書」、マルチメディア通信研究会、アスキー出版局、１９９９年３月に開示されている装置が存在する。図１１は、この従来の光パケット交換装置の構成例を示すブロック図である。

図１１において、従来の光パケット交換装置は、光源１００１、光変調部１００２及びデータ生成部１００３を備える光送信部１０００と、光伝送部２０００と、光分岐部３００１、光電気変換部３００４、アドレス抽出部３００５及び経路切り替え部３００３を備えるルータ部３０００とで構成される。光源１００１は、連続光を出力する。データ生成部１００３は、送信すべき情報信号に、この情報信号の送信先に対応したアドレス信号をヘッダとして加えた、データ信号を生成する。光変調部１００２は、データ生成部１００３で生成されたデータ信号によって、光源１００１から出力される連続光を強度変調する。光分岐部３００１は、光伝送部２０００を介して入力される光パケットを２つに分岐する。光電気変換部３００４は、光分岐部３００１から出力される一方の光パケットを電気信号に変換する。この処理により、光パケットからデータ信号が取り出される。アドレス抽出部３００５は、光電気変換部３００４で取り出されたデータ信号から情報信号を取り除くことを行う。この処理によって、アドレス信号が抽出される。経路切り替え部３００３は、アドレス抽出部３００５によって抽出されたアドレス信号に従って、光分岐部３００１から出力される他方の光パケットの経路を決定する。

しかしながら、上述した従来の光パケット交換装置では、情報信号に対応するアドレス信号がヘッダに付加されたデータ信号を使用するため、アドレス信号を格納する分だけ伝送容量が減少、すなわち伝送効率が低下してしまうという問題がある。また、情報信号の変調速度が高速になった場合には、アドレス信号の変調速度も当然高速となる。このため、ルータ部３０００のアドレス抽出部３００５において、アドレス信号の読み取りが困難になるという問題がある。

それ故に、本発明の目的は、アドレス信号を用いて、光パケットの伝搬経路を切り替える際に、アドレス信号の容量が大きくなったとしても、情報信号の伝送容量を減少させることなく、かつ、情報信号の変調速度が高速になった場合においても容易にアドレス信号を抽出できる光パケット交換装置を提供することである。

本発明は、バースト状の光信号である光パケットの伝搬経路を切り替える光パケット交換装置に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の光パケット交換装置は、光送信部、光伝送部及びルータ部を備えている。

光送信部は、情報信号と、この情報信号の送信先に対応するアドレス信号とが、異なる変調方式でそれぞれ重畳された光パケットを送信する。光伝送部は、光送信部から送信される光パケットを伝送する。ルータ部は、光伝送部を介して光パケットを受信し、光パケットから抽出されるアドレス信号に基づいて光パケットの伝搬経路を切り替える。なお、アドレス信号の変調速度と情報信号の変調速度とが、異なっていることが好ましい。

光送信部としては、以下のような構成が考えられる。連続光を出力する光源と、光源の出力光を情報信号によって強度変調しかつアドレス信号によって位相変調した光パケットを出力する光変調部とを含む光送信部。又は、情報信号によって強度変調された連続光を出力する光信号源と、光信号源の出力光をアドレス信号によって位相変調した光パケットを出力する光変調部とを含む光送信部。あるいは、アドレス信号によって位相変調された連続光を出力する光信号源と、光信号源の出力光を情報信号によって強度変調した光パケットを出力する光変調部とを含む光送信部。

一方、ルータ部としては、以下のような構成が考えられる。光伝送部を介して受信される光パケットを２分岐する光分岐部と、光分岐部で分岐出力された一方の光パケットの位相情報から、アドレス信号を読み取るアドレス読み取り部と、複数の出力ポートを有しており、アドレス読み取り部で読み取られたアドレス信号に基づいて、光分岐部で分岐出力された他方の光パケットを出力する出力ポートを選択的に切り替える経路切り替え部とを含むルータ部。又は、光伝送部を介して受信される光パケットを２分岐する光分岐部と、光分岐部で分岐出力された一方の光パケットの位相情報から、アドレス信号を読み取るアドレス読み取り部と、アドレス読み取り部で読み取られたアドレス信号に基づいて、光分岐部で分岐出力された他方の光パケットの位相を一定値にする光位相調整部と、複数の出力ポートを有しており、アドレス読み取り部で読み取られたアドレス信号に基づいて、光位相調整部で一定の位相値に調整された他方の光パケットを出力する出力ポートを選択的に切り替える経路切り替え部とを含むルータ部。

典型的な光変調部は、光源から出力される光を２分岐する光分岐部と、アドレス信号を２分岐する第１の分岐部と、情報信号を２分岐する第２の分岐部と、第２の分岐部で分岐された一方の情報信号の位相を反転させる位相反転部と、第１の分岐部で分岐された一方のアドレス信号と位相反転部で位相が反転された情報信号とを合波し、第１の合波信号を出力する第１の合波部と、第１の分岐部で分岐された他方のアドレス信号と第２の分岐部で分岐された他方の情報信号とを合波し、第２の合波信号を出力する第２の合波部と、第１の合波信号に基づいて、光分岐部で分岐された一方の光を位相変調する第１の導波路と、第２の合波信号に基づいて、光分岐部で分岐された他方の光を位相変調する第２の導波路と、第１の導波路から出力される光位相変調信号と、第２の導波路から出力される光位相変調信号とを合波及び干渉させて、光パケットを生成する光合波部とで構成される。

典型的なアドレス読み取り部は、光分岐部で分岐された一方の光パケットの位相変化を光強度変化に変換した光信号を出力する位相／強度変換部と、位相／強度変換部が出力する光信号をアドレス信号に変換する光電気変換部とで構成される。又は、アドレス読み取り部は、光分岐部で分岐された一方の光パケットの位相変化を光強度変化に変換した光信号を出力する位相／強度変換部と、位相／強度変換部が出力する光信号をアドレス信号に変換し、正極性のアドレス信号を経路切り替え部へ、極性が反転した負極性のアドレス信号を光位相調整部へそれぞれ出力する光電気変換部とで構成される。あるいは、アドレス読み取り部は、光分岐部で分岐された一方の光パケットの位相変化を光強度変化に変換し、正極性の光信号及び極性が反転した負極性の光信号をそれぞれ出力する位相／強度変換部と、位相／強度変換部が出力する正極性の光信号をアドレス信号に変換して、経路切り替え部へ出力する第１の光電気変換部と、位相／強度変換部が出力する負極性の光信号をアドレス信号に変換して、光位相調整部へ出力する第２の光電気変換部とで構成される。

ここで、光電気変換部は、位相／強度変換部が出力する光信号の強度を、所定のしきい値よりも小さい場合には論理値１に、所定のしきい値を超える場合には論理値０に変換して、アドレス信号を抽出することを行う。この場合のしきい値は、光分岐部に入力される光パケットの論理値１の光強度と論理値０の光強度との差を１／４にした値以上、かつ、論理値０の光強度を１／２にした値以下の間で設定されることが好ましい。

また、位相／強度変換部は、マッハツェンダ干渉計で構成されてもよく、また、変調成分の極性が反転した２つの光信号を出力してもよい。位相／強度変換部が極性が反転した２つの光信号を出力する場合には、光電気変換部には、この２つの光信号を各々受信する２つのフォトダイオードを用いればよい。さらに、光変調部では、情報信号によって位相変調し、かつ、アドレス信号によって強度変調してもよい。

このように、本発明によれば、アドレス信号の多重伝送によるスループット低下を生じさせることなく、かつ、情報信号の変調速度が高速になった場合においても、簡単な構成で光パケットの伝搬経路を切り替えることができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光パケット交換装置の構成を示すブロック図である。図１において、第１の実施形態に係る光パケット交換装置は、光送信部１００、光伝送部２００及びルータ部３００で構成される。光送信部１００は、光源１０１と、光変調部１０２とを備える。光変調部１０２は、光分岐部１０３と、第１の分岐部１０４と、第１の合波部１０５と、第１の導波路１０６と、第２の導波路１０７と、第２の合波部１０８と、第２の分岐部１０９と、位相反転部１１０と、光合波部１１１とを含む。ルータ部３００は、光分岐部３０１と、アドレス読み取り部３０２と、経路切り替え部３０３とを備える。アドレス読み取り部３０２は、位相／強度変換部３０４と、光電気変換部３０５とを含む。

以下、図１を参照して、上記構成による光パケット交換装置の動作について説明する。
光送信部１００において、光源１０１は、連続光を出力する。光分岐部１０３は、光源１０１から出力される連続光を２つに分岐して出力する。第２の分岐部１０９は、送信すべき情報信号を入力し、２つに分岐して出力する。第１の分岐部１０４は、情報信号の送信先に対応したアドレス信号を入力し、２つに分岐して出力する。位相反転部１１０は、第２の分岐部１０９から出力される一方の情報信号を入力し、位相を反転させて出力する。第１の合波部１０５は、第１の分岐部１０４から出力される一方のアドレス信号と、位相反転部１１０で位相反転された情報信号とを合波し、第１の合波信号Ｄ１を生成する。第２の合波部１０８は、第１の分岐部１０４から出力される他方のアドレス信号と、第２の分岐部１０９から出力される他方の情報信号とを合波し、第２の合波信号Ｄ２を生成する。

第１の導波路１０６は、光分岐部１０３から出力される一方の光を、第１の合波部１０５で生成された第１の合波信号Ｄ１に基づいて位相変調し、光位相変調信号Ｅ１を生成する。第２の導波路１０７は、光分岐部１０３から出力される他方の光を、第２の合波部１０８で生成された第２の合波信号Ｄ２に基づいて位相変調し、光位相変調信号Ｅ２を生成する。光合波部１１１は、第１の導波路１０６から出力される光位相変調信号Ｅ１と第２の導波路１０７から出力される光位相変調信号Ｅ２とを合波及び干渉させて、光パケットを生成する。この光パケットは、光伝送部２００を介してルータ部３００へ伝送される。

ルータ部３００において、光分岐部３０１は、光伝送部２００を介して伝送された光パケットを２つに分岐して出力する。位相／強度変換部３０４は、光分岐部３０１から出力される一方の光パケットの位相変化を光強度変化に変換した光信号を出力する。光電気変換部３０５は、位相／強度変換部３０４から出力される光信号をアドレス信号に変換する。経路切り替え部３０３は、光分岐部３０１から出力される他方の光パケットを入力する少なくとも１つの入力ポートと、複数の出力ポートとを有している（図１では、３つの出力ポートの例を示している）。そして、経路切り替え部３０３は、光電気変換部３０５から出力されるアドレス信号に基づいて、複数の出力ポートの中から光分岐部３０１から出力される光パケットの出力ポートを決定する。

次に、位相／強度変換部３０４の詳細について説明する。図２は、図１のルータ部３００の一部を具体的に示したブロック図である。図２において、位相／強度変換部３０４は、例えばマッハツェンダ干渉計３１０によって構成される。マッハツェンダ干渉計３１０は、１ビット遅延部３１１を有し、光信号を２つに分岐させる機能と、分岐した光信号の一方を遅延させる機能と、２つの光信号を合波する機能とを有している。また、光電気変換部３０５は、フォトダイオード３１２を有している。

上述したように、光分岐部３０１で分岐された光パケットの一方は、位相／強度変換部３０４のマッハツェンダ干渉計３１０の内部でさらに２つに分岐される。この２つに分岐された光信号は、いずれも分岐前の光信号と同じ位相変化を保持したまま、分岐前の光信号の１／２の強度を有する光信号となる。分岐された光信号の一方は、１ビット遅延部３１１において、アドレス信号の１ビットに対応する時間Ｔ２だけ遅延させられる。その後、遅延させない光信号と遅延させられた光信号とが、マッハツェンダ干渉計３１０の内部で合波される。

本第１の実施形態に係る光パケット交換装置では、合波される２つの光信号に対して、強度変調と位相変調とが行われているため、合波される２つの各光信号がどのような位相状態にあるかによって、２つの光信号は、合波時に次のように干渉する。すなわち、光信号の一方が位相０で、他方が位相πの状態にある場合には、合波時に光波が互いに相殺し合い、合波後の光信号の強度は小さくなる。一方、２つの光信号がいずれも位相０又は位相πの状態にある場合には、合波時に光波が互いに強め合い、光信号の強度は高くなる。

図３は、図１の光パケット交換装置において入出力される電気信号の強度、光信号の位相及び強度の変化の一例を、波形（ａ）〜（ｊ）で示した図である。図３を参照して、図１に示した光パケット交換装置の動作の具体例を説明する。図３において、横軸は時間を、縦軸は信号の強度（振幅、電圧）又は位相を表し、時間Ｔ１は情報信号の１ビットに対応する時間を、時間Ｔ２はアドレス信号の１ビットに対応する時間を示している。また、図３に例示する信号波形は、下記の５つの条件に従ったものである。
１．光伝送部２００は、無損失である。
２．光分岐部３０１の分岐比は、１：１である。
３．情報信号のビットレートは、アドレス信号のビットレートの２倍である。
４．情報信号は、「１００１１１００」の繰り返しである（波形（ａ））。
５．アドレス信号は、ＮＲＺ符号「１１０１００１０」の繰り返しである。

第２の分岐部１０９には、「１００１１１００」の情報信号が、振幅２ａで入力される（波形（ｃ））。位相反転部１１０で位相反転された情報信号は、波形（ｄ）で示される。一方、第１の分岐部１０４には、ＮＲＺ符号「１１０１００１０」からＮＲＺ−Ｉ符号「１００１１１００」に変換されたアドレス信号が、振幅２ｂで入力される（波形（ｂ））。

第１の分岐部１０４で２分岐されたアドレス信号（振幅ｂ）と、第２の分岐部１０９で２分岐された情報信号（振幅ａ）とを、第２の合波部１０８で合波することによって（波形（ｂ）＋波形（ｃ））、波形（ｆ）に示す第２の合波信号Ｄ２が生成される。すなわち、光分岐部１０３における分岐比は１：１であるので（上記条件２）、強度がａ＋ｂ、ｂ又はａの３通りに変化する電気信号が、第２の導波路１０７に印加される。同様に、第１の分岐部１０４で２分岐されたアドレス信号と、位相反転部１１０で位相反転された情報信号とを、第１の合波部１０５において合波することによって（波形（ｂ）＋波形（ｄ））、波形（ｅ）に示す第１の合波信号Ｄ１が生成される。

第１の導波路１０６の入出力特性を図４に、第２の導波路１０７の入出力特性を図５に示す。第１の導波路１０６及び第２の導波路１０７の半波長電圧は、第１の分岐部１０４から出力されるアドレス信号の電圧ｂに等しくなるようにする。また、第１の導波路１０６の入力電圧が０の時の出力光位相と、第２の導波路１０７の入力電圧が電圧ａの時の出力光位相とが、等しくなるように設定する。このとき、第１の導波路１０６及び第２の導波路１０７の出力光の位相は、それぞれ波形（ｇ）及び波形（ｈ）に示すように変化する。

光合波部１１１からの出力光強度は、２つの入力光の位相差によって決まる。すなわち位相差がなければ強度が大きくなり、位相差があれば強度は小さくなる。ここで、情報信号が「１」のときは位相差がなく、情報信号が「０」のときは位相差があるように設定してあるので、情報信号の変化に応じて光強度を変化させることができる。一方、光合波部１１１からの出力光の位相は、第１の導波路１０６及び第２の導波路１０７で与えられる光位相そのものになる。光合波部１１１は、第１の導波路１０６から出力される光信号と、第２の導波路１０７から出力される光信号とを合波及び干渉させて、位相が２通り（０、π）及び強度が２通り（４Ａ、４Ｂとする）に変化する光パケット（波形（ｉ））を送出する。

光伝送部２００は無損失であり（上記条件１）、かつ、第１の光分岐部３０１の分岐比が１：１である（上記条件２）ので、第１の光分岐部３０１からは、波形（ｉ）の１／２の強度及び振幅を有する光信号が出力される。すなわち、第１の光分岐部３０１で分岐した後の光信号の強度は、２Ａ及び２Ｂとなる。さらに、マッハツェンダ干渉計３１０の内部で光信号が２分岐されるので、この分岐後の光信号は、波形（ｉ）の１／４の強度及び振幅を有する光信号となる。すなわち、１ビット遅延部３１１に入力される直前の光信号の強度は、Ａ及びＢとなる。

１ビット遅延部３１１は、２分岐された光信号の一方をアドレス信号の１ビットに対応する時間Ｔ２だけ遅延させ、マッハツェンダ干渉計３１０で合波する。これにより、位相／強度変換部３０４からは、強度が２Ａ、Ａ＋Ｂ、２Ｂ、Ａ−Ｂ、及び０の５通りに変化する光信号が出力される（波形（ｊ））。光電気変換部３０５は、光信号の強度に関するしきい値として、Ｂ−Ａより大きく、かつ、２Ａより小さい値を有している。光電気変換部３０５は、位相／強度変換部３０４から出力された光信号の強度がしきい値より大きい場合には値０を、それ以外の場合には値１を出力する。これにより、光電気変換部３０５において、光送信部１００から送信されたアドレス信号を「１１０１００１０」のように正しく求めることができる。

以上のように、本発明の第１の実施形態に係る光パケット交換装置によれば、光送信部は、光源から出力された連続光に対して、アドレス信号によって位相変調を施しかつ情報信号によって強度変調を施す。ルータ部は、受信した光パケットを２分岐させ、その一方を位相／強度変換及び光電気変換によりアドレス信号に変換し、このアドレス信号に基づいて他方の光パケットの出力ポートを決定する。これにより、アドレス信号の多重伝送によるスループット低下を生じさせることなく、かつ、情報信号の変調速度が高速になった場合においても、簡単な構成で光パケットの伝搬経路を切り替えることができる。

なお、上記第１の実施形態では、光送信部において光源から出力された連続光に対してアドレス信号によって位相変調を施し、かつ、情報信号により強度変調を施す構成を説明した。しかし、この構成以外にも、光送信部において光源から出力された連続光に対してアドレス信号によって強度変調を施し、かつ、情報信号によって位相変調を施す構成としてもよい。このような本実施形態の変形例に係る光パケット交換装置によっても、アドレス信号の多重伝送によるスループット低下を生じさせることなく、かつ、情報信号の変調速度が高速になった場合においても簡単な構成で、光パケットの伝搬経路を切り替えることができる。

また、上記第１の実施形態のルータ部は、位相／強度変換部が１つの光信号を出力し、光電気変換部が、１つのフォトダイオードを用いて、位相／強度変換部から出力された光信号を受信する場合を説明した（図２を参照）。しかし、この構成以外にも、位相／強度変換部が、変調成分の極性が互いに異なる２つの光信号を出力する構成としてもよい。具体的には、光電気変換部が２つのフォトダイオードを有し、これらを用いて位相／強度変換部から出力された２つの光信号を受信する（図６）。これにより、光電気変換部において、２つの光信号に基づいて高い精度で効率良くアドレス信号を求めることができる。

（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る光パケット交換装置の構成を示すブロック図である。図７において、第２の実施形態に係る光パケット交換装置は、光送信部１２０、光伝送部２００及びルータ部３００で構成される。光送信部１２０は、光信号源１２１及び光変調部１２２とを備える。光信号源１２１は、光源１０１と、第１の分岐部１０４と、第１の合波部１０５と、第１の導波路１０６とを含む。光変調部１２２は、第２の導波路１０７と、第２の合波部１０８と、第２の分岐部１０９と、位相反転部１１０とを含む。ルータ部３００は、上記第１の実施形態の構成と同じである。

図７でわかるように、第２の実施形態に係る光パケット交換装置は、上記第１の実施形態の光変調部１０２で並列的に行っていたアドレス信号による位相変調機能と情報信号による強度変調機能とを分離し、位相変調及び強度変調の順序で光変調する構成としたものである。このような構成にすることで、上述した効果に加えて、光分岐部及び光合波部の構成を省くことができる。

（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る光パケット交換装置の構成を示すブロック図である。図８において、第３の実施形態に係る光パケット交換装置は、光送信部１３０、光伝送部２００及びルータ部３００で構成される。光送信部１３０は、光信号源１３１及び光変調部１３２とを備える。光信号源１３１は、光源１０１と、第２の導波路１０７と、第２の合波部１０８と、第２の分岐部１０９と、位相反転部１１０とを含む。光変調部１３２は、第１の分岐部１０４と、第１の合波部１０５と、第１の導波路１０６とを含む。ルータ部３００は、上記第１の実施形態の構成と同じである。

図８でわかるように、第３の実施形態に係る光パケット交換装置は、上記第１の実施形態の光変調部１０２で並列的に行っていたアドレス信号による位相変調機能と情報信号による強度変調機能とを分離し、強度変調及び位相変調の順序で光変調する構成としたものである。このような構成にすることで、上述した効果に加えて、光分岐部及び光合波部の構成を省くことができる。

（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態に係る光パケット交換装置の構成を示すブロック図である。図９において、第４の実施形態に係る光パケット交換装置は、光送信部１００、光伝送部２００及びルータ部３４０で構成される。光送信部１００は、上記第１の実施形態の構成と同じである。ルータ部３４０は、光分岐部３０１と、アドレス読み取り部３４２と、光位相調整部３４７と、経路切り替え部３０３とを備える。アドレス読み取り部３４２は、位相／強度変換部３０４と、光電気変換部３４５とを含む。なお、図９において図１と同等の構成には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

ルータ部３４０において、光電気変換部３４５は、位相／強度変換部３０４から出力される光信号を変換して、正極性のアドレス信号と極性が反転した負極性のアドレス信号とを生成する。光位相調整部３４７は、光分岐部３０１から他方の光パケットを、光電気変換部３４５から負極性のアドレス信号をそれぞれ入力し、負極性のアドレス信号によって光パケットを位相変調する。この処理によって、光パケットの位相が一定になる。経路切り替え部３０３は、光位相調整部３４７から位相が一定になった光パケットを、光電気変換部３４５から正極性のアドレス信号をそれぞれ入力する。そして、経路切り替え部３０３は、正極性のアドレス信号に基づいて、複数の出力ポートの中から光パケットの出力ポートを決定する。

以上のように、本発明の第４の実施形態に係る光パケット交換装置によれば、負極性のアドレス信号で再び位相変調を行うことで光パケットの位相を一定にさせる。これにより、ルータ部が縦続接続された場合においても位相を一定に保つことができ、アドレス信号の多重伝送によるスループット低下を生じさせることなく、かつ、情報信号の変調速度が高速になった場合においても簡単な構成で、光パケットの伝搬経路を切り替えることができる。もちろん、本第４の実施形態のルータ部３４０を、上記第２の実施形態の光送信部１２０又は上記第３の実施形態の光送信部１３０と組み合わせることも可能である。

（第５の実施形態）
図１０は、本発明の第５の実施形態に係る光パケット交換装置の構成を示すブロック図である。図１０において、第５の実施形態に係る光パケット交換装置は、光送信部１００、光伝送部２００及びルータ部３５０で構成される。光送信部１００は、上記第１の実施形態の構成と同じである。ルータ部３５０は、光分岐部３０１と、アドレス読み取り部３５２と、第２の光電気変換部３５６と、光位相調整部３５７と、経路切り替え部３０３とを備える。アドレス読み取り部３５２は、位相／強度変換部３５４と、第１の光電気変換部３０５とを含む。なお、図１０において図１と同等の構成には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

ルータ部３５０において、位相／強度変換部３５４は、例えば２つの出力ポートを有するマッハツェンダ干渉計によって構成され、光分岐部３０１から出力された光パケットの位相変化を光強度変化に変換し、各出力ポートから正極性の光信号及び極性が反転した負極性の光信号を出力する。第２の光電気変換部３５６は、位相／強度変換部３５４から出力される負極性の光信号を変換して、負極性のアドレス信号を生成する。光位相調整部３５７は、光分岐部３０１から他方の光パケットを、第２の光電気変換部３５６から負極性のアドレス信号をそれぞれ入力し、負極性のアドレス信号によって光パケットを位相変調する。この処理によって、光パケットの位相が一定になる。第１の光電気変換部３０５は、位相／強度変換部３５４から出力される正極性の光信号を変換して、正極性のアドレス信号を生成する。経路切り替え部３０３は、光位相調整部３５７から位相が一定になった光パケットを、第１の光電気変換部３０５から正極性のアドレス信号をそれぞれ入力する。そして、経路切り替え部３０３は、正極性のアドレス信号に基づいて、複数の出力ポートの中から光パケットの出力ポートを決定する。

以上のように、本発明の第５の実施形態に係る光パケット交換装置によれば、負極性のアドレス信号で再び位相変調を行うことで光パケットの位相を一定にさせる。これにより、ルータ部が縦続接続された場合においても位相を一定に保つことができ、アドレス信号の多重伝送によるスループット低下を生じさせることなく、かつ、情報信号の変調速度が高速になった場合においても簡単な構成で、光パケットの伝搬経路を切り替えることができる。もちろん、本第５の実施形態のルータ部３５０を、上記第２の実施形態の光送信部１２０又は上記第３の実施形態の光送信部１３０と組み合わせることも可能である。

なお、上記第１〜第５の実施形態では、光源から出力される光信号に対して、アドレス信号によって位相変調を情報信号によって強度変調を施す例を説明した。しかし、これとは逆に、アドレス信号によって強度変調を情報信号によって位相変調を、光信号に施しても構わない。

本発明は、アドレス信号を用いて光パケット信号の伝搬経路を切り替える光パケット交換装置等として利用可能であり、特に情報信号の変調速度が高速になってもアドレス信号の多重伝送によるスループット低下を防止したい場合等に適している。

本発明の第１の実施形態に係る光パケット交換装置の構成を示すブロック図 ルータ部３００の一部を具体的に示したブロック図である。 光パケット交換装置において入出力される電気信号の強度、光信号の位相及び強度の変化の一例を示す図 第１の導波路１０６の入出力特性の一例を示す図 第２の導波路１０７の入出力特性の一例を示す図 ルータ部３００の一部を具体的に示した他のブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る光パケット交換装置の構成を示すブロック図 本発明の第３の実施形態に係る光パケット交換装置の構成を示すブロック図 本発明の第４の実施形態に係る光パケット交換装置の構成を示すブロック図 本発明の第５の実施形態に係る光パケット交換装置の構成を示すブロック図 従来の光パケット交換装置の構成を示すブロック図

Claims (12)

1. バースト状の光信号である光パケットの伝搬経路を切り替える光パケット交換装置であって、
   連続光を出力する光源と、当該連続光を情報信号によって強度変調し、かつ当該情報信号の送信先に対応するアドレス信号によって位相変調した光パケットを生成する光変調部とを含み、当該光パケットを送信する光送信部と、
   前記光送信部から送信される光パケットを伝送する光伝送部と、
   前記光伝送部を介して光パケットを受信し、当該光パケットから抽出されるアドレス信号に基づいて光パケットの伝搬経路を切り替えるルータ部とを備え、
   前記光変調部は、
   前記光源から出力される光を２分岐する光分岐部と、
   前記アドレス信号を２分岐する第１の分岐部と、
   前記情報信号を２分岐する第２の分岐部と、
   前記第２の分岐部で分岐された一方の情報信号の位相を反転させる位相反転部と、
   前記第１の分岐部で分岐された一方のアドレス信号と前記位相反転部で位相が反転された情報信号とを合波し、第１の合波信号を出力する第１の合波部と、
   前記第１の分岐部で分岐された他方のアドレス信号と前記第２の分岐部で分岐された他方の情報信号とを合波し、第２の合波信号を出力する第２の合波部と、
   前記第１の合波信号に基づいて、前記光分岐部で分岐された一方の光を位相変調する第１の導波路と、
   前記第２の合波信号に基づいて、前記光分岐部で分岐された他方の光を位相変調する第２の導波路と、
   前記第１の導波路から出力される光位相変調信号と、前記第２の導波路から出力される光位相変調信号とを合波及び干渉させて、前記光パケットを生成する光合波部とを含み、
   前記ルータ部は、
   前記光伝送部を介して受信される光パケットを２分岐する光分岐部と、
   前記光分岐部で分岐出力された一方の光パケットの位相情報から、前記アドレス信号を読み取るアドレス読み取り部と、
   前記アドレス読み取り部で読み取られたアドレス信号に基づいて、前記光分岐部で分岐出力された他方の光パケットの位相を一定値にする光位相調整部と、
   複数の出力ポートを有しており、前記アドレス読み取り部で読み取られたアドレス信号に基づいて、前記光位相調整部で一定の位相値に調整された他方の光パケットを出力する出力ポートを選択的に切り替える経路切り替え部とを含む、光パケット交換装置。
2. 前記アドレス読み取り部は、
   前記光分岐部で分岐された一方の光パケットの位相変化を光強度変化に変換した光信号を出力する位相／強度変換部と、
   前記位相／強度変換部が出力する光信号をアドレス信号に変換する光電気変換部とを含む、請求項１に記載の光パケット交換装置。
3. 前記光電気変換部は、前記位相／強度変換部が出力する光信号の強度を、所定のしきい値よりも小さい場合には論理値１に、所定のしきい値を超える場合には論理値０に変換して、アドレス信号を抽出することを特徴とする、請求項２に記載の光パケット交換装置。
4. 前記しきい値は、前記光分岐部に入力される光パケットの論理値１の光強度と論理値０の光強度との差を１／４にした値以上、かつ、論理値０の光強度を１／２にした値以下の間で設定されることを特徴とする、請求項３に記載の光パケット交換装置。
5. 前記位相／強度変換部は、変調成分の極性が反転した２つの光信号を出力することを特徴とする、請求項２に記載の光パケット交換装置。
6. 前記アドレス読み取り部は、
   前記光分岐部で分岐された一方の光パケットの位相変化を光強度変化に変換した光信号を出力する位相／強度変換部と、
   前記位相／強度変換部が出力する光信号をアドレス信号に変換し、正極性のアドレス信号を前記経路切り替え部へ、極性が反転した負極性のアドレス信号を前記光位相調整部へそれぞれ出力する光電気変換部とを含む、請求項１に記載の光パケット交換装置。
7. バースト状の光信号である光パケットの伝搬経路を切り替える光パケット交換装置であって、
   情報信号と、この情報信号の送信先に対応するアドレス信号とが、異なる変調方式でそれぞれ重畳された光パケットを送信する光送信部と、
   前記光送信部から送信される光パケットを伝送する光伝送部と、
   前記光伝送部を介して光パケットを受信し、当該光パケットから抽出されるアドレス信号に基づいて光パケットの伝搬経路を切り替えるルータ部とを備え、
   前記光送信部は、
   連続光を出力する光源と、
   前記光源の出力光を、前記情報信号によって位相変調し、かつ、前記アドレス信号によって強度変調した光パケットを出力する光変調部とを含み、
   前記ルータ部は、
   前記光伝送部を介して受信される光パケットを２分岐する光分岐部と、
   前記光分岐部で分岐出力された一方の光パケットの強度情報から、前記アドレス信号を読み取るアドレス読み取り部と、
   前記アドレス読み取り部で読み取られたアドレス信号に基づいて、前記光分岐部で分岐出力された他方の光パケットの強度を一定値にする光強度調整部と、
   複数の出力ポートを有しており、前記アドレス読み取り部で読み取られたアドレス信号に基づいて、前記光強度調整部で一定の強度に調整された他方の光パケットを出力する出力ポートを選択的に切り替える経路切り替え部とを含む、光パケット交換装置。
8. 情報信号とこの情報信号の送信先に対応するアドレス信号とが異なる変調方式でそれぞれ重畳された、バースト状の光信号である光パケットの伝搬経路を切り替えるルータ装置であって、
   前記光パケットを２分岐する光分岐部と、
   前記光分岐部で分岐出力された一方の光パケットの位相情報から、前記アドレス信号を読み取るアドレス読み取り部と、
   前記アドレス読み取り部で読み取られたアドレス信号に基づいて、前記光分岐部で分岐出力された他方の光パケットの位相を一定値にする光位相調整部と、
   複数の出力ポートを有しており、前記アドレス読み取り部で読み取られたアドレス信号に基づいて、前記光位相調整部で一定の位相値に調整された他方の光パケットを出力する出力ポートを選択的に切り替える経路切り替え部とを備え、
   前記アドレス読み取り部は、
   前記光分岐部で分岐された一方の光パケットの位相変化を光強度変化に変換した光信号を出力する位相／強度変換部と、
   前記位相／強度変換部が出力する光信号をアドレス信号に変換し、正極性のアドレス信号を前記経路切り替え部へ、極性が反転した負極性のアドレス信号を前記光位相調整部へそれぞれ出力する光電気変換部とを含む、ルータ装置。
9. 情報信号とこの情報信号の送信先に対応するアドレス信号とが異なる変調方式でそれぞれ重畳された、バースト状の光信号である光パケットの伝搬経路を切り替えるルータ装置であって、
   前記光パケットを２分岐する光分岐部と、
   前記光分岐部で分岐出力された一方の光パケットの位相情報から、前記アドレス信号を読み取るアドレス読み取り部と、
   複数の出力ポートを有しており、前記アドレス読み取り部で読み取られたアドレス信号に基づいて、前記光分岐部で分岐出力された他方の光パケットを出力する出力ポートを選択的に切り替える経路切り替え部とを備え、
   前記アドレス読み取り部は、
   前記光分岐部で分岐された一方の光パケットの位相変化を光強度変化に変換した光信号を出力する位相／強度変換部と、
   前記位相／強度変換部が出力する光信号をアドレス信号に変換する光電気変換部とを含む、ルータ装置。
10. 前記光電気変換部は、前記位相／強度変換部が出力する光信号の強度を、所定のしきい値よりも小さい場合には論理値１に、所定のしきい値を超える場合には論理値０に変換して、アドレス信号を抽出することを特徴とする、請求項９に記載のルータ装置。
11. 前記しきい値は、前記光分岐部に入力される光パケットの論理値１の光強度と論理値０の光強度との差を１／４にした値以上、かつ、論理値０の光強度を１／２にした値以下の間で設定されることを特徴とする、請求項１０に記載のルータ装置。
12. 前記位相／強度変換部は、変調成分の極性が反転した２つの光信号を出力することを特徴とする、請求項９に記載のルータ装置。

Images