(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光パケット送信装置および光パケット交換装置を備える光パケット交換システムにおいて、
前記光パケット送信装置は、
クライアント信号を受信するクライアント信号受信部と、
前記クライアント信号から経路情報を抽出する経路情報抽出部と、
前記クライアント信号からパケット信号を生成するパケット送信処理部と、
前記パケット信号を光パケット信号に変換する電気／光変換部と、
前記光パケット信号の波長とは異なる波長の経路情報用光を出力する第１光送信部であって、前記経路情報に応じて経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦを切り替える第１光送信部と、
当該光パケット交換システムの回線に異常が発生した場合に発せられる警報を受信する警報受信部と、
前記光パケット信号および前記経路情報用光とは波長の異なる冗長回線切替用光を出力する第２送信部であって、前記警報受信部にて前記警報が受信された場合、前記冗長回線切替用光のＯＮ／ＯＦＦ状態を変化させる第２光送信部と、
を備え、
前記光パケット交換装置は、
前記光パケット信号と前記経路情報用光と前記冗長回線切替用光とが波長多重された波長多重光信号を受信する波長多重光受信部と、
前記波長多重光信号から前記経路情報用光および前記冗長回線切替用光を分岐する分岐部と、
前記波長多重光信号の経路を切り替える光スイッチ部と、
前記分岐部で分岐した経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦに基づいて前記波長多重光信号の経路を判定し、前記光スイッチ部に制御信号を出力するとともに、前記分岐部で分岐した前記冗長回線切替用光のＯＮ／ＯＦＦ状態の変化を検出した場合、前記波長多重光信号の経路を冗長回線に切り替える光スイッチ制御部と、
を備えることを特徴とする光パケット交換システム。
【請求項２】
前記光送信部は、互いに波長の異なる複数の経路情報用光を出力するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光パケット交換システム。
【請求項３】
前記光スイッチ制御部は、前記経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦと、前記光スイッチ部の制御パターンとを対応付けたテーブルを参照して前記制御信号を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の光パケット交換システム。
【請求項４】
前記パケット送信処理部は、前記光パケット信号の送信開始タイミングが前記経路情報用光の送信開始タイミングより遅延するように、前記パケット信号を前記電気／光変換部に出力するタイミングを調整することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光パケット交換システム。
【請求項５】
光パケット交換システムに用いられる光パケット送信装置において、
クライアント信号を受信するクライアント信号受信部と、
前記クライアント信号から経路情報を抽出する経路情報抽出部と、
前記クライアント信号からパケット信号を生成するパケット送信処理部と、
前記パケット信号を光パケット信号に変換する電気／光変換部と、
前記光パケット信号の波長とは異なる波長の経路情報用光を出力する第１光送信部であって、前記経路情報に応じて経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦを切り替える第１光送信部と、
前記光パケット交換システムの回線に異常が発生した場合に発せられる警報を受信する警報受信部と、
前記光パケット信号および前記経路情報用光とは波長の異なる冗長回線切替用光を出力する第２送信部であって、前記警報受信部にて前記警報が受信された場合、前記冗長回線切替用光のＯＮ／ＯＦＦ状態を変化させる第２光送信部と、
を備えることを特徴とする光パケット送信装置。
【請求項６】
前記送信部は、互いに波長の異なる複数の経路情報用光を出力するよう構成されていることを特徴とする請求項５に記載の光パケット送信装置。
【請求項７】
前記パケット送信処理部は、前記光パケット信号の送信開始タイミングが前記経路情報用光の送信開始タイミングより遅延するように、前記パケット信号を前記電気／光変換部に出力するタイミングを調整することを特徴とする請求項５または６に記載の光パケット送信装置。
【請求項８】
光パケット信号と経路情報用光と冗長回線切替用光とが波長多重された波長多重光信号を受信する波長多重光受信部と、
前記波長多重光信号から前記経路情報用光および前記冗長回線切替用光を分岐する分岐部と、
前記波長多重光信号の経路を切り替える光スイッチ部と、
前記分岐部で分岐した経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦに基づいて前記波長多重光信号の経路を判定し、前記光スイッチ部に制御信号を出力するとともに、前記分岐部で分岐した前記冗長回線切替用光のＯＮ／ＯＦＦ状態の変化を検出した場合、前記波長多重光信号の経路を冗長回線に切り替える光スイッチ制御部と、
を備えることを特徴とする光パケット交換装置。
【請求項９】
前記光スイッチ制御部は、前記経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦと、前記光スイッチ部の制御パターンとを対応付けたテーブルを参照して前記制御信号を生成することを特徴とする請求項８に記載の光パケット交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光パケット信号に付与された宛先情報に従って光スイッチを切り替えることにより、光パケット単位でのパケット交換を可能とする光パケット交換方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）を用いた光伝送システムにおいて、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：wavelength selective switch）等を用いることで、波長単位のパス切替を行う技術が実用化されている。その次の技術として、切替を行う単位を例えばＩＰパケット（１０ＧＥｔｈｅｒ（10 Gigabit Ethernet（登録商標））信号等）一つ一つという細かい単位とし、各々を光パケットという形式に変換して、超高速の光スイッチで方路切り替えを行う光パケット交換方式が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＩＰパケットはデータが存在しない間は有意な情報が転送されておらず、その分だけ帯域が無駄になっているが、光パケット交換方式が実現すれば、データが存在しない時間帯を別のパケットが占有できることになる。従って、光パケット交換方式は、伝送路の帯域利用効率を飛躍的に高める可能性があり、将来の技術として有望視されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３５９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光パケット交換方式は非常に有望な技術であるが、従来の光通信システムの光デバイスを用いて実現しようとする場合、問題点も存在する。
【０００６】
現在提案されている光パケット交換装置は、受信した光パケット信号を光カプラで２つに分岐し、一方は光スイッチ部に入力し、他方は該光スイッチ部のＯＮ／ＯＦＦを制御する光スイッチ制御部に入力する構成が一般的である。光スイッチ制御部では、光パケット信号のヘッダを解析して経路情報を抽出し、該経路情報に基づいて光スイッチ制御信号を生成して光スイッチ部に出力する。
【０００７】
ここで、光スイッチ制御部におけるヘッダの解析処理は、ある程度の時間を要する。従って、光パケット信号を光カプラから光スイッチ部に直接入力した場合、光パケット信号に対する光スイッチ制御信号の遅延が生じ、好適に光パケット信号の経路切替を行うことができない。現在提案された光パケット交換装置は、光カプラと光スイッチ部との間に光遅延線（光ファイバ）を設け、光パケット信号を遅延させることにより、好適に光パケット信号の経路切替を行うことができるようになっている。
【０００８】
しかしながら、例えば、数百ｎｓの遅延時間を稼ぐには数十ｍの光ファイバが必要となる。数十ｍの光ファイバがあると、２つの問題が発生する。一つは数十メートルの光ファイバを組み込むことにより、光パケット交換装置のサイズが大きくなる。もう一つの問題は、光ファイバによる光損失が発生するため、伝送距離に影響が出てしまう可能性がある。特に広帯域（例えば、Ｓ，Ｌ，Ｃバンドを複数含むような帯域の場合）のＷＤＭ通信の場合、伝送距離に与える影響が顕著になる。また、広帯域で使われる場合は、波長毎に損失レベルが違ってくるため、伝送路の設計をする際に光レベルを均一にするのが難しくなり、システム設計の難易度が高くなる可能性もある。
【０００９】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、光遅延線を用いずに、または少なくとも光遅延線の長さを短くして、光パケット信号の経路切替を行うことのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の光パケット交換システムは、クライアント信号を受信するクライアント信号受信部と、クライアント信号から経路情報を抽出する経路情報抽出部と、クライアント信号からパケット信号を生成するパケット送信処理部と、パケット信号を光パケット信号に変換する電気／光変換部と、光パケット信号の波長とは異なる波長の経路情報用光を出力する光送信部であって、経路情報に応じて経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦを切り替える光送信部と、を備える光パケット送信装置と、光パケット信号と経路情報用光とが波長多重された波長多重光信号を受信する波長多重光受信部と、波長多重光信号から経路情報用光を分岐する分岐部と、波長多重光信号の経路を切り替える光スイッチ部と、分岐部で分岐した経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦに基づいて波長多重光信号の経路を判定し、光スイッチ部に制御信号を出力する光スイッチ制御部と、を備える光パケット交換装置と、を備える。
【００１１】
光送信部は、互いに波長の異なる複数の経路情報用光を出力するよう構成されていてもよい。
【００１２】
光スイッチ制御部は、経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦと、光スイッチ部の制御パターンとを対応付けたテーブルを参照して制御信号を生成してもよい。
【００１３】
パケット送信処理部は、光パケット信号の送信開始タイミングが経路情報用光の送信開始タイミングより遅延するように、パケット信号を電気／光変換部に出力するタイミングを調整してもよい。
【００１４】
光パケット送信装置は、当該光パケット交換システムの回線に異常が発生した場合に発せられる警報を受信する警報受信部と、光パケット信号および経路情報用光とは波長の異なる冗長回線切替用光を出力する第２送信部であって、警報受信部にて警報が受信された場合、冗長回線切替用光のＯＮ／ＯＦＦ状態を変化させる第２光送信部と、をさらに備えてもよい。光スイッチ制御部は、冗長回線切替用光のＯＮ／ＯＦＦ状態の変化を検出した場合、波長多重光信号の経路を冗長回線に切り替えてもよい。
【００１５】
本発明の別の態様は、光パケット送信装置である。この装置は、クライアント信号を受信するクライアント信号受信部と、クライアント信号から経路情報を抽出する経路情報抽出部と、クライアント信号からパケット信号を生成するパケット送信処理部と、パケット信号を光パケット信号に変換する電気／光変換部と、光パケット信号の波長とは異なる波長の経路情報用光を出力する光送信部であって、経路情報に応じて経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦを切り替える光送信部と、を備える。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、光パケット交換装置である。この装置は、光パケット信号と経路情報用光とが波長多重された波長多重光信号を受信する波長多重光受信部と、波長多重光信号から経路情報用光を分岐する分岐部と、波長多重光信号の経路を切り替える光スイッチ部と、分岐部で分岐した経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦに基づいて波長多重光信号の経路を判定し、光スイッチ部に制御信号を出力する光スイッチ制御部と、を備える。
【００１７】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を装置、方法、システム、プログラム、プログラムを格納した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光遅延線を用いずに、または少なくとも光遅延線の長さを短くして、光パケット信号の経路切替を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】比較例に係る光パケット交換システムを示す図である。
【図２】比較例に係る光パケット送信装置の構成を示す図である。
【図３】比較例に係るＥｔｈｅｒパケットから生成した個の光パケット信号を示す図である。
【図４】比較例に係る光パケット交換装置の構成を示す図である。
【図５】比較例に係る光パケット受信装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る光パケット交換システムを示す図である。
【図７】本実施形態に係る光パケット送信装置の構成を示す図である。
【図８】本実施形態に係るＥｔｈｅｒパケットから生成した個の光パケット信号と、経路情報用光とを示す図である。
【図９】本実施形態に係る光パケット交換装置の構成を示す図である。
【図１０】光パケット交換装置の変形例を示す図である。
【図１１】光パケット送信装置の変形例を示す図である。
【図１２】本実施形態に係る光パケット交換システムが適用されるネットワークを示す図である。
【図１３】障害発生時の回線切替に適した光パケット送信装置を示す図である。
【図１４】障害発生時の回線切替に適した光パケット交換装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る光パケット交換システムについて説明する。まず、本実施形態に係る光パケット交換システムについて説明する前に、本発明者が従来開発してきた光パケット交換システムを比較例として説明する。
【００２１】
図１は、比較例に係る光パケット交換システム１１０を示す。図１に示すように、光パケット交換システム１１０は、光パケット送信装置１１１と、光パケット交換装置１１２と、光パケット受信装置１１３と、第１ＡＷＧ１１４と、第２ＡＷＧ１１５と、第１光増幅器１１６と、第２光増幅器１１７とを備える。
【００２２】
光パケット送信装置１１１は、クライアント側から受信したＥｔｈｅｒパケットを１０分割する。そして、分割した１０個のデータを波長λ１〜λ１０の光信号に載せ、１０波の光パケット信号として出力する。なお、本実施形態では、パケットデータの分割数および波長数を１０としたが、これらは任意の値に設定可能である。
【００２３】
光パケット送信装置１１１から出力された１０波の光パケット信号（波長λ１〜λ１０）は、第１ＡＷＧ１１４で波長多重される。第１ＡＷＧ１１４から出力された波長多重光信号は、第１光増幅器１１６で増幅された後、第１光伝送路１１９に出力される。
【００２４】
第１光伝送路１１９を伝搬した波長多重光信号は、光パケット交換装置１１２に入力される。
【００２５】
光パケット交換装置１１２は、入力された波長多重光信号から経路を抽出し、該経路情報に従って、光パケット信号の方路を切り替える、１入力×２出力の光パケット交換装置である。光パケット交換装置１１２の出力ポートには、第２光伝送路１２０と、第３光伝送路１２１とが接続されている。第２光伝送路１２０を伝搬した光パケット信号は、ＷＤＭネットワークに出力される。一方、第３光伝送路１２１を伝搬した光パケット信号は、第２光増幅器１１７で増幅された後、第２ＡＷＧ１１５で波長λ１〜λ１０の光パケット信号に分波される。第２ＡＷＧ１１５で分波された１０波の光パケット信号は、光パケット受信装置１１３に入力される。
【００２６】
光パケット受信装置１１３は、受信した１０波の光パケット信号を元のＥｔｈｅｒパケットに復元して、クライアント側に出力する。
【００２７】
図２は、比較例に係る光パケット送信装置１１１の構成を示す。図２に示すように、光パケット送信装置１１１は、光／電気変換部１３０と、パケット受信処理部１３２と、経路情報抽出部１３３と、シリアル／パラレル変換部１３４と、パケット送信処理部１３６と、ヘッダ挿入部１４０と、第１〜第１０電気／光変換部１４１−１〜１４１−１０とを備える。
【００２８】
光／電気変換部１３０は、クライアント側から入力されたＥｔｈｅｒパケットを電気信号に変換し、パケット受信処理部１３２に出力する。パケット受信処理部１３２は、Ｅｔｈｅｒパケットから経路情報の入った部分を経路情報抽出部１３３に送り、それ以外の主信号をシリアル／パラレル変換部１３４に送る。
【００２９】
シリアル／パラレル変換部１３４は、受信した主信号を１０分割し、パケット送信処理部１３６に送る。また、経路情報抽出部１３３は、受信した信号から経路情報を抽出し、ヘッダ挿入部１４０に出力する。
【００３０】
パケット送信処理部１３６は、シリアル／パラレル変換部１３４にて分割された１０個のパラレル信号に対し、例えば各パラレル信号の先端にプリアンブルを付与するなどの処理を行い、所定の光パケット交換方式のパケットフォーマットに変換する。
【００３１】
ヘッダ挿入部１４０は、パケット送信処理部１３６で生成された１０個のパケット信号のうちの一つに、経路情報が搭載された経路情報ヘッダを挿入する。そして、１０個のパケット信号は、それぞれ第１〜第１０電気／光変換部１４１−１〜１４１−１０により光信号に変換され、１０波（λ１〜λ１０）の光パケット信号として出力される。経路情報ヘッダが挿入された光パケット信号の波長を「ヘッダ波長」と呼ぶ。ここでは、ヘッダ波長＝λ１とする。
【００３２】
図３は、比較例に係るＥｔｈｅｒパケットから生成した１０個の光パケット信号を示す。Ｅｔｈｅｒパケットは、図３に示すように、ＭＡＣヘッダと、ＩＰヘッダと、ペイロードと、ＦＣＳ（Frame Check Sequence）とを含む。このＥｔｈｅｒパケットが８バイト単位で１０分割される。図３に示すように、ヘッダ波長λ１の光信号にのみ経路情報ヘッダＨ１〜Ｈ１０が挿入されている。また、各光パケット信号の冒頭には、信号開始位置を知るためと、後述の光パケット交換装置の切替によって有意なデータが破棄されないように、通常のＥｔｈｅｒパケットよりも長いプリアンブルがセットされている。
【００３３】
図４は、比較例に係る光パケット交換装置１１２の構成を示す。図４に示すように、光パケット交換装置１１２は、光スイッチ部１６０と、光スイッチ制御部１６１と、カプラ１７０と、光遅延線１７２とを備える。また、光スイッチ制御部１６１は、光／電気変換部１７４と、制御信号生成部１７６とを備える。
【００３４】
第１光伝送路１１９を介して入力された波長多重光信号は、カプラ１７０により受信される。カプラ１７０は、受信した波長多重光信号からヘッダ波長λ１の光パケット信号のみ分岐する。分岐したヘッダ波長λ１の光パケット信号は、光スイッチ制御部１６１に入力される。一方、カプラ１７０を通過した波長多重光信号（λ１〜λ１０）は、光遅延線１７２を介して光スイッチ部１６０に入力される。
【００３５】
ヘッダ波長λ１の光パケット信号は、光／電気変換部１７４で電気信号に変換された後、制御信号生成部１７６にて経路情報ヘッダが解析され、経路情報が検出される。そして、制御信号生成部１７６は、検出された経路情報に基づいて光スイッチ制御信号を生成し、光スイッチ部１６０に出力する。
【００３６】
光遅延線１７２は、光スイッチ制御部１６１が光スイッチ制御信号を生成するのに要する時間だけ、波長多重光信号を遅延させる。制御信号生成部１７６における経路情報ヘッダの解析処理は、ある程度の時間を要する。従って、仮に波長多重光信号をカプラ１７０から光スイッチ部１６０に直接入力した場合、波長多重光信号に対する光スイッチ制御信号の遅延が生じ、好適に波長多重光信号の経路切替を行うことができない。そこで、カプラ１７０と光スイッチ部１６０との間に光遅延線１７２を設け、波長多重光信号を光スイッチ制御信号の生成に要する時間だけ遅延させることにより、好適に波長多重光信号の経路切替を行うことができる。遅延時間は、光遅延線１７２の長さ（光ファイバ長）を調整することにより変えることができる。
【００３７】
光スイッチ部１６０は、１×２の光スイッチであり、光カプラ１８４と、第１光ゲートスイッチ１８０と、第２光ゲートスイッチ１８２とを備える。光ゲートスイッチとしては、半導体光増幅器（ＳＯＡ）を用いたものを利用できる。第１光ゲートスイッチ１８０および第２光ゲートスイッチ１８２は、光スイッチ制御部１６１からの光スイッチ制御信号によりオン／オフが制御される。光パケット交換装置１１２では、１つのヘッダ波長λ１の光パケット信号から抽出された経路情報を基に、波長多重された１０波の光パケット信号の全てが一度に経路切替される。例えば、波長多重光信号を経路Ａに出力する場合、第１光ゲートスイッチ１８０がオンされ、第２光ゲートスイッチ１８２はオフにされる。これにより、波長多重光信号は、第１光ゲートスイッチ１８０のみ通過し、経路Ａに出力される。
【００３８】
図５は、比較例に係る光パケット受信装置１１３の構成を示す。図５に示すように、光パケット受信装置１１３は、第１〜第１０光／電気変換部１５０−１〜１５０−１０と、ヘッダ処理部１５２と、パケット組立部１５３と、パケット識別部１５４と、電気／光変換部１５８とを備える。
【００３９】
第１〜第１０光／電気変換部１５０−１〜１５０−１０は、第２ＡＷＧにて分波された１０波（λ１〜λｎ）の光パケット信号をそれぞれ電気のパケット信号に変換する。
【００４０】
ヘッダ処理部１５２は、ヘッダ波長λ１の光パケット信号に対応するパケット信号の経路情報ヘッダから、パケット情報、パケット長、ＥＣＣ（Error Check Code）エラーを抽出し、パケット信号の正常性判断を行う。
【００４１】
パケット組立部１５３は、ヘッダ処理部１５２からのパケット情報、パケット長、ＥＣＣエラーを参照して、パケット組み立てを行う。パケット識別部１５４は、パケット組立部１５３の出力からＥｔｈｅｒパケットを識別し、Ｅｔｈｅｒパケットを抜き取る。その後、Ｅｔｈｅｒパケットは電気／光変換部１５８に入力される。電気／光変換部１５８は、Ｅｔｈｅｒパケットを光信号に変換し、クライアント側に出力する。
【００４２】
図６は、本発明の実施形態に係る光パケット交換システム１０を示す。図６に示すように、光パケット交換システム１０は、光パケット送信装置１１と、光パケット交換装置１２と、光パケット受信装置１３と、第１ＡＷＧ１４と、第２ＡＷＧ１５と、第１光増幅器１６と、第２光増幅器１７と、第１〜第３光伝送路１９〜２１とを備える。光パケット交換システム１０の基本的な構成は図１に示す光パケット交換システム１１０と類似するが、図６に示すように、光パケット送信装置１１から波長λ０の経路情報用光が出力される点が異なっている。この経路情報用光は下記にて説明する。
【００４３】
図７は、本実施形態に係る光パケット送信装置１１の構成を示す。図７に示すように、光パケット送信装置１１は、光／電気変換部３０と、パケット受信処理部３２と、経路情報抽出部３３と、シリアル／パラレル変換部３４と、パケット送信処理部３６と、第１〜第１０電気／光変換部４１−１〜４１−１０と、経路情報用光送信部４２とを備える。
【００４４】
光／電気変換部３０は、クライアント側から受信したＥｔｈｅｒパケットを電気信号に変換し、パケット受信処理部３２に出力する。パケット受信処理部３２は、Ｅｔｈｅｒパケットから経路情報の入った部分を経路情報抽出部３３に送り、それ以外の主信号をシリアル／パラレル変換部３４に送る。
【００４５】
シリアル／パラレル変換部３４は、受信した主信号を１０分割し、パケット送信処理部３６に送る。パケット送信処理部３６は、シリアル／パラレル変換部３４にて分割された１０個のパラレル信号に対し、例えば各パラレル信号の先端にプリアンブルを付与するなどの処理を行い、所定の光パケット交換方式のパケットフォーマットに変換する。
【００４６】
パケット送信処理部３６から出力された１０個のパケット信号は、それぞれ第１〜第１０電気／光変換部４１−１〜４１−１０により光信号に変換され、１０波（λ１〜λ１０）の光パケット信号として出力される。
【００４７】
一方、経路情報抽出部３３は、パケット受信処理部３２から受信した信号から経路情報を抽出する。そしてこの経路情報は、経路情報用光送信部４２に送られる。
【００４８】
経路情報用光送信部４２は、第１〜第１０電気／光変換部４１−１〜４１−１０から出力される光パケット信号の波長λ１〜λ１０とは異なる波長λ０の光（以下、経路情報用光と呼ぶ）を出力する。経路情報用光送信部４２は、経路情報抽出部３３から受信した経路情報に応じて、経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦ（発光／非発光）を切り替える。言い換えると、波長λ０の経路情報用光のＯＮ（発光状態）またはＯＦＦ（非発光状態）に経路情報を持たせる。本実施形態に係る光パケット交換システム１０では、後述するように光パケット交換装置１２が一入力からの光パケット信号（波長多重光信号）を経路ＡまたはＢに切り替える構成となっている。そこで、例えば、光パケット交換装置１２において光パケット信号を経路Ａに進ませるときには経路情報用光をＯＮとし、一方光パケット信号を経路Ｂに進ませるときには経路情報用光をＯＦＦとする（ケース１とする）。この経路Ａ，Ｂと経路情報用光のＯＮ，ＯＦＦの対応関係は逆であってもよい。すなわち、光パケット信号を経路Ａに進ませるときには経路情報用光をＯＦＦとし、一方光パケット信号を経路Ｂに進ませるときには経路情報用光をＯＮとしてもよい（ケース２とする）。このような対応関係は、光パケット送信装置１１と光パケット交換装置１２との間において予め取り決めておけばよい。
【００４９】
図８は、本実施形態に係るＥｔｈｅｒパケットから生成した１０個の光パケット信号と、経路情報用光とを示す。図８に示すように、本実施形態においては、図３に示す比較例と異なり、波長λ１の光パケット信号に経路情報ヘッダは挿入されていない。また、波長λ０の経路情報用光は、光パケット信号長に対応する時間のあいだＯＮ状態またはＯＦＦ状態が継続されている。
【００５０】
図６に示すように、第１〜第１０電気／光変換部４１−１〜４１−１０から出力された波長λ１〜λ１０の光パケット信号と、経路情報用光送信部４２から出力された波長λ０の経路情報用光とは、第１ＡＷＧ１４により波長多重され、第１光伝送路１９に出力される。
【００５１】
図９は、本実施形態に係る光パケット交換装置１２の構成を示す。図９に示すように、光パケット交換装置１２は、光スイッチ部６０と、光スイッチ制御部６１と、カプラ７０とを備える。また、光スイッチ制御部６１は、光／電気変換部７４と、制御信号生成部７６とを備える。また、光スイッチ部６０は、１×２の光スイッチであり、カプラ８４と、第１光ゲートスイッチ８０と、第２光ゲートスイッチ８２とを備える。
【００５２】
図９から分かるように、本実施形態に係る光パケット交換装置１２においては、図４に示す比較例に係る光パケット交換装置１１２と異なり、カプラ７０と光スイッチ部６０との間に光遅延線は設けられていない。
【００５３】
第１光伝送路１９を介して入力された波長多重光信号は、カプラ７０により受信される。カプラ７０は、受信した波長多重光信号から波長λ０の経路情報用光のみ分岐する。分岐した経路情報用光は、光スイッチ制御部６１に入力される。一方、カプラ７０を通過した波長多重光信号（λ０〜λ１０）は、直接光スイッチ部６０に入力される。
【００５４】
ヘッダ波長λ１の光パケット信号は、光／電気変換部７４で電気信号に変換される。光／電気変換部７４は、例えばＰＤ（photodiode）やＡＰＤ（avalanche photodiode）であってよい。
【００５５】
制御信号生成部７６は、経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦに基づいて波長多重光信号の経路を判定し、光スイッチ部６０に光スイッチ制御信号を出力する。本実施形態では、例えば上述のケース１を採用した場合には、波長多重光信号の進路が経路Ａのときには経路情報用光がＯＮ（発光状態）とされており、一方光パケット信号の進路が経路Ｂのときには経路情報用光がＯＦＦ（非発光状態）とされている。従って、比較例に係る光パケット交換装置１１２のように、ヘッダ解析を行って経路情報の抽出を行わなくても、光／電気変換部７４からの電流または電圧を参照して経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦを確認するだけで、容易に波長多重光信号の経路がＡであるかＢであるかを判定できる。すなわち、制御信号生成部７６は、経路情報用光がＯＮ（発光状態）のときには波長多重光信号の経路がＡであると判定できるので、第１光ゲートスイッチ８０をＯＮし、第２光ゲートスイッチ８２をＯＦＦする光スイッチ制御信号を光スイッチ部６０に出力する。一方、制御信号生成部７６は、経路情報用光がＯＦＦのときには波長多重光信号の経路がＢであると判定できるので、第１光ゲートスイッチ８０をＯＦＦし、第２光ゲートスイッチ８２をＯＮする光スイッチ制御信号を光スイッチ部６０に出力する。このような光スイッチ制御信号の生成処理は、経路情報用光のＯＮ／ＯＦＦと、光スイッチ部６０の制御パターンとを対応付けたテーブルを参照してなされてもよい。
【００５６】
このように、本実施形態に係る光パケット交換システム１０によれば、光パケット送信装置１１において経路情報用光のＯＮ（発光状態）またはＯＦＦ（非発光状態）に経路情報を持たせ、光パケット交換装置１２において経路情報用光のＯＮまたはＯＦＦを確認するだけで、波長多重光信号（光パケット信号）の経路を判定できるように構成した。これにより、ヘッダ解析を経路判定を行っていた比較例の場合と比較して、光スイッチ制御部６１光スイッチ制御信号の生成に要する時間を大幅に短縮できる。その結果、カプラ７０と光スイッチ部６０との間に光遅延線を設けずとも、光パケット信号の経路切替を行うことができる。
【００５７】
なお、実際には光／電気変換部７４や制御信号生成部７６の応答速度相当の時間だけ光パケット信号に対して光スイッチ制御信号が遅延するが、通常、光パケット信号の先端にはプリアンブルが例えば４０バイト（１０Ｇｂｐｓの信号で４ｎｓ相当）があるので、現在実用化されているＰＤや論理回路素子の応答時間を考えれば、この遅延時間はプリアンブルの長さの範囲内に十分収まり、有意なデータは失われずに光パケット信号の経路切替を行うことができる。より高速な光パケット信号の場合には、よりプリアンブルを長くすればよい。
【００５８】
以上のように本実施形態に係る光パケット交換システム１０によれば、光遅延線を光パケット交換装置１２から無くすことができるので、光パケット交換装置１２の小型化が可能となる。また、光遅延線が無くなることにより、伝送距離へ影響を無くすことができる。
【００５９】
上述の実施形態では、光遅延線を設けない構成としたが、例えば光パケット信号の伝送速度が高速で、しかも余りプリアンブルを多くすることができないような場合には、カプラ７０と光スイッチ部６０の間に光遅延線を設ける構成としてもよい。この場合であっても、上述の実施形態と同様に経路情報用光のＯＮまたはＯＦＦに経路情報を持たせることで、図４の比較例に係る光パケット交換装置１１２と比較して、少なくとも光遅延線の長さを短くできる。これにより、光パケット交換装置１２の小型化および低光損失化が可能となる。
【００６０】
図１０は、光パケット交換装置１２の変形例を示す。図９に示す光パケット交換装置では、光パケット交換装置を１×２のスイッチとしたが、光パケット信号の切替経路は２以上であってもよい。図１０の変形例は、１×４の光パケット交換装置１２を示す。
【００６１】
この場合、光パケット送信装置（図示せず）は、２つの経路情報用光送信部を備え、互いに波長の異なる２つの経路情報用光（波長λ０−１、λ０−２とする）を出力する。
【００６２】
図１０に示すように、本変形例に係る光パケット交換装置１２の光スイッチ制御部６１は、第１光／電気変換部７４と、第２光／電気変換部７５と、制御信号生成部７６とを備える。また、光スイッチ部６０は、カプラ８４と、第１〜第４光ゲートスイッチ８０、８２、８４、８６とを備える。
【００６３】
この光パケット交換装置１２においては、カプラ７０は、波長多重光信号から波長λ０−１の経路情報用光と波長λ０−２の経路情報用光を分岐し、それぞれ光／電気変換部７４と第２光／電気変換部７５に出力する。制御信号生成部７６は、光／電気変換部７４と第２光／電気変換部７５からの出力電圧の組み合わせ（４通り）を基に、光スイッチ制御信号を生成する。
【００６４】
このように、光パケット交換装置１２によれば、波長λ０−１とλ０−２の２波の経路情報用光のＯＮまたはＯＦＦに経路情報を持たせることにより、４つの第１〜第４光ゲートスイッチ８０、８２、８４、８６の切替が可能となる。このように、ｎ波の経路情報用光を用いると、２ｎ個の光ゲートスイッチの切替が可能となる。
【００６５】
図１１は、光パケット送信装置１１の変形例を示す。図１１に示す光パケット送信装置１１は、経路情報抽出部３３からパケット送信処理部３６に経路情報の抽出完了通知が送信されるように構成されている点が、図７に示す光パケット送信装置と異なる。パケット送信処理部３６は、該抽出完了通知に基づいて、光パケット送信装置１１から送信される１０波の光パケット信号の送信開始タイミングが経路情報用光の送信開始タイミングより遅延（例えば、数百ｎｓの遅延）するように、１０個のパケット信号を第１〜第１０電気／光変換部４１−１〜４１−１０に出力するタイミングを調整する。これにより、光パケット交換装置には光パケット信号よりも早く経路情報用光が到着するので、長いプリアンブルを付与せずとも十分な余裕を持って光ゲートスイッチの切替が可能となる。
【００６６】
図１２は、本実施形態に係る光パケット交換システムが適用されるネットワーク２００を示す。ネットワーク２００は、第１局舎２０１〜第４局舎２０４と、中継局２０５とを備える。各局舎には上述の光パケット交換システムが設けられている。また、中継局２０５には上述の光パケット交換装置が設けられている。
【００６７】
図１２に示すように、ネットワーク２００は、第１局舎２０１から、中継局２０５および第２局舎２０２を通って第４局舎に至る現用回線（実線で示す）と、第１局舎２０１から、中継局２０５および第３局舎２０３を通って第４局舎２０４にいたす冗長回線（破線で示す）とを有する。
【００６８】
ここで、図１２に示すように中継局２０５と第２局舎２０２の間の現用回線で、回線断などの障害が発生した場合を考える。この場合、各局舎は、ネットワーク２００の警報転送機能により警報通知を受け取ることができる。警報通知を受けた第１局舎２０１は、第４局舎２０４に光パケット信号を送るために、現用回線から冗長回線に回線切替を行う。以下、このような障害発生時の回線切替に適した光パケット交換システムを提案する。
【００６９】
図１３は、障害発生時の回線切替に適した光パケット送信装置を示す。図１３に示す光パケット送信装置１１は、警報受信部４４と冗長切替用光送信部４３をさらに有する点が、図７に示す光パケット送信装置と異なる。
【００７０】
経路情報用光送信部４２は、光パケット交換システムが接続されたネットワークの回線に異常が発生した場合に発せられる警報通知を受信する。
【００７１】
冗長切替用光送信部４３は、光パケット信号の波長λ１〜λ１０および経路情報用光の波長λ０−１とは異なる波長λ０−２の光（冗長回線切替用光と呼ぶ）を出力する。冗長切替用光送信部４３は、警報受信部４４にて警報通知が受信された場合、冗長回線切替用光のＯＮ／ＯＦＦ状態を変化させる。例えば、障害の発生していない通常状態のときは、冗長回線切替用光をＯＦＦ（非発光状態）とし、警報受信部４４にて警報通知が受信された場合、冗長回線切替用光をＯＮ（発光状態）とする。
【００７２】
図１４は、障害発生時の回線切替に適した光パケット交換装置を示す。図１４に示す光パケット交換装置１２は、光スイッチ制御部６１が第１光／電気変換部７４と、第２光／電気変換部７５と、制御信号生成部７６とを備え、カプラ７０分岐された波長λ０−１の経路情報用光が第１光／電気変換部７４に入力され、波長λ０−２の冗長回線切替用光が第２光／電気変換部７５に入力される点が、図９に示す光パケット交換装置と異なる。
【００７３】
光パケット交換装置１２において、第２光／電気変換部７５により冗長回線切替用光のＯＦＦからＯＮへの変化が検出された場合、制御信号生成部７６は、光パケット信号の経路を、現用回線から冗長回線に切り替える。これにより、現用回線に障害が発生した場合でも、スムーズに冗長回線に切り替えることができる。
【００７４】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せによりいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００７５】
１０  光パケット交換システム、  １１  光パケット送信装置、  １２  光パケット交換装置、  １３  光パケット受信装置、  １４  第１ＡＷＧ、  １５  第２ＡＷＧ、  １６  第１光増幅器、  １７  第２光増幅器、  ３０  光／電気変換部、  ３２  パケット受信処理部、  ３３  経路情報抽出部、  ３４  シリアル／パラレル変換部、  ３６  パケット送信処理部、  ４２  経路情報用光送信部、  ４３  冗長切替用光送信部、  ４４  警報受信部、  ６０  光スイッチ部、  ６１  光スイッチ制御部、  ７０  カプラ、  ７６  制御信号生成部、  光カプラ、  ２００  ネットワーク、  ２０１  第１局舎、  ２０２  第２局舎、  ２０３  第３局舎、  ２０４  第４局舎、  ２０５  中継局。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１２】
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