(57)【要約】【課題】ＴＴＬのカウントを不要にする。【解決手段】  光パワー分波器１２は、入力端子１０からの光パケットを２分割する。光パケットは光ラベルとデータ部とからなり、光ラベルはプリアンブルとヘッダ情報とからなる。フォトダイオード２２は、光パワー分波器１２からの信号光を電気信号に変換し、その電気信号をクロック再生装置２４、タイマ２６及び制御装置２８に印加する。タイマ２６は、フォトダイオード２２の出力電気信号により時間計測をスタートする。制御装置２８は、フォトダイオード２２の出力電気信号にプリアンブルが存在する場合に、光遅延線１４の出力信号光の先頭の所定時間Δｔ部分を除去するように光ゲート１６を開く。装置２８はまた、ヘッダ情報の宛先情報に従い光スイッチ１８を制御する。【選択図】  図１
2005286719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを収容するデータ部と、当該データ部に先行し、プリアンブル及びヘッダ情報からなる光ラベルとからなる光パケットを２分割する光分波器（１２）と、
当該光分波器（１２）の一方の出力信号光を一定時間、遅延する光遅延器（１４）と、
当該光遅延器（１４）の出力信号光をゲートする常閉の光ゲート（１６）と、
当該光ゲート（１６）の出力信号光を複数の出力ポート（３０−１〜３０−ｎ）の１つに分配する光スイッチ（１８）と、
当該光分波器（１２）の他方の出力信号光を電気信号に変換する受光器（２２）と、
当該受光器（２２）の出力信号に従って時間計数を開始するタイマ（２６）と、
当該タイマ（２２）及び当該受光器（２６）の出力に従い、当該光ゲート（１６）及び当該光スイッチ（１８）を制御する制御装置であって、当該光遅延線（１４）の出力信号光から先頭の所定時間（Δｔ）分を除いた部分を出力するように当該光ゲート（１６）を制御し、当該受光器（２２）の出力信号から当該ヘッダ情報を読み取り、当該ヘッダ情報に含まれる宛先情報に従って当該光スイッチ（１８）を制御する制御装置（２８）
とを具備することを特徴とする光ルータ。
【請求項２】
データを収容するデータ部と、当該データ部に先行し、プリアンブル及びヘッダ情報からなる光ラベルとからなる光パケットをルーティングする方法であって、
光ルータを通過する都度、当該信号光から先頭の所定時間（Δｔ）分を除去することを特徴とする光パケットルーティング方法。
【請求項３】
データを収容するデータ部と、当該データ部に先行し、プリアンブル及びヘッダ情報からなる光ラベルとからなる光パケットを２分割し、
分割された一方の光パケットを電気信号に変換し、
当該電気信号から当該プリアンブルを検出し、
当該電気信号から当該ヘッダ情報に含まれる宛先情報を解析し、
当該プリアンブルが検出されない場合には、分割された他方の光パケットを遮へいし、
当該プリアンブルが検出された場合には、当該分割された他方の光パケットからその先頭の所定時間（Δｔ）分を除去した第２の光パケットを生成し、
当該第２の光パケットを当該宛先情報に従う出力ポートに配送する
ことを特徴とする光パケットルーティング方法。
【請求項４】
プリアンブルとヘッダ情報とを区切る区切り記号の有無により、当該電気信号から当該プリアンブルを検出することを特徴とする請求項３に記載の光パケットルーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ルータ及び光パケットルーティング方法に関し、光パケット（又は光バースト）の光ラベル信号に従い光パケット信号又は光バースト信号をルーティングする光パケットネットワークにおける光ルータ及び光パケットルーティング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロードバンドサービスの普及などによるインターネット・トラフィックの急増により、大容量な通信ネットワークの構築が急務となっている。このような伝送容量増大の要求に応えるために、信号を時間軸上で多重する時分割多重（ＴＤＭ）システム、及び、異なる波長を有する複数の信号光を伝送する波長分割多重（ＷＤＭ）伝送システムが、光伝送システムに適用されている。ＴＤＭ／ＷＤＭ通信技術は、２地点の通信ノード間の伝送容量を大幅に増大させることができる。
【０００３】
しかし、３つ以上の通信ノードで構成される光通信ネットワークを構築する場合には、各通信ノードには、データパケットをルーティングする機能が必要になる。例えば、ＴＤＭ信号又はＷＤＭ信号から個々の信号光を分離し、各信号光内のデータパケットを電気信号に変換し、各データパケットをルーティングする。電気処理が介在するので、伝送速度の高速化及び大容量化に伴い、ルーティング処理能力が限界に達すると考えられている。
【０００４】
これに対して、光パケット信号のデータ部、即ちデータパケットを、電気信号に変換することなく、光の状態でルーティングする技術が注目されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１，２に記載される技術では、経路制御情報を搬送する光ラベル信号を光パケットに先行して配置する。ラベル処理装置が、光ラベル信号を電気信号に変換及び解析し、その結果により光スイッチを制御して光パケットを所望のポートに分配させる。ラベル書き換え装置が、新たな内容の光ラベルを生成し、カプラが、光スイッチから出力される光パケットの頭に、ラベル書き換え装置からの新たな光ラベルを付加する。
【０００５】
光ラベルを書き換えることにより、大規模なネットワークでも、各光ルータがネットワークにある全てのアドレス情報及びネットワークトポロジーを持つ必要が無くなる。即ち,各光ルータは、隣接または近隣の光ルータ又は通信ノードへの経路情報を持つだけで、目的ノードまでのルーティングを行うことができる。この場合、光ラベルは、宛先アドレスに至る次のルータへの経路情報だけを持てばよい。
【０００６】
光ラベルを書き換える目的の一つに、そのパケットが経由したルータ数をカウントする、ＴＴＬ（ｔｉｍｅ  ｔｏ  ｌｉｖｅ）と呼ばれる項目の更新がある。ＴＴＬは、アドレス不定のパケット又は無限ループに入ったパケットなどを消去する目的で導入されたものであり、ＴＴＬが一定数以上になると、そのパケットを消去することになっている。
【０００７】
光ラベルを光学的に更新する光パケットスイッチ又は光ルータが、特許文献３，４に記載されている。非特許文献５には、光パケットとは別に、それに先立つＴＴＬカウント用バーストパルスを設け、そのパルス数を光学的に減算することにより更新する方法が記載されている。
【０００８】
一方、比較的小規模のネットワークでは、各ルータがネットワークにある全てのアドレス情報及びネットワークトポロジーを知ることが可能である。その場合、光ラベル信号に収容される経路制御情報を書き換える必要はなくなり、ネットワーク制御が大幅に簡素化される。
【特許文献１】特開２００２−０８４２２８公報
【特許文献２】米国特許出願公開２００２／００２７６８６公報
【特許文献３】米国特許６６２７５８９公報
【特許文献４】米国特許６６９４０９８公報
【非特許文献１】W. hung, et al., "A Routing Loop Control Scheme In Optical layer for optical Packet Networks," OFC 2002, Proceedings ThGG111, pp.770-771
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
光ラベルを書き換えない光パケットル−ティングシステムでは、ＴＴＬをカウントできなくなるので、無限ループを防ぐ手段、及び、未登録の宛先アドレスの光パケットを消去する手段を別途、用意する必要がある。これでは、かえって、光ネットワークにおける光パケットの管理が面倒で複雑なものになってしまう。
【００１０】
また、非特許文献５に記載の方法では、非線形光学を利用するので、ＴＴＬカウント用バーストパルスの振幅は、光パケットの振幅とは異なり、且つ、その振幅範囲が著しく制限される。その結果、信号レベルが経路により変動する可能性のあるネットワークにこの方法を適用した場合、構成が非常に複雑になる。
【００１１】
本発明は、光ラベルを書き換えなくても、所定数以上のルータをホップした光パケットを消去する光ルータ及び光パケットルーティング方法を提示することを目的とする。
【００１２】
本発明はまた、信号レベルが経路毎に変動しても、誤りの無い動作を実現する光ルータ及び光パケットルーティング方法を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る光ルータは、データを収容する光パケットと、当該光パケットに先行し、プリアンブル及びヘッダ情報からなる光ラベルとからなる信号光を２分割する光分波器と、当該光分波器の一方の出力信号光を一定時間、遅延する光遅延器と、当該光遅延器の出力信号光をゲートする常閉の光ゲートと、当該光ゲートの出力信号光を複数の出力ポートの１つに分配する光スイッチと、当該光分波器の他方の出力信号光を電気信号に変換する受光器と、当該受光器の出力信号に従って時間計数を開始するタイマと、当該タイマ及び当該受光器の出力に従い、当該光ゲート及び当該光スイッチを制御する制御装置であって、当該光遅延線の出力信号光から先頭の所定時間分を除いた部分を出力するように当該光ゲートを制御し、当該受光器の出力信号から当該ヘッダ情報を読み取り、当該ヘッダ情報に含まれる宛先情報に従って当該光スイッチを制御する制御装置とを具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る光パケットルーティング方法は、データを収容する光パケットと、当該光パケットに先行し、プリアンブル及びヘッダ情報からなる光ラベルとからなる信号光をルーティングする方法であって、光ルータを通過する都度、当該信号光から先頭の所定時間分を除去することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る光パケットルーティング方法では、データを収容する光パケットと、当該光パケットに先行し、プリアンブル及びヘッダ情報からなる光ラベルとからなる信号光を２分割する。分割された一方の信号光を電気信号に変換する。当該電気信号から当該プリアンブルを検出する。当該電気信号から当該ヘッダ情報に含まれる宛先情報を解析する。当該プリアンブルが検出されない場合には、分割された他方の信号光を遮へいする。当該プリアンブルが検出された場合には、当該分割された他方の信号光からその先頭の所定時間分を除去した第２の信号光を生成する。当該第２の信号光を当該宛先情報に従う出力ポートに配送する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＴＴＬをカウントすることなしに、一定回数以上、光ルータ又は光ノードを通過した光パケットを消去できる。通常時には、光ゲートを遮断状態にしておくことにより、ネットワーク内の光増幅器などで発生するＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）ノイズの伝播を遮断できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例である光ルータの概略構成ブロック図を示し、図２は、本実施例のタイミングチャートを示す。
【００１９】
入力端子１０には、データ部又はデータパケットと当該データ部に時間的に先行する光ラベルとからなる光パケット４０が、図示しない光ノード又は別の光ルータから入力する。図２（ａ）は、入力端子１０に入力する光パケット４０のタイミング例を示す。時刻ｔ＝０に光ラベルが開始するとしている。入力端子１０に入力した信号光は、光パワー分波器１２に入力し、ここで２分割される。
【００２０】
光ラベルは、図２（ａ）に示すように、２進値”１０１０”の繰り返しパターンからなるプリアンブルと、光パケット（データパケット）の宛先を示すヘッダ情報とからなる。信号光を受信した装置は、プリアンブルから同期クロックを生成し、その同期クロックによりヘッダ情報及びデータパケットのデータを解析できる。
【００２１】
バースと的に到着する光パケットの光ラベルの情報を電気信号に変換して解読するためには、プリアンブルから同期クロックを抽出する必要がある。そのために、光パケットの全体は、プリアンブルと同期している。
【００２２】
光パワー分波器１２の一方の出力信号光は、光遅延線１４を介して光ゲート１６に入力する。光遅延線１４の遅延時間はτであり、図２（ｂ）は、光遅延線１４から出力される信号光４２、即ち光ゲート１６に入力する信号光のタイミングを示す。光ゲート１６は、常時は閉じているが、後述する光ラベル処理装置２０からの光ゲート制御信号４４に従い開かれる。図２（ｃ）は、光ゲート制御信号４４、即ち、制御信号４４による光ゲート１６の開閉状態を示す。
【００２３】
詳細は、後述するが、入力信号光４２に対して光ゲート１６のゲートオープンの開始タイミングをΔｔだけ遅らせることで、光ゲート１６は、光遅延線１４から入力する信号光４２の先頭から所定時間Δｔに相当する部分を消去する。光ゲート１６の出力信号光４６では、そのプリアンブルが、図２（ｄ）に示すように、Δｔだけ短くなっている。
【００２４】
光ゲート１６を開いた後は、例えば、ヘッダ情報からパケット長を読み取り、そのパケット長からデータパケットが完全に通過できるタイミングで光ゲート１６を閉じれば良い。
【００２５】
光ゲート１６の出力信号光４６は、光スイッチ１８に入力する。光スイッチ１８は、詳細は後述するが、光ラベルで指定される出力信号線１８−１〜１８−ｎの何れか１つに光ゲート１６からの信号光を出力する。
【００２６】
光パワー分波器１２の他方の出力信号光は、光ラベル処理装置２０のフォトダイオード２２に入力する。図３は、信号光の受信後の、光ラベル処理装置２０の動作、特に、光ゲート１６と光スイッチ１８の制御動作のフローチャートを示す。
【００２７】
フォトダイオード２２は、光パワー分波器１２からの信号光を電気信号に変換し、その電気信号をクロック再生装置２４、タイマ２６及び制御装置２８に印加する。クロック再生装置２４は、フォトダイオード２２の出力電気信号からクロックを再生し、再生したクロックを制御装置２８に印加する。タイマ２６は、フォトダイオード２２の出力電気信号の最初のパルス、即ちラベルの最初のパルスにより時間計測をスタートし（Ｓ１）、経過時間の情報を制御装置２８に出力する。
【００２８】
タイマ２６は、一定時間以上、信号入力が無い場合にはリセットされ、ある閾値以上の信号が入力された瞬間から時間計測をスタートする機能を持つ。このような機能は、電気的な閾値回路により実現可能である。
【００２９】
制御装置２８は、フォトダイオード２２の出力電気信号から先ずプリアンブルを検出する（Ｓ２）。プリアンブルが存在しなければ（Ｓ２）、光ゲート１６はオフのままである。プリアンブルが存在する場合（Ｓ２）、制御装置２８は、光ゲート１６及び光スイッチ１８を制御する（Ｓ４〜Ｓ６）。
【００３０】
まず、制御装置２８は、プリアンブルに続くヘッダ情報を読み取り、ヘッダ情報に収容されるパケット送付先を解析し、必要により、パケット長を読み取る（Ｓ４）。一定長さ以上のプリアンブルが存在する場合、制御装置２８は、タイマ２６の時間出力を参照して、入力信号光４０の先頭、即ち光ラベルの先頭から光遅延線１４の遅延時間τと所定時間Δｔの和に相当する時間だけ遅れて、光ゲート１６を開き、データパケットを通過するのに十分な時間の後に、光ゲート１６を閉じる（Ｓ５）。この時、タイマ２６は、リセットされる。例えば、ヘッダ情報からデータパケットのパケット長を読み取り、そのパケット長からデータパケットを通過できる十分な開放時間Ｔｏｐｅｎを決定する。この制御により、光ゲート１６は、光遅延線１４から出力される信号光４２から、先頭の所定時間Δｔに相当する部分を消去する。
【００３１】
光ゲート１６を開く時間Ｔｏｐｅｎは、信号光の長さ及び隣接する信号光の間の間隔が固定の場合には、対応する一定値に予め設定しておいても良い。この場合、光ゲート１６を閉じるタイミングは、信号光の固定長により決定されるので、ヘッダ情報のパケット長を読み取る必要は無い。
【００３２】
制御装置２８はまた、光ゲート１６の出力信号光４６をその送付先に配送するように光スイッチ１８を制御する（Ｓ６）。即ち、光スイッチ１８は、出力線１８−１〜１８−ｎの内の、制御装置２８からの光スイッチ制御信号に従う出力線に、光ゲート１６の出力信号光を供給する。出力信号線１８−１〜１８−ｎはそれぞれ出力端子３０−１〜３０−ｎに接続する。各出力端子３０−１〜３０−ｎには、図示しない光ノード及び光ルータ等が接続する。
【００３３】
本実施例では、図１に示す光ルータを光パケットが通過する度に、光ゲート１６が、その光パケットの先頭のΔｔに相当する部分を消去する。即ち、光ルータを通過するたびに、光ラベルのプリアンブルの長さがΔｔだけ短くなる。ある程度以上にプリアンブルが短くなると、光ラベル処理装置２０は、プリアンブルを検出できなくなる。プリアンブルを検出できない場合、光ゲート１６は閉じたままとなり、信号光は出力端子３０−１〜３０−ｎのどこからも出力されない。即ち、一定回数、光ルータを通過した信号光は、確実に消去される。
【００３４】
光遅延線１４の遅延時間τは、制御装置２８で光ラベルの解析に必要な時間以上に設定される。
【００３５】
制御装置２８は、時間計数を開始した信号光の終了後であって、次の信号光の光ラベルが入力端子１０に入力する前に、タイマ２６をリセットする。
【実施例２】
【００３６】
光ラベルのプリアンブルを確実に検知するためには、ヘッダ情報又はその後のデータ中に一定長さ以上の”１０１０”パターンの繰り返しが入ることを禁止しなければならない。そうしないと、プリアンブル以外の箇所をプリアンブルと誤認してしまう可能性が生じるからである。しかし、”１０１０”の繰り返しパターンは、マーク率が５０％の非常に一般的なパターンであるので、このパターンを回避するのは難しい。
【００３７】
この問題点を解決するため、実施例２では、プリアンブルとヘッダ情報の間にこれらを区切る特殊パターンを配置することを提案する。この特殊パターンは、いわば、プリアンブルの終了とヘッダ情報の始まり、又は、プリアンブルとヘッダ情報の区切りを示す区切り記号であり、例えば、８個の’０’と８個の’１’の連なる”００００００００１１１１１１１１”のような、ヘッダ情報及びデータのどちらにも実際上、出現しないようなビットパターンであればよい。
【００３８】
図４は、実施例２に対応するタイミングチャートを示し、図５は、図４に示すタイミングチャートに対応する、光ラベル受信後の、光ラベル処理装置２０の動作、特に、光ゲート１６と光スイッチ１８の制御動作のフローチャートを示す。信号光５０は、入力端子１０に入力する信号光を示し、信号光５２は、光遅延線１４の出力信号光を示す。信号５４は、光スイッチ１８を制御するスイッチ制御信号を示す。信号光５６は、光ゲート１６の出力信号光を示す。
【００３９】
このような区切りパターンがプリアンブルとヘッダ情報の間に挿入されている場合、光ラベル処理装置２０のタイマ２６は、光ラベルの受信に応じて初期化されて、時間計測を開始する（Ｓ１１）。
【００４０】
制御装置２８は、先ず、フォトダイオード２２の出力電気信号から区切りパターンを検出する（Ｓ１２）。区切りパターンを検出できずに、プリアンブルの最長の長さに相当する時間Ｔｐｒｅが経過した場合（Ｓ１３）、プリアンブルが存在しないことになる。この場合、光ゲート１６をオフにしたままで、処理を終了する（Ｓ１４）。
【００４１】
区切りパターンが検出されると（Ｓ１２）、実施例１と同様に、ヘッダ情報を解析し（Ｓ１５）、光ゲート１６を制御し（Ｓ１６）、区切りパターンに続くヘッダ情報に従い光スイッチ１８を制御する（Ｓ１７）。
【００４２】
実施例１，２では、通常時には、光ゲートを遮断状態になる。これにより、ネットワーク内の光増幅器などで発生するＡＳＥノイズの伝播を遮断できる。
【００４３】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】本実施例のタイミングチャート例である。
【図３】図２に示すタイミングチャートに対応する光ラベル処理装置２０の動作フローチャートである。
【図４】プリアンブルとヘッダ情報の間に区切り記号を挿入する場合のタイミングチャートである。
【図５】図４に示すタイミングチャートに対応する光ラベル処理装置２０の動作フローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１０：入力端子
１２：光パワー分波器
１４：光遅延線
１６：光ゲート
１８：光スイッチ
１８−１〜１８−ｎ：出力信号線
２０：光ラベル処理装置
２２：フォトダイオード
２４：クロック再生装置
２６：タイマ
２８：制御装置
３０−１〜３０−ｎ：出力端子
４０、５０：入力端子１０に入力する光パケット
４２、５２：光遅延線１４から出力される信号光
４４，５４：光ゲート制御信号
４６，５６：光ゲート１６の出力信号光
【図１】
2005286719.tif 000003
【図２】
2005286719.tif 000004
【図３】
2005286719.tif 000005
【図４】
2005286719.tif 000006
【図５】
2005286719.tif 000007