JPH05252113A - パス切換方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 空間的に同一位置にある光パスであっても、
空間的に異なる位置にある光パスを介して複数台の電子
モジュール間にデータの送信受信を行う光パス切換方
式。 【構成】 光電回路及びプロセッサからのデータを受け
取り複数の光電回路中の未使用の回路を選択して送出
し、逆に光電回路からデータを受け取りプロセッサに送
出するインターフェース制御手段とを有する。各電子モ
ジュールのプロセッサにより処理されたデータを光信号
に変換して、光開閉手段を通じて隣接する電子モジュー
ルに向けて送信し、伝播方向にある電子モジュールの光
開閉手段を通じて受信される。この光信号を透過させる
か、遮蔽して他の光パスを選択させるかは、該光信号を
受信した電子モジュールのインターフェース制御手段に
より決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロセッサ等を含む電
子モジュールが複数個あるシステムにおいて、それらの
電子モジュール間を光により相互結合させるシステムの
パス切換方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】データをもとに情報処理を実行するプロ
セッサ、データを格納するメモリ等から構成される電子
モジュールが複数個あり、それらの電子モジュールを相
互に接続する方式がシステムの性能に大きく関係するの
で、その接続方式とデータの送信受信のパスの設定が必
要である。

【０００３】電子モジュールの接続方式は幾つか提案さ
れているが、その中の代表的な例として電気的バス接続
方式と光バス接続方式がある。

【０００４】電気的バス接続方式を説明すると、プロセ
ッサ、ローカルメモリ等を含む電子モジュールが電気信
号を伝える共通線（以下バス）を介して全電子モジュー
ルに共通的に使用されるデータを保持する共有メモリと
接続する構成を採る。

【０００５】しかし、このような構成のもとではプロセ
ッサの処理速度が高まってバスへのアクセスが頻繁にな
った場合、バスの性能がシステム性能に大きく影響する
問題点を電気的バス接続方式は持っている。

【０００６】上記で述べたバス競合を緩和するために、
電気的共通線を光で置き換えたものが光バス接続方式で
ある〔参考：鈴木基史他；電総研ニュース，No.439, 19
86年８月〕。

【０００７】この光バス接続方式は、光送受信器を持つ
電子モジュールが円弧状に幾何学的に配置され、その円
弧の中心にある円筒鏡を介して空間伝播する光により相
互に結合するものである。

【０００８】しかし、上記の光バス接続方式では、電子
モジュールの光送受信器から送信された光信号は必ず全
電子モジュールに対して届くことになるので、光バスの
有効的な利用に関しては問題がある。

【０００９】以下、従来技術の問題点を具体的に示す。

【００１０】光送受信器を有する３台の電子モジュール
が光バスにより相互結合している場合について、図５を
使って説明する。

【００１１】プロセッサ、メモリ等を有する電子モジュ
ール５１０、５２０、５３０は円筒鏡５４０を中心とし
た半径Ｒの円弧状に幾何学的に、かつ光送受信器を円筒
鏡５４０に向けて配置され、光バス５５０により相互接
続されるシステム構成のもとで、データの送信受信が実
行されるものとする。

【００１２】今、一番目にデータの送信を実行する電子
モジュールを５２０、受信元の電子モジュールを５１
０、５３０とし、電子モジュール５２０のプロセッサは
内部のデータをもとにデータ送信を起動し、データを電
子モジュール５２０の下段の光送信器で光信号に変換さ
れて、ある広がり角度Θをもって円筒鏡５４０に向けて
送信される。

【００１３】当該光信号は光バス５５０となって、円筒
鏡５４０上で反射されて、反射光はさらに扇型に広がっ
て、他の全ての電子モジュール５１０、５３０の光受信
器に到達し、受信された光は電子モジュール５１０、５
３０の光受信器内部で電気信号に変換されて、プロセッ
サやメモリに送出されて、電子モジュール５１０、５２
０、５３０間のデータの送信受信が完了することにな
る。

【００１４】電子モジュール５２０が送信元、電子モジ
ュール５１０、５３０が受信元でデータの送信受信が実
行されている間に、今度は電子モジュール５１０が電子
モジュール５３０に向けてデータの送信を行なう際に
は、上記で述べたように電子モジュール５１０がデータ
を未使用である上段の光送信器で光信号に変換し、そこ
から円筒鏡５４０を介して、他の全電子モジュール５２
０、５３０に送信されることになり、データの送信対象
とならない電子モジュールを含むことになる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のシステム構
成では、光バスに接続する電子モジュールの台数が増え
て各電子モジュール間で個別にデータの送信受信を実行
しようとする場合、個別通信のパターンの数に相当する
分だけ電子モジュールが持つべき光送受信器の数が増え
るので、全電子モジュールに向けて送信する放送型（ブ
ロードキャスト）送信はバス利用効率の面で、非経済的
であるという問題がある。

【００１６】本発明の目的は、上記問題点を解決し、自
由空間を伝播する複数本の光で相互に結合した複数台の
電子モジュールにおいて、空間的に同一位置にある光パ
スであっても、電子モジュールが光の伝播を遮蔽するこ
とにより、空間的に異なる位置にある光パスを介してデ
ータの送信受信を実行できる光パス切換方式を提供する
ことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、情報処理を実行するプロセッサ、データを格
納するメモリ、および電子的にオン／オフ制御を行うこ
とにより光を透過／遮蔽する回路から構成される電子モ
ジュール複数個を自由空間を伝播する複数本の光パスに
より相互に結合させた情報処理装置の光パスのパス切換
方式であって、前記回路構成を持つ電子モジュール間を
接続する光パスを電子的に切り換えて、データの送信受
信を実行することを特徴とする。

【００１８】また前記データの送信受信を実行する電子
モジュール間の複数本ある光パスのうち、任意の光パス
が障害による不通であるとき、通信可能な光パスを選択
する耐障害性を有する態様は有効である。

【００１９】さらに前記データの送信受信を実行する前
記自由空間を伝播する複数本の光で相互に結合した前記
電子モジュールは、空間的に同一位置にある光パスであ
っても、電子モジュールが光の伝播を遮蔽することによ
り、空間的に異なる位置にある光パスを介してデータの
送信受信を実行する態様は有効である。

【００２０】さらにまた本発明の態様は、プロセッサ、
メモリ、インターフェース回路、および光電回路を有す
る複数の電子モジュールが複数本の光パスを介して接続
されたシステムの光パスのパス切換方式であって、前記
電子モジュールは、光信号の透過／遮蔽を実行する光開
閉手段と、電気信号を光信号に変換する電気／光変換手
段と、光信号を電気信号に変換する光／電気変換手段
と、該光開閉手段と該電気／光変換手段と該光／電気変
換手段を制御する制御手段と、プロセッサから送出され
るデータを受け取り複数の光電回路の中から未使用の光
電回路を選択して当該データを送り逆に光電回路からデ
ータを受け取りプロセッサに送出するインターフェース
制御手段とを有し、前記各電子モジュールのプロセッサ
により処理されたデータを前記インターフェース制御手
段に送出し、複数ある中から未使用の前記光開閉手段を
前記制御手段を介して選択し、該データを前記電気／光
変換手段により光信号に変換して、該光信号を前記光開
閉手段を通じて隣接する電子モジュールに向けて送信
し、該光信号は該光信号の伝播方向にある電子モジュー
ルの光開閉手段を通じて受信され、受信された該光信号
を光開閉手段により透過させるか、あるいは遮蔽させ
て、他の光パスを選択させるかを、前記光／電気変換手
段と前記制御手段を介して該データの必要の有無が該光
信号を受信した電子モジュールのインターフェース制御
手段により判断された結果により決定することを特徴と
する。

【００２１】

【作用】本発明は、各々プロセッサ、メモリ、インター
フェース回路、および光電回路を有する複数の電子モジ
ュールが複数本の光パスを介して接続されたシステムで
あって、各電子モジュールは、光信号の透過／遮蔽を実
行する光開閉手段と、電気信号を光信号に変換する電気
／光変換手段と、光信号を電気信号に変換する光／電気
変換手段と、該光開閉手段と該電気／光変換手段と該光
／電気変換手段を制御する制御手段と、プロセッサから
送出されるデータを受け取り複数の光電回路の中から未
使用の光電回路を選択して当該データを送り逆に光電回
路からデータを受け取りプロセッサに送出するインター
フェース制御手段とを有することを特徴としている。

【００２２】本発明のパス切換方式では、各電子モジュ
ールのプロセッサにより処理されたデータをインターフ
ェース制御手段に送出し、複数ある中から未使用の光開
閉手段を制御手段を介して選択し、当該データを電気／
光変換手段により光信号に変換して、当該光信号を光開
閉手段を通じて隣接する電子モジュールに向けて送信
し、光信号は光信号の伝播方向にある電子モジュールの
光開閉手段を通じて受信され、光／電気変換手段と制御
手段を介して当該データの必要の有無がインターフェー
ス制御手段により判断されて、その結果により当該光信
号を光開閉手段により透過させるか、あるいは遮蔽し
て、他の光パスを選択させるかを決定する。

【００２３】

【実施例】以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明
する。

【００２４】図１は、本発明の一実施例に係わるパス切
換方式が適用される電子モジュール５枚からなるシステ
ムの全体構成図である。

【００２５】図１において、１１１、１２１、１３１、
１４１、１５１はメモリ、あるいは他の電子モジュール
から送られたデータをもとに情報の処理と制御を行なう
プロセッサ、１１２、１２２、１３２、１４２、１５２
はデータを保持するためのメモリ、１１３、１２３、１
３３、１４３、１５３はプロセッサ／光電回路間の信号
を制御するインターフェース回路、１１４、１２４、１
３４、１４４、１５４は光信号の送信／受信、および電
気信号から光信号への変換（又はその逆変換）を行なう
光電回路、１０、２０、３０、４０は電子モジュール１
１０、１２０、１３０、１４０、１５０を相互に結合し
空間伝播する光パスである。

【００２６】図２は、図１の光電回路１１４、１２４、
１３４、１４４、１５４の内部構成を詳細に示すブロッ
ク図である。

【００２７】各光電回路１１４、１２４、１３４、１４
４、１５４は図２に示すものと同じ構成となっている。

【００２８】図２において、２００は光電回路、２１０
はインターフェース回路との間の信号制御、および光開
閉回路２４０、光／電気変換回路２３０、電気／光変換
回路２２０に対する制御を行なう制御回路、２２０は電
気信号を光信号に変換する電気／光変換回路、２３０は
その逆変換を行なう光／電気変換回路、２４０は伝播し
てきた光の透過／遮蔽、および電気／光変換回路２２０
から出た光信号を隣接する電子モジュールに送信する窓
口、逆に他の電子モジュールから送られてきた光信号を
取り込んで光／電気変換回路２３０に導く窓口等の機能
を持ち、電子的に制御可能な光開閉回路である。

【００２９】図３は、図２で示した光開閉回路２４０の
基本動作を透過モードの場合と遮蔽モードの場合の二つ
について横断面から見た図である。

【００３０】隣接する電子モジュールから伝播してきた
光信号を透過させる透過モードと遮蔽して電子モジュー
ル内に取り込む遮蔽モードを採ることができる。

【００３１】図４は、本発明のパス切換方式を図１で示
したシステムに対して適用した場合、図３で示した光開
閉回路の基本動作をもとに、複数の光パスが同時に空間
的に部分使用されている状況において、光パスの切り換
えが二つの電子モジュール間で行なわれるデータの送信
受信を示した図である。

【００３２】次に、以上のように構成されるパス切換方
式の作用について説明する。

【００３３】基本的なデータ送信受信の例として、隣接
する電子モジュール１２０と１３０の間でデータの送信
受信が行なわれる場合を説明する。

【００３４】データの送信元を電子モジュール１２０、
受信元を電子モジュール１３０とする。

【００３５】プロセッサ１２１はメモリ１２２からデー
タを取り込み、そのデータをもとに演算を行ない、その
演算結果をインターフェース回路１２３に送出する。

【００３６】当該データを受領したインターフェース回
路１２３は他の電子モジュールから電子モジュール１２
０に対してデータが送信されていないことを確認して、
光電回路１２４のうち未使用の回路〔ここでは、光パス
２０を用いるものとする〕を一つ選択して、その光電回
路１２４に対して当該データを送る。

【００３７】それと同時に、光電回路１２４の中にある
制御回路２１０は光開閉回路２４０を遮蔽モードに設定
する〔この状態は図３において右側の(b) 遮蔽の場合の
光信号が外部に送信される場合に相当する〕。

【００３８】その後、光電回路１２４の制御回路２１０
は電気／光変換回路２２０によりプロセッサ１２１から
送られてきた当該データを光信号に変えて、それを光開
閉回路２４０から電子モジュール１３０に送信する。

【００３９】光信号は光パス２０を形成して、そのまま
右側に伝播して、電子モジュール１３０の光電回路１３
４に入射するが、この時光電回路１３４の光開閉回路２
４０は遮蔽モードにあるとする。

【００４０】遮蔽モード状態にある電子モジュール１３
０の光電回路１３４の光開閉回路２４０は電子モジュー
ル１２０から送られてきた光信号を光／電気変換回路２
３０により電気信号に変換してから、制御回路２１０に
渡す。

【００４１】光電回路１３４は変換された電気信号をプ
ロセッサ１３１、又はメモリ１３２に送出する。

【００４２】以上が、二つの電子モジュールの間で行な
われるデータの送信受信である。

【００４３】次に、データを必要としない複数の電子モ
ジュールが送信、受信を行なう電子モジュールの間にあ
る場合について説明する。

【００４４】ここでは、送信元を電子モジュール１１
０、受信元を電子モジュール１３０とし、電子モジュー
ル１２０は電子モジュール１１０と１３０の間にあり、
データを必要としないものとする。

【００４５】送信元である電子モジュール１１０が光信
号を電子モジュール１２０に向けて送信するまでの過程
は上記で述べた手順と同じである。

【００４６】この時、電子モジュール１２０の光開閉回
路２４０は遮蔽状態にあるものとする。

【００４７】上記の状態にあって、電子モジュール１２
０の光開閉回路２４０は受信信号を光／電気変換回路２
３０により、電気信号に変換し、制御回路２１０に送
る。

【００４８】それから、光電回路１２４から送られた信
号をインターフェース回路１２３が判断して、制御回路
２１０を通じて光開閉回路２４０を透過状態に設定す
る。

【００４９】電子モジュール１２０の光開閉回路２４０
の切り替えにより、電子モジュール１１０から送信され
た光信号は電子モジュール１２０を透過して、次の電子
モジュール１３０に送られる。

【００５０】電子モジュール１３０は上記で述べたのと
同様な受信処理を行い、電子モジュール１１０と１３０
の間の送信受信が完了する。

【００５１】以上は、２つの電子モジュール間で行なわ
れるデータの送信受信の基本動作について説明したもの
である。

【００５２】以上の説明をもとに本発明に係わるパス切
換方式について説明する。

【００５３】図１上で示されている光パス１０、２０、
３０、４０のうち、電子モジュール１５０が送信元、電
子モジュール１１０が受信元となって光パス１０を全て
使用し、電子モジュール１３０が送信元、電子モジュー
ル１４０が受信元となって光パス２０を部分使用し、電
子モジュール１４０が送信元、電子モジュール１２０が
受信元となって光パス３０を部分使用し、電子モジュー
ル１１０が送信元、電子モジュール１２０が受信元とな
って光パス４０を部分使用しているものとする。

【００５４】これらのデータ送信受信が同時に行なわれ
ている最中に、電子モジュール１２０が送信元となっ
て、電子モジュール１５０にデータを送信する処理が起
動される際、電子モジュール１２０はデータを光信号に
変換するために未使用の光電回路１２４〔光パス２０に
接続している〕を選択して、その中の光開閉回路２４０
を遮蔽モードに設定し、光パス２０を通じて電子モジュ
ール１３０に向けて当該データを送信するが、当該デー
タを受信した光パス２０に接続する光電回路１３４は既
に光パス２０が電子モジュール１４０との間で使用され
ていることをインターフェース回路１３３を通じて知ら
される。

【００５５】当該光電回路１３４は当該光信号を光／電
気変換回路２３０により電気信号に変換し、当該信号を
インターフェース回路１３３に送出して、インターフェ
ース回路１３３が光パス４０に接続する未使用の光電回
路１３４を選択し、遮蔽モードに設定し、電子モジュー
ル１４０に向けて再度変換された光信号を光パス４０を
通じて送信する。

【００５６】電子モジュール１４０は光パス４０に接続
する光電回路１４４を透過モードにして、当該光信号が
電子モジュール１５０に送信される過程は上記で述べた
データ送信受信動作例にしたがって実行される。

【００５７】ここで述べたことは図４上で示されてお
り、パスの切り換えを受ける光信号の経路は送信元のモ
ジュール１２０を出発して、受信元の電子モジュール１
５０までの間を太線で示してある。

【００５８】よって、複数ある光パスが空間的に、部分
的に使用されている状況にあっても、各電子モジュール
１１０、１２０、１３０、１４０、１５０は未使用の光
電回路を選択して、使用すべき光パスを選択しながら、
データの送信受信を実行することが可能となる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各電子モジュールにあるプロセッサはデータの送信にあ
たり、データをメモリから読みだして、情報処理を実行
し、当該結果を内部のインターフェース回路に送出する
が、インターフェース回路はそれに接続する光電回路の
中から未使用の回路を選択して、当該光電回路の光開閉
回路は自らを遮蔽動作モードにして、電気／光変換回路
により変換された光信号を受信元の電子モジュールに向
けて送信し、当該光パスの伝播方向上にある電子モジュ
ールの光電回路が送信元の電子モジュール以外の電子モ
ジュールから光信号を受信して、当該光開閉回路が遮蔽
モード状態にある場合には、インターフェース回路が他
の光電回路の中から未使用の光電回路を選択して、当該
光信号を隣接する電子モジュールに向けて送信するが、
当該光回路が透過動作モード状態にある場合には、その
まま当該光信号を透過させて、隣接する電子モジュール
に送信するので、空間的に同一位置にある光パスであっ
ても、空間的に分割して有効的に使用可能であり、空間
的に異なる位置にある光パスを介したデータの送信受信
を実行でき、その結果、光パスに障害が発生したときに
障害を回避してデータの送信受信を実行することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わるパス選択方式を適用
した電子モジュール５枚から成るシステムの全体構成図
である。

【図２】図１の実施例に使用される電子モジュールの光
電回路の内部構成を示す図である。

【図３】図２で示した光電回路に含まれる光開閉回路の
横断面を示し、そこを光が透過する場合、および光が遮
蔽される場合について、その時の様子を模式的に示した
図である。

【図４】図３で示した光開閉回路の基本動作をもとに、
複数の光パスが同時に空間的に部分使用されている状況
において、光パスを切り換えが２つの電子モジュール間
で行なわれるデータの送信受信を示した図である。

【図５】従来の光バス結合方式を用いたシステムの全体
構成図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０ 光パス １１０，１２０，１３０，１４０，１５０，５１０，５
２０，５３０ 電子モジュール １１１，１２１，１３１，１４１，１５１ プロセッサ １１２，１２２，１３２，１４２，１５２ メモリ １１３，１２３，１３３，１４３，１５３ インターフ
ェース回路 １１４，１２４，１３４，１４４，１５４，２００ 光
電回路 ２１０ 制御回路 ２２０ 電気／光変換回路 ２３０ 光／電気変換回路 ２４０ 光開閉回路 ５４０ 円筒鏡 ５５０ 光バス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報処理を実行するプロセッサ、データ
   を格納するメモリ、および電子的にオン／オフ制御を行
   うことにより光を透過／遮蔽する回路から構成される電
   子モジュール複数個を自由空間を伝播する複数本の光パ
   スにより相互に結合させた情報処理装置の光パスのパス
   切換方式であって、 前記回路構成を持つ電子モジュール間を接続する光パス
   を電子的に切り換えて、データの送信受信を実行する光
   パスのパス切換方式。
2. 【請求項２】 前記データの送信受信を実行する電子モ
   ジュール間の複数本ある光パスのうち、任意の光パスが
   障害による不通であるとき、通信可能な光パスを選択す
   る耐障害性を備えてなることを特徴とする請求項１記載
   のパス切換方式。
3. 【請求項３】 前記データの送信受信を実行する前記自
   由空間を伝播する複数本の光で相互に結合した前記電子
   モジュールは、空間的に同一位置にある光パスであって
   も、電子モジュールが光の伝播を遮蔽することにより、
   空間的に異なる位置にある光パスを介してデータの送信
   受信を実行する請求項１記載のパス切換方式。
4. 【請求項４】 プロセッサ、メモリ、インターフェース
   回路、および光電回路を有する複数の電子モジュールが
   複数本の光パスを介して接続されたシステムの光パスの
   パス切換方式であって、 前記電子モジュールは、光信号の透過／遮蔽を実行する
   光開閉手段と、電気信号を光信号に変換する電気／光変
   換手段と、光信号を電気信号に変換する光／電気変換手
   段と、該光開閉手段と該電気／光変換手段と該光／電気
   変換手段を制御する制御手段と、プロセッサから送出さ
   れるデータを受け取り複数の光電回路の中から未使用の
   光電回路を選択して当該データを送り逆に光電回路から
   データを受け取りプロセッサに送出するインターフェー
   ス制御手段とを有し、 前記各電子モジュールのプロセッサにより処理されたデ
   ータを前記インターフェース制御手段に送出し、 複数ある中から未使用の前記光開閉手段を前記制御手段
   を介して選択し、 該データを前記電気／光変換手段により光信号に変換し
   て、該光信号を前記光開閉手段を通じて隣接する電子モ
   ジュールに向けて送信し、 該光信号は該光信号の伝播方向にある電子モジュールの
   光開閉手段を通じて受信され、 受信された該光信号を光開閉手段により透過させるか、
   あるいは遮蔽させて、他の光パスを選択させるかを、前
   記光／電気変換手段と前記制御手段を介して該データの
   必要の有無が該光信号を受信した電子モジュールのイン
   ターフェース制御手段により判断された結果により決定
   することを特徴とする光パスのパス切換方式。