(57)【要約】【課題】低コストで安定的なラベリングを行い、偏光モード分散や偏光依存損失などにより生じるビーティングノイズを減少させ、光信号の劣化を防止できる波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システムを提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、光パケットスイッチングネットワークにおいて、送信端の位置する出発地ノードに存在し、偏光方向が垂直であり、所定の波長間隔を保つパケットデータ及びラベルをそれぞれ生成して結合した後、中継ノードに光信号で伝送する光信号伝送装置と、伝送された光信号からラベルを検出してパケットデータの次の移動位置に対する情報を検出して、新たなラベルを生成して検出されたラベルと取り替えた後、パケットデータと新たなラベルとを結合して、検出された次の移動位置に伝送するラベルスワッピング装置と、を含むことを特徴とする。【選択図】図２
2006135983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光パケットスイッチングネットワークにおいて送信端の位置する出発地ノードに存在し、偏光方向が垂直であり、所定の波長間隔を保つパケットデータ及びラベルをそれぞれ生成して結合した後、中継ノードに光信号で伝送する光信号伝送装置と、
伝送された前記光信号からラベルを検出して前記パケットデータの次の移動位置に対する情報を検出し、新たなラベルを生成して検出されたラベルと取り替えた後、前記パケットデータと新たなラベルとを結合して、検出された次の移動位置に伝送するラベルスワッピング装置と、
を含むことを特徴とする波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システム。
【請求項２】
前記光信号伝送装置は、
発振波長の異なる複数のレーザを利用して、それぞれ偏光方向が垂直であり、所定の波長間隔を保つパケットデータとラベルを生成するパケット生成部及びラベル生成部と、
生成された前記パケットデータと前記ラベルとを結合して伝送する偏光ビーム結合部と、
を含むことを特徴とする、
請求項１に記載の波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システム。
【請求項３】
前記所定の波長間隔は、前記パケットデータの伝送速度が１０Ｇｂ／ｓである場合、約１２ＧＨｚ〜２０ＧＨｚであることを特徴とする、
請求項１に記載の波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システム。
【請求項４】
前記パケットデータと前記ラベルが前記所定の波長間隔を保つことで、偏光モード分散や偏光依存損失などにより生じるビーティングノイズが減少することを特徴とする、
請求項３に記載の波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システム。
【請求項５】
前記ラベルスワッピング装置は、
前記光信号からラベルを検出して光信号の次の移動位置情報を把握した後、把握された位置情報に基づいてパケットデータがラベルに記録された位置へ移動できるよう光スイッチを制御するラベル検出装置と、
新たな第２ラベルを生成するための第２ラベル生成部と、
前記パケットデータと前記第２ラベルとを結合して伝送する第２偏光ビーム結合部と、
を含むことを特徴とする、
請求項１に記載の波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システム。
【請求項６】
前記ラベル検出装置は、
前記光信号伝送装置から入力された光信号の偏光を調節して出力する偏光調節部と、
前記偏光調節部から出力された光信号を垂直偏光成分と水平偏光成分とに分離して出力する偏光ビーム分離部と、
前記偏光ビーム分離部から出力されたパケットデータが入力されるパケット検出部と、
前記偏光ビーム分離部から出力されたラベルから前記パケットデータの次に移動する位置情報を把握した後、把握された前記位置情報を出力するラベル検出部と、
前記ラベル検出部から把握された前記位置情報に基づいてパケットデータがラベルに記録された位置へ移動できるよう光スイッチを制御するノード制御部と、
を含むことを特徴とする、
請求項５に記載の波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システム。
【請求項７】
前記偏光ビーム分離部は、前記偏光ビーム結合部と同一素子から構成されていることを特徴とする、
請求項６に記載の波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システムに係り、特に、パケットデータとラベルの位置する波長間隔を一定に保ちビーティングノイズ（ｂｅａｔｉｎｇ  ｎｏｉｓｅ）を減少させ、光信号の性能の劣化を防止するための波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光パケットスイッチングネットワークにおいて、各ノードは送信端の位置する出発地ノード（Ｉｎｇｒｅｓｓ  Ｎｏｄｅ）、中継ノード（Ｃｏｒｅ  Ｎｏｄｅ）、受信端の位置する目的地ノード（Ｅｇｒｅｓｓ  Ｎｏｄｅ）などから構成され、光信号は、出発地ノードで生成され、中継ノードを経て、目的地ノードに伝送される、あるいは直接目的地ノードに伝送される。
【０００３】
前記光パケットスイッチングネットワークにおいて、パケットデータの移動方向に関する情報を表すラベル（ｌａｂｅｌ）をパケットデータと共に伝送する。このとき、ラベルをどんな方式で割当てるかをラベリング（ｌａｂｅｌｉｎｇ）と言う。ラベリングされた光信号は、送信端の位置する出発地ノードで生成され、中継ノードに伝送され、中継ノードに存在するラベルスワッピング（ｌａｂｅｌ  ｓｗａｐｐｉｎｇ）装置を通じて光信号の移動するノードを決定し、決定されたノードに再び光信号を伝送する。ラベルスワッピングとは、出発地ノードから光信号を伝送された中継ノードで既存のラベルを光信号の次の移動方向に関する情報を盛り込んだ新たなラベルに変更する作業を意味する。
【０００４】
ラベリングの種類として、時分割多重化（Ｔｉｍｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＴＤＭ）方式のラベリング、波長分割多重化（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）方式のラベリング、光学コード分割多重化（Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＯＣＤＭ）方式のラベリング、副搬送波多重化（Ｓｕｂ−Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＳＣＭ）方式のラベリング、垂直型光ラベリング（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌａｂｅｌｉｎｇ）などがある。
【０００５】
図１は、副搬送波多重化方式のラベリングを説明するための図である。同図に示すように、副搬送波多重化方式のラベリングでは、各波長λn（ｎは自然数）毎に情報を盛り込んだパケットデータが存在し、各波長から±ｆcだけ離隔した位置に副搬送波形態でラベルを盛り込んでパケットデータと共に伝送する。このような副搬送波多重化方式のラベリングでは、ラベルスワッピングのための装置が複雑で、具現するのに困難であるという問題がある。
【０００６】
前記波長分割多重化方式は、１つの光ファイバーに波長の異なる多数の光チャネルを多重化し伝送する技術である。前記波長分割多重化方式のラベリングは、奇数番目の波長λ2m+1（ｍは正の整数）にパケットデータを伝送し、偶数番目の波長λ2m（ｍは正の整数）にラベルを盛り込んで伝送する。このように、前記波長分割多重化方式のラベリングでは、パケットデータと別の波長にラベル情報を盛り込んで伝送するので、ラベリングのための光チャネルがさらに求められるという非経済的な短所がある。
【０００７】
前記時分割多重化方式のラベリングは、パケットデータの一番目のビットから八番目のビットまでの間にラベルを割当て伝送する。したがって、前記波長分割多重化方式や副搬送波多重化方式とは異なって、ラベル情報を得るためパケットデータを処理しなければならないので、ラベルスワッピング処理が複雑になる問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記のような問題を鑑みてなされたものであって、その目的は、低コストで安定的なラベリングを行うための波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、偏光モード分散や偏光依存損失などにより生じるビーティングノイズを減少させ、光信号の劣化を防止できる波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、光パケットスイッチングネットワークにおいて、送信端の位置する出発地ノードに存在し、偏光方向が垂直であり、所定の波長間隔を保つパケットデータ及びラベルをそれぞれ生成して結合した後、中継ノードに光信号で伝送する光信号伝送装置と、伝送された光信号からラベルを検出してパケットデータの次の移動位置に対する情報を検出して、新たなラベルを生成して検出されたラベルと取り替えた後、パケットデータと新たなラベルとを結合して、検出された次の移動位置に伝送するラベルスワッピング装置と、を含むことを特徴とする波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システムが提供される。
【００１０】
また、好ましくは、光信号伝送装置は、発振波長の異なる複数のレーザを利用して、それぞれ偏光方向が垂直であり、所定の波長間隔を保つパケットデータとラベルを生成するパケット生成部及びラベル生成部と、生成されたパケットデータとラベルとを結合して伝送する偏光ビーム結合部と、を含む。
また、好ましくは、所定の波長間隔は、パケットデータの伝送速度が１０Ｇｂ／ｓである場合、約１２ＧＨｚ〜２０ＧＨｚである。
【００１１】
また、好ましくは、パケットデータとラベルが所定の波長間隔を保つことで、偏光モード分散や偏光依存損失などにより生じるビーティングノイズが減少する。
また、好ましくは、ラベルスワッピング装置は、光信号からラベルを検出して光信号の次の移動位置情報を把握（取得）した後、把握（取得）された位置情報に基づいてパケットデータがラベルに記録された位置へ移動できるよう光スイッチを制御するラベル検出装置と、新たな第２ラベルを生成するための第２ラベル生成部と、パケットデータと第２ラベルとを結合して伝送する第２偏光ビーム結合部と、を含む。
【００１２】
また、好ましくは、ラベル検出装置は、光信号伝送装置から入力された光信号の偏光を調節して出力する偏光調節部と、偏光調節部から出力された光信号を、例えば、垂直偏光成分と水平偏光成分などの直交する成分に分離して出力する偏光ビーム分離部と、偏光ビーム分離部から出力されたパケットデータが入力されるパケット検出部と、偏光ビーム分離部から出力されたラベルからパケットデータの次に移動する位置情報を把握（取得）した後、把握（取得）された位置情報を出力するラベル検出部と、ラベル検出部から把握（取得）された位置情報に基づいてパケットデータがラベルに記録された位置へ移動できるよう光スイッチを制御するノード制御部と、を含む。
【００１３】
また、好ましくは、偏光ビーム分離部は、偏光ビーム結合部と同一素子から構成されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、偏光モード分散や偏光依存損失などにより生じるビーティングノイズを減らすことができ、低コストでより安定的にパケットデータとラベルを伝送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付した図面に基づいて本発明の好適な実施形態による波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システムについて詳説する。
図２は、本発明に係る波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、本発明に係る波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システムは、主に光信号伝送装置１００、ラベルスワッピング装置３００を含む。
【００１６】
光信号伝送装置１００は、光パケットスイッチングネットワークにおいて送信端の位置する出発地ノードに存在し、パケット生成部１１０、第１ラベル生成部１２０、及び第１偏光ビーム結合部１３０を含む。パケット生成部１１０と第１ラベル生成部１２０とは、それぞれ光源であるレーザを備え、本発明の好適な実施形態では、一般の偏光分割多重化方式と異なって発振波長の相異なるレーザを利用して、ラベルの波長をシフトさせる。
【００１７】
パケット生成部１１０は、例えば、Ｘ軸に偏光されているパケットデータを生成し、第１ラベル生成部１２０は、パケットデータの偏光方向と垂直の方向に偏光されているラベルを生成して、第１偏光ビーム結合部１３０に出力する。第１偏光ビーム結合部１３０は、パケット生成部１１０と第１ラベル生成部１２０から出力された２つの直交偏光成分であるパケットデータとラベルとを結合して伝送し、結合後もパケットデータ及びラベルの偏光を保ち続ける。
【００１８】
第１偏光ビーム結合部１３０により結合された光信号は、パケットデータとラベルを含み、このようにラベリングされた光信号は、出発地ノードの光信号伝送装置１００から中継ノードに伝送される。
光信号が出発地ノードから一番目の中継ノードに伝送されれば、中継ノードに存在するラベルスワッピング装置３００は、光信号からラベルを検出してパケットデータの次の移動位置に対する情報を検出する。その後、パケットデータの移動位置に対する情報を盛り込んだ新たなラベルを生成して、検出されたラベルと取り替えた後、パケットデータと新たなラベルとを結合させ、検出された次の移動位置に対して、結合されたパケットデータと新たなラベルを伝送する。
【００１９】
ラベルスワッピング装置３００は、主にラベル検出装置２００、第２ラベル生成部３１０、及び第２偏光ビーム結合部３２０を含む。ラベル検出装置２００は、偏光調節部２１０、偏光ビーム分離部２２０、パケット検出部２３０、ラベル検出部２４０、及びノード制御部２５０を含む。ここで、偏光ビーム分離部２２０は、上述した第１偏光ビーム結合部１３０及び第２偏光ビーム結合部３２０と同一素子である。これにより、低コストで装置を構成することが可能となる。
【００２０】
偏光調節部２１０は、光信号伝送装置１００から入力された光信号の偏光を調節して、偏光ビーム分離部２２０に出力する。偏光ビーム分離部２２０は、光信号を垂直偏光成分と水平偏光成分とに分離して出力する。このとき、垂直偏光成分がパケットデータである場合、水平偏光成分はラベルとなり、垂直偏光成分がラベルである場合、水平偏光成分はパケットデータとなる。偏光ビーム分離部２２０からのパケットデータとラベルは、パケット検出部２３０及びラベル検出部２４０にそれぞれ出力される。
【００２１】
ラベル検出部２４０は、入力されたラベルからパケットデータが次に移動するノードの位置情報を把握（取得）した後、把握（取得）された位置情報をノード制御部２５０に出力する。ノード制御部２５０は、ラベル検出部２４０から把握（取得）された位置情報に基づいて、パケットデータがラベルに記録されたノード位置へ移動できるよう光スイッチ３３０を制御する。パケット検出部２３０は、パケットデータを検出し、検出したパケットデータを第２偏光ビーム結合部３２０に出力する。また、ノード制御部２５０は、ラベル検出部２４０を通じて把握（取得）された位置情報を第２ラベル生成部３１０に提供する。
【００２２】
一方、ラベルスワッピング装置３００の第２ラベル生成部３１０は、ノード制御部２５０から提供されたパケットデータの次の移動方向に関する位置情報を盛り込んだ新たなラベルを生成して、第２偏光ビーム結合部３２０に出力する。第２偏光ビーム結合部３２０に入力されるパケットデータ及び新たに生成されたラベルは、相異なる波長間隔を保ち、偏光方向は垂直である。
【００２３】
第２偏光ビーム結合部３２０は、第１偏光ビーム結合部１３０と同様に２つの直交偏光成分であるパケットデータとラベルとを結合した後、結合されたパケットデータ及びラベルをラベル検出部２４０から把握（取得）された次の移動ノードに伝送する。このような方式によりパケットデータは多数の中継ノードを経て最終目的地ノードに伝送される。
図３は、一般の偏光分割多重化方式を用いてラベリングを行った場合のパケットデータとラベルを示す図である。同図に示すように、Ｚ軸はパケットデータの偏光方向、Ｙ軸はラベルの偏光方向に設定されており、Ｘ軸は光信号の進行方向に設定されている。一般の偏光分割多重化方式のラベリングは、同じ発振波長を有するレーザを利用して、同じ波長で互いに垂直な偏光を有するパケットデータとラベルを生成して共に伝送する方式として、光通信に用いられている。
【００２４】
しかし、このような一般の偏光分割多重化方式のラベリングを光パケットスイッチングネットワークに適用する場合、光ファイバーの特性により生じる偏光モード分散（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ：ＰＭＤ）や偏光依存損失（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ  Ｌｏｓｓ：ＰＤＬ）によってパケットデータとラベルとの直交結合が壊れることにより、パケットデータとラベルが一つになってしまう単一偏光現象が生じる。
【００２５】
該単一偏光現象によりパケットデータとラベルとの間に一種の干渉現象である光ビーティング（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｅａｔｉｎｇ）が生じ、光ビーティングによるビーティングノイズ（Ｂｅａｔｉｎｇ  Ｎｏｉｓｅ）により光信号の性能が劣化する。
図４Ａは、本発明の好適な実施形態による波長オフセット偏光分割多重化方式を用いてラベリングを行った場合のパケットデータとラベルを示す図である。同図に示すように、パケットデータとラベルはそれぞれ相異なる波長を有するレーザにより生成されるため、パケットデータとラベルは所定の波長間隔を保ち、互いに垂直な偏光方向を有するよう生成される。このとき、パケットデータの伝送速度が１０Ｇｂ／ｓである場合、パケットデータとラベルが位置する波長の間隔は約１２ＧＨｚ〜２０ＧＨｚであることが好ましい。
【００２６】
図４Ｂは、パケットデータとラベルが一定の波長間隔を保つ時、ビーティングノイズの発生が減少する現象を説明するための図である。同図に示すように、パケットデータとラベルが１２ＧＨｚ〜２０ＧＨｚの波長間隔を保つと、図２に示したラベル検出装置２００でラベルとパケットデータが分離される時、パケット検出部２３０内部の低域通過フィルタ（図示せず）によって偏光モード分散や偏光依存損失などにより生じるビーティングノイズが、パケットデータの受信器でフィルタリングされることによりパケットデータの性能の劣化を防止できる。
【００２７】
図５は、パケットデータとラベルとの波長間隔によるビーティングノイズ成分の大きさを示す図である。同図に示すように、パケットデータとラベルが約１２ＧＨｚ以上離隔している場合、ビーティングノイズ成分が最小化される。
本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではない。実際、当業者であれば、上記の説明に基づき、特許請求の範囲に記載されている本発明の技術的範囲を逸脱することなく、本発明の実施形態に対し、種々の変更及び修正を施すことが可能であろう。従って、そのような変更及び修正は当然に、本発明の技術的範囲に含まれるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、偏光モード分散や偏光依存損失などにより生じるビーティングノイズを減らし、低コストでより安定的にパケットデータとラベルを伝送することが求められる光パケット通信の分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】副搬送波多重化方式のラベリングを説明するための図である。
【図２】本発明に係る波長オフセット偏光分割多重化方式のラベリングを用いた光パケット通信システムの構成を示すブロック図である。
【図３】一般の偏光分割多重化方式を用いてラベリングを行った場合、パケットデータとラベルを示す図である。
【図４Ａ】本発明の好適な実施形態による波長オフセット偏光分割多重化方式を用いてラベリングを行った場合のパケットデータとラベルを示す図である。
【図４Ｂ】パケットデータとラベルが一定の波長間隔を保つ時、ビーティングノイズの発生が減少する現象を説明するための図である。
【図５】パケットデータとラベルとの波長間隔によるビーティングノイズ成分の大きさを示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１００  光信号伝送装置
１１０  パケット生成部
１２０  第１ラベル生成部
１３０  第１偏光ビーム結合部
２００  ラベル検出装置
２１０  偏光調節部
２２０  偏光ビーム分離部
２３０  パケット検出部
２４０  ラベル検出部
２５０  ノード制御部
３００  ラベルスワッピング装置
３１０  第２ラベル生成部
３２０  第２偏光ビーム結合部
【図１】
2006135983.tif 000003
【図２】
2006135983.tif 000004
【図３】
2006135983.tif 000005
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2006135983.tif 000007
【図５】
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