(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した光パケット信号を分岐する分岐部と、
分岐された一方の光パケット信号の方路を切り替えて出力する光スイッチ部と、
分岐された他方の光パケット信号を電気のパケット信号に変換した後、該パケット信号から方路情報を抽出し、該方路情報に応じて前記光スイッチ部を制御する光スイッチ制御部であって、パケット信号に対して所定の処理を行う第１電気回路と、前記第１電気回路の後段に容量結合されたパケット信号に対して所定の処理を行う第２電気回路とを含む光スイッチ制御部と、
受信した光パケット信号のパケット密度を検出するパケット密度検出部と、
前記パケット密度検出部により検出されたパケット密度情報に応じて、前記第２電気回路に入力されるパケット信号のＤＣオフセット電圧を調整するＤＣオフセット調整部と、
を備えることを特徴とする光パケット交換装置。
【請求項２】
前記第１電気回路と前記第２電気回路との間において、パケット信号は差動信号であり、
前記ＤＣオフセット調整部は、差動信号におけるポジティブ信号およびネガティブ信号の少なくとも一方のＤＣオフセット電圧を調整することを特徴とする請求項１に記載の光パケット交換装置。
【請求項３】
前記ＤＣオフセット調整部は、パケット密度とＤＣオフセット電圧との関係を記載したテーブルを参照して、ＤＣオフセット電圧を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の光パケット交換装置。
【請求項４】
前記パケット密度検出部は、
一定時間内の受信パケット数をカウントするカウント部と、
各パケット信号のパケット長を検出するパケット長検出部と、
受信パケット数情報およびパケット長情報に基づいて、パケット密度を算出する算出部と、
を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光パケット交換装置。
【請求項５】
前記分岐部は、パケット密度情報が格納された光パケット信号を受信し、
前記パケット密度検出部は、光パケット信号に格納されたパケット密度情報を抽出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光パケット交換装置。
【請求項６】
受信した光パケット信号を分岐する分岐部と、
分岐された一方の光パケット信号の方路を切り替えて出力する光スイッチ部と、
分岐された他方の光パケット信号を電気のパケット信号に変換した後、該パケット信号から方路情報を抽出し、該方路情報に応じて前記光スイッチ部を制御する光スイッチ制御部であって、パケット信号に対して所定の処理を行う第１電気回路と、前記第１電気回路の後段に容量結合されたパケット信号に対して所定の処理を行う第２電気回路とを含む光スイッチ制御部と、
受信した光パケット信号のエラーを検出するエラー検出部と、
前記エラー検出部により検出されたエラー情報に応じて、前記第２電気回路に入力されるパケット信号のＤＣオフセット電圧を調整するＤＣオフセット調整部と、
を備えることを特徴とする光パケット交換装置。
【請求項７】
前記第１電気回路と前記第２電気回路との間において、パケット信号は差動信号であり、
前記ＤＣオフセット調整部は、差動信号におけるポジティブ信号およびネガティブ信号の少なくとも一方のＤＣオフセット電圧を調整することを特徴とする請求項６に記載の光パケット交換装置。
【請求項８】
前記ＤＣオフセット調整部は、前記エラー検出部により検出されるエラーが最小となるようＤＣオフセット電圧を調整することを特徴とする請求項６または７に記載の光パケット交換装置。
【請求項９】
前記エラー検出部は、ＦＣＳエラーを検出するよう構成されていることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の光パケット交換装置。
【請求項１０】
前記ＤＣオフセット調整部により調整されたＤＣオフセット電圧を格納するメモリ部をさらに備え、
前記ＤＣオフセット調整部は、当該装置が再起動されたときに、前記メモリ部に格納された電圧値に基づいて、ＤＣオフセット電圧を調整することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の光パケット交換装置。
【請求項１１】
前記ＤＣオフセット調整部は、可変抵抗の抵抗値を変化させることによりＤＣオフセット電圧を調整するよう構成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の光パケット交換装置。
【請求項１２】
前記ＤＣオフセット調整部は、バイアス電圧を変化させることによりＤＣオフセット電圧を調整するよう構成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の光パケット交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光パケット信号に付与された経路情報に従って光スイッチを切り替えることにより、光パケット単位でのパケット交換を可能とする光パケット交換方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）を用いた光伝送システムにおいて、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：wavelength selective switch）等を用いることで、波長単位のパス切替を行う技術が実用化されている。その次の技術として、切替を行う単位を例えばＩＰパケット（１０ＧＥｔｈｅｒ（10 Gigabit Ethernet（登録商標））信号等）一つ一つという細かい単位とし、各々を光パケットという形式に変換して、超高速の光スイッチで方路切り替えを行う光パケット交換方式が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＩＰパケットはデータが存在しない間は有意な情報が転送されておらず、その分だけ帯域が無駄になっているが、光パケット交換方式が実現すれば、データが存在しない時間帯を別のパケットが占有できることになる。従って、光パケット交換方式は、伝送路の帯域利用効率を飛躍的に高める可能性があり、将来の技術として有望視されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３５９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１は、光パケット信号の構成を示す。光パケット信号は、図１に示すように、ユーザ領域であるデータ領域と、データ領域の前に設けられたプリアンブル、同期パターン、および方路情報と、データ領域の後に設けられた誤り検出用のＦＣＳ（Frame check sequence）とから構成される。プリアンブルは、光パケット信号を受信する光受信器の安定化に使用される。プリアンブルとフレーム同期パターンは固定パターンである。同期パターンは、フレーム同期の確立に利用される。方路情報は、パケット長情報と、宛先情報と、送信元情報とを含む。
【０００６】
光パケット交換方式においては、図１に示すように、隣接する光パケット間に「ギャップ時間」と呼ばれる光信号が存在しない時間帯が存在する。ここで、パケット存在時間とギャップ時間の合計時間に対するパケット存在時間の割合（パケット存在時間／（パケット存在時間＋ギャップ時間））を「パケット密度」と定義する。光パケット交換方式においては、パケット毎にデータ量が異なり、パケット存在時間が変化するため、パケット密度がリアルタイムに変化する。
【０００７】
ところで、光パケット交換装置においては、受信した光パケット信号は２つに分岐された後、一方の光パケット信号は光スイッチ部に入力され、他方の光パケット信号は光スイッチ部を制御するための光スイッチ制御部に入力される。
【０００８】
図２は、光スイッチ制御部の構成の一例を示す。図２に示すように、光スイッチ制御部１００は、光電変換部１０１と、電気処理部１０２とを備える。
【０００９】
光電変換部１０１は、入力された光パケット信号を電気のパケット信号ＤＴに変換するフォトダイオード１０３と、パケット信号ＤＴからクロック信号ＣＬＫを抽出するクロック抽出部１０４と、パケット信号ＤＴを差動パケット信号ＤＴ−Ｐ，ＤＴ−Ｎに変換して出力する差動出力アンプ１０５と、クロック信号ＣＬＫを差動クロック信号ＣＬＫ−Ｐ，ＣＬＫ−Ｎに変換して出力する差動出力アンプ１０６とを備える。
【００１０】
電気処理部１０２は、光電変換部１０１からの差動パケット信号ＤＴ−Ｐ，ＤＴ−Ｎが入力される差動入力アンプ１０９と、光電変換部１０１からの差動クロック信号ＣＬＫ−Ｐ，ＣＬＫ−Ｎが入力される差動入力アンプ１１０と、パケット信号ＤＴから方路情報を抽出し、該方路情報に応じて光スイッチ制御信号を生成するパケット処理部１１１とを備える。差動入力アンプ１０９，１１０に入力される差動パケット信号ＤＴ−Ｐ，ＤＴ−Ｎ、差動クロック信号ＣＬＫ−Ｐ，ＣＬＫ−Ｎが通る信号線は、終端抵抗１０７，１０８により５０Ω終端されている。
【００１１】
光電変換部１０１の差動出力アンプ１０５，１０６と、電気処理部１０２の差動入力アンプ１０９，１１０とは、カップリングコンデンサ１１２，１１３を介して容量結合されている。これは、光電変換部１０１の差動出力アンプ１０５，１０６と、電気処理部１０２の差動入力アンプ１０９，１１０とが異なる電位インタフェースを有しており、それぞれを直接接続することができないためである。カップリングコンデンサ１１２，１１３により、光電変換部１０１の差動出力アンプ１０５，１０６から出力された差動パケット信号ＤＴ−Ｐ，ＤＴ−Ｎおよび差動クロック信号ＣＬＫ−Ｐ，ＣＬＫ−ＮのＤＣ（直流）成分が取り除かれる。
【００１２】
図３は、パケット密度が高い場合に電気処理部に入力される差動パケット信号の一例を示す。この場合、差動パケット信号のポジティブ信号ＤＴ−Ｐ（実線）とネガティブ信号ＤＴ−Ｎ（破線）のＤＣレベルは共に０Ｖ（ＧＮＤ）を中心とした振幅となる。このため、ポジティブ信号ＤＴ−Ｐとネガティブ信号ＤＴ−Ｎとが理想的な差動状態（Ｈ電位が同じ且つＬ電位が同じ）となり品質の高い信号伝送が可能となる。
【００１３】
図４は、パケット密度が低い場合に電気処理部に入力される差動パケット信号の一例を示す。この場合、ポジティブ信号ＤＴ−Ｐ（実線）のＬ電位が０Ｖに近づき、ネガティブ信号ＤＴ−Ｎ（破線）のＨ電位が０Ｖに近づく。このため、ポジティブ信号ＤＴ−Ｐとネガティブ信号ＤＴ−Ｎが重なる電位が小さくなる。その結果、パケット処理部１１１にて差動パケット信号を再生した場合にデューティ比が理想である１／２からずれ、信号が劣化する。パケット信号が劣化すると、パケット信号から方路情報を抽出できなくなり、光パケット信号のスイッチングが行えなくなる可能性がある。
【００１４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、パケット密度が変動する光パケット交換方式において、好適に光パケット信号のスイッチングを行うことのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の光パケット交換装置は、受信した光パケット信号を分岐する分岐部と、分岐された一方の光パケット信号の方路を切り替えて出力する光スイッチ部と、分岐された他方の光パケット信号を電気のパケット信号に変換した後、該パケット信号から方路情報を抽出し、該方路情報に応じて光スイッチ部を制御する光スイッチ制御部であって、パケット信号に対して所定の処理を行う第１電気回路と、第１電気回路の後段に容量結合されたパケット信号に対して所定の処理を行う第２電気回路とを含む光スイッチ制御部と、受信した光パケット信号のパケット密度を検出するパケット密度検出部と、パケット密度検出部により検出されたパケット密度情報に応じて、第２電気回路に入力されるパケット信号のＤＣオフセット電圧を調整するＤＣオフセット調整部とを備える。
【００１６】
第１電気回路と第２電気回路との間において、パケット信号は差動信号であり、ＤＣオフセット調整部は、差動信号におけるポジティブ信号およびネガティブ信号の少なくとも一方のＤＣオフセット電圧を調整してもよい。
【００１７】
ＤＣオフセット調整部は、パケット密度とＤＣオフセット電圧との関係を記載したテーブルを参照して、ＤＣオフセット電圧を調整してもよい。
【００１８】
パケット密度検出部は、一定時間内の受信パケット数をカウントするカウント部と、各パケット信号のパケット長を検出するパケット長検出部と、受信パケット数情報およびパケット長情報に基づいて、パケット密度を算出する算出部とを備えてもよい。
【００１９】
分岐部は、パケット密度情報が格納された光パケット信号を受信し、パケット密度検出部は、光パケット信号に格納されたパケット密度情報を抽出してもよい。
【００２０】
本発明の別の態様もまた、光パケット交換装置である。この装置は、受信した光パケット信号を分岐する分岐部と、分岐された一方の光パケット信号の方路を切り替えて出力する光スイッチ部と、分岐された他方の光パケット信号を電気のパケット信号に変換した後、該パケット信号から方路情報を抽出し、該方路情報に応じて光スイッチ部を制御する光スイッチ制御部であって、パケット信号に対して所定の処理を行う第１電気回路と、第１電気回路の後段に容量結合されたパケット信号に対して所定の処理を行う第２電気回路とを含む光スイッチ制御部と、受信した光パケット信号のエラーを検出するエラー検出部と、エラー検出部により検出されたエラー情報に応じて、第２電気回路に入力されるパケット信号のＤＣオフセット電圧を調整するＤＣオフセット調整部とを備える。
【００２１】
第１電気回路と第２電気回路との間において、パケット信号は差動信号であり、ＤＣオフセット調整部は、差動信号におけるポジティブ信号およびネガティブ信号の少なくとも一方のＤＣオフセット電圧を調整してもよい。
【００２２】
ＤＣオフセット調整部は、エラー検出部により検出されるエラーが最小となるようＤＣオフセット電圧を調整してもよい。
【００２３】
エラー検出部は、ＦＣＳエラーを検出するよう構成されていてもよい。
【００２４】
ＤＣオフセット調整部により調整されたＤＣオフセット電圧を格納するメモリ部をさらに備え、ＤＣオフセット調整部は、当該装置が再起動されたときに、メモリ部に格納された電圧値に基づいて、ＤＣオフセット電圧を調整してもよい。
【００２５】
ＤＣオフセット調整部は、可変抵抗の抵抗値を変化させることによりＤＣオフセット電圧を調整するよう構成されていてもよい。
【００２６】
ＤＣオフセット調整部は、バイアス電圧を変化させることによりＤＣオフセット電圧を調整するよう構成されていてもよい。
【００２７】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を装置、方法、システム、プログラム、プログラムを格納した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、パケット密度が変動する光パケット交換方式において、好適に光パケット信号のスイッチングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】光パケット信号の構成を示す図である。
【図２】光スイッチ制御部の構成の一例を示す図である。
【図３】パケット密度が高い場合に電気処理部に入力される差動パケット信号の一例を示す図である。
【図４】パケット密度が低い場合に電気処理部に入力される差動パケット信号の一例を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る光パケット交換装置を説明するための図である。
【図６】パケット密度検出部の構成を説明するための図である。
【図７】ＤＣオフセット調整部の一実施形態を説明するための図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る光パケット交換装置の動作を説明するための図である。
【図９】ＤＣオフセット調整部の別の実施形態を説明するための図である。
【図１０】光パケット信号の別の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る光パケット交換装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る光パケット交換装置について説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
図５は、本発明の第１実施形態に係る光パケット交換装置を説明するための図である。図５に示すように、光パケット交換装置１０は、光カプラ１３と、光スイッチ部１２と、光スイッチ制御部１４とを備える。伝送路を経由して光パケット交換装置１０に入力された光パケット信号１１は、光カプラ１３で２つに分岐される。光パケット信号は、例えば１０ＧＥｔｈｅｒ等の光パケット信号であってよい。
【００３２】
光カプラ１３にて分岐された一方の光パケット信号１１ａは、光スイッチ制御部１４に入力され、他方の光パケット信号１１ｂは、光遅延線３４を介して光スイッチ部１２に入力される。光スイッチ制御部１４は、光パケット信号１１ａから方路情報を抽出し、該方路情報に応じて光スイッチ部１２を制御する。光スイッチ部１２は、光スイッチ制御部１４からの光スイッチ制御信号に基づいて光パケット信号１１ｂの方路を切り替えて出力する。
【００３３】
光スイッチ制御部１４は、光電変換部１６と、シリアル／パラレル変換部１８と、並び検出部１７と、並び換え部１９と、フレーム同期部２０と、パケット密度検出部２３と、方路検出部２４と、制御信号生成部２６と、ＤＣオフセット調整部２２と、メモリ部２７とを備える。
【００３４】
光電変換部１６は、受信した光パケット信号１１ａを光電変換した後、増幅、クロック抽出、識別再生などの所定の処理を施して、電気のパケット信号ＤＴとクロック信号ＣＬＫ１をシリアル／パラレル変換部１８に出力する。
【００３５】
光電変換部１６とシリアル／パラレル変換部１８とは、カップリングコンデンサにより容量結合されている。パケット信号ＤＴとクロック信号ＣＬＫは、カップリングコンデンサによりＤＣ成分をカットされた後、シリアル／パラレル変換部１８に入力される。
【００３６】
シリアル／パラレル変換部１８は、パケット信号ＤＴをシリアル／パラレル変換して、パラレルパケット信号ＤＴＳを出力すると共に、クロック信号ＣＬＫ１を分周して分周クロック信号ＣＬＫ２を出力する。例えば、シリアル／パラレル変換部１８は、１：８のシリアル／パラレル変換を行う。例えばシリアル／パラレル変換部１８に１０Ｇｂｐｓのパケット信号ＤＴと、１０ＧＨｚのクロック信号ＣＬＫ１が入力される場合、１．２５Ｇｂｐｓ×８本のパラレルパケット信号ＤＴＳと、１．２５ＧＨｚの分周クロック信号ＣＬＫ２とがシリアル／パラレル変換部１８から出力される。
【００３７】
シリアル／パラレル変換部１８から出力されたパラレルパケット信号ＤＴＳと分周クロック信号ＣＬＫ２は、並び換え部１９に入力される。また、パラレルパケット信号ＤＴＳと分周クロック信号ＣＬＫ２は、並び検出部１７にも入力される。並び検出部１７は、パラレルパケット信号に含まれるフレーム同期パターンがどのような並びであるかを検出する。並び検出部１７は、検出したフレーム同期パターンの並び情報を並び換え部１９に出力する。並び換え部１９は、該並び情報に基づいて、フレーム同期パターンが同一位相に並ぶようパラレルパケット信号を並び換える。
【００３８】
並び換え部１９によって並び換えられたパラレルパケット信号ＤＴＳと分周クロック信号ＣＬＫ２は、フレーム同期部２０に入力される。フレーム同期部２０は、所定のフレーム同期パターンを検出することで、光パケット信号のフレーム同期を確立する。
【００３９】
フレーム同期部２０にてフレーム同期が取られたパラレルパケット信号ＤＴＳと分周クロック信号ＣＬＫ２は、方路検出部２４に入力される。方路検出部２４は受信したパラレルパケット信号ＤＴＳから方路情報を検出する。
【００４０】
制御信号生成部２６は、方路検出部２４により検出された方路情報に従って、光スイッチ部１２内の光スイッチの開閉を制御するための光スイッチ制御信号を生成し、光スイッチ部１２に出力する。
【００４１】
また、フレーム同期部２０にてフレーム同期が取られたパラレルパケット信号ＤＴＳと分周クロック信号ＣＬＫ２は、パケット密度検出部２３にも出力される。パケット密度検出部２３は、入力されたパラレルパケット信号ＤＴＳに基づいてパケット密度を検出し、検出したパケット密度情報をＤＣオフセット調整部２２に出力する。
【００４２】
ＤＣオフセット調整部２２は、パケット密度検出部２３からフィードバックされたパケット密度情報に応じて、シリアル／パラレル変換部１８に入力されるパケット信号ＤＴのＤＣオフセット電圧を調整する。
【００４３】
メモリ部２７は、ＤＣオフセット調整部２２により調整されたＤＣオフセット電圧を格納する。ＤＣオフセット調整部は、当該装置が再起動されたときに、メモリ部２７に格納された電圧値に基づいて、パケット信号ＤＴのＤＣオフセット電圧を調整する。これにより、再起動前に設定されたＤＣオフセット電圧にてパケット信号を受信できる。
【００４４】
一方、光カプラ１３にて分岐された他方の光パケット信号１１ｂは、光遅延線３４を通った後、光スイッチ部１２に入力される。光カプラ１３で分岐された光パケット信号１１ｂを光スイッチ部１２に直接入力した場合、光スイッチ制御部１４から出力される光スイッチ制御信号は、光パケット信号１１ｂが光スイッチ部１２に到着するタイミングに間に合わず、光パケット信号１１ｂは光スイッチ部１２を通過できない。そこで、光カプラ１３と光スイッチ部１２との間に光遅延線３４を設けることにより、光パケット信号１１ｂに対する光スイッチ制御信号の遅延を解消する。光遅延線３４は、光ファイバ長を調整することにより遅延時間を調整できる。
【００４５】
光スイッチ部１２は、入力された光パケット信号１１ｂを２つに分岐する光カプラ３０と、分岐された光パケット信号を受ける第１光スイッチ３２ａおよび第２光スイッチ３２ｂとを備える、１×２の光スイッチである。第１光スイッチ３２ａおよび第２光スイッチ３２ｂは、例えば半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）を用いたものや、ＬＮ強度変調器を用いたものを利用できる。第１光スイッチ３２ａおよび第２光スイッチ３２ｂは、制御信号生成部２６からの光スイッチ制御信号によりオン／オフを制御される。例えば、光パケット信号１１ｂを方路１に出力する場合、第１光スイッチ３２ａがオン状態（閉状態）とされ、第２光スイッチ３２ｂがオフ状態（開状態）にされる。これにより、光パケット信号１１ｂは、第１光スイッチ３２ａのみ通過し、方路１に出力される。
【００４６】
図６は、パケット密度検出部２３の構成を説明するための図である。図６に示すように、パケット密度検出部２３は、発振器６０と、タイマー部６１と、パケット数カウント部６２と、パケット長検出部６３と、パケット密度算出部６４とを備える。
【００４７】
パケット数カウント部６２には、フレーム同期部２０からパラレルパケット信号ＤＴＳと分周クロック信号ＣＬＫ２が入力される。パケット数カウント部６２は、発振器６０からのカウンタ用クロックを用いて、一定時間内に入力されたパラレルパケット信号ＤＴＳの数をカウントする。ここでは、１つのパケット信号ＤＴＳから分割された複数のパラレルパケット信号ＤＴＳを、１つのパケット信号として数える。累積パケット数は、パケット密度算出部６４に送られる。
【００４８】
パケット長検出部６３にも、フレーム同期部２０からパラレルパケット信号ＤＴＳと分周クロック信号ＣＬＫ２が入力される。パケット長検出部６３は、パラレルパケット信号ＤＴＳからパケット長情報を抽出し、一定時間内に入力されたパケット信号のパケット長を累積する。パケット長とは、個々のパケット信号のデータ長である。累積パケット長は、パケット密度算出部６４に送られる。
【００４９】
パケット密度算出部６４には、パケット数カウント部６２から累積パケット数情報が入力され、パケット長検出部６３から累積パケット長情報が入力される。また、パケット密度算出部６４には、プリアンブル長情報、同期パターン長情報、経路情報長情報、およびＦＣＳ長情報が入力される。プリアンブル長、同期パターン長、経路情報長、およびＦＣＳ長は固定値である。パケット密度算出部６４は、入力されたこれらの情報に基づいて、パケット密度を算出する。パケット密度の算出式を下記の（１）式に示す。
パケット密度＝累積パケット数×（プリアンブル長＋同期パターン長＋経路情報長＋パケット長＋ＦＣＳ長）／一定時間  ・・・（１）
【００５０】
タイマー部６１は、発振器６０から出力されたカウンタ用クロックを分周し、リセット用クロックを生成する。このリセット用クロックは、パケット数カウント部６２、パケット長検出部６３およびパケット密度算出部６４に送られる。このリセット用クロックにより所定の監視周期ごとに累積値などがリセットされ、再度パケット密度が算出される。
【００５１】
図７は、ＤＣオフセット調整部の一実施形態を説明するための図である。図７は、光スイッチ制御部１４における光電変換部１６、ＤＣオフセット調整部２２、およびシリアル／パラレル変換部１８の部分を示す。
【００５２】
光電変換部１６は、入力された光パケット信号１１ａを電気のパケット信号ＤＴに変換するフォトダイオード３３と、パケット信号ＤＴからクロック信号ＣＬＫ１を抽出するクロック抽出部３５と、パケット信号ＤＴを差動パケット信号ＤＴ−Ｐ，ＤＴ−Ｎに変換して出力する差動出力アンプ３６と、クロック信号ＣＬＫ１を差動クロック信号ＣＬＫ１−Ｐ，ＣＬＫ１−Ｎに変換して出力する差動出力アンプ３７とを備える。
【００５３】
シリアル／パラレル変換部１８は、光電変換部１６からの差動パケット信号ＤＴ−Ｐ，ＤＴ−Ｎが入力される差動入力アンプ４８と、光電変換部１６からの差動クロック信号ＣＬＫ１−Ｐ，ＣＬＫ１−Ｎが入力される差動入力アンプ４９と、パケット信号ＤＴとクロック信号ＣＬＫ１をシリアル／パラレル変換するシリアル／パラレル変換器５０とを備える。
【００５４】
本実施形態において、光電変換部１６の差動出力アンプ３６，３７と、シリアル／パラレル変換部１８の差動入力アンプ４８，４９とは、異なる電位インタフェースを有している。従って、光電変換部１６とシリアル／パラレル変換部１８は、カップリングコンデンサ３８，３９，４０，４１を介して容量結合されている。
【００５５】
差動出力アンプ３６から出力された差動パケット信号のポジティブ信号ＤＴ−ＰのＤＣ成分は、カップリングコンデンサ３８によりカットされる。また、差動出力アンプ３６から出力された差動パケット信号のネガティブ信号ＤＴ−ＮのＤＣ成分は、カップリングコンデンサ３９によりカットされる。また、差動出力アンプ３７から出力された差動クロック信号のポジティブ信号ＣＬＫ１−ＰのＤＣ成分は、カップリングコンデンサ４０によりカットされる。また、差動出力アンプ３７から出力された差動クロック信号のネガティブ信号ＣＬＫ１−ＮのＤＣ成分は、カップリングコンデンサ４１によりカットされる。これらの差動パケット信号ＤＴ−Ｐ，ＤＴ−Ｎおよび差動クロック信号ＣＬＫ１−Ｐ，ＣＬＫ１−Ｎが通る信号線５１，５２，５３，５４は、終端抵抗４２，４３，４６，４７により５０Ω終端されている。
【００５６】
ＤＣオフセット調整部２２は、終端抵抗４２、４３と、電子制御可能な可変抵抗４５と、可変抵抗４５を制御する可変抵抗制御部４４とを備える。本実施形態において、ＤＣオフセット調整部２２は、差動パケット信号のポジティブ信号ＤＴ−ＰのＤＣオフセット電圧を調整する。「ＤＣオフセット電圧」とは、信号のＤＣレベルの０Ｖ（ＧＮＤ）からのずれ量である。
【００５７】
図７に示すように、可変抵抗４５の一方の端子は、所定のバイアス電圧Ｖ１に接続されている。また、可変抵抗４５の他方の端子は、ＤＣ成分がカットされたポジティブ信号ＤＴ−Ｐが通る信号線５１に接続されている。またこの信号線５１は、上述のように５０Ωの終端抵抗４２を介して接地されている。従って、ポジティブ信号ＤＴ−ＰのＤＣオフセット電圧Ｖ２は、バイアス電圧Ｖ１を可変抵抗４５と終端抵抗４２とで分圧した値となる。以下に、ポジティブ信号ＤＴ−ＰのＤＣオフセット電圧Ｖ２の算出式を下記の（２）式に示す。
Ｖ２＝（Ｖ１／（Ｒ２＋Ｒ１））×Ｒ１  ・・・（２）
ここで、Ｒ１は終端抵抗４２の抵抗値（すなわち５０Ω）、Ｒ２は可変抵抗４５の抵抗値である。
【００５８】
（２）式から分かるように、可変抵抗制御部４４により可変抵抗４５の抵抗値Ｒ２を変化させると、ＤＣオフセット電圧Ｖ２を調整することができる。本実施形態において、可変抵抗制御部４４は、パケット密度検出部２３からのパケット密度情報に応じて、可変抵抗４５の抵抗値を変化させ、ＤＣオフセット電圧Ｖ２を調整する。
【００５９】
図８は、本発明の第１実施形態に係る光パケット交換装置の動作を説明するための図である。図８は、パケット密度が低い場合にシリアル／パラレル変換部１８に入力される差動パケット信号を示している。図８において、破線はネガティブ信号ＤＴ−Ｎを示し、一点鎖線は、ＤＣオフセット電圧調整を行わない場合のポジティブ信号ＤＴ−Ｐを示す。ポジティブ信号ＤＴ−ＰのＤＣオフセット電圧を調整しない場合、図４において説明したように、ポジティブ信号ＤＴ−ＰのＬ電位が０Ｖに近づき、ネガティブ信号ＤＴ−ＮのＨ電位が０Ｖに近づく。このため、ポジティブ信号ＤＴ−Ｐとネガティブ信号ＤＴ−Ｎが重なる電位が小さくなる。
【００６０】
図８において、実線は、ＤＣオフセット電圧調整を行った場合のポジティブ信号ＤＴ−Ｐを示す。可変抵抗制御部４４は、パケット密度に応じてポジティブ信号ＤＴ−ＰのＤＣオフセット電圧を調整する。図８に示す例ではパケット密度が低いので、可変抵抗制御部４４はＤＣオフセット電圧が大きくなるよう可変抵抗４５の抵抗値を制御する。これにより、ポジティブ信号ＤＴ−Ｐとネガティブ信号ＤＴ−Ｎが重なる電位を大きくすることができ、シリアル／パラレル変換部１８に入力される差動パケット信号の品質を向上できる。上述したように光パケット交換方式においては、パケット密度は、時間の経過と共に変化する。例えばその後パケット密度が高くなってくれば、可変抵抗制御部４４は、ＤＣオフセット電圧が小さくなるよう可変抵抗４５の抵抗値を制御する。
【００６１】
このように、本実施形態に係る光パケット交換装置１０によれば、パケット密度が変動した場合も、シリアル／パラレル変換部１８に入力される差動パケット信号の品質を維持することができる。その結果、パケット信号から確実に方路情報を抽出できるようになり、好適に光パケット信号のスイッチングを行うことができる。
【００６２】
パケット密度とポジティブ信号ＤＴ−ＰのＤＣレベルの関係は、予め実験やシミュレーションによって求めることができる。従って、パケット密度と、ポジティブ信号ＤＴ−Ｐとネガティブ信号ＤＴ−Ｎが重なる電位を所定の基準値以上にするのに必要なＤＣオフセット電圧との関係も予め求めることができる。可変抵抗制御部４４は、このようなパケット密度とＤＣオフセット電圧との関係を記載したテーブルを参照して、ＤＣオフセット電圧を調整してもよい。
【００６３】
上述の実施形態では、ポジティブ信号ＤＴ−ＰのＤＣオフセット電圧を調整する構成としたが、これに代えて、ネガティブ信号ＤＴ−ＮのＤＣオフセット電圧を調整する構成としてもよい。また、ポジティブ信号ＤＴ−Ｐとネガティブ信号ＤＴ−Ｎの両方を調整する構成としてもよい。
【００６４】
図９は、ＤＣオフセット調整部の別の実施形態を説明するための図である。図９に示すＤＣオフセット調整部２２において、図７に示すＤＣオフセット調整部と同一又は対応する構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００６５】
本実施形態に係るＤＣオフセット調整部２２においては、可変抵抗４５に代えて、抵抗値が固定の抵抗器５５が設けられている。また、このＤＣオフセット調整部２２においては、可変抵抗制御部４４に代えて、バイアス電圧制御部５７およびＤ／Ａ変換部５６が設けられている。
【００６６】
本実施形態において、バイアス電圧制御部５７は、パケット密度検出部２３からのパケット密度情報に応じて、Ｄ／Ａ変換部５６を介してバイアス電圧Ｖ１を変化させる。（２）式から分かるように、バイアス電圧Ｖ１を変化させることにより、ＤＣオフセット電圧Ｖ２を調整することができる。
【００６７】
図１０は、光パケット信号の別の構成を示す。上述の実施形態においては、パケット密度検出部２３は、自らパケット密度を算出していた。しかしながら、図１０に示すように、受信する光パケット信号にパケット密度情報が格納されている場合には、このパケット密度情報を抽出し、ＤＣオフセット調整部２２に送ってもよい。この場合、光パケット信号の送信装置側の構成を変更する必要があるが、光パケット交換装置１０においてパケット密度の算出が不要となるという利点がある。
【００６８】
（第２実施形態）
図１１は、本発明の第２実施形態に係る光パケット交換装置を説明するための図である。図１１に示す光パケット交換装置１０において、図５に示す光パケット交換装置と同一または対応する構成要素については同一の符号を付すと共に、重複する説明は適宜省略する。
【００６９】
図１１に示す光パケット交換装置１０は、パケット密度検出部２３に代えて、ＦＣＳエラー検出部７０を設けた点が図５に示す光パケット交換装置と異なる。
【００７０】
ＦＣＳエラー検出部７０には、フレーム同期部２０からパラレルパケット信号ＤＴＳと分周クロック信号ＣＬＫ２が入力される。ＦＣＳエラー検出部７０は、パラレルパケット信号ＤＴＳに含まれるＦＣＳ情報を抽出する。このＦＣＳ情報は、光パケット信号の送信装置にて演算された情報である。また、ＦＣＳエラー検出部７０は、受信したパラレルパケット信号ＤＴＳのＦＣＳを演算する。抽出したＦＣＳ情報と演算したＦＣＳとを比較することで、ＦＣＳエラーを検出する。このＦＣＳエラー情報は、ＤＣオフセット調整部２２に送られる。
【００７１】
ＤＣオフセット調整部２２は、ＦＣＳエラー検出部７０からフィードバックされたＦＣＳエラー情報に応じて、シリアル／パラレル変換部１８に入力されるパケット信号ＤＴのＤＣオフセット電圧を調整する。より具体的には、ＦＣＳエラー検出部７０は、所定の電圧範囲内においてＤＣオフセット電圧を徐々に変化させながら、ＦＣＳエラーを検出していく。測定したＦＣＳエラー情報は、メモリ部２７に格納される。所定の電圧範囲内におけるＦＣＳエラー検出が完了後、ＤＣオフセット調整部２２はメモリ部２７を参照してＦＣＳエラーが最小となるＤＣオフセット電圧を選択する。ＤＣオフセット調整部２２は、図７に示すように可変抵抗４５の抵抗値を制御することにより、パケット信号ＤＴのＤＣオフセット電圧を調整してもよいし、図９に示すように、バイアス電圧を制御することにより、パケット信号ＤＴのＤＣオフセット電圧を調整してもよい。
【００７２】
以上のように構成された光パケット交換装置１０によれば、ＦＣＳエラー情報に応じてパケット信号ＤＴのＤＣオフセット電圧を調整することで、パケット密度が変動した場合も、シリアル／パラレル変換部１８に入力される差動パケット信号の品質を維持することができる。その結果、パケット信号から確実に方路情報を抽出できるようになり、好適に光パケット信号のスイッチングを行うことができる。
【００７３】
第１実施形態と同様に、メモリ部２７は、ＤＣオフセット調整部２２により調整されたＤＣオフセット電圧を格納してもよい。この場合、ＤＣオフセット調整部は、当該装置が再起動されたときに、メモリ部２７に格納された電圧値に基づいて、パケット信号ＤＴのＤＣオフセット電圧を調整する。これにより、再起動前に設定されたＤＣオフセット電圧にてパケット信号を受信できる。
【００７４】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せによりいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００７５】
例えば、上述の実施形態では、光電変換部１６とシリアル／パラレル変換部１８とが容量結合されている場合に、シリアル／パラレル変換部１８に入力されるパケット信号ＤＴのＤＣオフセット電圧を調整した。しかしながら、ＤＣオフセット電圧の調整ポイントは、光電変換部１６とシリアル／パラレル変換部１８の間に限られない。例えば、並び換え部１９とフレーム同期部２０とが容量結合されている場合には、フレーム同期部２０に入力されるパケット信号に対してＤＣオフセット電圧の調整がなされてもよい。
【００７６】
また、上述の実施形態では、差動パケット信号のＤＣオフセット電圧を調整する構成について説明したが、シングルエンド信号のＤＣオフセット電圧を調整する構成であってもよい。
【００７７】
また、上述の第２実施形態では、ＦＣＳエラーに応じてＤＣオフセット電圧を調整する構成を説明したが、ＦＣＳを用いてエラーを検出する場合に限られず、他の誤り検出方式が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０  光パケット交換装置、  １２  光スイッチ部、  １３  光カプラ、  １４  光スイッチ制御部、  １６  光電変換部、  １７  並び検出部、  １８  シリアル／パラレル変換部、  １９  並び換え部、  ２０  フレーム同期部、  ２２  ＤＣオフセット調整部、  ２３  パケット密度検出部、  ２４  方路検出部、  ２６  制御信号生成部、  ２７  メモリ部、  ３４  光遅延線、  ４４  可変抵抗制御部、  ４５  可変抵抗、  ５７  バイアス電圧制御部、  ６２  パケット数カウント部、  ６３  パケット長検出部、  ６４  パケット密度算出部、  ７０  ＦＣＳエラー検出部。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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