WO2016051442A1

WO2016051442A1 - 光スイッチ経路選択システム及びこれを用いた情報通信装置

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Publication number: WO2016051442A1
Application number: PCT/JP2014/075773
Authority: WO
Inventors: 鈴木　崇功; 加藤　猛; 山岡　雅直; 徹本谷; 田中　滋久
Original assignee: 株式会社日立製作所
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2016-04-07

Abstract

　情報通信装置間をつなぐ経路に接続された光スイッチと、波長合分波器と、前記情報通信装置に搭載されたデータ伝送用の複数台の波長可変レーザとを有し、該波長可変レーザは前記光スイッチの入力ポートに各々接続され、前記光スイッチは前記波長可変レーザの１つと光学的に接続される経路を形成し、前記波長可変レーザの発振波長は送信先の前記情報通信装置の波長アドレスの波長に合致させ、前記波長合分波器を通じて前記情報通信装置間の接続を確立させた光スイッチ経路選択システム及びこれを用いた情報通信装置。

Description

光スイッチ経路選択システム及びこれを用いた情報通信装置

　本発明は、光通信ネットワークやサーバなどで用いる光スイッチを利用した光スイッチ経路選択システム及びこれを用いた情報通信装置に関する。

　モバイル端末の普及やクラウドをベースとしたストレージやコンピューティングの急速な普及に伴い、通信ネットワークだけでなく、データセンタ内のネットワークの大容量化や高速化が求められている。データセンタは一般的にラックに搭載された複数のサーバから構成されており、サーバラック内やサーバラック間で各サーバが相互に接続されている。各サーバ間の接続には電気スイッチだけでなく、光スイッチの適用が検討されている。光スイッチを導入する理由は、ネットワーク容量の増大と高速化であるが、光スイッチによって電気スイッチで必要とされる電気／光と光／電気の変換を省くことができるため、省電力化も期待されている。しかしながら、光スイッチの適用に向けてはいくつかの課題がある。例えば、光スイッチの構成や制御方式を検討する必要があり、本格的な実用化に向けて解決すべき課題が残っている。

　非特許文献１にはデータセンタネットワークへの光スイッチの適用事例とともに高効率化を図るための検討が示されている。ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーを使った光スイッチは光路を空間的に切替えており、ポート数が多いことを特徴としている。そのため、１台で複数のサーバを接続することが可能である。複数のサーバ間を自由に相互接続することが出来れば、データセンタ内のネットワーク構成が自由に変えられる。ＭＥＭＳ型光スイッチの大規模なポート数はその点で魅力的であり、ＭＥＭＳ型光スイッチはデータセンタネットワークへの適用が期待されている光スイッチの１つである。

　非特許文献２では、空間アドレスの切替だけではなく、信号光の波長を利用した波長アドレスの切替によって大規模なポート数を実現している。本光スイッチシステムは、波長可変レーザ、光スイッチ、波長合分波器によって構成されている。送信器には波長数ｎの波長可変レーザが搭載され、波長可変レーザからの信号光はポート数ｍ　ｘ　ｍの光スイッチを通じて、ｍ台のｎ　ｘ　ｎ波長合分波器のいずれか１台に接続される。波長合分波器の出力ポートは受信器へと接続されており、光スイッチによる波長合分波器の選択と、波長可変レーザによる信号光の波長の選択によって、波長合分波器の出力ポートを自由に選択することができる。本構成によりｎｍ　ｘ　ｎｍ　のポート数を有する光スイッチシステムが実現可能であり、非特許文献２では、ｎ＝９０、ｍ＝３の構成によって２７０　ｘ　２７０の大規模光スイッチを動作させている。

Ｇ．　Ｐｒｏｔｅｒ　ｅｔ．ａｌ．，　"Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ　Ｍｉｃｒｏｓｅｃｏｎｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　Ｄａｔａ　Ｃｅｎｔｅｒ，"　ＳＩＧＣＯＭＭ２０１３Ｔ．　Ｎｉｗａ，　ｅｔ　ａｌ．，　"Ａ　２７０　ｘ　２７０　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｒｏｓｓ－ｃｏｎｎｅｃｔ　Ｓｗｉｔｃｈ　Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ　Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｒｏｕｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　Ｃａｓｃａｄｅｄ　ＡＷＧｓ，"　ＯＦＣ２０１３，　ＯＴｈ１Ａ．３．

　前述した方式は大規模なポート数を実現する上では効果的な構成である。一方で，光ネットワークに適用した際の利用効率には課題が残っていると考える。ＭＥＭＳスイッチの場合、スイッチの切替時間はＭＥＭＳミラーの機械的な切替時間によって決まっており、スイッチング時間が１０－１００ミリ秒と遅い。更に、光スイッチを制御する上ではソフトウエアやコントロールプレーンのオーバーヘッド分の伝送遅延が発生するため、経路切替に要する遅延は約１秒とも言われている。遅延が発生している間はデータ伝送が不可能であると考えられ、ネットワークの利用効率は悪い。

　更に、空間アドレスと波長アドレスを利用した光スイッチシステムの制御フローを検討した結果、上記と同様に利用効率が悪いと推定した。図１にシステム構成、図２に時間軸における制御フローを示す。波長可変レーザ３０_１１からの信号光が受信器３１_１１に伝送される場合（経路４１）、波長可変レーザの波長はλ１に設定され、光スイッチ２０_１を通じてポート２１_１１につながる。その後、波長合分波器１０_１を通じて受信器３１_１１に伝送される。波長合分波器の入力ポート１１と出力ポート１２の伝送路は信号光の波長によって対応付けられている。例えば、ポート２１_１１からの信号光は波長λ１で受信器３１_１１、波長λ２で受信器３１_２１、波長λｎで受信器３１_ｎ１につながる。次に波長可変レーザ３０_１１からの信号光が受信器３１_ｎｍに伝送される場合（切替え後の経路４２）、波長可変レーザの波長はλｎに設定される。信号光は光スイッチ２０_１を通じてポート２１_１ｍにつながり、波長合分波器１０_ｍを通じて受信器３１_ｎｍに伝送される。図２の制御フローを用いて上記経路の切替を時系列に沿って示す。宛先１を受信器３１_１１とすると、最初に経路予約５１が実行される。受信器３１_１１が空いていることを確認した後、光スイッチ２０_１の経路切替５３と波長可変レーザ３０_１１の波長切替５２がそれぞれ実行される。物理経路４１が確立した後、データ伝送５４が行われる。続いて、宛先２を受信器３１_ｎｍとした場合は、経路予約５１が実行され、受信器３１_ｎｍが空いていることを確認する。その後、光スイッチ２０_１の経路切替５３（ポート２１_１１からポート２１_１ｍへ）と波長可変レーザ３０_１１の波長切替５２（波長λ１から波長λｎ）が実行される。同様に物理的な経路４２が確立された後にデータ伝送５４が行われる。経路予約５１、光スイッチの経路切替５３、波長可変レーザの波長切替５２が実行されている時間はデータを伝送することができないデータ伝送不可時間となる。データ伝送不可時間が長ければ長いほど、効率の悪い伝送システムである。前述のとおり、ＭＥＭＳ型光スイッチは切替時間が遅く、更に波長可変レーザの波長切替５２も波長の安定性を考慮するとミリ秒単位であり、ＭＥＭＳ型光スイッチの切替時間と同程度と考えられる。

　上記課題を解決するため、波長可変レーザと高速切替が可能な小規模光スイッチを複数台利用した、利用効率の高い光スイッチシステムを考案した。詳細な構造は後述するが、本願において開示される代表的な発明を説明すると下記のとおりである。

　ルータ、サーバ等の情報通信装置間を接続する複数の光経路を効率的に接続する光スイッチシステムであり、情報通信装置間をつなぐ経路には空間的な経路を高速で切り替えることが可能な光スイッチと、信号光の波長によって経路が変わることを特長とした波長合分波器が具備され、１台の情報通信装置には複数台の波長可変レーザが搭載されている。情報通信装置に搭載された波長可変レーザのうち１台を送信先の情報通信装置の波長アドレスの波長に合致させ、送信側の情報通信装置と波長合分波器間に設置された高速光スイッチは波長可変レーザと波長合分波器をつなぐように空間的な経路を確保し、波長可変レーザからの信号光は該光スイッチ、該波長合分波器を通じて受信側の情報通信装置に伝送されることを特徴とした光スイッチシステムの構成となる。更に、情報通信装置には駆動中の波長可変レーザとは別の未使用の波長可変レーザが搭載されており、未使用の波長可変レーザはその発振波長を次の送信先となる情報通信装置の波長アドレスに合致する波長に予め切替ておき、駆動中の波長可変レーザのデータ伝送が完了した直後に、次の送信先に向けたデータ伝送が可能になるように準備をしておく。高速切替光スイッチが次の送信先に対応した波長可変レーザを選択することで、物理的な経路が確保されるため、波長可変レーザからは直ちに次の送信先に向けたデータ伝送が可能になる。

　本構成によって利用効率の高い光スイッチシステムとなる主な理由は、複数台の波長可変レーザと高速切替が可能な光スイッチを用いることであり、下記の効果がある。複数台の波長可変レーザを情報通信装置に搭載することで、未使用の波長可変レーザが設けられ、その未使用波長可変レーザの設定波長を次に予定している送信先の波長アドレスに予め設定することが可能である。データ伝送中に波長設定が可能であるため、波長切替時間を隠蔽することができる。複数台の波長可変レーザと波長合分波器間を高速切替光スイッチでつなぐことによって、波長可変レーザと波長合分波器間の空間的な経路を確保する時間が短縮できる。高速切替光スイッチは大規模化が困難であることは一般的に知られているが、波長可変レーザの台数をｍとした場合、ｍ　ｘ　１の規模の光スイッチであればよく、大規模な光スイッチは不要である。

　大規模かつ高速切替による高利用効率な光スイッチ経路選択システムが求められており、
空間的な経路を高速で切替える光スイッチと信号光の波長で経路を切替える波長合分波器が備わった情報通信装置間の経路において、情報通信装置に搭載した複数台の波長可変レーザのうち１台は光スイッチと波長合分波器を通じてデータ伝送を実行し、未使用波長可変レーザはレーザ光の波長を次の伝送先の波長アドレスに予め切替える光スイッチ経路選択システム及びこれを用いた情報通信装置を考えたのが本発明である。

　即ち、上記目的を達成するために、本発明は特許請求の範囲に記載の構成を採用する。

　本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、
　情報通信装置間をつなぐ経路に接続された光スイッチと、波長合分波器と、前記情報通信装置に搭載されたデータ伝送用の複数台の波長可変レーザとを有し、該波長可変レーザは前記光スイッチの入力ポートに各々接続され、前記光スイッチは前記波長可変レーザの１つと光学的に接続される経路を形成し、前記波長可変レーザの発振波長は送信先の前記情報通信装置の波長アドレスの波長に合致させ、前記波長合分波器を通じて前記情報通信装置間の接続を確立させた光スイッチ経路選択システムに特徴を有する。

　複数台の波長可変レーザ、小規模かつ高速切替が可能な光スイッチと波長合分波器を利用し、空間アドレスによる経路切替と波長アドレスによる経路切替を利用した光スイッチシステムにおいて、以下のような効果が得られる。
１）　情報通信装置には複数台の波長可変レーザを搭載し、使用波長可変レーザと未使用波長可変レーザを設け、未使用波長可変レーザの波長を次の宛先の波長アドレスに予め設定しておくことで、波長切替時間を隠蔽できるため、ネットワークの利用効率が高くなる。
２）　高速光スイッチを適用することによって、使用波長可変レーザへの切替時間が短縮でき、ネットワークの利用効率が高くなる。
３）　波長アドレスの数だけの経路を確保できるため、大規模な光スイッチシステムが構成できる。

空間アドレスと波長アドレスを利用した光スイッチシステム空間アドレスと波長アドレスを利用した光スイッチシステムの制御フロー本発明の光スイッチシステムの構成経路切り替え時本発明の制御フロー従来方式への本発明の適用光スイッチを備えた光トランシーバの構成(波長可変レーザと変調器の後段に光スイッチを備えた場合) 光スイッチを備えた光トランシーバの構成(波長可変レーザと変調器の間に光スイッチを備えた場合) コントローラによる光スイッチシステムの管理(光スイッチが光トランシーバ内に組み込まれている場合) コントローラによる光スイッチシステムの管理(光スイッチが光トランシーバ内に組み込まれていない場合) サーバラック内外への搭載イメージ

　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

　本発明で提示する光スイッチシステムの構成を図３に示す。ｎ台の情報通信装置(サーバなど)１００間を接続することを仮定し、ｎ台の情報通信装置１００には送信器３０と受信器３１がそれぞれ搭載されている。送信器３０は信号光を発生する光源、変調器、駆動回路等で構成されており、本発明では光源として波長可変レーザを用いる。説明の便宜上、送信器３０のことを波長可変レーザ３０と明記するが、上記機能を含む送信器と同義であることを予め明示しておく。情報通信装置１００にはｍ台の波長可変レーザ３０が搭載されているが、図３ではｍ＝２として説明する。波長可変レーザ３０は光スイッチ２０にそれぞれ接続されており、光スイッチ２０は波長合分波器１０に接続され、受信器３１につながっている。情報通信装置１００_１に搭載された波長可変レーザ３０_１１から情報通信装置１００_２の受信器３１_２にデータを伝送するときの経路について説明する。波長可変レーザ３０_１１から見た場合の受信器３１_２の波長アドレスはλ２となるため、波長はλ２に設定される。続いて、光スイッチ２０_１は波長可変レーザ３０_１１と波長合分波器１０をつなぐため、光スイッチの入力ポート２１（経路２１_１１）からの信号のみを透過させるように光スイッチ２０_１内部の空間的な経路を切替える。波長可変レーザ３０_１１からの信号光は光スイッチ２０_１を通じて波長合分波器１０の入力ポート１１_１から波長合分波器１０に入射する。波長合分波器１０における入力ポートと出力ポートの経路は波長に応じて１対１で対応付けされており、入力ポート１１_１から入射した波長λ２の光は出力ポート１２_２に出力される。その結果、受信器３１_２にデータが伝送される。

　次に経路切替えにおける各装置の動作について説明する。図４に経路切替え時の経路を示す。ここでは、波長可変レーザ３０_１１と同じ情報通信装置１００_１に搭載されている波長可変レーザ３０_１２を用いる。情報通信装置１００_１は波長可変レーザ３０_１１がデータ伝送中に次の宛先を予め把握する。そして、波長可変レーザ３０_１２を次のデータ伝送の光源として利用するため、宛先に対応した波長アドレスと合致した波長に波長可変レーザ３０_１２を切り替える。例えば、次の宛先を情報通信装置１００_ｎとした場合、波長はλｎに設定される。前のデータ伝送の完了後に光スイッチ２０_１が経路２１_１２からの信号のみが透過できるように光スイッチ内部の空間的な経路を切替え、物理的な経路を確保する。その後、波長可変レーザ３０_１２からのデータ伝送が開始され、経路２１_１２、光スイッチ２０_１、波長合分波器の入力ポート１１_１、波長合分波器１０、波長合分波器の出力ポート１２_ｎ、受信器３１_ｎの順に光信号が伝搬し、受信器３１_ｎを搭載した情報通信装置１００_ｎへのデータ伝送が実現する。波長切替を予め実行しておくことで波長切り替え時間を隠蔽することが可能であり、なおかつ光スイッチ２０_１の経路切替が高速であればあるほど、波長可変レーザ３０_１２からのデータ伝送を早く開始できるため、スイッチシステムの利用効率を高めることが可能となる。本発明において経路切替えとは、使用する波長可変レーザを切替えること、使用する波長を切替えることをそれぞれ意味しており、経路切替が完了すると必ず未使用の波長可変レーザが存在することになる。未使用となった波長可変レーザは常に次の宛先の波長アドレスに対応した波長へ予め設定され、これは光スイッチによって波長可変レーザと波長合分波器の物理的な空間経路が確保された時にすぐにデータ伝送を可能にするためである。前述の例であれば、波長可変レーザ３０_１２が駆動中には波長可変レーザ３０_１１が未使用となる。

　図５に示す時間軸における制御フローを用いて本発明の効果を説明する。宛先１へのデータ伝送５４は経路予約５１、波長切替５２、光スイッチの経路切替５３が順々に実行され、波長切替と経路切替が完了した後に実行される。その際に、宛先２へのデータ伝送に対する準備として経路予約５１と未使用波長可変レーザによる波長切替５２が同時に実行されている。宛先１のデータ伝送が完了するとすぐに光スイッチは経路を切替え、宛先２の波長に設定されている未使用波長可変レーザと波長合分波器を結ぶ経路を確立する。その後、データ伝送５４が実行される。宛先１用の波長可変レーザはその際に未使用波長可変レーザとなるため、続いて宛先３への伝送準備として経路予約と波長切替を実行する。このような制御フローによってデータ伝送不可時間を短縮することが可能であり、本発明のデータ伝送不可時間は光スイッチの経路切替５３に要する時間に依存することになる。光スイッチの切替速度を速くする理由はここにあり、切り替え速度が速い時にはデータ伝送不可時間がより短くなり、利用効率の高い光スイッチシステムとみなせる。高速の光スイッチには半導体や強誘電体を用いた光スイッチが存在し、ナノ秒での経路切替が可能である。

　図３及び図４に示す構成では波長可変レーザ３０の波長数をｎとした場合、最大ｎ台の情報通信装置１００をつなぐ経路を実現できる。例えば、光通信で用いられている市販の波長可変レーザの波長数は１００程度であるため、経路数は１００となる。１台の情報通信装置１００に搭載される波長可変レーザ３０の台数をｍとした場合、光スイッチの入力ポート数はｍ以上の整数となる。ｍ以上にすることで、波長可変レーザの台数を増やし、システムのスケーラビリティーを柔軟にすることが可能である。ここでは、光スイッチの出力は１ポート以上となる。図３～５は波長可変レーザ数（ｍ）を２としているが、３以上でも問題がなく、ｍが増えるに従い未使用波長可変レーザ数も増えるため、予約できる波長数及び経路数が増えることになる。

　図１に示す従来技術ではｍ台の波長可変レーザ３０とｍ台の波長合分波器１０を接続するためにｍ　ｘ　ｍの光スイッチ２０が利用されている。光スイッチの入力ポートは異なる波長可変レーザ３０と異なる波長合分波器１０に接続されており、各波長可変レーザ３０を同時に駆動している。そのため、ｍ　ｘ　ｍの小中規模の光スイッチであること、切り替え速度は遅くてもかまわないこと、非閉塞構造であること、光の遮断機能は不要であること等、光スイッチ２０に求められる特性が本発明とは異なる。本発明では、ｍ　ｘ　１の小規模光スイッチ、高速切替が必要、閉塞構造で光の遮断機能が必要である。ここで、光遮断機能とは光スイッチ２０に接続されている未使用波長可変レーザ３０からの光を遮断する機能のことを意味する。未使用波長可変レーザでは、波長設定時にレーザ光を波長モニタ機構に出力する必要がある。その際に光スイッチ側に光が漏洩し、使用波長可変レーザ３０が接続している波長合分波器１０に伝搬してしまうとＳＮ比が悪くなる。本発明の光スイッチ２０は閉塞構造にすることで、透過経路が必ず１対１となるようになるため、十分な遮断機能を有することになる。

　波長数を増やすことによって経路数を増やすのには限界があるため、従来方式の構造に本発明で適用する高速光スイッチを導入することで経路数を増やすことも可能である。図６に従来方式の光スイッチシステムに高速光スイッチを搭載したシステム構成を示す。情報通信装置１００と光スイッチ２０（この場合の光スイッチは低速切替かつ小中規模）の間に高速切替光スイッチ１１０を備える。情報通信装置１００は複数台の波長可変レーザ３０を搭載し、そのうちの１台を高速切替光スイッチ１１０で選択する。例えば、図６では１台の情報通信装置に搭載される波長可変レーザ数を２としている。高速光スイッチ１１０後段には従来方式の光スイッチシステムが備わっているため、経路数は波長数ｎと波長合分波器数ｍ（この場合のｍは２以上の整数）の積ｎｍとなる。すなわち図３で示した構成よりもｍ倍だけ、経路数を増やすことが可能である。本発明におけるシステム構成の特長は、情報通信装置に複数台の波長可変レーザを搭載し、駆動波長可変レーザを高速スイッチで選択することにある。そのため、ここで示した構成以外でも、高速光スイッチの後段に複数の経路を有する光スイッチシステム構成を備えることで、本発明の効果を得られることを明示しておく。

　光スイッチシステムを構成する重要なコンポーネントとして波長可変レーザ３０と光スイッチ２０が挙げられる。波長可変レーザ３０は情報通信装置１００に搭載されるため、光トランシーバ６０内に組み込まれる。光スイッチ２０は情報通信装置１００と波長合分波器１０の間に設置されればよく、設置場所は情報通信装置１００内、波長合分波器装置１０内、もしくはその両者の外でも良い。ただし、各装置間を接続する光ファイバの本数を減らし、システムの構成を簡易にするためには情報通信装置１００内に備え付けることが好ましい。更に言えば、情報通信装置１００に搭載する光トランシーバ６０内に備えつけることが好ましい。図７に光トランシーバ６０内に搭載した場合のトランシーバの構成(光スイッチを備えた光トランシーバの構成)図を簡単に示す。光トランシーバ６０の構成要素として重要な波長可変レーザ３０、外部変調器６１、光スイッチ２０のみを記載している。詳細な説明は省略するが、それ以外にも光学素子や駆動回路等が備わっていることは言うまでもなく、一般的な光トランシーバの構成と類似する。図７（ａ）では波長可変レーザ３０と外部変調器６１の後段に光スイッチ２０が備わっている。一方で、図７（ｂ）では波長可変レーザ３０と外部変調器６１の間に光スイッチ２０が備わっている。図７（ａ）の構成は、未使用波長可変レーザの光を遮断する機能が優れている。未使用波長可変レーザ側の外部変調器６１をＯＦＦ状態に設定し、光スイッチ２０の光路は使用波長可変レーザ側に設定することで、変調器と光スイッチの両者で光を遮断することが可能である。一方、図７（ｂ）の方は光スイッチ２０のみで光を遮断するため、光スイッチ２０のクロストーク特性が重要になる。図７（ｂ）の特長は外部変調器６１の数量を減らすことが可能であり、光部品点数の削減が可能である。波長可変レーザ３０、外部変調器６１、光スイッチ２０はそれぞれ一般的な材料と構造で実現できる。波長可変レーザ３０の場合は、ＩｎＰ系（例えばＩｎＧａＡｓＰやＩｎＧａＡｌＡｓ等）の化合物半導体から構成されることが多い。更に外部変調器も前述の化合物半導体、シリコン、ＬｉＮｂＯ_３等で実現できる。光スイッチ２０は高速であること、小型であることが好ましく、導波路型の構造で作製するのが良い。例えば、化合物半導体、シリコン、ＬｉＮｂＯ_３、ＰＬＺＴ等の材料が一般的である。

　光スイッチシステムはコントローラ７０で一括管理されているのが好ましい。図８にコントローラ７０を含めた構成例を示す。光スイッチ３０が波長可変レーザ２０を有する光トランシーバ６０内に組み込まれている場合と組み込まれていない場合の２種類を示す。図８（ａ）には光トランシーバ６０内に光スイッチ３０が搭載されている場合である。コントローラ７０は光スイッチシステム全体の経路の使用状況と予約状況等を把握する必要があるため、各情報通信装置１００はそれぞれコントローラ７０と相互接続している。制御用の通信線(情報通信装置とコントローラ間の通信線）７２は電気信号線でよく、簡易な構成にするべきである。情報通信装置１００は経路予約信号をコントローラ７０に送り、経路の予約を依頼する。コントローラ７０では経路予約の可否を情報通信装置１００に送り、可の場合は情報通信装置１００は未使用波長可変レーザ３０の波長を送付先の波長アドレスに合わせるよう波長可変レーザ３０に指示をする。その後、データ伝送が可能になった状態で、光スイッチ２０の経路切替の指示を送り、データ伝送を実行する。データ伝送を実行するためには、変調器等を含むトランシーバ全体の制御が必要になる。受信側の情報通信装置１００はデータ伝送が完了した際に、コントローラ７０にデータ受信完了の信号を送ることによって、常にコントローラ７０で経路の空き状況を管理することができる。光トランシーバ内に波長可変レーザ３０と光スイッチ２０を組み込むことで、情報通信装置１００が両者を一括して管理できるため、制御がシンプルになる。

　一方で、図８（ｂ）には光トランシーバの外に光スイッチ２０を搭載した場合を示す。この場合は、波長可変光源３０と光スイッチ２０がそれぞれ独立しているため、各装置とコントローラ７０間の制御信号線が必要になる。情報通信装置１００とコントローラ７０の制御線７２は経路予約や受信完了の情報共有のためであり、波長可変レーザ３０の制御は情報通信装置１００が実行する。光スイッチ２０は独立しているため、光スイッチ２０とコントローラ７０間で光スイッチ制御用の独自の制御信号線(光スイッチ制御信号線）７１が必要になる。これにより光スイッチ２０の状況把握と切替タイミングの指示等が可能になる。ただし、この場合は情報通信装置１００の波長切替やデータ伝送開始のタイミングと光スイッチ２０の経路切替のタイミングを常にコントローラ側で把握し、同期を取る必要がある。そのため、制御の簡易化を考えた場合は、図８（ａ）に示すような構成が良い。

　本発明の光スイッチシステムの情報通信装置は、例えば、サーバであり、光スイッチシステムをサーバラック内外の通信装置として利用することができる。図９はサーバラック内外への搭載イメージを示す図であり、サーバラック８０に搭載した例を示す。サーバラック８０の中にはサーバ８１が複数搭載されている。サーバラック８０の上段にはサーバ８１間やラック内外との接続を可能にするＴｏＲ　（Ｔｏｐ　ｏｆ　ｒａｃｋ）スイッチ（光スイッチもしくは電気スイッチ）８２が搭載されている。現在のＴｏＲスイッチ８２は電気スイッチで構成されているが、本発明の光スイッチシステムを適用して、複数のサーバ８１間を接続することも可能である。図８（ａ）の構成を用いる場合は、サーバ８１内に波長可変レーザ３０と光スイッチ３０を搭載し、ＴｏＲスイッチ８２に波長合分波器１０を搭載する。この時に従来までの電気スイッチをＴｏＲスイッチ８２に併用してもかまわないが、サーバ８１とＴｏＲスイッチ８２間は光ファイバ８４で接続する。各ラック間を接続するためのスイッチを一般的にはＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎスイッチ（光スイッチもしくは電気スイッチ）８３と呼んでいる。Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎスイッチ８３には電気スイッチや低速切替だが、大規模な光スイッチ、例えばＭＥＭＳスイッチが使われている。このようなＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎスイッチ８３にも本発明の光スイッチシステムを適用することが可能である。例えば、その場合はサーバ８１だけに波長可変レーザ３０と光スイッチ２０を設けるのではなく、ＴｏＲスイッチ８２にも波長可変レーザ３０と光スイッチ２０を設けた構成でも良い。そして、波長合分波器１０はＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎスイッチ８３に搭載する。なお，サーバラック８０にはストレージ等も搭載されるがここでは説明を簡易にするためにサーバ８１のみを表記している。

　１０：波長合分波器、１１：波長合分波器の入力ポート、１２：波長合分波器の出力ポート、２０：光スイッチ、２１：光スイッチの入力ポート、３０：波長可変レーザ（送信器）、３１：受信器、４１：経路、４２：切替え後の経路、５１：経路予約、５２：波長可変レーザの波長切替時間、５３：光スイッチ切替時間、５４：データ伝送時間、６０：光トランシーバ、６１：外部変調器、７０：コントローラ、７１：光スイッチ制御信号線、７２：情報通信装置とコントローラ間の通信線、８０：サーバラック、８１：サーバ、８２：Ｔｏｐ　ｏｆ　Ｒａｃｋ　ＳＷ（光スイッチもしくは電気スイッチ）、８３：Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ　ＳＷ（光スイッチもしくは電気スイッチ）、８４：光ファイバ、１００：情報通信装置（サーバなど）、１１０：高速切替光スイッチ。

Claims

　情報通信装置間をつなぐ経路に接続された光スイッチと、波長合分波器と、前記情報通信装置に搭載されたデータ伝送用の複数台の波長可変レーザとを有し、該波長可変レーザは前記光スイッチの入力ポートに各々接続され、前記光スイッチは前記波長可変レーザの１つと光学的に接続される経路を形成し、前記波長可変レーザの発振波長は送信先の前記情報通信装置の波長アドレスの波長に合致させ、前記波長合分波器を通じて前記情報通信装置間の接続を確立させたことを特徴とする光スイッチ経路選択システム。
　前記情報通信装置に搭載されている前記波長可変レーザの台数がｍ台であり、該波長可変レーザに接続する光スイッチの入力ポート個数がｍ個以上の整数であり、前記光スイッチの出力ポート個数は１個以上の整数であり、前記波長可変レーザの波長個数がｎ個であるときに経路数がｎ個以上であることを特徴とする請求項１記載の光スイッチ経路選択システム。
　前記情報通信装置に搭載されたデータ伝送用の複数台の波長可変レーザの１台のみがデータ伝送を実行し、残りの未使用の波長可変レーザは次の送信先となる情報通信装置の波長アドレスに予め切替ることを特徴とする請求項１記載の光スイッチ経路選択システム。
　使用した波長可変レーザのデータ伝送が完了した後に前記光スイッチが光学的に接続される経路を未使用の波長可変レーザに切替え、該未使用の波長可変レーザから次の送信先へのデータ伝送を高速に切替えることを特徴とする請求項３記載の光スイッチ経路選択システム。
　前記波長可変レーザの切替速度よりも光スイッチの切り替え速度が高速であることを特徴とする請求項１記載の光スイッチ経路選択システム。
　前記波長可変レーザ、前記光スイッチがコントローラと電気配線を通じて接続され、前記波長可変レーザと前記光スイッチの動作を前記コントローラが管理していることを特徴とする請求項１記載の光スイッチ経路選択システム。　
　前記情報通信装置がコントローラと電気的に接続され、前記波長可変レーザ及び前記光スイッチが前記情報通信装置に搭載され、前記波長可変レーザ及び前記光スイッチは前記情報通信装置を通じて管理されていることを特徴とする請求項１記載の光スイッチ経路選択システム。　
　前記波長可変レーザと前記光スイッチが光トランシーバに搭載され、該光トランシーバを前記情報通信装置に搭載していることを特徴とする請求項７記載の光スイッチ経路選択システム。　
　情報通信装置間をつなぐ経路に接続された光スイッチと、波長合分波器と、前記情報通信装置に搭載されたデータ伝送用の複数台の波長可変レーザとを有し、該波長可変レーザは前記光スイッチの入力ポートに各々接続され、前記光スイッチは前記波長可変レーザの１つと光学的に接続される経路を形成し、前記波長可変レーザの発振波長は送信先の前記情報通信装置の波長アドレスの波長に合致させ、該波長合分波器を通じて前記情報通信装置間の接続を確立させるシステムをサーバラック内やサーバラック外に用いたことを特徴とする情報処理装置。