JPH0729390A - 光バッファメモリ - Google Patents

光バッファメモリ

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JPH0729390A
JPH0729390A JP16824293A JP16824293A JPH0729390A JP H0729390 A JPH0729390 A JP H0729390A JP 16824293 A JP16824293 A JP 16824293A JP 16824293 A JP16824293 A JP 16824293A JP H0729390 A JPH0729390 A JP H0729390A
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JP
Japan
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optical
buffer
network
packet
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP16824293A
Other languages
English (en)
Inventor
Ayanori Shiyou
文徳 鐘
Masahito Tsukada
雅人 塚田
Yoshihiro Shimazu
佳弘 島津
Kenichi Yukimatsu
健一 行松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 時系列のみで高速の光パケット信号を、光信
号のまま蓄えることができる多入力多出力の光バッファ
メモリを提供する。 【構成】 波長多重された光パケットデータ信号および
光パケットアドレス信号とが、波長分波器1により一旦
波長分割された後、光データパケット信号は、波長数だ
けの入力を有するバッファルーチング網2、複数の光遅
延線7−1,7−2,…,7−n、および、光結合器8
を経由して出力される。光パケットアドレス信号は、光
検出器3−1,3−2,…,3−Mにより電気信号に変
換され、アドレスデコーダ4−1,4−2,…,4−M
に入力され、バッファ割り当て網5とルーチング制御網
6によりバッファルーチング網2における光パケットの
パスが設定され、所望の光遅延線7−1,7−2,…,
7−nに光パケットが振り分けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高速、大容量で、か
つ、増設性に優れた多入力多出力光パケット選択機能付
きの光バッファメモリに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光ファイバを用いたパケット交換
において、送信端末からの光パケット信号を蓄積するバ
ッファとして電気バッファメモリが用いられている。こ
の電気バッファメモリの構成を、図8に示す。この図に
示すように、送られてくる光パケット信号は、光/電気
変換器11,11,…により電気信号に変換され、その
後シフトレジスタ等からなる電気メモリ12に蓄えられ
て出力され、再び電気/光変換器13,13,…により
光信号に変換される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のバッファメモリにおいては、光パケット信号を一旦
電気信号に変換するため、検出器およびメモリ部分の帯
域制限を受け、高速信号(例えば数ピコ秒の光パルス)
を処理することは困難であるという問題があった。
【0004】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、波長多重技術を用いたシステムにおいて、従
来の電気バッファメモリでは扱うことが困難な、時系列
のみで高速の光パケット信号を、光信号のまま蓄えるこ
とができる多入力多出力の光バッファメモリを提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明による光バッフ
ァメモリは、複数の波長で多重化された光パケットデー
タ信号と、複数の波長で多重化された光パケットアドレ
ス信号とが、同一の光伝送路に多重化されて入力され、
前記波長毎に前記光パケットデータ信号および前記光パ
ケットアドレス信号とを分離して出力する波長分波器
と、前記波長分波器から出力される前記光パケットデー
タ信号を振り分ける光バッファルーチング網、前記光バ
ッファルーチング網の出力を遅延させる複数の光遅延
線、および、前記複数の光遅延線からの出力を結合して
出力する光結合器とからなる光パケットデータ処理部
と、前記波長分波器から出力される前記光パケットアド
レス信号を電気信号に変換する複数の光検出器、前記光
パケットアドレス信号と自身に付与された固定アドレス
とを比較する複数のアドレスデコーダ、前記アドレスデ
コーダの出力に基づいて前記光パケットデータ信号の振
り分け先を決定するバッファ割り当て網、および、前記
バッファ割り当て網の出力により前記光バッファルーチ
ング網を制御するルーチング制御網からなる制御部とを
具備することを特徴としている。
【0006】
【作用】上記構成によれば、大容量化のため波長多重さ
れた高速光パケット信号は、一旦波長分割された後、波
長数だけの入力を有する光バッファルーチング網、十分
なパケット廃棄率を保証する複数の光遅延線、および、
光結合器を経由して出力される。同時に送られた低速光
アドレス信号は、光検出器により電気信号に変換され、
アドレスデコーダに入力される。このアドレスデコーダ
の出力に基づき、ゲート回路から構成されるバッファ割
り当て網とルーチング制御網により高速にバッファルー
チング網における光パケットのパスが設定され、所望の
光遅延線に光パケットが振り分けられる。ここで、光パ
ケット信号は光のままバッファリングされることによっ
て、帯域制限を受けないため、高速の時系列信号をも処
理されることができる。さらに、本バッファメモリは、
アドレス判定も同時に行い、光パケットの取捨選択も行
う。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
について説明する。図1はこの発明の一実施例による光
バッファメモリの構成を示すブロック図である。この図
において、1は波長分波器、2はバッファルーチング
網、3−1,3−2,…,3−Mは光検出器、4−1,
4−2,…,4−Mはアドレスデコーダ、5はバッファ
割り当て網、6はルーチング制御網、7−1,7−2,
…,7−nは光遅延線、8は光結合器である。以下で
は、図1を基本に、この実施例の動作を順次説明する。
【0008】まずM波多重されて送られてくる光データ
パケット信号と、同じくM波多重されて送られてくる光
アドレスパケット信号は、波長分波器1により2M本に
分波される。ここで、光データパケット信号は、光の短
パルスを用いた高速信号であると想定し、光アドレスパ
ケット信号は、log2Y(Yはスイッチの出線数)の
ビット数を有する低速信号であると想定する。その後ア
ドレスパケット信号は、光検出器3−1,3−2,…,
3−Mにより電気信号に変換され、各々アドレスデコー
ダ4−1,4−2,…,4−Mにより、出線のアドレス
とデータパケットのアドレスとが比較されアドレス判定
が行われる。
【0009】アドレスデコーダ4−1,4−2,…,4
−Mは制御信号を生成するため、ルーチングパケットを
生成する。このルーチングパケットは、セル選択用のア
クティブビット(AC)と、ルーチングアドレス用フィ
ールド(RA)とから成る。アドレスデコーダ4−1,
4−2,…,4−Mにおいて、アドレス判定の結果、ア
ドレスが一致していればACに”1”が指定され、一致
しなければ”0”が指定される。更に、RAをACと等
しく指定すると仮定する。その後、バッファ割り当て網
5により、バッファルーチング網2の制御信号が生成さ
れる。
【0010】図2に、16×16バッファ割り当て網の
構成例およびその動作例を示す。この図に示すように、
この16×16バッファ割り当て網は、一定の規則で並
べた加算器P,P,…からなる進行型加算回路網(Runn
ing Adder Network:RAN)51、およびアドレスエン
コーダ52,52,…からなる。進行型加算回路網51
は、アドレスが一致したパケットのランニング和(runn
ing sum)を求め、それを制御信号として生成する。
【0011】図3に、上記加算器P,P,…の動作を示
す。この図に示すように、加算器P,P,…は基本的に
2入力2出力である。出力CのACビットCACは入力B
のACビットBACと等しく、出力CのRAフィールドC
RAは入力AのRAフィールドCRAおよび入力BのRAフ
ィールドBRAの和である。また、出力DのACビットD
ACおよびRAフィールドDRAは、各々、入力AのACビ
ットAACおよびRAフィールドARAを転送出力したもの
である。それらの出力は、アドレスエンコーダ52,5
2,…により、ACビットはそのまま転送され、RAフ
ィールドはACビットが”0”の場合は”0”、”1”
の場合はパケットの出線に対応した値に変換される。
【0012】ここで、同時に出力するパケットの数が出
力バッファ数(光遅延線の数)を超えた場合、ACおよ
びRAビットは”0”と指定され、パケット廃棄とな
る。また、最終入力ポートのアドレスエンコーダ52か
らの信号を遅延及びカウントダウン回路53を介して初
段の加算器Pに入力することにより、次タイムスロット
の光パケットを適当な光遅延線7−1,7−2,…,7
−nに振り分けることが可能である。また、ここで示し
た構成においては、2つの入力ポート間で一旦加算した
後に上段の信号を順次加算するため、上段から順に加算
器P,P,…を直列接続する場合(図4参照)と比較し
て、処理時間の短縮化を図ることができる。例えばM=
Nの場合、図4に示した加算器P,P,…の段数はN
+1となる。従って、図2に示す構成によれば、直列接
続した場合と比較して2N−(N+1)段分だけ短縮さ
れる。これは、Nの値が大きくなるに従って顕著とな
る。
【0013】次に、バッファ割り当て網5で得られた信
号に基づいて、ルーチング制御網6によりバッファルー
チング網2への制御信号が生成される。図5に、バッフ
ァルーチング網2の構成例を示す。ここで、要求される
出力バッファの数をn(n<M)とすると、バッファル
ーチング網2は、M個の光ゲートスイッチ21−1,
…,21−n,…,21−(M−n+1),…,21−
M、M/n個のn×nの光リバースバンヤン網22−
1,22−2,…,22−M/n、およびn個の光結合
器23−1,23−2,…,23−nからなる。ここ
で、ルーチング制御網6も同様にリバースバンヤン網か
らなり、ルーチング制御網6内の各電気スイッチとバッ
ファルーチング網2内の光スイッチは1対1に対応する
ことから、前者の制御論理がそのまま後者の制御論理と
なる。
【0014】ここで、リバースバンヤン網は、入力信号
が各出力に順に振り分けられるアドレスを有する場合、
ノンブロックであるという特徴を有する。故に、バッフ
ァルーチング網2において、光パケットは衝突なしに所
望の出線に振り分けられる。例として、図6に、M=1
6、n=8の時のバッファルーチング網2の光パケット
の流れを示す。この図において、光パケットの流れは、
太実線で示している。まず、ACビットに従って光ゲー
トスイッチ21−1,21−2,…,21−16によ
り、光パケットの選択が行われる。その後、RAフィー
ルドに従って得られたルーチング制御網6からの信号に
よって、光リバースバンヤン網22−1,22−2を構
成する光スイッチが切り換えられ、光結合器23−1,
23−2,…,23−8を介して図1に示す所望の光遅
延線7−1,7−2,…,7−nに該信号が入力され
る。その後、光結合器8により各光遅延線7−1,7−
2,…,7−nからの信号が合波され出力される。これ
により、常に1タイムスロットにおいて1個の光パケッ
トがバッファから出力される。
【0015】本実施例による光バッファメモリは、特願
平5−42819号公報に示される光パケットスイッチ
に示される波長多重を用いた大容量光パケットスイッチ
において、光パケット選択器として用いられることが可
能である。図7は、該システムの構成を示す図である。
ここで、光パケット信号は光合波・分波器9より波長多
重されて、各光パケット選択器11,11,…に分配さ
れるが、光パケット送信部10,10,…から、光パケ
ット選択器11,11,…までの距離が短いので、波長
が異なることによる伝搬速度の違いは無視できる。従っ
て、各光パケット送信部10,10,…毎に同期して出
力された各光パケット信号が、光パケット選択器11,
11,…(例えば、本発明の光バッファメモリ)により
同期ずれを起こすことがない。
【0016】上述した数100Gbit/sの時系列信
号が数10波長多重されているような大容量光パケット
スイッチにおいて、光パケット選択器11に本実施例に
よる光バッファメモリを用いることにより、光パルス波
形を劣化させることなく、かつ高速で簡便な電気回路で
バッファ位置の割り当てを制御することができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による光バ
ッファメモリを用いることにより、数100Gbit/
sの時系列信号が数10波長多重されているような大容
量光パケットスイッチ(スイッチスループット:数テラ
bit/s)において、同時に同一宛先へ多重化された
波長数だけの光パケットが到着した場合、それらの光パ
ケットを電気信号に変換せず、かつ衝突なしに各々遅延
の異なる光遅延線に振り分け、適切な遅延を取ってか
ら、それらの光パケットを時間的に重ねることなく、1
つずつ出力することができる。しかも、各々の光パケッ
トが届く遅延線バッファの位置を制御する光バッファル
ーチング網とその光バッファルーチング網の電気制御回
路は、リバースバンヤン型の網で構成され、そのリバー
スバンヤン網の数を増設することにより、数100波長
が多重化される大規模なスイッチを構成することが可能
である。また、電気制御回路の処理速度は光データパケ
ット信号速度の数十分の一であるので、電気帯域の制約
を受けにくい光バッファメモリを実現することができ
る。更に、本発明による光バッファメモリは、光パケッ
ト信号の選択機能も有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による光バッファメモリの
構成を示すブロック図である。
【図2】同実施例による16×16バッファ割り当て網
の構成を示すブロック図である。
【図3】同実施例による加算器P,P,…の動作を示す
ブロック図である。
【図4】加算器P,P,…を上段から順に直列接続した
バッファ割り当て網の構成を示すブロック図である。
【図5】同実施例によるバッファルーチング網の構成を
示すブロック図である。
【図6】M=16、n=8の時のバッファルーチング網
における光パケットの流れを示すブロック図である。
【図7】この発明の光バッファメモリを、周知の光パケ
ットスイッチ(特願平5−42819号公報)に適用し
た場合の構成を示すブロック図である。
【図8】従来のバッファメモリの構成例を示すブロック
図である。
【符号の説明】
1 波長分波器 2 バッファルーチング網 3−1,3−2,…,3−M 光検出器 4−1,4−2,…,4−M アドレスデコーダ 5 バッファ割り当て網 6 ルーチング制御網 7−1,7−2,…,7−n 光遅延線 8 光結合器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04L 13/08 9371−5K // H04L 12/28 (72)発明者 行松 健一 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の波長で多重化された光パケットデ
    ータ信号と、複数の波長で多重化された光パケットアド
    レス信号とが、同一の光伝送路により多重化されて入力
    され、前記波長毎に前記光パケットデータ信号および前
    記光パケットアドレス信号とを分離して出力する波長分
    波器と、 前記波長分波器から出力される前記光パケットデータ信
    号を振り分ける光バッファルーチング網、前記光バッフ
    ァルーチング網の出力を遅延させる複数の光遅延線、お
    よび、前記複数の光遅延線からの出力を結合して出力す
    る光結合器からなる光パケットデータ処理部と、 前記波長分波器から出力される前記光パケットアドレス
    信号を電気信号に変換する複数の光検出器、前記光パケ
    ットアドレス信号と自身に付与された固定アドレスとを
    比較する複数のアドレスデコーダ、前記アドレスデコー
    ダの出力に基づいて前記光パケットデータ信号の振り分
    け先を決定するバッファ割り当て網、および、前記バッ
    ファ割り当て網の出力により前記光バッファルーチング
    網を制御するルーチング制御網からなる制御部とを具備
    することを特徴とする光バッファメモリ。
JP16824293A 1993-07-07 1993-07-07 光バッファメモリ Pending JPH0729390A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008211530A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 National Institute Of Information & Communication Technology 光パケットバッファ制御装置とその制御方法
CN112654899A (zh) * 2018-08-02 2021-04-13 利特洛普技术有限公司 用于在空腔内存储波信号的装置和方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008211530A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 National Institute Of Information & Communication Technology 光パケットバッファ制御装置とその制御方法
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