(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１または複数の入力ポートと、光スイッチ手段と、光パケットの伝送時間がそれぞれ異なる複数の光遅延手段と、光合波手段と、１つの出力ポートとを具え、該入力ポートから入力した光パケットを該光スイッチ手段に入力させ、該光スイッチ手段から出力した光パケットを該光遅延手段に入力させ、該光遅延手段から出力した光パケットを該光合波手段に入力させ、該光合波手段から出力した光パケットを該出力ポートから出力させる構成の光バッファ装置において、
光遅延手段から出力する段階における光パケットの波長が光遅延手段毎に異なるように、一部または全部の光遅延手段に光波長シフター手段を設けたことを特徴とする光バッファ装置。
【請求項２】
１または複数の入力ポートから入力した光パケットを光スイッチ手段に入力させ、該光スイッチ手段から出力した光パケットを光パケットの伝送時間がそれぞれ異なる複数の光遅延手段に入力させ、該光遅延手段から出力した光パケットを光合波手段に入力させ、該光合波手段から出力した光パケットを該出力ポートから出力させる光バッファリング方法において、
光遅延手段から出力する段階における光パケットの波長が光遅延手段毎に異なるようにすることを特徴とする光バッファリング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光バッファ装置および光バッファリング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光技術を用いた通信方式の研究が盛んに行われている。それに伴い、交換装置の分野でも光技術を用いた研究が様々な方面から行われている。例えば、将来のマルチメディア社会に最も有効であると考えられている光ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｒｏｎｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ）交換においては、光セルと呼ばれる固定長の光パケットが同一宛先に到着するのを防止するため、光バッファ装置を用いることが検討されている。
【０００３】
図３は従来の光バッファ装置（文献：「『Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｂｕｆｆｅｒ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｍａｎｃｅ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ』  ，Ｅｕｒ  Ｔｒａｎｓ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎ  Ｒｅｌａｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌ，Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．６，１９９３，ｐ．６７１−６７８」のＦｉｇ．７  参照）を示す概略的な構成図であり、２つの入力ポート１０ａおよび１０ｂ（以下、２つの入力ポート１０ａおよび１０ｂをそれぞれ第１および第２の入力ポートと称する場合がある。）のうち、第１の入力ポート１０ａから光セルＡが、第２の入力ポート１０ｂから光セルＢが同時に入力し、さらに光スイッチ１２を切り替えることにより光セルＡが１セル分の遅延時間を有する第１の光遅延線１４ａに入力して第１の光遅延線１４ａを伝送し、光セルＢが０セル分の遅延時間を有する第２の光遅延線１４ｂに入力して第２の光遅延線１４ｂを伝送している様子を示している。
【０００４】
一般に、１つの出力ポート１８から同時に複数の光セルを出力させることができないため、第１の入力ポート１０ａからの光セルＡが光スイッチ１２の第１の入力端２６ａに、第２の入力ポート１０ｂからの光セルＢが光スイッチ１２の第２の入力端２６ｂに同時に入力した場合、光セルＡを光スイッチ１２の第１の出力端２８ａから出力させてこの光セルＡを第１の光遅延線１４ａに入力させ、光セルＢをスイッチ１２の第２の出力端２８ｂから出力させてこの光セルＢを第２の光遅延線１４ｂに入力させるように光スイッチ１２を切り替える。そして、第１の光遅延線１４ａを伝送した光セルＡおよび第２の光遅延線１４ｂを伝送した光セルＢを光カプラー１６の第１および第２の入力端３０ａおよび３０ｂにそれぞれ入力させ、さらに光カプラー１６の出力端３６から出力した光セルＡおよびＢを出力ポート１８から出力する。このようにして２つの光セルＡおよびＢを衝突することなく出力させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の光バッファ装置では、光スイッチを切り替えて一方の光遅延線に光セルを入力する場合であっても、他方の光遅延線側に光漏れが生じる。このため、例えば、図４に示すように、光セルＡが第１の入力ポート１０ａから入力した後、時間的に続けて光セルＢが第２の入力ポート１０ｂから入力し、さらに光セルＡおよびＢが両方とも第１の光遅延線１４ａに入力するように光スイッチ１２を切り替えた場合、第２の光遅延線１４ｂ側に光セルＡおよびＢの光漏れが生じる（図４中、Ａ１は光セルＡの光漏れ成分であり、Ｂ１は光セルＢの光漏れ成分である。）。そして、第１の光遅延線１４ａは１セル分の遅延時間を有するものであり、第２の光遅延線１４ｂは０セル分の遅延時間を有するものであるため、第１の光遅延線１４ａを伝送する光セルＡと第２の光遅延線１４ｂを伝送する光漏れ成分Ｂ１とが同時に光カプラー１６に入力し互いに干渉する。
【０００６】
このような光セルと光漏れ成分との干渉が起こると光セルのビットパターンが崩れるために正しいビットを保持できなくなる。そして、このことが信号検出の際にエラー率が増加する要因となっていた。
【０００７】
ただし、光スイッチの消光比が十分大きい場合には、光セルと光漏れ成分との干渉の影響を無視できるため、このような問題は生じない。しかし、現状では干渉の影響を無視できるほど光スイッチの消光比は大きくない。
【０００８】
また、光セルと光漏れ成分との干渉が起こる場合であっても、光セルおよび光漏れ成分の偏波方向が同じであれば、干渉による影響を予測することができるため、信号検出の際のエラー率を低く抑えることが可能となる。しかし、光セルおよび光漏れ成分の偏波方向を同じにするためには、実験段階では光バッファ装置を構成するデバイスだけを偏波保持型のものとすれば良いが、光バッファ装置をシステムの一部に組む込む場合にはそのシステム全体を偏波保持型のデバイスで構成することが必要となり、システムを構築するのが困難であった。
【０００９】
以上のことから、光セルと光漏れ成分とが光合波手段（例えば、光カプラー）に同時に入力する際に、光セルと光漏れ成分との干渉が起こらない光バッファ装置および光バッファリング方法の出現が望まれていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、この発明の光バッファ装置によれば、１または複数の入力ポートと、光スイッチ手段と、光パケットの伝送時間がそれぞれ異なる複数の光遅延手段と、光合波手段と、１つの出力ポートとを具え、入力ポートから入力した光パケットを光スイッチ手段に入力させ、光スイッチ手段から出力した光パケットを光遅延手段に入力させ、光遅延手段から出力した光パケットを光合波手段に入力させ、光合波手段から出力した光パケットを出力ポートから出力させる構成の光バッファ装置において、光遅延手段から出力する段階における光パケットの波長が光遅延手段毎に異なるように、一部または全部の光遅延手段に光波長シフター手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
上述したように、従来の光バッファ装置では、光セルと光漏れ成分とが異なる光遅延手段を伝送しかつ光セルと光漏れ成分とが同時に光合波手段に入力する場合、光セルの波長と光漏れ成分の波長とが同じであるために、光セルと光漏れ成分との干渉が生じていた。
【００１２】
これに対し、この発明の光バッファ装置によれば、光遅延手段から出力する段階、すなわち光合波手段に入力する段階における光パケットの波長が、伝送してきた光遅延手段毎に異なるように、一部または全部の光遅延手段に光波長シフター手段を設けた。このため、光セルと光漏れ成分とが異なる光遅延手段を伝送するときには光セルの波長と光漏れ成分の波長とが異なるので、従来のように光セルと光漏れ成分との干渉が生じない。従って、光セルと光漏れ成分との干渉に起因して光セルのビットパターンが崩れることはなくなり、信号検出の際のエラー率を抑えることが可能となる。
【００１３】
また、この発明の光バッファリング方法によれば、１または複数の入力ポートから入力した光パケットを光スイッチ手段に入力させ、光スイッチ手段から出力した光パケットを光パケットの伝送時間がそれぞれ異なる複数の光遅延手段に入力させ、光遅延手段から出力した光パケットを光合波手段に入力させ、光合波手段から出力した光パケットを出力ポートから出力させる光バッファリング方法において、光遅延手段から出力する段階における光パケットの波長が光遅延手段毎に異なるようにすることを特徴とする。
【００１４】
このような光バッファリング方法によれば、光遅延手段から出力する段階、すなわち光合波手段に入力する段階における光パケットの波長が、伝送してきた光遅延手段毎に異なる。このため、光セルと光漏れ成分とが異なる光遅延手段を伝送するときには光セルの波長と光漏れ成分の波長とが異なるので、従来のように光セルと光漏れ成分との干渉が生じない。従って、光セルと光漏れ成分との干渉に起因して光セルのビットパターンが崩れることはなくなり、信号検出の際のエラー率を抑えることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明する。以下の説明に用いる各図において、各構成成分はこの発明が理解出来る程度にその形状、大きさ、及び配置関係を概略的に示してあるにすぎない。また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の番号を付して示してある。従って、この発明が以下に説明する実施の形態に限定されるものではないことは理解されたい。
【００１６】
図１はこの実施の形態の光バッファ装置を示す概略的な構成図である。図１に示すようにこの実施の形態の光バッファ装置１００は、２つの入力ポート１０ａおよび１０ｂ（以下、２つの入力ポート１０ａおよび１０ｂをそれぞれ第１および第２の入力ポートと称する場合がある。）と、光スイッチ手段としての光スイッチ１２と、光遅延手段としての２本の光遅延線１４ａおよび１４ｂ（以下、２本の光遅延線１４ａおよび１４ｂをそれぞれ第１および第２の光遅延線と称する場合がある。）と、光合波手段としての光カプラー１６と、１つの出力ポート１８とを具えている。そして、この実施の形態の光バッファ装置１００は、さらに光波長シフター手段としての光波長シフター（光周波数シフターと称する場合がある。）２０を第１の光遅延線１４ａの中間に具えている。また、各入力ポート１０ａおよび１０ｂと光スイッチ１２との間には２本の光入力線２２ａおよび２２ｂ（以下、２本の光入力線２２ａおよび２２ｂをそれぞれ第１および第２の光入力線と称する場合がある。）を具え、光カプラー１６と出力ポート１８との間には１本の光出力線２４を具えている。
【００１７】
このような構成のこの実施の形態の光バッファ装置１００では、各入力ポート１０ａおよび１０ｂから入力した光セルを光スイッチ１２に入力させるため、第１の光入力線２２ａの一端は第１の入力ポート１０ａに接続し、第１の光入力線２２ａの他端は光スイッチ１２の第１の入力端２６ａに接続してある。同様に、第２の入力線２２ｂの一端は第２の入力ポート１０ｂに接続し、第２の入力線２２ｂの他端は光スイッチ１２の第２の入力端２６ｂに接続してある。
【００１８】
また、光スイッチ１２から出力した光セルを各光遅延線１４ａおよび１４ｂに入力させ、さらに各光遅延線１４ａおよび１４ｂから出力した光セルを光カプラー１６に入力させるため、第１の光遅延線１４ａの一端は光スイッチ１２の第１の出力端２８ａに接続し、第１の光遅延線１４ａの他端は光カプラー１６の第１の入力端３０ａに接続してある。同様に、第２の光遅延線１４ｂの一端は光スイッチ１２の第２の出力端２８ｂに接続し、第２の光遅延線１４ｂの他端は光カプラー１６の第２の入力端３０ｂに接続してある。ここで、第１の光遅延線１４ａに入力した光セルは、第２の光遅延線１４ｂに同時に入力した光セルが光カプラー１６に入力する時間から１セル分の時間幅に相当する時間だけ遅延して光カプラー１６に入力する。
【００１９】
また、第１の光遅延線１４ａに入力した光セルの波長を変換するため、第１の光遅延線１４ａを前段部１４ａｘと後段部１４ａｙとに分け、前段部１４ａｘの一端（すなわち第１の光遅延線１４ａの一端）は光スイッチ１２の第１の出力端２８ａに接続し、前段部１４ａｘの他端は光波長シフター２０の入力端３２に接続し、さらに後段部１４ａｙの一端は光波長シフター２０の出力端３４に接続し、後段部１４ａｙの他端（すなわち第２の光遅延線１４ｂの他端）は光カプラー１６の第１の入力端３０ａに接続してある。このようにして、第１の光遅延線１４ａの中間に光波長シフター２０を設けている。この場合、前段部１４ａｘを伝送する光パケットの波長は、第２の光遅延線１４ｂを伝送する光パケット（例えば、光漏れ成分）の波長と等しい。しかし、前段部１４ａｘを伝送する光パケットは、光波長シフター２０によって波長を変換されて後段部１４ａｙに出力される。このため、第１および第２の光遅延線１４ａおよび１４ｂから光カプラー１６に入力する段階における光パケットの波長は、後段部１４ａｙを伝送してきた光と第２の光遅延線１４ｂを伝送してきた光とでは異なる。従って、光スイッチ１２の第１の出力端２８ａから出力した一方の光パケット（波長λ１）、およびこの一方の光パケットに対し第２の出力端２８ｂから時間的に離れて出力した同一波長の他方の光パケット（波長λ１）が、第１および第２の光遅延線１４ａおよび１４ｂをそれぞれ伝送した結果、一方の光パケットと他方の光パケットが同時に光カプラー１６に入力した場合であっても、一方の光パケットの波長（λ１）が異なる波長（λ２）に変換されるので、光カプラー１６へ入力する時点では、両光パケットの波長はλ１およびλ２と互いに異なっている。
【００２０】
また、光カプラー１６から出力した光セルを出力ポート１８から出力させるため、光出力線２４の一端は光カプラー１６の出力端３６に接続し、光出力線２４の他端は出力ポート１８に接続してある。
【００２１】
このようなこの実施の形態の光バッファ装置１００は、第１および第２の光遅延線１４ａおよび１４ｂ、第１および第２の光入力線２２ａおよび２２ｂ並びに光出力線２４として例えば光ファイバを用い、光スイッチ１２として例えば２入力２出力（２×２）の単位光スイッチを組み合わせて構成した４入力４出力（４×４）の光スイッチを用い、光波長シフター２０として例えば音響光学法を用いたものを用いて構成することができる。この場合、光入力線を構成する光ファイバの端部を各入力ポート１０ａおよび１０ｂとして用い、光出力線を構成する光ファイバの端部を出力ポート１８として用いる。また、光遅延線の遅延時間は光ファイバの長さを変えて調節する。
【００２２】
なお、光波長シフター２０として音響光学法を用いたもの以外に移動格子法を用いたもの、移動コーナー・キューブ法を用いたもの、回転波長法を用いたもの、電気光学法を用いたものなどを用いることができる（文献：「『図解・光デバイス辞典』，オプトエレクトロニクス社，平成８年，ｐ１２９」  参照）。また、２×２の単位光スイッチとして、非可動方式の導波路型のもの、例えば２×２の方向性結合器を用いると、クロス状態、バー状態の２形態を取ることができ、また動作速度が数ｎｓと高速であるため、単位光スイッチとして最適である（文献：「『図解・光デバイス辞典』，オプトエレクトロニクス社，平成８年，ｐ１２９」参照）。
【００２３】
次に、このような構成のこの実施の形態の光バッファ装置１００の動作について説明する。図２は、この実施の形態の光バッファ装置１００の動作の説明に供する図であり、光セルＡが第１の入力ポート１０ａから入力した後、時間的に続けて光セルＢが第２の入力ポート１０ｂから入力し、さらに光スイッチ１２を切り替えることにより光セルＡおよびＢの両方とも第１の光遅延線１４ａに入力して第１の光遅延線１４ａを伝送している様子を示している。また、図２は、光セルＡおよびＢの光漏れ成分Ａ１およびＢ１が第２の光遅延線１４ｂを伝送している様子も示している。なお、図２中、セルＡおよびＢ、並びに光漏れ成分Ａ１およびＢ１は、破線または実線で表した四角形で示している。
【００２４】
図２に示すように、光セルＡが第１の入力ポート１０ａから入力した後、時間的に続けて光セルＢが第２の入力ポート１０ｂから入力し、さらに光セルＡおよびＢが両方とも第１の光遅延線１４ａに入力するように光スイッチ１２を切り替えた場合、第２の光遅延線１４ｂ側に光セルＡおよびＢの光漏れが生じる。そして、第１の光遅延線１４ａに入力した光セルＡおよびＢは、第１の光遅延線１４ａを伝送し、第１の光遅延線１４ａの中間に設けられている光波長シフター２０により波長が変換された後、第１の光遅延線１４ａから出力し、光漏れ成分Ａ１およびＢ１は、第２の光遅延線１４ｂを伝送し波長が変換されることなく第２の光遅延線１４ｂから出力する。従って、第１の光遅延線１４ａから出力する光セルＡおよびＢと、第２の光遅延線１４ｂから出力する光漏れ成分Ａ１およびＢ１とは波長が異なる。また、第１の光遅延線１４ａは１セル分の遅延時間を有するものであり、第２の光遅延線１４ｂは０セル分の遅延時間を有するものであるため、光漏れ成分Ａ１が光カプラー１６に入力した後、時間的に続けて光セルＡと光漏れ成分Ｂ１とが同一時間に光カプラー１６に入力し、さらに、続けて光セルＢが光カプラー１６に入力する。
【００２５】
第１の光遅延線１４ａを伝送する光セルＡと第２の光遅延線１４ｂを伝送する光漏れ成分Ｂ１とが同一時間に光カプラー１６に入力する場合、従来の光バッファ装置では光セルＡと光漏れ成分Ｂ１との干渉が生じていたが、この実施の形態の光バッファ装置では光セルＡと光漏れ成分Ｂ１とは波長が異なるため、干渉は生じない。従って、光セルＡと光漏れ成分Ｂ１との干渉により光セルＡのビットパターンが崩れることなく出力ポート１８から出力する。また、光セルＢも同様にビットパターンが崩れることなく出力ポート１８から出力する。
【００２６】
なお、光スイッチ１２の切り替えは、各光セルＡおよびＢのヘッダに記録されているデータに基づいて行う。すなわち、各入力ポート１０ａおよび１０ｂに入力する前に、各光セルＡおよびＢのヘッダに記録されているデータを予め検出しておき、そのデータに基づいて光スイッチ１２を切り替える。
【００２７】
この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。例えば、上述した実施の形態では光遅延線が２本の場合について説明したが、３本以上の場合であっても良い。
【００２８】
また、上述した実施の形態では第１の光遅延線１４ａの中間に光波長シフター２０を設ける場合について説明したが、光波長シフター２０を第２の光遅延線１４ｂの中間に設ける場合であっても良い。
【００２９】
【発明の効果】
上述した説明から明らかなように、この発明の光バッファ装置によれば、１または複数の入力ポートと、光スイッチ手段と、光パケットの伝送時間がそれぞれ異なる複数の光遅延手段と、光合波手段と、１つの出力ポートとを具えた光バッファ装置において、光遅延手段から出力する段階における光パケットの波長が光遅延手段毎に異なるように、一部または全部の光遅延手段に光波長シフター手段を設けてある。
【００３０】
このような光バッファ装置によれば、一部または全部の光遅延手段に光波長シフター手段を設けるため、光セルと光漏れ成分とが異なる光遅延手段を伝送するときには光セルの波長と光漏れ成分の波長とが異なる。このため、光セルと光漏れ成分との干渉が生じない。従って、光セルと光漏れ成分との干渉より光セルのビットパターンが崩れることはなくなり、信号検出の際のエラー率を抑えることが可能となる。
【００３１】
また、この発明の光バッファリング方法によれば、１または複数の入力ポートから入力した光パケットを光スイッチ手段に入力させ、光スイッチ手段から出力した光パケットを光パケットの伝送時間がそれぞれ異なる複数の光遅延手段に入力させ、光遅延手段から出力した光パケットを光合波手段に入力させ、光合波手段から出力した光パケットを出力ポートから出力させる光バッファリング方法において、光遅延手段から出力する段階における光パケットの波長が光遅延手段毎に異なるようにする。
【００３２】
このような光バッファリング方法によれば、光セルと光漏れ成分とが異なる光遅延手段を伝送するときには光セルの波長と光漏れ成分の波長とが異なる。このため、従来のように光セルと光漏れ成分との干渉が生じない。従って、光セルと光漏れ成分との干渉より光セルのビットパターンが崩れることはなくなり、信号検出の際のエラー率を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の光バッファ装置を示す概略的な構成図である。
【図２】実施の形態の光バッファ装置の動作の説明に供する図である。
【図３】従来の光バッファ装置を示す概略的な構成図である。
【図４】従来の光バッファ装置の問題点の説明に供する図である。
【符号の説明】
１０ａおよび１０ｂ：第１および第２の入力ポート
１２：光スイッチ
１４ａおよび１４ｄ：第１および第２の光遅延線
１４ａｘ：前段部
１４ａｙ：後段部
１６：光カプラー
１８：出力ポート
２０：光波長シフター
２２ａおよび２２ｂ：第１および第２の光入力線
２４：光出力線
２６ａおよび２６ｂ：第１および第２の入力端
２８ａおよび２８ｂ：第１および第２の出力端
３０ａおよび３０ｂ：第１および第２の入力端
３２：入力端
３４：出力端
３６：出力端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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