(57)【要約】本発明の実施の形態は光マルチプロセッシングバスを対象とする。一実施の形態において、光ブロードキャストバス（１００）は、中継器（１０６）と、複数のノードおよび中継器に光学的に結合されるファンインバス（１０２）と、ノードおよび中継器に光学的に結合されるファンアウトバス（１０４）とを含む。ファンインバス（１０２）は、各ノードから光信号を受信し、光信号を、光信号を再生する中継器（１０６）に送信するよう構成される。ファンアウトバス（１０４）は、中継器（１０６）から出力される再生光信号を受信し、再生光信号をノードに分配するよう構成される。中継器（１０６）は更に、１回につきノード１個にファンインバスへのアクセスを許可するアービタとして機能できる。【選択図】図１
2011520380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を再生し再生光信号とするよう構成される中継器（１０６）と、
複数のノードおよび前記中継器に光学的に結合され、前記ノードの各々から光信号を受信し、前記光信号を前記中継器に送信するよう構成されるファンインバス（１０２）と、
前記ノードおよび前記中継器に光学的に結合され、前記中継器から出力される前記再生光信号を受信し、前記再生光信号を前記ノードの各々に分配するよう構成されるファンアウトバス（１０４）とを備える、光ブロードキャストバス（１００）。
【請求項２】
前記中継器は前記ファンインバスから前記光信号を受信し、前記光信号を再生し、その後前記ファンアウトバスに前記再生光信号を送信する光‐電気‐光信号変換器であり、どの前記ノードに前記ファンインバス上に光信号を送信する許可を与えるかを決定する調停を含む、請求項１に記載のブロードキャストバス。
【請求項３】
前記ファンインバスおよびファンアウトバスは更に、
複数の光通信パスと、
前記ノードの各々から所定の光通信パスを介して出力される光信号を前記中継器に誘導するよう構成および配向される第１の光タップの組（１１１−１１３）と、
前記中継器から出力される前記再生光信号の一部を前記ノードに転向するよう構成および配向される第２の光タップの組（１１８−１２０）とを備える、請求項１に記載のブロードキャストバス。
【請求項４】
前記光通信パスは前記光信号が伝播する中空導波路を更に備える、請求項３に記載のブロードキャストバス。
【請求項５】
前記光タップはビームスプリッタ（２０２）を更に備える、請求項３に記載のブロードキャストバス。
【請求項６】
前記ノードの各々から光信号を受信し、前記光信号を前記中継器に送信するよう構成される前記ファンインバスは、略同一な光パワー量を前記中継器に送信する前記ファンインバスを更に備える、請求項１に記載のブロードキャストバス。
【請求項７】
前記中継器から出力される前記再生光信号を前記ノードの各々に分配するよう構成される前記ファンアウトバスは、前記再生光信号の画分を受信する前記ノードの各々を更に備え、前記再生光信号の画分の各々は略同一の光パワーを有する、請求項１に記載のブロードキャストバス。
【請求項８】
前記中継器は更にノード間で対称に配置され、前記中継器は前記ファンインバスの第１および第２の部分の間および前記ファンアウトバスの第１および第２の部分の間に配置されて、前記ノードの第２の部分が前記再生光信号を前記ノードにブロードキャストするために必要な最大電力と遅延を軽減する、請求項１に記載のブロードキャストバス。
【請求項９】
光信号は、前記ファンインバスの前記第１および第２の部分から第１の分割器／結合器（９００）を介して前記中継器に入力され、前記中継器からの第２の分割器／結合器を介して前記ファンアウトバスの前記第１および第２の部分に出力される、請求項８に記載のブロードキャストバス。
【請求項１０】
前記分割器／結合器（９００）は、
反射面を有するプリズム（９０２）と、
前記反射面の第１の部分に隣接して配置される先端を有する第１の中空導波路部（９０８）と、
前記反射面の前記第２の部分に隣接して配置される先端を有する第２の中空導波路部（９１０）と、
主中空導波路部（９１２）とを備え、前記主中空導波路部は前記主中空導波路から射出する光が前記第１の中空導波路に入射する第１の光線および前記第２の中空導波路に入射する第２の光線に分割され、前記第１および第２の中空導波路から射出する光が前記第１の部分および前記第２の部分に反射し、前記主中空導波路内で結合するよう配置される、請求項９に記載のブロードキャストバス。
【請求項１１】
前記中空導波路は円形、楕円、正方形、矩形、又は光を誘導するのに適したその他の形状の断面形状を有する中空コアを更に備える、請求項１０に記載のブロードキャストバス。
【請求項１２】
前記主中空導波路は前記プリズム先端から次第に細くなる（９２８）、請求項１０に記載のブロードキャストバス。
【請求項１３】
延長ファンインバス（４０２）の光通信パス長を更に備え、ノードが生成する光信号がそのノード自身に戻る往復パスの総長が常に略同一となる、請求項１に記載のブロードキャストバス。
【請求項１４】
前記延長ファンインバス（４０２）の光通信パス長は、
反射性構造体（５０２）と、
前記反射面に隣接して配置される開口部を備える中空の入力導波路（５０４）であって、当該中空の入力導波路が第１の方向に射出する光が前記反射性構造体で第２の方向に反射されるように構成された、該中空の入力導波路（５０４）と、
前記第２の方向に反射された前記光を受光および搬送するために前記反射性構造体に隣接して配置される開口部を有する中空の出力導波路（５０８）と
を含む光Ｕターンシステムを更に備える、請求項１３に記載のブロードキャストバス。
【請求項１５】
前記反射性構造体は、
前記中空の入力導波路から前記第１の方向に射出する前記光を第３の方向に反射するよう配置される第１の反射面（５１２）と、
前記第１の反射面に隣接して配置され、前記第３の方向に伝播する前記光を前記第１の方向に略対向する前記第２の方向に反射するよう配置される第２の反射面（５１４）とを更に備える、請求項１４に記載のブロードキャストバス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は光学に関し、具体的には、光ブロードキャストバスに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な電子ブロードキャストバスは、ノードを相互接続する複数の信号線を備える。ノードはプロセッサ、メモリコントローラ、ブレードシステムのサーバブレード、マルチコア処理装置のコア、回路基板、外部ネットワーク接続であってもよい。ブロードキャストバスにより、ノードは命令、アドレス、データ等のメッセージを計算システムのノードにブロードキャストできる。バスを用いた電子通信におけるいかなるノードも、その他のノードから送信されるメッセージを受信できる。しかしながら、電子ブロードキャストバスの性能および拡張性は帯域、待ち時間、および電力消費の問題により制限される。システムにより多くのノードが付加されると、帯域に影響を与える動作の可能性がより高くなり、より長い相互接続が必要となり、待ち時間が増大する。帯域および待ち時間のために資源を増加できるが、その結果電力が増大する。具体的には、電子ブロードキャストバスは比較的大きくなる傾向があり、比較的大容量の電力を消費し、拡縮により性能が悪影響を受ける場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、待ち時間が少なく高帯域で拡張容易なブロードキャストバスが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施の形態は光マルチプロセッシングバスを対象とする。一実施の形態において、光ブロードキャストバスは、中継器と、複数のノードおよび中継器に光学的に結合されるファンインバスと、ノードおよび中継器に光学的に結合されるファンアウトバスとを含む。ファンインバスは、各ノードから光信号を受信し、光信号を、光信号を再生する中継器に送信するよう構成される。ファンアウトバスは、中継器から出力される再生光信号を受信し、再生光信号をノードに分配するよう構成される。中継器は更に、１回につきノード１個にファンインバスへのアクセスを許可するアービタとして機能できる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態により構成される光マルチプロセッシングバスの概略図を示す。
【図２】図２は、本発明の実施の形態により構成されるビームスプリッタ（分割器）の概略図を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施の形態により、図１に示す光マルチプロセッシングバスのファンアウトバスが、光パワーを計算システムのノードに分配する様を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施の形態により、図１に示す光マルチプロセッシングバスのファンインバスが、計算システムのノードから出力される同量の光パワーを中継器に供給する様を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態により構成される、遅延整合を伴う光マルチプロセッシングバスの概略図を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の実施の形態により構成される、第１の光Ｕターンシステムの概略図を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の実施の形態により構成される、第２の光Ｕターンシステムの概略図を示す。
【図６】図６は、本発明の実施の形態により構成される、第１の対称型光マルチプロセッシングバスを示す。
【図７】図７は、本発明の実施の形態により構成される、第２の対称型光マルチプロセッシングバスを示す。
【図８】図８は、本発明の実施の形態により構成される、第３の対称型光マルチプロセッシングバスを示す。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の実施の形態により構成される、第１の分割器／結合器の概略図を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の実施の形態により構成される、第２の分割器／結合器の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明の実施の形態は、各々がファンイン（ｆａｎ−ｉｎ）バスおよびファンアウト（ｆａｎ−ｏｕｔ）バスを備える光マルチプロセッシング・ブロードキャストバスを対象とする。ファンインバスおよびファンアウトバスは中継器を介して接続される。ノードにより生成される光信号はファンインバス上の中継器に送信され、中継器で再生されてファンアウトバス上の全ノードにブロードキャストされる。中継器は、１回につきノード１個にファンインバスへのアクセスを許可するアービタとして働くこともできる。光マルチプロセッシングバスは、バス上の各ノードが、バスに接続されるその他のノードの各々にアクセス又は通信する対称型マルチプロセッシングに対応するよう構成できる。光マルチプロセッシングバスは、ファンアウトバスを介してノードに光パワーを等しく分配し、ファンインバス上の各ノードから中継器に送信される光パワーの量を略同一にする光タップを用いることにより動作可能となる。
【０００７】
記載を簡潔および単純にする目的で、システムの実施の形態を４個および８個のノードを有するコンピュータシステムを参照して以下に説明する。しかしながら、本発明の実施の形態はそれに制限されるものではない。当業者には、光マルチプロセッシングバスの実施の形態においては、コンピュータシステムが備えるノードが何個であっても光通信を提供するよう拡張できることは明らかである。
【０００８】
図１は、本発明の実施の形態により構成される光マルチプロセッシングバス１００の概略図を示す。光バス１００は、ファンインバス１０２、ファンアウトバス１０４、および中継器１０６を含む。ファンインバス１０２は、反射鏡１０８および１１０および３個の光タップ１１１−１１３を含む。ファンアウトバス１０４は、反射鏡１１４および１１６および３個の光タップ１１８−１２０を含む。０から３のラベルで示す４個のノードは、ファンインバス１０２とファンアウトバス１０４との間に配置される。ノードはプロセッサ、メモリコントローラ、ブレードシステムのサーバブレード、マルチコア処理装置のクラスタ、回路基板、外部ネットワーク接続、又はその他のデータ処理・記憶・送信装置のどの組合せからなっていてもよい。ノード０−３は、各ノード内で生成された電子データ信号を、ファンインバス１０２を介して中継器１０６に送信される光信号に変換する電気‐光信号変換器（図示せず）を含む。ノード０−３は更に、ファンアウトバス１０４を介して中継器１０６により送信される光信号をノード０−３が処理可能な電子データ信号に変換する光‐電気信号変換器（図示せず）を含む。
【０００９】
図１の例に示すように、矢印はファンインバス１０２およびファンアウトバス１０４の光通信パスに沿って伝播する光信号の方向を示す。「光通信パス」という用語は、光相互接続、および、自由空間を介して送信される光をさす。光相互接続は中空コアを有する管を備える中空導波路であってもよい。この中空導波路を形成する構造管は、１より大きい、又は１より小さい屈折率を有する内部コア材料を有する。該管は適切な金属、ガラス、プラスチックからなっていてもよく、金属製および誘電性膜を管の内部表面上に積層してもよい。中空導波路は、コアの内部表面を覆う高反射性の金属被膜を有する中空の金属導波路であってもよい。中空コアは円形、楕円、正方形、矩形、又はその他の光を誘導するのに適した形状の断面形状を有していてもよい。導波路は中空なため、光信号は約１の実効屈折率を有する中空導波路のコアに沿って伝搬する。すなわち、光は空気又は真空中の光の速度で中空導波路のコアに沿って伝搬する。
【００１０】
中継器１０６は光‐電気‐光信号変換器であり、反射鏡１０８から反射される光信号を受信し、光信号を再生し、その後再生光信号を反射鏡１１４に再送信する。中継器１０６を用いて、自由空間又は光相互接続損失による減衰を解決できる。中継器１０６は、光信号の強化以外にも、光信号のノイズ又はその他の不要な特性を除去するために用いてもよい。中継器１０６により生成される光パワー量は、ファンアウトバスに接続されるノード数、システム損失および受信器の感度により決定される。すなわち、中継器１０６を用いて、全ノードに到達するのに十分な光パワーを有する光信号を生成できる。
【００１１】
中継器１０６は更に、２個以上のノードがファンインバス１０２を同時に使用するのを防止する調停方法を用いることにより衝突を解決するアービタを含んでいてもよい。多くの場合、調停はコンピュータシステム動作のクリティカルパス上で中継器１０６により実行される。もし調停が実施されなければ、中継器１０６は同一の光通信パス上の２個以上のノードからの光信号を受信し、光信号が結合して復号が不可能な状態で中継器１０６に到達する可能性がある。アービタは、光信号が同時に中継器１０６に送信されるのを防止するために、ファンインバス１０２が使用される前にノードにファンインバス１０２を使用する許可が必ず与えられるようにする。更に、調停は正確且つ高速におこなわれ、バス１００に追加されるノード数に伴って必ず拡張されることが重要である。調停は、公知のトークンを用いた光学又は電子調停方法を用いてアービタにより実行されてもよい。例えば、アービタはファンインバス１０２への排他的アクセスを表わすトークンを分配できる。トークンを所有するノードは、ファンインバス１０２に一定時間排他的にアクセスできる。ノードがファンインバス１０２の使用を終了すると、そのノードが、その他のノードがファンインバス１０２にアクセスできるようトークンを置換することにできる。
【００１２】
ファンインバス１０２およびファンアウトバス１０４を介してノード０−３によりブロードキャストされる光信号は、ヘッダを含むパケットの形態であってよい。各ヘッダは、光信号により送信されるデータの送信先として特定のノードを指定する。全ノードは、ファンアウトバス１０４を介して光信号を受信する。しかしながら、各パケットのヘッダは特定のノードをデータの送信先として指定するため、ヘッダにより指定されたノードのみが実際に光信号を受信して動作する。その他のノードも光信号を受信するが、ヘッダにより指定されたノードではないため光信号を破棄する。
【００１３】
ファンアウトバス１０４の光タップは、光パワーをノードに略等しく分配するよう構成される。一般に、光タップは中継器から出力される光信号の総光パワーの約１／ｎを各ノードに向けて転向するよう構成され、この場合ｎはノード数である。ファンインバスの光タップは、中継器がファンインバス上の各ノードから同量の光パワー量を受信するよう構成される。すなわち、ファンインバスにおいて光タップは各ノードから出力される総光パワーの約１／ｎを中継器が受光するよう構成される。
【００１４】
ビームスプリッタはファンインバスおよびファンアウトバス内で使用可能な光タップの一種である。図２は、本発明の実施の形態によるビームスプリッタ２０２の概略図を示す。ＢＳmで示すビームスプリッタ２０２は、以下のＲmに基づいて、ビームスプリッタ２０２に入力される光信号電力（Ｐ）２０４の画分を反射するよう構成される：
【００１５】
【数１】
2011520380.tif 000003
【００１６】
そして、以下のＴmに基づいて、光信号電力（Ｐ）２０４の画分を伝送する：
【００１７】
【数２】
2011520380.tif 000004
【００１８】
この場合、理想的にはＲm＋Ｔm＝１であり、ｍは１≦ｍ≦ｎ−１となるようファンインバスおよびファンアウトバスの光通信パスに沿って配置されるビームスプリッタを表わす整数であり、１は中継器の最も近くに配置されるビームスプリッタを表わし、ｎ−１は中継器から最も遠くに配置されるビームスプリッタを表わす。したがって、ビームスプリッタ（ＢＳm）２０２は光パワー（Ｐ）２０４を有する光信号を受信し、反射された部分を光パワー（ＰＲm）２０６とともに出力し、送信された部分を光パワー（ＰＴm）２０８とともに出力するが、この場合Ｐ＝ＰＲm＋ＰＴmである。
【００１９】
図１の例に示すように、ファンインバス１０２に用いられているビームスプリッタＢＳ1、ＢＳ2、およびＢＳ3はファンアウトバス１０４に用いられているビームスプリッタと同一であるが、ファンインバス１０２のビームスプリッタ１１１−１１３は中継器１０６がファンインバス１０２上の各ノードから受信する光パワーが同量となるよう配向されており、ビームスプリッタ１１８−１２０は中継器１０６から出力される光信号の光パワーがノード０−３間で略等しく分配されるよう配向される。詳細には、上述の反射率Ｒmおよび透過率Ｔmによれば、ビームスプリッタＢＳ1はＲ1＝１／４およびＴ1＝３／４、ＢＳ2はＲ2＝１／３およびＴ2＝２／３、ＢＳ3はＲ3＝１／２およびＴ3＝１／２を有する。図３Ａは、各ノードにより受信される光信号の光パワーがＰ0／４となるために、ファンアウトバス１０４のビームスプリッタ（ＢＳ1）１１８、（ＢＳ2）１１９、および（ＢＳ3）１２０がどのように構成及び配向されるかを示し、この場合Ｐ0は中継器１０６から出力される光信号のパワーである。図３Ｂは、中継器１０６により受信される光信号の光パワーが約Ｐ′／４となるよう構成および配向されるファンインバス１０２のビームスプリッタ（ＢＳ1）１１１、（ＢＳ2）１１２、および（ＢＳ3）１１３を示し、この場合Ｐ′はノード０−３の各々から出力される光信号のパワーである。
【００２０】
図４は、本発明の実施の形態により構成される、遅延整合を伴う光マルチプロセッシングバス４００の概略図を示す。光バス４００は図１に示すバス１００と略同一であるが、ファンインバス１０２がファンインバス４０２に変えられ、ファンインバス４０２は反射鏡４０４と、３個のビームスプリッタ４０６−４０８と、光Ｕターンシステム４１０と、ノード０−３の各々から出力される光信号を中継器１０６に誘導する反射鏡４１２とを備える。ファンインバス４０２は、光信号が自己を発信したノードに戻るために伝搬する往復パスの長さ又は距離が全てのノードについて略同一となるようにする。例えば、バス４００の場合、ノード３により生成される光信号がそのノード自身に戻る往復パスの長さが、ノード１により生成される光信号がそのノード自身に戻る往復パスの長さと略同一となる。一方、バス１００の場合、ノード３により生成される光信号がそのノード自身に戻るパス長は、ノード１により生成される光信号がそのノード自身に戻るパス長より長い。光信号がバス４００を一周する時間長は略同一であるため、各ノードにおける光信号の入力および出力はシステムクロックにより時間調節できる。
【００２１】
図５Ａは、本発明の実施の形態により構成される、光Ｕターンシステム５００の概略図を示す。Ｕターンシステム５００は、反射性構造体５０２と、垂直方向に積層され、反射面５０２に隣接して配置される中空の入力導波路５０４と中空の出力導波路５０６とを含む。矢印は、光が伝搬し、Ｕターンシステム５００内を周回するパスを示す。詳細には、中空の入力導波路５０４のコア５０８に沿って第１の方向５１０に送信される光は中空の入力導波路５０４から射出し、第１の反射面５１２で反射性構造体５０２の第２の反射面５１４へ向かって反射される。その後、光は第２の反射面５１４で中空の出力導波路５０８のコア５１６内に、第１の方向５１０に対向する第２の方向５１８へ反射される。図５Ｂは、本発明の実施の形態により構成される、４個のＵターンを有する光Ｕターンシステム５２０の概略図を示す。Ｕターンシステム５２０は、第１の反射面５２４および第２の反射面５２６、反射面５２４に隣接して終端する中空の入力導波路５３０−５３３、および対応する、反射面５２６に隣接して終端する中空の出力導波路５３４−５３７を備える反射性構造体５２２を含む。中空導波路５３０−５３７は同一面上に設けられる。矢印は、光信号がＵターンシステム５２０を伝搬する時の４個のＵターンパスのうち１個を示す。
【００２２】
その他の光マルチプロセッシングバスの実施の形態においては、上述の光マルチプロセッシングバス１００のように中継器をノード先端に配置する代わりに、中継器をノード間の中央に配置して、光信号を中継器に送信するために必要な光パワー量および光信号を全ノードにブロードキャストするために必要な光パワー量を軽減できる。図６〜図１０は、光マルチプロセッシングバスの異なる構成を示す。以下に記載の光プロセッシングバスの実施の形態は全て、より大きいファンインバスおよびファンアウトバスの一部として、バス１００を参照して上述したファンインバス１０２およびファンアウトバス１０４と同一のものを含む。したがって、より大きいファンインバスおよびファンアウトバスの動作および機能の詳細な説明は省略する。
【００２３】
図６は、本発明の実施の形態による第１の対称型光マルチプロセッシングバス６００を示す。バス６００は、ファンインバス６０２およびファンアウトバス６０４を備える。中継器６０６は、ノード０ー７の中央に配置される。中継器６０６は、ノード０ー７のうちどれにファンインバス６０２へのアクセスを許可するかを制御するアービタを含んでいてもよい。ファンインバス６０２は、ノード０−３の各々から出力される光信号を中継器６０６に誘導する第１のファンイン部６０８およびノード４ー７の各々から出力される光信号を中継器６０６に誘導する第２のファンイン部６１０を備える。中継器６０６は、第１のファンイン部６０８および第２のファンイン部６１０からの光信号を別々に受信するよう構成できる。ファンアウトバス６０４は、中継器６０６から出力される光信号をノード０−３にブロードキャストする第１のファンアウト部６１２および中継器６０６から出力される光信号をノード４ー７にブロードキャストする第２のファンアウト部６１４を備える。中継器６０６は、ノード０ー７のうち１個から出力される光信号をファンイン部６０８又はファンイン部６１０の一方を介してそれぞれ光通信バス６１６および６１８に沿って受信し、同時にそれぞれ光通信バス６２０および６２２上に出力される２個の再生光信号を生成する。その後、再生光信号は、ファンアウトバス６０４の第１のファンアウト部６１２および第２のファンアウト部６１４を介してノード０ー７に同時にブロードキャストされる。
【００２４】
図７は、本発明の実施の形態により構成される、第２の対称型光マルチプロセッシングバス７００を示す。バス７００は、ファンインバス７０２およびファンアウトバス７０４を備える。中継器７０６は、ノード０ー７の中央に配置される。中継器７０６は、ノード０ー７のうちどれにファンインバス７０２へのアクセスを許可するか制御するアービタを含んでいてもよい。ファンインバス７０２は、ノード０−３の各々から出力される光信号を中継器７０６に誘導する第１のファンイン部７０８およびノード４ー７の各々から出力される光信号を中継器７０６に誘導する第２のファンイン部７１０を備える。ファンアウトバス７０４は、中継器７０６から出力される光信号をノード０−３にブロードキャストする第１のファンアウト部７１２および該中継器から出力される光信号をノード４ー７の各々およびその後中継器７０６にブロードキャストする第２のファンアウト部７１４を備える。図７の例に示すように、ファンインバス７０２およびファンアウトバス７０４は更に、５０／５０ビームスプリッタ７１６および７１８をそれぞれ含む。ノード０−３のうち１個から出力される光信号は第１のファンイン部７０８を通過し、反射鏡７２０によりビームスプリッタ７１６へ誘導され、光信号の送信される部分は中継器７０６により受信される。ノード４ー７のうち１個から出力される光信号は第２のファンイン部７１０を介してビームスプリッタ７１６に到達し、反射される部分が中継器７０６により受信される。中継器７０６から出力される光信号はファンアウト部７１２を介してノード０−３にブロードキャストされる反射光信号と、反射鏡７２２により反射され、ファンアウト部７１４を介してノード４ー７にブロードキャストされる送信光信号に分割される。
【００２５】
図８は、本発明の実施の形態により構成される、第３の対称型光マルチプロセッシングバス８００を示す。バス８００は、ファンインバス８０２およびファンアウトバス８０４を備える。中継器８０６はノード０ー７の中央に配置される。中継器８０６は、ノード０ー７のうちどれにファンインバス８０２へのアクセスを許可するか制御するアービタを含んでいてもよい。ファンインバス８０２は、第１の分割器／結合器８１２にそれぞれ結合される第１のファンイン部８０８および第２のファンイン部８１０を備える。ファンイン部８０８およびファンイン部８１０は、ノード０ー７の各々から出力される光信号を第１の分割器／結合器９１２に誘導し、光信号は中継器８０６に誘導される。ファンアウトバス８０４は、第２の分割器／結合器８１８にそれぞれ結合される第１のファンアウト部８１４および第２のファンアウト部８１６を備える。中継器８０６は、ファンアウト部８１４を介してノード０−３にブロードキャストされる光信号および第２のファンアウト部８１６を介してノード４ー７にブロードキャストされる光信号を分割する分割器／結合器８１８に光信号を出力する。
【００２６】
図９Ａは、本発明の実施の形態により構成される、分割器／結合器９００の概略図を示す。分割器／結合器９００は、第１の反射平面９０４および第２の反射平面９０６を有するプリズム９０２を含む。分割器／結合器９００は更に、第１の導波路部９０８、第２の導波路部９１０、および主導波路部９１２を含む。図９Ａの例に示すように、第１の導波路部９０８および第２の導波路部９１０は、主導波路部９１２に略垂直に配置される。導波路部９０８、９１０、および９１２は光ファイバ又は中空導波路であってもよい。分割器／結合器９００は、矢印９１４により示すように主導波路９１２内をプリズム９０２へ向かって伝播する入射光の５０／５０ビームスプリッタとして動作できる。光は先端９１６で第１の光線および第２の光線に分割され、各光線は入射光線の光パワーの約２分の１を有する。反射面９０４および９０６間の角度は、第１の光線が第１の反射面９０４に反射して第１の導波路９０８に沿って方向９１８に伝播し、第２の光線が第２の反射面９０６に反射して第２の導波路９１０に沿って方向９２０に伝播するよう選択される。
【００２７】
分割器／結合器９００は更に光結合器として動作できる。例えば、第１の導波路部９０８をプリズム９０２に向かって方向９２２に伝播する第１の入射光線は第１の反射面９０４で主導波路９１２内に反射し、第２の導波路部９１０内をプリズム９０２に向かって方向９２４へ伝播する第２の入射光線は第２の反射面９０６で主導波路９１２内に反射する。第１および第２の光線は主導波路内で結合し、方向９２６に伝播する。プリズム角度は、分割器／結合器の接合点における入射損失を最小限に抑えるよう選択される。プリズムが９０度の場合、分割器の効率は９３％を超える。
【００２８】
その他の実施の形態においては、図９Ｂに示すように主導波路９１２は先細形状の領域９２８を有していてもよい。先細形状の領域９２８は主導波路９１２に沿って伝搬する光がプリズム９０２に到達すると拡散するように用いてもよく、あるいは、導波路９０８および９１０から導波路９１２内に反射される光を集光することにより結合器／分割器の接合点における損失を軽減するために用いてもよい。結合器の効率は７８％を超えることが予測される。
【００２９】
説明を目的とした上述の記述においては、本発明の完全な理解のために具体的な名称が用いられている。しかしながら、当業者にとって、本発明を実施するために具体的な詳細は必要ないことは明らかである。上述の本発明の特定の実施の形態の説明は、図示および説明を目的として提示されている。これらの説明は全てを含むこと、あるいは本発明を開示された形状のみに制限することを意図するものではない。上述の教示を参照して様々な変更および変形が可能であることは明らかである。実施の形態は本発明の原理および実際的な応用を最も良く説明するために図示および説明されており、これにより、当業者は本発明および様々な変更が加えられた様々な実施の形態を、意図する特定の用途に適合するよう最も有効に利用することが可能となる。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲およびその均等物により規定されるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【国際調査報告】
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