(57)【要約】【課題】高速度で光符号ラベル認識を行うことができ、かつ低周波数のクロック信号を利用して実現することが可能である。【解決手段】第1〜第3入力ポートからそれぞれ入力される入力光フレームA〜Cは、ルーティングされて第1〜第3出力ポートからそれぞれ出力光フレーム41-1〜41−3として出力される。このルーティングは、入力光フレームのそれぞれに光符号ラベルを付与しこの光符号ラベルに基づき行われる。スイッチ前段部94は、光パルス列生成部12と符号器とサブ光カプラ18-1〜18-3とを具える光符号ラベル付与部92、光遅延器24-1〜24-3、及び光カプラ22を含んで構成される。スイッチ後段部98は、多重光フレーム23を出力ポート数に等しい数に分波して出力する光スプリッタ38と、第1〜第3出力ポートにそれぞれ一対一に対応させて配置された光フレーム切り出し部96-1〜96-3を具えている。【選択図】図１
2011019122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入力ポートのそれぞれに入力された入力光フレームのそれぞれに光符号ラベルを付与し、該光符号ラベルに基づいて該光符号ラベルが付与された入力光フレームに対して出力されるべき出力ポートを複数の出力ポートから選択し、選択された前記出力ポートから出力されるようにルーティングする光符号ラベルスイッチ方法であって、
光フレーム長に等しい時間間隔で時間軸上に光パルスが並ぶ光パルス列を生成するステップと、
前記光パルス列を光符号化して光符号ラベルを生成するステップと、
前記入力光フレームのそれぞれに該光符号ラベルを付与するステップと、
当該光符号ラベルがそれぞれ付与された入力光フレームのそれぞれが互いに時間軸上で重なり合うことがないように、それぞれに時間遅延を与えて合波して多重光フレームを生成するステップと
を含むスイッチ前段ステップ、及び
前記多重光フレームを分波して、分波されて生成された分波多重光フレームのそれぞれから前記光符号ラベルを復号化して自己相関波を生成するステップと、
該自己相関波のピークを検出することによって前記光符号ラベルを認識するステップと、
該自己相関波のピークに基づき、当該光符号ラベルが付与された光フレーム成分を前記分波多重光フレームから切り出すステップと
を含み、当該切り出された光フレーム成分を、当該光符号ラベルが割り当てられた出力ポートから出力光フレームとして出力させるスイッチ後段ステップ
を含むことを特徴とする光符号ラベルスイッチ方法。
【請求項２】
前記入力光フレームの光搬送波に割り当てられる波長帯域と、前記光符号ラベルの光搬送波に割り当てられる波長帯域とを互いに異なる波長帯域に設定し、
前記スイッチ前段ステップにおいて、前記光符号ラベルを付与するステップは、同一の時間スロット内で、前記光符号ラベルと前記入力光フレームとを重ね合せるステップであり、
前記スイッチ後段ステップにおいて、前記光フレーム成分を前記分波多重光フレームから切り出すステップは、前記自己相関波のピークが発現した時刻から前記光フレームのペイロード(payload)の時間幅に等しい時間にわたり前記分波多重光フレームから切り出すステップである
ことを特徴とする請求項１に記載の光符号ラベルスイッチ方法。
【請求項３】
前記入力光フレームの光搬送波に割り当てられる波長帯域と、前記光符号ラベルの光搬送波に割り当てられる波長帯域とを互いに等しい波長帯域に設定し、
前記スイッチ前段ステップにおいて、前記光符号ラベルを付与するステップは、時間軸上で前記入力光フレームの時間軸上における先頭部あるいは末尾部のいずれか一方の側に隣接する位置に当該光符号ラベルを密着させて配置するステップであり、
前記スイッチ後段ステップにおいて、前記光フレーム成分を前記分波多重光フレームから切り出すステップは、前記自己相関波のピークが発現した時刻から前記光フレームのペイロード(payload)の時間幅と光符号ラベルの時間幅の和に等しい時間にわたり前記分波多重光フレームから切り出すステップである
ことを特徴とする請求項１に記載の光符号ラベルスイッチ方法。
【請求項４】
複数の入力ポートのそれぞれに入力された入力光フレームのそれぞれに光符号ラベルを付与し、該光符号ラベルに基づいて該光符号ラベルが付与された入力光フレームに対して出力されるべき出力ポートを複数の出力ポートから選択して、選択された前記出力ポートから出力されるようにルーティングする光符号ラベルスイッチ装置であって、
光フレーム長に等しい時間間隔で時間軸上に光パルスが並ぶ光パルス列を生成する光パルス列生成部と、
前記光パルス列を光符号化して光符号ラベルを生成する符号器と、
前記入力光フレームに光符号ラベルを付与して、光符号ラベルが付与された入力光フレームを生成するサブ光カプラと
を具える光符号ラベル付与部と、
当該光符号ラベルがそれぞれ付与された入力光フレームのそれぞれが互いに時間軸上で重なり合うことがないように、時間遅延を与える光遅延器と、
該光遅延器から出力された前記光符号ラベルが付与された入力光フレームを合波して多重光フレームを生成する光カプラと
を具えるスイッチ前段部、及び
前記多重光フレームを分波して分波多重光フレームを生成する光スプリッタと、
前記複数の出力ポートのそれぞれの前段に設けられ、前記分波多重光フレームが入力されて出力光フレームを生成して出力する光フレーム切り出し部
を具える
スイッチ後段部と
を具えることを特徴とする光符号ラベルスイッチ装置。
【請求項５】
前記入力光フレームの光搬送波に割り当てられる波長帯域と、前記光符号ラベルの光搬送波に割り当てられる波長帯域とが互いに異なる波長帯域に設定され、
前記光フレーム切り出し部は、
前記光符号ラベルに割り当てられている波長帯域を遮断し、前記入力光フレームに割り当てられている波長帯域を透過する光フィルタと、
該光フィルタの出力信号に時間遅延を与えて出力する光遅延器と、
分波されて生成された前記分波多重光フレームから前記光符号ラベルを復号化して自己相関波を生成し、該自己相関波のピークを検出することによって光符号ラベルを認識し、該自己相関波のピークに基づく光シャッター制御信号を生成する光シャッター制御部と、
前記光フィルタを透過した光フレーム成分を、前記光シャッター制御信号によって制御されて前記分波多重光フレームから切り出すことによって、当該切り出された光フレーム成分を、当該光符号ラベルが割り当てられた出力ポートへ出力させる光シャッターと
を具え、
前記光シャッター制御部は、
前記光符号ラベルを復号化する復号器と、
前記復号器から出力された光符号ラベル復号化信号を復号化電気信号に変換する光電変換器と、
前記復号化電気信号からクロック信号を抽出するクロック抽出器と、
前記自己相関波のピーク強度を識別する閾値と、前記復号化電気信号のピーク強度を比較して、前記自己相関波ピーク強度が該閾値を超えているか否かを判定するコンパレータと、
該コンパレータの出力信号が入力されて、前記光シャッター制御信号を生成するD-フリップフロップ回路と
を具えることを特徴とする請求項４に記載の光符号ラベルスイッチ装置。
【請求項６】
前記入力光フレームの光搬送波に割り当てられる波長帯域と、前記光符号ラベルの光搬送波に割り当てられる波長帯域とが互いに等しい波長帯域に設定され、
前記光フレーム切り出し部は、
前記分波多重光フレームに時間遅延を与えて出力する光遅延器と
分波されて生成された前記分波多重光フレームから前記光符号ラベルを復号化して自己相関波を生成し、該自己相関波のピークを検出することによって光符号ラベルを認識し、該自己相関波のピークに基づく光シャッター制御信号を生成する光シャッター制御部と、
前記光符号ラベルが付与された光フレーム成分を、前記光シャッター制御信号によって制御されて前記分波多重光フレームから切り出すことによって、当該切り出された光フレーム成分を、当該光符号ラベルが割り当てられた出力ポートへ出力させる光シャッターと
を具え、
前記光シャッター制御部は、
前記光符号ラベルを復号化する復号器と、
前記復号器から出力された光符号ラベル復号化信号を復号化電気信号に変換する光電変換器と、
前記復号化電気信号からクロック信号を抽出するクロック抽出器と、
前記自己相関波のピーク強度を識別する閾値と、前記復号化電気信号のピーク強度を比較して、前記自己相関波ピーク強度が該閾値を超えているか否かを判定するコンパレータと、
第1のD−フリップフロップ回路と第2のD-フリップフロップ回路とを具え、前記コンパレータの出力信号が入力されて、前記第1のD−フリップフロップ回路から第1出力信号を出力し、前記第2のD−フリップフロップ回路から第2出力信号を出力するシフトレジスタと、
前記第1出力信号と前記第2出力信号とが入力されて、前記光シャッター制御信号を生成する論理和回路と、
を具えることを特徴とする請求項４に記載の光符号ラベルスイッチ装置。
【請求項７】
前記光パルス列生成部は、
基準クロック信号を発生する基準クロック発生器と、
前記基準クロック信号によって駆動されるモード同期半導体レーザと、
前記基準クロック信号に基づきフレーム周期に等しい矩形波である光変調器制御信号を生成する光変調器制御器と、
前記光変調器制御信号によって制御されて、前記モード同期半導体レーザから出力される光パルス列を構成する光パルスのうち、前記フレーム周期の間隔で時間軸上に存在する光パルスのみを透過させ、光符号ラベル生成用光パルス列を生成する光変調器と
を具えていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の光符号ラベルスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光符号ラベルが付与された光パケットに対してその光符号ラベルを識別することにより経路切り換えを行う、光符号ラベルスイッチ方法及びこの方法を実現するための光符号ラベルスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットに代表されるデータ通信の発展に伴い、通信速度の高速化が求められている。そのために、従来の電気信号を用いた通信ネットワークに代わり光信号で通信を行う光ネットワークが注目されている。
【０００３】
光ネットワークにおいては、光符号ラベルによって指定されるアドレスを識別しこのアドレスに基づき光パケット（光フレームと呼ばれることもある。）の経路切り換えを行うルーティング操作が行われる。このルーティング操作において、例えば、光符号ラベルを処理速度の遅い電気信号へと光電変換し光電変換された電気光符号ラベル信号に基づいて電気制御的なスイッチング行うという構成がとられていた。しかしながら、この構成では、光パケットの光符号ラベル認識に長時間を要し、光ネットワークの高速化を妨げる原因となっていた。
【０００４】
そこで、光符号ラベル認識をより高速に行うために、種々の提案がなされている。例えば、光符号ラベル認識装置において光符号ラベルの先頭ビットに同期した光クロックパルスを発生させ、この光クロックパルスを用いて光符号ラベルを一括してパラレル変換し、パラレル変換された光を光電変換することで光符号ラベル認識を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ただし、特許文献１に記載された方法は、光クロックパルスの発生に当たり、O/E/O変換（光/電気/光変換）を行う必要がある。
【０００５】
そのため、特許文献１に開示されている方法では、光符号ラベルの先頭ビットの受信時刻と、光クロックパルスの発生時刻との間に数十ns程度の時間差が生じる。その結果、この時間差の分だけ光符号ラベル認識処理が遅れるという問題があった。また、光クロックパルスを発生させるために電気パルス発生器及び光パルス発生器の両者を設ける必要があり、システム構成が複雑になるという問題もあった。
【０００６】
そこで、光符号ラベル認識装置で発生させたローカルクロック信号を用い、より高速に光符号ラベル認識を行うことができ、かつシステム構成が簡単な光符号ラベルの認識方法、光符号ラベル認識装置、及びこの光符号ラベル認識装置を用いた光符号ラベルスイッチが開示されている（特許文献2参照）。
【０００７】
なお、上述のアドレスを指定するために用いる光符号ラベルは、単に「光ラベル」あるいは「符号ラベル」と呼称されることもあるが、ここでは、光符号ラベルと呼ぶこととする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−６４８７１号公報
【特許文献２】特開２００７−３１８２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の特許文献1に開示されている方法においては、上述のように光クロックパルスの発生に当たり、O/E/O変換（光/電気/光変換）を行う必要があるため、高速度で光符号ラベル認識を行うことが困難となる場合がある。
【００１０】
また、上述の特許文献2に開示されている光符号ラベル認識装置では、チップレートの周波数のローカルクロック信号が使われる。ここで、チップレートとは、符号化されて得られるチップパルス列のビットレートをいう。チップレート周波数は数十GHzという高い周波数であり、このような高い周波数を発生させるクロック発生器は高価である上、周辺電気回路を構成するに当たってもこの高周波数に対応させるための高度な技術を必要とする。
【００１１】
そこで、この発明の目的は、高速度で光符号ラベル認識を行うことができ、かつ低周波数のクロック信号を利用して実現することが可能である光符号ラベルスイッチ方法、及びこの方法を実現するための光符号ラベルスイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この出願に係る発明者は、複数の入力ポートのそれぞれに入力された入力光フレームのそれぞれに光符号ラベルを一つずつ付与し、光符号ラベルが付与されたこれら複数の光フレームを時間軸上に互いが重なり合うことなく配置されるように合波して、この合波されて生成される多重光フレームに含まれる光符号ラベルを復号化する手法をとれば、復号化後の自己相関波のピーク信号の発生周期は、光符号ラベルが付与されたこれら光フレームのフレーム長に等しいか、又はそれ以上の長さとなることに着目した。すなわち、光フレームの繰り返し周波数であるフレームレートと同一又はその整数分の1の低速クロックを用いて入力光フレームの経路切り換えが可能となることを確信した。
【００１３】
この発明の要旨によれば、光符号ラベルスイッチ方法及びこの方法を実現するための光符号ラベルスイッチ装置は、以下の特徴を具えている。
【００１４】
この発明の基本構成の光符号ラベルスイッチ方法は、スイッチ前段ステップとスイッチ後段ステップとを含み、複数の入力ポートのそれぞれに入力された入力光フレームのそれぞれに光符号ラベルを付与し、この光符号ラベルに基づいて光符号ラベルが付与された入力光フレームに対して出力されるべき出力ポートを複数の出力ポートから選択し、選択された出力ポートから出力されるようにルーティングする光符号ラベルスイッチ方法である。
【００１５】
スイッチ前段ステップは、光フレーム長に等しい時間間隔で時間軸上に光パルスが並ぶ光パルス列を生成するステップと、光パルス列を光符号化して光符号ラベルを生成するステップと、入力光フレームのそれぞれにこの光符号ラベルを付与するステップと、当該光符号ラベルがそれぞれ付与された入力光フレームのそれぞれが互いに時間軸上で重なり合うことがないように、それぞれに時間遅延を与えて合波して多重光フレームを生成するステップと
を含んでいる。
【００１６】
スイッチ後段ステップは、多重光フレームを分波して、分波されて生成された分波多重光フレームのそれぞれから光符号ラベルを復号化して自己相関波を生成するステップと、この自己相関波のピークを検出することによって光符号ラベルを認識するステップと、自己相関波のピークに基づき、当該光符号ラベルが付与された光フレーム成分を分波多重光フレームから切り出すステップとを含み、当該切り出された光フレーム成分を、当該光符号ラベルが割り当てられた出力ポートから出力光フレームとして出力させるステップである。
【００１７】
この発明の好適な実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ方法によれば、まず、入力光フレームの光搬送波に割り当てられる波長帯域と、光符号ラベルの光搬送波に割り当てられる波長帯域とを互いに異なる波長帯域に設定する。そして、スイッチ前段ステップにおける光符号ラベルを付与するステップを、同一の時間スロット内で、光符号ラベルと入力光フレームとを重ね合せるステップとする。また、スイッチ後段ステップにおいて、光フレーム成分を分波多重光フレームから切り出すステップを、自己相関波のピークが発現した時刻から光フレームのペイロード(payload)の時間幅に等しい時間にわたり分波多重光フレームから切り出すステップとするのがよい。
【００１８】
この発明の他の好適な実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ方法によれば、まず、入力光フレームの光搬送波に割り当てられる波長帯域と、光符号ラベルの光搬送波に割り当てられる波長帯域とを互いに等しい波長帯域に設定する。そして、スイッチ前段ステップにおける光符号ラベルを付与するステップを、時間軸上で入力光フレームの時間軸上における先頭部あるいは末尾部のいずれか一方の側の隣接する位置に当該光符号ラベルを密着させて配置するステップとする。また、スイッチ後段ステップにおいて、光フレーム成分を分波多重光フレームから切り出すステップを、自己相関波のピークが発現した時刻から光フレームのペイロードの時間幅と光符号ラベルの時間幅の和に等しい時間にわたり分波多重光フレームから切り出すステップとするのがよい。
【００１９】
この発明の基本構成の光符号ラベルスイッチ方法を実現する、この発明の基本構成の光符号ラベルスイッチ装置は以下のとおりである。
【００２０】
すなわち、この発明の基本構成の光符号ラベルスイッチ装置は、スイッチ前段部とスイッチ後段部とを具え、複数の入力ポートのそれぞれに入力された入力光フレームのそれぞれに光符号ラベルを付与し、この光符号ラベルに基づいて光符号ラベルが付与された入力光フレームに対して出力されるべき出力ポートを複数の出力ポートから選択して、選択された出力ポートから出力されるようにルーティングする光符号ラベルスイッチ装置である。
【００２１】
スイッチ前段部は、光パルス列生成部と符号器とサブ光カプラとを具える光符号ラベル付与部、光遅延器、及び光カプラを含んで構成される。
【００２２】
光パルス列生成部は、光フレーム長に等しい時間間隔で時間軸上に光パルスが並ぶ光パルス列を生成するステップを実行する。符号器は、光パルス列を光符号化して光符号ラベルを生成するステップを実行する。サブ光カプラは、入力光フレームに光符号ラベルを付与して、光符号ラベルが付与された入力光フレームを生成するステップを実行する。光遅延器は、光符号ラベルがそれぞれ付与された入力光フレームのそれぞれが互いに時間軸上で重なり合うことがないように時間遅延を与えるステップを実行する。
【００２３】
光カプラは、光遅延器から出力された光符号ラベルが付与された入力光フレームを合波して多重光フレームを生成するステップを実行する。
【００２４】
スイッチ後段部は、多重光フレームを分波して分波多重光フレームを生成する光スプリッタと、分波多重光フレームが入力されて出力光フレームを生成して出力するステップを実行する光フレーム切り出し部とを具えて構成される。
【００２５】
この発明の好適な実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置は、入力光フレームの光搬送波に割り当てられる波長帯域と、光符号ラベルの光搬送波に割り当てられる波長帯域とを互いに異なる波長帯域に設定されるのがよい。
【００２６】
そして、光フレーム切り出し部が、光フィルタと、光遅延器と、光シャッター制御部と、光シャッターとを具えて構成されるのが好適である。
【００２７】
光フィルタは、光符号ラベルに割り当てられている波長帯域を遮断し、入力光フレームに割り当てられている波長帯域を透過する。光遅延器は、光フィルタの出力信号に時間遅延を与えて出力する。
【００２８】
光シャッター制御部は、分波されて生成された分波多重光フレームから光符号ラベルを復号化して自己相関波を生成し、この自己相関波のピークを検出することによって光符号ラベルを認識し、この自己相関波のピークに基づく光シャッター制御信号を生成する。
【００２９】
光シャッターは、光フィルタを透過した光フレーム成分を、光シャッター制御信号によって制御されて分波多重光フレームから切り出すことによって、当該切り出された光フレーム成分を、当該光符号ラベルが割り当てられた出力ポートへ出力させる。
【００３０】
更に、光シャッター制御部は、復号器と、光電変換器と、クロック抽出器と、コンパレータと、D-フリップフロップ回路とを具えて構成される。
【００３１】
復号器は、光符号ラベルを復号化する。光電変換器は、復号器から出力された光符号ラベル復号化信号を復号化電気信号に変換する。クロック抽出器は、復号化電気信号からクロック信号を抽出する。コンパレータは、自己相関波のピーク強度を識別する閾値と、復号化電気信号のピーク強度を比較して、自己相関波ピーク強度がこの閾値を超えているか否かを判定する、光符号ラベルを認識するステップを実行する。D-フリップフロップ回路は、コンパレータの出力信号が入力されて、光シャッター制御信号を生成する。
【００３２】
この発明の好適な実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置は、入力光フレームの光搬送波に割り当てられる波長帯域と、光符号ラベルの光搬送波に割り当てられる波長帯域とを互いに等しい波長帯域に設定されているのがよい。
【００３３】
そして、光フレーム切り出し部は、光遅延器と、光シャッター制御部と、光シャッターとを具えて構成されるのが好適である。
【００３４】
光遅延器は、分波多重光フレームに時間遅延を与えて出力する。
【００３５】
光シャッター制御部は、分波されて生成された分波多重光フレームから光符号ラベルを復号化して自己相関波を生成し、この自己相関波のピークを検出することによって光符号ラベルを認識し、この自己相関波のピークに基づく光シャッター制御信号を生成する。
【００３６】
光シャッターは、光符号ラベルが付与された光フレーム成分を、光シャッター制御信号によって制御されて分波多重光フレームから切り出すことによって、当該切り出された光フレーム成分を、当該光符号ラベルが割り当てられた出力ポートへ出力させる。
【００３７】
更に、光シャッター制御部は、復号器と、光電変換器と、クロック抽出器と、コンパレータと、シフトレジスタと、論理和回路とを具えて構成されるのが好適である。
【００３８】
復号器は、光符号ラベルを復号化する。光電変換器は、復号器から出力された光符号ラベル復号化信号を復号化電気信号に変換する。クロック抽出器は、復号化電気信号からクロック信号を抽出する。
【００３９】
コンパレータは、自己相関波のピーク強度を識別する閾値と、復号化電気信号のピーク強度を比較して、自己相関波ピーク強度がこの閾値を超えているか否かを判定する。シフトレジスタは、第1のD−フリップフロップ回路と第2のD-フリップフロップ回路とを具え、コンパレータの出力信号が入力されて、第1のD−フリップフロップ回路から第1出力信号を出力し、第2のD−フリップフロップ回路から第2出力信号を出力する。
【００４０】
論理和回路は、第1出力信号と第2出力信号とが入力されて、光シャッター制御信号を生成する。
【００４１】
この発明の光符号ラベルスイッチ装置の実施に当たり、光パルス列生成部を以下のとおりに構成するのが好ましい。すなわち、基準クロック発生器と、モード同期半導体レーザ(MLLD：Mode-Locked Laser Diode)と、光変調器制御器と、光変調器とを具えて構成する。
【００４２】
基準クロック発生器は、基準クロック信号を発生する。MLLDは、基準クロック信号によって駆動される。光変調器制御器は、基準クロック信号に基づきフレーム周期に等しい矩形波である光変調器制御信号を生成する。光変調器は、光変調器制御信号によって制御されて、MLLDから出力される光パルス列を構成する光パルスのうち、フレーム周期の間隔で時間軸上に存在する光パルスのみを透過させ、光符号ラベル生成用光パルス列を生成する。
【発明の効果】
【００４３】
この発明の基本構成の光符号ラベルスイッチ装置によれば、スイッチ前段部において、入力光フレームのそれぞれに光符号ラベルが付与され、これら光符号が付与された入力光フレームのそれぞれが互いに時間軸上で重なり合うことがないように合波されて多重光フレームが生成される。
【００４４】
スイッチ後段部では、この多重光フレームから光符号ラベルが復号化されて自己相関波が生成されるので、自己相関波のピークは、光符号ラベルが付与されたこれら光フレームのフレーム長又はフレーム長に等しいかそれより長い間隔で時間軸上に現れる。
【００４５】
そして、この自己相関波のピークに基づき、この光符号ラベルが付与された光フレーム成分が多重光フレームから切り出されることによって、入力光フレームがルーティングされる。
【００４６】
すなわち、詳細は後述するが、上述の特許文献2に開示されている従来の光符号ラベルスイッチにおいて利用されるチップレートの周波数のローカルクロック信号より格段に低周波数である、光フレームの繰り返し周波数であるフレームレートと同一又はその整数分の1の周波数のクロックを用いて入力光フレームをルーティング処理することが可能となる。
【００４７】
この発明の好適な実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置によれば、上述の特許文献１に開示されている従来の光符号ラベル認識器における光クロックパルスの発生に当たりO/E/O変換を行う必要がなく、後述するように１回だけのO/E変換で、自己相関波のピークに基づき光フレーム成分を多重光フレームから切り出すステップが実現される。従って、高速度で光符号ラベル認識を行うことができ、かつフレームレートと同一の周波数のクロックを用いて入力光フレームをルーティング処理することが可能である光符号ラベルスイッチ方法及びこの方法が実現される。
【００４８】
この発明の他の好適な実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置によれば、入力光フレームの光搬送波に割り当てられる波長帯域と、光符号ラベルの光搬送波に割り当てられる波長帯域とが互いに等しい波長帯域に設定されるので、上述の第1の光符号ラベルスイッチ装置が有する、高速度で光符号ラベル認識を行うことができかつ低周波数のクロック信号を利用して実現することが可能であるという特徴に加えて、通信を実行するために必要とする波長資源を節約することが可能であるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置を示す概略的ブロック構成図である。
【図２】この発明の実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置の光符号ラベル付与部を示す概略的ブロック構成図である。
【図３】この発明の実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置の光フレーム切り出し部を示す概略的ブロック構成図である。
【図４】第1の光符号ラベルスイッチ装置の光フレーム切り出し部における動作の説明に供するタイミングチャートであり、(A)は光スプリッタから出力される分波多重光フレームの時間波形を模式的に示す図であり、(B)は復号器から出力される光符号ラベル復号化信号の時間波形を模式的に示す図であり、(C)はクロック抽出器によって復号化電気信号から抽出されたクロック信号の時間波形を示す図であり、(D)はコンパレータから出力された出力信号の時間波形を示す図であり、(E)は電気遅延器から時間遅延が与えられ時間遅延調整が図られたクロック信号の時間波形を示す図であり、(F)はD-フリップフロップ回路から出力される光シャッター制御信号の時間波形を示す図であり、(G)は光遅延器から出力され、光シャッターに入力される分波多重光フレームの時間波形を示す図であり、(H)は出力光フレームの時間波形を示す図である。
【図５】この発明の実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置を示す概略的ブロック構成図である。
【図６】この発明の実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置の光フレーム切り出し部を示す概略的ブロック構成図である。
【図７】第2の光符号ラベルスイッチ装置の光フレーム切り出し部における動作の説明に供するタイミングチャートであり、(A)は光スプリッタから出力される分波多重光フレームの時間波形を模式的に示す図であり、(B)は復号器から出力される光符号ラベル復号化信号の時間波形を模式的に示す図であり、(C)はクロック抽出器によって復号化電気信号から抽出されたクロック信号の時間波形を示す図であり、(D)はコンパレータから出力された出力信号の時間波形を示す図であり、(E)は電気遅延器から時間遅延が与えられ時間遅延調整が図られたクロック信号の時間波形を示す図であり、(F)はシフトレジスタの第1のD−フリップフロップ回路から出力される第1出力信号の時間波形を示す図である。(G)はシフトレジスタの第2のD−フリップフロップ回路から出力される第2出力信号の時間波形を示す図であり、(H)は論理和回路から出力される光シャッター制御信号の時間波形を示す図であり、(I)は光遅延器から出力され、光シャッターに入力される分波多重光フレームの時間波形を示す図であり、(J)は出力光フレームの時間波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、図を参照して、この発明の実施形態につき説明する。なお、各図は、この実施形態に係る一構成例を示すものであり、この発明の実施形態が理解できる程度に各構成要素の配置関係等を概略的に示しているに過ぎず、この発明を図示例に限定するものではない。また、以下の説明において、特定の機器及び条件等を用いることがあるが、これら材料及び条件は好適例の一つに過ぎず、したがって、何らこれらに限定されない。また、各図において同様の構成要素については、同一の番号を付して示し、その重複する説明を省略することもある。また、以下に示すブロック構成図において、光ファイバ等の光信号の経路を太線で示し、電気信号の経路を細線で示してある。
【００５１】
＜第1の光符号ラベルスイッチ装置＞
図1を参照して、この発明の実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置の構成及びその動作につき説明する。図1は、この発明の実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置10を示す概略的ブロック構成図である。
【００５２】
この実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置10では、まず、光符号ラベルの光搬送波に割り当てられる波長帯域はλ1、λ2及びλ3としてあり、入力光フレームの光搬送波に割り当てられる波長帯域はλ4とする。ここで、λ1、λ2、λ3及びλ4はすべて異なる値である。
【００５３】
この実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置10は、第1〜第3入力ポートと第1〜第3出力ポートとを具えている。そして、入力光フレーム11-1〜11-3がそれぞれ上述の第1〜第3入力ポートに入力されると、ルーティングされて上述の第1〜第3出力ポートからそれぞれ出力光フレーム41-1〜41-3が出力されるという動作が実行される。
【００５４】
図1は、入力ポート及び出力ポートをそれぞれ3つずつ具えた構成例を示しているが、入力ポート及び出力ポートの数はこれに限定されるわけではない。入力ポート数と出力ポート数との関係は、図1に示すように同数とすることもできるし、また、入力ポート数と出力ポート数とが一致せず、入力ポート数が出力ポート数より多い構成とすることも、少ない構成とすることも可能である。
【００５５】
これらの場合は、入力ポートに入力される一つの入力光フレームが複数の出力ポートに出力されるようにルーティングされたり、逆に入力ポートに入力される複数の入力光フレームが一つの出力ポートに出力されるようにルーティングされたりすることが可能である。このように入力ポート数と出力ポート数とが一致しない構成とする場合は、一つの光符号ラベルを重複して複数の出力ポートに割り当てる等の手段を講ずればよい。
【００５６】
また、光符号ラベルの光搬送波に割り当てられる波長帯域をλ1、λ2及びλ3とし、入力光フレームの光搬送波に割り当てられる波長帯域をλ4とした場合を例にして説明するが、入力光フレームに割り当てる光搬送波の波長帯域と、光符号ラベルのそれぞれの光搬送波に割り当てる波長帯域とを異なる帯域に設定すれば、どのように波長帯域を割り当ててもよい。
【００５７】
更に、図1においては、第1〜第3入力ポートと第1〜第3出力ポートの図示は、図面が複雑になることを回避するため省略してあるが、入力光フレーム11-1〜11-3が入力されるそれぞれの入力ポートが第1〜第3入力ポートであり、出力光フレーム41-1〜41−3が出力されるそれぞれの出力ポートが第1〜第3出力ポートであると理解されたい。
【００５８】
図1において、光符号ラベルスイッチ装置10に入力及び出力される複数の光フレームを識別するために、各光フレームにAからCの識別標識を付して示してある。また、後述するこれら光フレームに付与する光符号ラベルを識別するために、光符号ラベルに1〜3の識別標識を付して示してある。以後の説明において、光フレーム及び光符号ラベルに対してこれら識別標識を付して、光フレームA、光フレームB、光フレームC、及び光符号ラベル1、光符号ラベル2、光符号ラベル3と表すものとする。
【００５９】
ここで、第1〜第3入力ポートのそれぞれに入力される、入力光フレーム11-1〜11-3としてそれぞれに、入力光フレームA〜Cが入力される場合を想定する。入力光フレーム11-1〜11-3のそれぞれに如何なる入力光フレームが到達するかは、この第1の光符号ラベルスイッチ装置10を制御する上位システム（上位レイヤー）が決定する。図1に示す切り換え制御部20はこの上位システムが具えるマルチプロトコルのルータであり、第1〜第3入力ポートのそれぞれに如何なる入力光フレームが到達するかについて把握している。切り換え制御部20の具体的構成及びその動作についてはこの発明の要旨とは直接関係しないので詳細な説明を省き、この発明の実施形態の構成及びその動作の説明に必要な範囲の説明に止める。
【００６０】
第1〜第3入力ポートのそれぞれに入力された入力光フレームA〜Cのうち、入力光フレームAはルーティングされて第1出力ポートから出力光フレーム41-1として出力される。また、入力光フレームBはルーティングされて第3出力ポートから出力光フレーム41-3として出力され、入力光フレームCはルーティングされて第2出力ポートから出力光フレーム41-2として出力される。
【００６１】
図1に示す構成例では、第1〜第3入力ポートのそれぞれに入力光フレームA、入力光フレームA、及び入力光フレームCが入力された後、第1〜第3入力ポートのそれぞれには、入力光フレームA、入力光フレームB、及び入力光フレームAが入力される。続いて、第1〜第3入力ポートのそれぞれには、入力光フレームC、入力光フレームA、及び入力光フレームBが入力される。
【００６２】
このように、次々に入力される光フレームは、切り換え制御部20の指示に基づきルーティングされて、それぞれ対応する第1〜第3出力ポートから出力されるようにスイッチングされる。
【００６３】
この実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置10は、図1に示すように、スイッチ前段部94とスイッチ後段部98とを具えて構成される。
【００６４】
スイッチ前段部94は、光パルス列生成部12と符号器とサブ光カプラ18-1〜18-3とを具える光符号ラベル付与部92、光遅延器24-1〜24-3、及び光カプラ22を含んで構成される。符号器としては、第1〜第3入力ポートに一対一に対応させてそれぞれ可変符号器16-1〜16-3が配置されている。
【００６５】
光符号ラベル付与部92が具えるサブ光カプラ18-1〜18-3はそれぞれ、第1〜第3入力ポートと一対一に対応する関係で配置されている。また、スイッチ前段部94が具える光遅延器24-1〜24-3もそれぞれ、第1〜第3入力ポートと一対一に対応する関係で配置されている。
【００６６】
光パルス列生成部12は、第1〜第3入力ポートの何れかから入力される入力光フレームA、BおよびCのフレーム長に等しい時間間隔で時間軸上に光パルスが並ぶ光パルス列13を生成する。光パルス列13は、光パルス列分岐器14に入力されて3分割されて、分割された光パルス列13のそれぞれは、可変符号器16-1〜16-3に入力される。
【００６７】
可変符号器16-1〜16-3は、それぞれ切り換え制御器20からの指示に従い、第1入力ポート〜第3入力ポートのそれぞれに入力される入力光フレームが、ルーティングされて出力される出力ポートを選択するために必要となる光符号ラベルを生成する。すなわち、第1〜第3出力ポートにはそれぞれ対応する光符号ラベルが割り当てられている。ここでは、第1〜第3出力ポートのそれぞれに光符号ラベル1〜3が割り当てられているものとして説明する。
【００６８】
可変符号器16-1〜16-3で生成される光符号ラベルは、光パルス列生成部12で生成された光パルス列13を時間分割波長ホッピング方式によって符号化することによって生成される。すなわち、光パルス列生成部12で生成された光パルス列13を構成する光パルスのスペクトルは、波長で示してλ1〜λ3の帯域を有しているので、可変符号器16-1〜16-3で生成される光符号ラベルを構成するチップパルスのそれぞれのスペクトル帯域は異なっている。
【００６９】
第1入力ポートから入力された入力光フレーム11-1は、スイッチ前段部94において、第1出力ポートから出力させる場合は光符号ラベル1が付与され、第2出力ポートから出力させる場合は光符号ラベル2が付与され、第3出力ポートから出力させる場合は光符号ラベル3が付与される。第2及び第3入力ポートから入力された入力光フレームについても、スイッチ前段部94において、第1出力ポートから出力させる場合は光符号ラベル1が付与され、第2出力ポートから出力させる場合は光符号ラベル2が付与され、第3出力ポートから出力させる場合は光符号ラベル3が付与される。
【００７０】
入力光フレームに対する光符号ラベルの付与は、同一時間スロット内で入力光フレームと光符号ラベルとを重ね合わせることによって行われる。図1では、同一時間スロット内で入力光フレームと光符号ラベルとが重ね合わせられていることを明示するため、入力光フレームを示すA、B、Cを正方形で囲った記号と、光符号ラベルを示す1、2、3を正方形で囲った記号とを上下に重ね合わせて表示してある。
【００７１】
これら第1〜第3入力ポートから入力された入力光フレームに光符号ラベル1〜3を付与する役割を果たすのは、サブ光カプラ18-1〜18-3である。サブ光カプラ18-1〜18-3からそれぞれ出力される光符号ラベルが付与された入力光フレーム（以後、ラベル付き入力光フレームということもある。）19-1〜19-3は、それぞれ光遅延器24-1〜24-3に入力されて、光符号ラベルがそれぞれ付与された入力光フレームのそれぞれが互いに時間軸上で重なり合うことがないように時間遅延が与えられて出力される。
【００７２】
光カプラ22は、光遅延器24-1〜24-3からそれぞれ出力されたラベル付き入力光フレーム19-1〜19-3を合波して多重光フレーム23を生成する。
【００７３】
多重光フレーム23は、必要に応じて光増幅器26で増幅されてスイッチ後段部98が具える光スプリッタ38に入力される。光増幅器26を設置する意義は、後述する光シャッター制御部30-1〜30-3のそれぞれにおいて復号化されて生成される自己相関波のピーク強度が閾値を超えていると判断されるために必要な強度となるように、多重光フレーム23の強度を増幅することにある。
【００７４】
スイッチ後段部98は、多重光フレーム23を出力ポート数に等しい数に分波して出力する光スプリッタ38と、第1〜第3出力ポートにそれぞれ一対一に対応させて配置された光フレーム切り出し部96-1〜96-3を具えている。光フレーム切り出し部96-1には光符号ラベル1が、光フレーム切り出し部96-2には光符号ラベル2が、光フレーム切り出し部96-3には光符号ラベル3が割り当てられている。
【００７５】
光フレーム切り出し部96-1〜96-3のそれぞれの構成は同一であるので、ここでは光フレーム切り出し部96-1を代表してその構成及び動作につき説明する。
【００７６】
光フレーム切り出し部96-1は、光分岐器28-1、光フィルタ32-1、光遅延器34-1、光シャッター36-1及び光シャッター制御部30-1を具えている。
【００７７】
光シャッター制御部30-1は、分波されて生成された多重光フレームから光符号ラベルを復号化して自己相関波を生成し、この自己相関波のピークを検出することによって光符号ラベルを認識し、自己相関波のピークに基づく光シャッター制御信号31-1を生成する。
【００７８】
光シャッター36-1は、光分岐器28-1から出力され、光フィルタ32-1および光遅延器34-1を通過して光符号ラベルが除去された入力光フレームから、光シャッター制御信号31-1によって制御されて分波多重光フレームから切り出すことによって、当該切り出された光フレーム成分を出力光フレーム41-1として光符号ラベル1が割り当てられた第1出力ポートへ出力させる。
【００７９】
ここで、第1入力ポートから入力された入力光フレームAが、光符号ラベル1が割り当てられている第1出力ポートから出力されるまでの経過について、順次説明する。
【００８０】
第1入力ポートから入力された入力光フレームAは、サブ光カプラ18-1に到達すると、可変符号器16-1から供給される光符号ラベル1が付与される。図1では、この時点で可変符号器16-1からサブ光カプラ18-1に供給される光符号ラベル1を光符号ラベル17-1と表してある。これは、可変符号器16-1からサブ光カプラ18-1に供給される光符号ラベルは、切り換え制御器20から出力される切り換え制御信号21に基づき決定されるものであり、常に光符号ラベル1が供給され続ける訳ではないからである。
【００８１】
サブ光カプラ18-1からは、図1に模式的に示してあるように、入力された入力光フレームAと光符号ラベル1とが同一の時間スロット内に重ね合わせられることによって、入力光フレームAに光符号ラベル1が付与されてラベル付き入力光フレーム19-1として出力される。ラベル付き入力光フレーム19-1は、光遅延器24-1に入力されて時間遅延が与えられて光カプラ22に入力される。
【００８２】
光カプラ22において、同様に光遅延器24-2及び24-3からそれぞれ出力される入力光フレーム19-2及び19-3とともに合波されて多重光フレーム23として生成されて出力される。この多重光フレーム23は光増幅器26で増幅されて、スイッチ後段部98が具えている光スプリッタ38に入力されて分波され、分波された多重光フレームである分波多重光フレーム27-1〜27-3が出力される。
【００８３】
分波多重光フレーム27-1は、光分岐器28-1に入力されて2分割され、この2分割された一方が光シャッター制御部30-1に入力され、もう一方が光フィルタ32-1に入力される。
【００８４】
上述したように、入力光フレームA〜Cの波長帯域にはλ4が割り当てられており、光符号ラベル1〜3の波長帯域にはλ1、λ2及びλ3が割り当てられている。従って、光シャッター制御部30-1及び光フィルタ32-1に入力される2分割されて生成された分波多重光フレーム27-1の波長帯域は、λ1、λ2、λ3及びλ4である。
【００８５】
一般に、入力光フレーム11-1〜11-3として入力される入力光フレームA〜Cには、光パケットに含まれる送信情報を反映した部分を意味するペイロード成分以外の成分も含まれるが、ここで、説明を簡潔に行うため、入力光フレームA〜Cは、ペイロード成分のみからなっているものとする。
【００８６】
従って、ここでは、ペイロード成分以外の成分を無視して、入力光フレーム11-1〜11-3はペイロード成分のみを有しているものとする。すなわち、入力光フレーム11-1〜11-3の具体的な中身である光フレームA〜Cは、ペイロード成分のみから成るものとし、これらをペイロードA〜Cと表現することもある。
【００８７】
ペイロード成分に、例えばペイロード以外の成分として制御信号等も含めて考慮に入れる場合は、ここで説明するペイロード成分に、これらのペイロード成分以外の成分を組み込んで扱えばよい。
【００８８】
第1〜第3出力ポートからそれぞれ出力される出力光フレーム41-1〜41-3に、光符号ラベル1〜3の成分が含まれることがないように、光フィルタ32-1〜32-3において、分波多重光フレーム27-1〜27-3に含まれる波長成分λ1、λ2、λ3、λ4のうち、λ1、λ2、λ3が遮断されて、波長成分λ4だけが透過される。従って、光シャッター34-1には、分波多重光フレーム27-1に含まれる波長成分のうちλ4成分だけが入力される。
【００８９】
従って、分波多重光フレーム27-1に含まれるλ4波長成分は、第1〜第3入力ポートから入力された入力光フレームA〜Cが有している波長成分と同じとなる。このため、光シャッター36-1では、入力光フレームA〜C、すなわちペイロードA〜Cが時間軸上に並んだ形態の光信号から、ペイロードA〜C一つ一つの時間幅に等しい時間にわたり、分波多重光フレーム27-1に含まれるλ4波長成分からなる光信号を切り出すステップが実行される。
【００９０】
これによって、ペイロードA〜Cのうち、ペイロードAがルーティングされて第1出力ポートから出力光フレーム41-1として出力される。
【００９１】
以上、第1入力ポートから入力された入力光フレームAが、光符号ラベル1が割り当てられている第1出力ポートから出力されるまでの経過について説明したが、第2入力ポートから入力された入力光フレームA、及び第3入力ポートから入力された入力光フレームCについても同様である。
【００９２】
第1〜第3入力ポートにそれぞれ入力光フレームA、A及びCが入力された後、第1〜第3入力ポートにはそれぞれ入力光フレームA、B及びAが入力されるが、この場合も、第1及び第3入力ポートからそれぞれ入力された入力光フレームAは第1出力ポートから出力され、入力光フレームBは第3出力ポートから出力されるようにルーティングされる。この場合のルーティング機構も、上述した第1入力ポートから入力された入力光フレームAが、光符号ラベル1が割り当てられている第1出力ポートから出力されるまでの経過説明と同様に説明できる。
【００９３】
＜第1の光符号ラベルスイッチ装置の光符号ラベル付与部＞
図2を参照して光符号ラベル付与部の構成及びその動作につき説明する。図2は、この発明の実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置の光符号ラベル付与部92を示す概略的ブロック構成図である。
【００９４】
光符号ラベル付与部92は、図1に示したように、第1〜第3入力ポートにそれぞれ対応する入力光フレームに光符号ラベルを付与する可変符号器16-1〜16-3を具えているが、これら可変符号器16-1〜16-3の構造は共通しているので、ここでは、可変符号器16-1について代表して取り上げて説明することとする。
【００９５】
図2は、可変符号器16-1に関係する部分を取り出して示した光符号ラベル付与部92を示す概略的ブロック構成図であり、光符号ラベル付与部92は、光パルス列生成部12、光パルス列分岐器14、可変符号器16-1及びサブ光カプラ18-1を具えて構成されている。可変符号器16-1は、光サーキュレータ60、光合分岐器62及び符号生成器64を具えている。
【００９６】
光パルス列生成部12は、基準クロック発生器50とMLLD 52と光変調器制御器54と光変調器56とを具えている。
【００９７】
基準クロック発生器50は、基準クロック信号51-1を発生しMLLD 52に供給する。基準クロック信号51-1と基準クロック信号51-2とは同一の信号である。MLLD 52は基準クロック信号51-1によって駆動される。光変調器制御器54は基準クロック信号51-2に基づきフレーム周期に等しい矩形波である光変調器制御信号55を生成し光変調器56に供給する。光変調器56は、光変調器制御信号55によって制御されて、MLLD 52から出力される光パルス列53を構成する光パルスのうち、フレーム周期の間隔で時間軸上に存在する光パルスのみを透過させ、光符号ラベル生成用光パルス列13を生成する。
【００９８】
光符号ラベル生成用光パルス列13は、光パルス列分岐器14に入力されて出力ポート数に等しい数に分波されて出力される。第1出力ポートに出力されるペイロードに付与する光符号ラベルを生成する可変符号器16-1には光符号ラベル生成用光パルス列57-1が入力される。
【００９９】
可変符号器16-1に入力された光符号ラベル生成用光パルス列57-1は、光サーキュレータ60を介して光合分岐器62に入力されて、符号生成器64が具える光遅延器の数に等しい数に分岐されて光遅延器に入力される。
【０１００】
符号生成器64が具える光遅延器の数は、符号生成器64から生成されて出力される光符号ラベルの符号長に等しい数だけ設置される。ここでは、簡単のために符号長を3としてあり、そのため符号生成器64は光遅延器64-1〜64-3の3つの光遅延器を具えている。
【０１０１】
現実に利用される光符号ラベルの符号長は3とは限らず、利用される光符号ラベルスイッチ装置の仕様に合せてその符号長は決定される。符号長がnであれば、符号生成器64は光遅延器64-1〜64-nのn個の光遅延器を具えて構成されることとなり、この場合は、光符号ラベル1〜nの波長帯域にはλ1、λ2、…、及びλnが割り当てられ、入力光フレームA〜Cの波長帯域にはλ1、λ2、…、及びλn以外の波長帯域が割り当てられる。
【０１０２】
光符号ラベル生成用光パルス列57-1がその強度を3等分されて、それぞれ光遅延器64-1〜64-3に入力されると、それぞれ異なる時間遅延を与えられて反射型バンドパスフィルタ66-1〜66-3に入力され、それぞれ波長帯域成分がλ1〜λ3である反射成分が反射されて、再び光遅延器64-1〜64-3に入力される。光遅延器64-1〜64-3に入力されたそれぞれの反射成分は再度時間遅延を与えられて出力されて、光合分岐器62に入力されて合波され、光サーキュレータ60を介して、光符号ラベル17-1として可変符号器16-1から出力される。
【０１０３】
光符号ラベル17-1は、サブ光カプラ18-1で入力光フレーム11-1と合波されてラベル付き入力光フレーム19-1が生成されて出力される。
【０１０４】
符号生成器64において生成される光符号ラベルは、光遅延器64-1〜64-3のそれぞれが光合分岐器62によって分岐された光符号ラベル生成用光パルス列57-1に付与する時間遅延量を決定することによって決定付けられる。光遅延器64-1〜64-3のそれぞれが付与する時間遅延量は、切り換え制御部20から供給される切り換え制御信号21によって決定され、その時間遅延量は切り換え制御信号21によって如何様にも変更可能である。そこで、図1では、光符号ラベル17-1を生成する符号器を可変符号器16-1と表記してある。
【０１０５】
後述するように、光符号ラベル17-1を生成する可変符号器16-1と光符号ラベル17-1を復号化する復号器とは、その構造が同一である。そして、光遅延器64-1〜64-3のそれぞれが付与する時間遅延量がそれぞれτ1〜τ3である場合、この復号器が具える光遅延器64-1〜64-3に対応する光遅延器のそれぞれが付与する時間遅延量τ1'〜τ3'が、τ1＋τ1'＝τ2＋τ2'＝τ3＋τ3'を満たすように設定されている場合に限り、この復号器によって、光符号ラベル17-1が復号化されて自己相関波が生成される。
【０１０６】
＜第1の光符号ラベルスイッチ装置の光フレーム切り出し部＞
図3を参照して、光フレーム切り出し部96-1〜96-3の構成及びその動作につき説明する。光フレーム切り出し部96-1〜96-3は、図1に示したように、第1〜第3出力ポートのそれぞれの前段部分に設置されておりその構成は同一である。すなわち、光フレーム切り出し部96-1は、光シャッター制御部30-1、光フィルタ32-1、光遅延器34-1及び光シャッター36-1を具えており、光フレーム切り出し部96-2は、光シャッター制御部30-2、光フィルタ32-2、光遅延器34-2及び光シャッター36-2を具えており、光フレーム切り出し部96-3は、光シャッター制御部30-3、光フィルタ32-3、光遅延器34-3及び光シャッター36-3を具えている。
【０１０７】
ここでは、第1出力ポートの前段部分に設置されている光フレー部切り出し部96-1を取り上げて説明する。図3は、この発明の実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置10の光フレーム切り出し部96-1の概略的ブロック構成図である。
【０１０８】
光シャッター制御部30-1は、復号器70と光電変換器(O/E変換器)72とクロック抽出器80とコンパレータ76とD-フリップフロップ回路78と電気遅延器84とモニタ制御器88とDC調整器90と基準クロック発生器82とを具えている。
【０１０９】
復号器70は、光分岐器28-1で2分岐されて生成された一方の分波多重光フレーム29-1-1が入力されて入力信号である分波多重光フレーム29-1-1とこの復号器70に設定された符号との光相関が実行され、分波多重光フレーム29-1-1の光符号ラベル部分の自己相関波あるいは相互相関波である光符号ラベル復号化信号71が生成される。
【０１１０】
光電変換器72は復号器70から出力された光符号ラベル復号化信号71を復号化電気信号73に変換する。復号化電気信号73は、電気分岐器74によって復号化電気信号75-1と75-2とに分岐される。
【０１１１】
クロック抽出器80には復号化電気信号75-1と、基準クロック発生器82から基準クロック信号83が供給される。クロック抽出器80では、基準クロック信号83に基づき復号化電気信号75-1からクロック信号81が抽出される。
【０１１２】
クロック信号81には、後述のコンパレータ76からの出力信号77と、クロック信号81とのD−フリップフロップ回路78への入力のタイミングを取るために必要な時間遅延が電気遅延器84で与えられる。すなわち、D−フリップフロップ回路78には、コンパレータ76からの出力信号77と、時間遅延調整が図られたクロック信号85とが入力される。
【０１１３】
コンパレータ76は、復号化電気信号75-2に含まれる自己相関波のピーク強度を識別する閾値と復号化信号のピーク強度を比較して、復号化電気信号75-2に含まれるピークに対してこの閾値を超えているか否かを判定し、この閾値を越えている場合は光パルス1つを出力し、超えていない場合は0バイアス電圧を出力する。すなわち、コンパレータ76が光パルス1つを出力するか否かを以って、復号化電気信号75-2に自己相関波が含まれているか否かについての判定がコンパレータ76によって行われる。
【０１１４】
D-フリップフロップ回路78は、コンパレータ76からの出力信号77とクロック信号85とが入力され、光シャッター制御信号79を生成する。光シャッター制御信号79は、電気分岐器86に入力されて光シャッター制御信号79-1と79-2とに分岐される。光シャッター制御信号79-1は、DC調整器90に入力されて、光シャッター36-1が動作するために必要な電圧水準に達するように、増幅されあるいはバイアス電圧を付加されて、光シャッター制御信号91として出力されて光シャッター36-1に入力される。
【０１１５】
一方、電気分岐器86で分岐されたもう一方の光シャッター制御信号79-2は、モニタ制御器88に入力されて、電気遅延器84に対する制御信号89が生成されて出力される。制御信号89は、コンパレータ76からの出力信号77とクロック信号81との、D−フリップフロップ回路78への入力のタイミングを取るため時間遅延量が常に適正な値となるように電気遅延器84に対して設定すべき時間遅延量を指定する制御信号である。
【０１１６】
分波多重光フレーム27-1は、光分岐器28-1に入力されて分波多重光フレーム29-1-1と分波多重光フレーム29-1-2とに2分割され、分波多重光フレーム29-1-2は、光フィルタ32-1に入力される。光フィルタ32-1では、光符号ラベル1〜3に割り当てられている波長帯域λ1、λ2及びλ3が遮断されて、入力光フレームA〜Cに割り当てられている波長帯域λ4が透過される。光フィルタ32-1から出力される入力光フレームA〜Cに割り当てられている波長帯域λ4の信号を、以後、光フィルタ出力信号33-1ということもある。また、光遅延器34-1を通過した光符号ラベルが除去された光フレーム成分を、分波多重光フレーム35-1ということもある。
【０１１７】
上述の、光シャッター制御部30-1を構成する、復号器70、光電変換器(O/E変換器)72、クロック抽出部80、コンパレータ76、D-フリップフロップ回路78、電気遅延器84、モニタ制御器88、DC調整器90、及び基準クロック発生器82等は、市販の製品を適宜利用することで実現可能である。
【０１１８】
＜第1の光符号ラベルスイッチ装置の光フレーム切り出し部の動作説明＞
図4(A)〜図4(H)を参照して、この発明の実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置の主要構成部分であるスイッチ後段部98が具える光フレーム切り出し部96-1における動作につきタイミングチャートを参照しつつ詳細に説明する。
【０１１９】
図4(A)〜図4(H)は、スイッチ後段部98が具える光フレーム切り出し部96-1における動作の説明に供するタイミングチャートである。図4(A)〜図4(H)において、縦軸は省略してあるが、縦軸の方向に信号強度を任意スケールで目盛って示してある。横軸には、時間軸を任意スケールで目盛って示してあり、説明の便宜上、時間的に早く生成された成分ほど左側に位置するように示してある。すなわち、図1において光増幅器26の直上に模式的に示した多重光フレーム23が先頭から後尾に向って（A、A、C、A）の順に並べて示してあるが、先頭部の「A」が時間的に最も早く生成されている部分であるから、図4(A)〜図4(H)においては、この先頭部の「A」に対応する時間波形部分は最も左側に配置されている。
【０１２０】
なお、図4(A)〜図4(H)に示すタイミングチャートで示す信号が図3に示すどの構成要素から出力される信号であるかを見やすくするために、図4(A)〜図4(H)に示すタイミングチャートに対応させて、(A)〜(H)の記号を図3中の対応箇所に示してある。
【０１２１】
図4(A)は、光スプリッタ38から出力される分波多重光フレーム27-1の時間波形を模式的に示す図である。ここでも、入力光フレーム11-1の具体的な中身である光フレームは、ペイロード成分のみから成るものとし、入力光フレーム11-1として入力される光フレームである光フレームA等に対してペイロードA等と示してある。
【０１２２】
図1に示すように、第1入力ポートからはペイロードA、A、Cの順に入力され、第2入力ポートからはペイロードA、B、Aの順に入力され、第3入力ポートからはペイロードC、A、Bの順に入力される。従って、ペイロードA、ペイロードA、ペイロードC、ペイロードA、の順に並ぶ多重光フレーム23として光カプラ22から出力される。すなわち、図4(A)では、上述したように、時間軸上の右側から左側に向って、ペイロードA、ペイロードA、ペイロードC、ペイロードA、の順に並びしかもペイロードAには光符号ラベル1が付与されており、ペイロードCには光符号ラベル2が付与されている。
【０１２３】
図4(A)、図4(B)、図4(G)及び図4(H)では、ペイロード等を構成する光パルスを二等辺三角形で模式的に示し、それぞれの光パルスの波長帯域の相違を、これら二等辺三角形に異なる模様を付けることによって識別可能であるように示してある。
【０１２４】
すなわち、ペイロードA及びC（ペイロードBについても同様）には波長帯域λ4が割り当てられており、光符号ラベル1及び2（光符号ラベル3についても同様）には波長帯域λ1、λ2及びλ3が割り当てられているので、これらを区別できるように、異なる波長帯域が割り当てられていることを、二等辺三角形に異なる模様を付けることによって示してある。
【０１２５】
ペイロードAと光符号ラベル1、及びペイロードCと光符号ラベル2とはそれぞれ、時間軸上で同一の時間スロット内に重ねられていることを示す意味で、図4(A)では両者を同一の時間スロット内に上下に並べて示してある。
【０１２６】
図4(B)は、復号器70から出力される光符号ラベル復号化信号71の時間波形を模式的に示す図である。復号器70は、第1出力ポートの前段に設置された光フレーム切り出し部96-1が具える復号器であるから、光符号ラベル1を復号することができるように光符号ラベル1に対応する符号が設定されている。従って、復号器70から出力される光符号ラベル復号化信号71では、ペイロードAに付与された光符号ラベル1に対しては自己相関波が生成されているのに対して、ペイロードCに付与された光符号ラベル2に対しては、相互相関波が生成されており顕著なピークが現れていない。
【０１２７】
コンパレータ76においては、図4(A)に示す自己相関波のピーク強度値より小さくかつ相互相関波のピーク値より大きな値を、コンパレータ76の閾値として設定されている。
【０１２８】
図4(C)は、クロック抽出器80によって復号化電気信号75-1から抽出されたクロック信号81の時間波形を示す図である。
【０１２９】
図4(D)は、コンパレータ76から出力された出力信号77の時間波形を示す図である。図4(B)において自己相関波のピークに対応して短パルスが出力されていることがわかる。この短パルスの半値幅τは、コンパレータ76の波長帯域制限(周波数帯域制限)によって決まるコンパレータ固有の値をとる。
【０１３０】
図4(E)は、電気遅延器84から時間遅延が与えられ時間遅延調整が図られたクロック信号85の時間波形を示す図である。クロック信号85の時間波形の立上がり時間が、コンパレータ76から出力された出力信号77の時間波形の短パルスの存在範囲(半値幅の範囲)に入るように、電気遅延器84によってクロック信号81に時間遅延が与えられる。この時間遅延量は、モニタ制御器88によって観測される光シャッター制御信号79-2に基づいて、光シャッター制御信号79-2の矩形波の立上がり時間が、コンパレータ76の出力信号77のピークの半値幅内に入るように設定される。
【０１３１】
図4(F)は、D-フリップフロップ回路78から出力される光シャッター制御信号79の時間波形を示す図である。ペイロードAの時間幅に等しい時間間隔だけ「ON」状態の信号となり、これ以外の時間帯は「OFF」状態の信号となる。
【０１３２】
図4(G)は、光遅延器34-1から出力され、光シャッター36-1に入力される分波多重光フレーム35-1の時間波形を示す図である。光遅延器34-1は、入力される光フィルタ出力信号33-1を構成するペイロードAの始端及び終端がそれぞれ光シャッター制御信号79の矩形パルスの立上がり及び立下がり時間に一致するように、光フィルタ出力信号33-1に時間遅延を与える機能を有する。
【０１３３】
光シャッター制御信号91は、上述したように光シャッター制御信号79-1がDC調整器90に入力されて、光シャッター36-1が動作するために必要な電圧水準に達するように増幅されあるいはバイアス電圧を付加された信号であるから、この信号を構成する矩形パルスの立上り及び立下り時間は、光シャッター制御信号79すなわち光シャッター制御信号79-1(光シャッター制御信号91)の立上り及び立下り時間と同一である。光シャッター36-1は、光シャッター制御信号91の「ON」状態の時間帯だけ入力信号(分波多重光フレーム35-1)を透過し、「OFF」状態の時間帯では入力信号(分波多重光フレーム35-1)を遮断する。
【０１３４】
図4(H)は、出力光フレーム41-1の時間波形を示す図である。ペイロードAだけが切り出されていることが分かる。すなわち、光フレーム切り出し部96-1によれば、分波多重光フレーム27-1が入力されて、ペイロードAだけが切り出されて出力光フレーム41-1として生成されて出力される。
【０１３５】
＜第2の光符号ラベルスイッチ装置＞
図5を参照して、この発明の実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置の構成及びその動作につき説明する。図5は、この実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置110の概略的ブロック構成図である。
【０１３６】
この実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置と上述のこの実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置との相違点は、入力光フレームの光搬送波に割り当てられる波長帯域と、光符号ラベルの光搬送波に割り当てられる波長帯域とが同一の波長帯域が割り当てられている点である。
【０１３７】
この実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置110においても、上述の第1の光符号ラベルスイッチ装置10と同様に、入力ポート及び出力ポートの数はこれに限定されるわけではない。入力ポート数と出力ポート数との関係は同数とすることもできるし、また、入力ポート数と出力ポート数とが一致せず、入力ポート数が出力ポート数より多い構成とすることも、少ない構成とすることも可能である。
【０１３８】
機能上の相違点は、上述のこの実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置においては第1〜第3出力ポートから出力される出力光フレーム41-1〜41−3には光符号ラベルが付与されていないのに対して、この実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置においては第1〜第3出力ポートから出力される出力光フレーム141-1〜141−3に、後述する光符号ラベル付与部192において付与された光符号ラベルが付与された状態で出力される点である。第1〜第3出力ポートから出力される出力光フレームが、光符号ラベルが除去された状態で出力するか光符号ラベルを残した状態で出力するかは、光符号ラベルスイッチ装置が利用される光ネットワークの設計上の事情によって決まる事柄である。例えば、異なる形態の光符号ラベルスイッチ装置が混在しているネットワークの場合、光符号ラベルが付与されたまま出力するのが好都合である。なお、ヘッダ部分にアドレス情報や同期情報などを出力光フレームのデータに設定する必要がある場合がある。また、例えば、同一形態の光符号ラベルスイッチ装置を並べただけのネットワークの場合、上述のように、光符号ラベルが付与されない状態で出力するのが好都合である。
【０１３９】
上述の機能上の相違点以外は、この実施形態の第1及び第2の光符号ラベルスイッチ装置の機能は共通している。以下の説明では、共通する機能についてはその説明を特に必要としない限り省略する。
【０１４０】
この実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置110は、図5に示すように、スイッチ前段部194とスイッチ後段部198とを具えて構成される。
【０１４１】
スイッチ前段部194は、光パルス列生成部112と符号器とサブ光カプラ118-1〜118-3とを具える光符号ラベル付与部192、光遅延器124-1〜124-3、及び光カプラ122を含んで構成される。符号器としては、第1〜第3入力ポートに一対一に対応させてそれぞれ可変符号器116-1〜116-3が配置されている。
【０１４２】
光符号ラベル付与部192が具えるサブ光カプラ118-1〜118-3はそれぞれ、第1〜第3入力ポートと一対一に対応する関係で配置されている。また、スイッチ前段部194が具える光遅延器124-1〜124-3もそれぞれ、第1〜第3入力ポートと一対一に対応する関係で配置されている。
【０１４３】
光パルス列生成部112は、第1〜第3入力ポートの何れかから入力される入力光フレームA、BおよびCのフレーム長に等しい時間間隔で時間軸上に光パルスが並ぶ光パルス列113を生成する。光パルス列113は、光パルス列分岐器114に入力されて3分割されて、分割された光パルス列113のそれぞれは、可変符号器116-1〜116-3に入力される。
【０１４４】
この実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置が具える光パルス列生成部112は、波長帯域がλ1〜λ3に及ぶ波長帯域を持ち、この波長帯域は入力光フレームの光搬送波の波長帯域とは異なっていた。これに対して、この実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置110が具える光パルス列生成部112は、入力光フレームの光搬送波の波長帯域と同一の波長帯域の単色の光パルス列を生成する。
【０１４５】
可変符号器116-1〜116-3で生成される光符号ラベルは、光パルス列生成部112で生成された光パルス列を時間分割方式によって符号化することによって生成される。すなわち、光パルス列生成部112で生成された光パルス列を構成する光パルスのスペクトルは単色スペクトル帯域を有しているので、可変符号器116-1〜116-3で生成される光符号ラベルを構成するチップパルスのそれぞれのスペクトル帯域は同一である。
【０１４６】
この実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置110においては、入力光フレームに対する光符号ラベルの付与は、時間軸上で入力光フレームの先頭部あるいは末尾部のいずれか一方の側に隣接する位置にこの光符号ラベルを密着させて配置することによって行われる。図5ではこのことを明示するため、入力光フレームを示すA、B、Cを正方形で囲った記号の右側に光符号ラベルを示す1、2、3を正方形で囲った記号を密着させて表示してある。
【０１４７】
光カプラ122および光増幅器126は、上述したこの実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置10が具えている光カプラ22及び光増幅器26と同一であるから、その説明を省略する。
【０１４８】
スイッチ後段部198は、多重光フレーム123を出力ポート数に等しい数に分波して出力する光スプリッタ138と、第1〜第3出力ポートにそれぞれ一対一に対応させて配置された光フレーム切り出し部196-1〜196-3を具えている。
【０１４９】
光フレーム切り出し部196-1〜196-3のそれぞれの構成は同一であるので、ここでは光フレーム切り出し部196-1を代表してその構成及び動作につき説明する。
【０１５０】
光フレーム切り出し部196-1と上述したこの実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置10が具えている光フレーム切り出し部96-1との相違点は、光フィルタ32-1を具えていない点である。これ以外の構成要素は共通である。
【０１５１】
この実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置110が具える光フレーム切り出し部196-1が光フィルタ32-1に相当する光フィルタを具えていない理由は、この実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置110においては、入力光フレームの光搬送波に割り当てられる波長帯域と、光符号ラベルの光搬送波に割り当てられる波長帯域とが同一の波長帯域が割り当てられているためである。すなわち、光フレーム切り出し部196-1において光符号ラベルの光搬送波に割り当てられる波長帯域と入力光フレームの光搬送波に割り当てられる波長帯域とを切り分ける必要がないためである。
【０１５２】
従って、光フレーム切り出し部196-1は、光分岐器128-1、光遅延器134-1、光シャッター136-1及び光シャッター制御部130-1を具えている。
【０１５３】
光シャッター制御部130-1は、分波されて生成された分波多重光フレームから光符号ラベルを復号化して自己相関波を生成し、この自己相関波のピークを検出することによって光符号ラベルを認識し、自己相関波のピークに基づく光シャッター制御信号131-1を生成する。
【０１５４】
＜第2の光符号ラベルスイッチ装置の光符号ラベル付与部＞
この実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置110が具えるスイッチ前段部194の構成は、上述したこの実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置10が具えるスイッチ前段94とその基本構成は同一である。
【０１５５】
この実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置110においても、図2を参照して説明した、この実施形態の第1の光符号ラベルスイッチ装置10が具える可変符号器16-1〜16-3と同様の可変符号器を具えている。
【０１５６】
異なる点は、可変符号器16-1〜16-3がそれぞれ具えている反射型バンドパスフィルタ66-1〜66-3に相当するバンドパスフィルタの波長帯域成分がすべて等しくかつ入力光フレームに割り当てられている波長帯域成分と同一に設定されている点である。このことから、可変符号器116-1〜116-3では、時間分割方式によって光符号ラベルが生成される。
【０１５７】
光符号ラベル117-1は、サブ光カプラ118-1で入力光フレーム111-1と合波されてラベル付き入力光フレーム119-1が生成されて出力される。
【０１５８】
＜第2の光符号ラベルスイッチ装置の光フレーム切り出し部＞
光フレーム切り出し部196-1〜196-3は、第1〜第3出力ポートのそれぞれの前段部分に設置されておりその構成は同一である。すなわち、光フレーム切り出し部196-1は、光シャッター制御部130-1、光遅延器134-1及び光シャッター136-1を具えており、光フレーム切り出し部196-2は、光シャッター制御部130-2、光遅延器134-2及び光シャッター136-2を具えており、光フレーム切り出し部196-3は、光シャッター制御部130-3、光遅延器134-3及び光シャッター136-3を具えている。
【０１５９】
ここでは、図6を参照して、第1出力ポートの前段部分に設置されている光フレーム切り出し部196-1を取り上げて説明する。図6は、この発明の実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置の光フレーム切り出し部196-1の概略的ブロック構成図である。
【０１６０】
光シャッター制御部130-1は、復号器170と光電変換器(O/E変換器)172とクロック抽出部180とコンパレータ176とシフトレジスタ178と論理和回路186と電気遅延器184とモニタ制御器188とDC調整器190と基準クロック発生器182とを具えている。
【０１６１】
シフトレジスタ178は、第1のD-フリップフロップ回路178-1と第2のD-フリップフロップ回路178-2とを具え、コンパレータ176の出力信号177が入力されて、第1のD-フリップフロップ回路178-1から第1出力信号179-1を出力し、第2のD−フリップフロップ回路178-2から第2出力信号179-2を出力する。第2出力信号179-2は、後述する論理和回路186の一方の入力信号として論理和回路186に入力される。
【０１６２】
論理和回路186は、第1出力信号179-1と第2出力信号179-2とが入力されて、光シャッター制御信号187を生成する。
【０１６３】
復号器170は、光分岐器128-1で2分岐されて生成された一方の分波多重光フレーム129-1-1が入力されて入力信号である分波多重光フレーム129-1-1とこの復号器170に設定された符号との光相関が実行され、分波多重光フレーム129-1-1の光符号ラベル部分の自己相関波あるいは相互相関波である光符号ラベル復号化信号171生成される。
【０１６４】
光電変換器172は復号器170から出力された光符号ラベル復号化信号171を復号化電気信号173に変換する。復号化電気信号173は、電気分岐器174によって復号化電気信号175-1と175-2とに分岐される。
【０１６５】
クロック抽出器180には復号化電気信号175-1と、基準クロック発生器182から基準クロック信号183が供給される。クロック抽出器180では、基準クロック信号183に基づき復号化電気信号175-1からクロック信号181が抽出される。
【０１６６】
クロック信号181には、後述のコンパレータ176からの出力信号177と、クロック信号181とのシフトレジスタ178への入力のタイミングを取るために必要な時間遅延が電気遅延器184で与えられる。すなわち、シフトレジスタ178には、コンパレータ176からの出力信号177と、時間遅延調整が図られたクロック信号185とが入力される。クロック信号185は、シフトレジスタ178内で2分割されて、それぞれシフトレジスタ178を構成する第1のD−フリップフロップ回路178-1と第2のD-フリップフロップ回路178-2とに供給される。
【０１６７】
コンパレータ176は、復号化電気信号175-2に含まれる自己相関波のピーク強度を識別する閾値と復号化信号のピーク強度を比較して、復号化電気信号175-2に含まれるピークに対してこの閾値を超えているか否かを判定し、この閾値を越えている場合は光パルス1つを出力し、超えていない場合は0バイアス電圧を出力する。すなわち、コンパレータ176が光パルス1つを出力するか否かを以って、復号化電気信号175-2に自己相関波が含まれているか否かについての判定がコンパレータ176によって行われる。
【０１６８】
シフトレジスタ178は、コンパレータ176からの出力信号177とクロック信号185とが入力され、第1出力信号179-1及び第2出力信号179-2を生成する。シフトレジスタ178を構成する第1のD−フリップフロップ回路178-1にコンパレータ176の出力信号177が入力されると第1のD−フリップフロップ回路178-1からは第1出力信号179-1が出力され、第2のD−フリップフロップ回路178-2に入力される。そして、第2のD−フリップフロップ回路178-2からは第2出力信号179-2が出力される。
【０１６９】
第1のD−フリップフロップ回路178-1から出力される第1出力信号179-1は、電気分岐器192によって第1出力信号193-1と193-2とに分岐される。そして、第1出力信号193-1はモニタ制御器188に入力され、第1出力信号193-2は論理和回路186の一方の入力信号として論理和回路186に入力される。
【０１７０】
論理和回路186には、電気分岐器192によって第1出力信号179-1が2分岐されて生成された一方の電気信号である第1出力信号193-2と、シフトレジスタ178の第2のD−フリップフロップ回路178-2が出力した第2出力信号179-2とが入力されて、光シャッター制御信号187が出力される。
【０１７１】
光シャッター制御信号187は、DC調整器190に入力されて、光シャッター136-1が動作するために必要な電圧水準に達するように、増幅されあるいはバイアス電圧を付加されて、光シャッター制御信号191として出力されて光シャッター136-1に入力される。
【０１７２】
一方、電気分岐器192によって、第1のD−フリップフロップ回路178-1から出力される第1出力信号179-1が分岐されて得られた第1出力信号193-1は、モニタ制御器188に入力されて、電気遅延器184に対する制御信号189が生成されて出力される。制御信号189は、コンパレータ176からの出力信号177とクロック信号181との、シフトレジスタ178への入力のタイミングを取るため時間遅延量が常に適正な値となるように電気遅延器184に対して設定すべき時間遅延量を指定する制御信号である。
【０１７３】
分波多重光フレーム127-1は、光分岐器128-1に入力されて分波多重光フレーム129-1-1と分波多重光フレーム129-1-2とに2分割され、分波多重光フレーム129-1-2は光遅延器134-1に入力され、時間遅延が与えられて分波多重光フレーム135-1として出力され、光シャッター136-1に入力される。光シャッター136-1からは、第1出力ポートから出力される出力光フレーム141-1が生成される。
【０１７４】
＜第2の光符号ラベルスイッチ装置の光フレーム切り出し部の動作説明＞
図7(A)〜図7(J)を参照して、この発明の実施形態の第2の光符号ラベルスイッチ装置の主要構成部分であるスイッチ後段部198が具える光フレーム切り出し部196-1における動作につきタイミングチャートを参照しつつ詳細に説明する。
【０１７５】
図7(A)〜図7(J)は、スイッチ後段部198が具える光フレーム切り出し部196-1における動作の説明に供するタイミングチャートである。図7(A)〜図7(J)において、縦軸は省略してあるが、縦軸の方向に信号強度を任意スケールで目盛って示してある。横軸には、時間軸を任意スケールで目盛って示してあり、説明の便宜上、時間的に早く生成された成分ほど左側に位置するように示してある。
【０１７６】
なお、図7(A)〜図7(J)に示すタイミングチャートで示す信号が図6に示すどの構成要素から出力される信号であるかを見やすくするために、図7(A)〜図7(J)に示すタイミングチャートに対応させて、(A)〜(J)の記号を図6中の対応箇所に示してある。
【０１７７】
図7(A)は、光スプリッタ138から出力される分波多重光フレーム127-1の時間波形を模式的に示す図である。ここでも、入力光フレーム111-1の具体的な中身である光フレームは、ペイロード成分のみから成るものとし、入力光フレーム111-1として入力される光フレームである光フレームA等に対してペイロードA等と示してある。
【０１７８】
図5に示すように、第1入力ポートからはペイロードA、B、Cの順に入力され、第2入力ポートからはペイロードC、B、Aの順に入力され、第3入力ポートからはペイロードA、A、Bの順に入力される。従って、ペイロードA、ペイロードC、ペイロードA、の順に並ぶ多重光フレーム123として光カプラ122から出力される。すなわち、図7(A)では、上述したように、時間軸上の左側から右側に向って、ペイロードA、ペイロードC、ペイロードA、の順に並びしかもペイロードAには光符号ラベル1が付与されており、ペイロードCには光符号ラベル2が付与されている。
【０１７９】
図7(A)、(B)、(I)及び(J)では、ペイロード等を構成する光パルスを二等辺三角形で模式的に示し、これら二等辺三角形に異なる模様を付けることによってペイロードと光符号ラベルとに識別が容易となるように示してある。
【０１８０】
ペイロードAと光符号ラベル1、及びペイロードCと光符号ラベル2とはそれぞれ、時間軸上で入力光フレームの時間軸上における先頭部の側に隣接する位置に光符号ラベルを密着させて配置されていることを示す意味で、図7(A)では両者を並べて示してある。
【０１８１】
図7(B)は、復号器170から出力される光符号ラベル復号化信号171の時間波形を模式的に示す図である。復号器170は、第1出力ポートの前段に設置された光フレーム切り出し部196-1が具える復号器であるから、光符号ラベル1を復号することができるように光符号ラベル1に対応する符号が設定されている。従って、復号器170から出力される光符号ラベル復号化信号171では、ペイロードAに付与された光符号ラベル1に対しては自己相関波が生成されているのに対して、ペイロードCに付与された光符号ラベル2に対しては、相互相関波が生成されており顕著なピークが現れていない。
【０１８２】
コンパレータ176においては、図7(A)に示す自己相関波のピーク強度値より小さくかつ相互相関波のピーク値より大きな値を、コンパレータ176の閾値として設定されている。
【０１８３】
図7(C)は、クロック抽出器180によって復号化電気信号175-1から抽出されたクロック信号181の時間波形を示す図である。
【０１８４】
図7(D)は、コンパレータ176から出力された出力信号177の時間波形を示す図である。図7(B)において自己相関波のピークに対応して短パルスが出力されていることがわかる。この短パルスの半値幅τは、コンパレータ176の波長帯域制限(周波数帯域制限)によって決まるコンパレータ固有の値をとる。
【０１８５】
図7(E)は、電気遅延器184から時間遅延が与えられ時間遅延調整が図られたクロック信号185の時間波形を示す図である。クロック信号185の時間波形の立上がり時間が、コンパレータ176から出力された出力信号177の時間波形の短パルスの存在範囲(半値幅の範囲)に入るように、電気遅延器184によってクロック信号181に時間遅延が与えられる。この時間遅延量は、モニタ制御器188によって観測される第1のD−フリップフロップ回路178-1から出力され電気分岐器192によって分岐されて生成された第1出力信号193-1に基づいて算出される。
【０１８６】
図7(F)は、シフトレジスタ178の第1のD−フリップフロップ回路178-1から出力される第1出力信号179-1の時間波形を示す図である。
【０１８７】
図7(G)は、シフトレジスタ178の第2のD−フリップフロップ回路178-2から出力される第2出力信号179-2の時間波形を示す図である。
【０１８８】
図7(H)は、論理和回路186から出力される光シャッター制御信号187の時間波形を示す図である。光符号ラベル1の時間幅とペイロードAの時間幅の和に等しい時間間隔だけ「ON」状態の信号となり、これ以外の時間帯は「OFF」状態の信号となる。
【０１８９】
図7(I)は、光遅延器134-1から出力され、光シャッター136-1に入力される分波多重光フレーム135-1の時間波形を示す図である。光遅延器134-1は、分波多重光フレーム127-1が2分割されて生成された分波多重光フレーム129-1-2を構成するペイロードAと光符号ラベル1からなる光フレームの始端及び終端がそれぞれ光シャッター制御信号187(光シャッター制御信号191)の矩形パルスの立上がり及び立下がり時間に一致するように、分波多重光フレーム129-1-2に時間遅延を与える機能を有する。
【０１９０】
光シャッター制御信号191は、上述したように光シャッター制御信号187がDC調整器190に入力されて、光シャッター136-1が動作するために必要な電圧水準に達するように増幅されあるいはバイアス電圧を付加された信号である。光シャッター136-1は、光シャッター制御信号191の「ON」状態の時間帯だけ入力信号(分波多重光フレーム135-1)を透過し、「OFF」状態の時間帯では入力信号(分波多重光フレーム135-1)を遮断する。
【０１９１】
図7(J)は、出力光フレーム141-1の時間波形を示す図である。光符号ラベル1が付与された状態のペイロードAだけが切り出されていることが分かる。すなわち、光フレーム切り出し部196-1によれば、分波多重光フレーム127-1が入力されて、光符号ラベル1が付与された状態のペイロードAだけが切り出されて出力光フレーム141-1として生成されて出力される。
【符号の説明】
【０１９２】
10：第1の光符号ラベルスイッチ装置
12、112：光パルス列生成部
14、114：光パルス列分岐器
16-1〜16-3、116-1〜116-3：可変符号器
18-1〜18-3、118-1〜118-3：サブ光カプラ
20、120：切り換え制御部
22、122：光カプラ
24-1〜24-3、34-1〜34-3、64-1〜64-3、124-1〜124-3、134-1〜134-3：光遅延器
26、126：光増幅器
28-1〜28-3、128-1〜128-3：光分岐器
30-1〜30-3、130-1〜130-3：光シャッター制御部
32-1〜32-3：光フィルタ
36-1〜36-3、136-1〜136-3：光シャッター
38、138：光スプリッタ
50、82、182：：基準クロック発生器
52：モード同期半導体レーザ（MLLD）
54：光変調器制御器
56：光変調器
60：光サーキュレータ
62：光合分岐器
64：符号生成器
66-1〜66-3：反射型バンドパスフィルタ
70、170：復号器
72、172：光電変換器(O/E変換器)
74、86、174、192：電気分岐器
76、176：コンパレータ
78：D-フリップフロップ回路
80、180：クロック抽出器
84、184：電気遅延器
88、188：モニタ制御器
90、190：DC調整器
92、192：光符号ラベル付与部
94、194：スイッチ前段部
96-1〜96-3、196-1〜196-3：光フレーム切り出し部
98、198：スイッチ後段部
110：第2の光符号ラベルスイッチ装置
178：シフトレジスタ
178-1：第1のD-フリップフロップ回路
178-2：第2のD-フリップフロップ回路
186：論理和回路（OR回路）
【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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