(57)【要約】スケーラブル光インターコネクトは複数の送信器と、直交多重化スキームに従って１または２以上の伝送ファイバー上における複数の送信器の信号を結合し得る多重化サブシステムと、複数の送信器のいずれか１個の送信器からの信号を受信し得るように構成され配置された複数の広帯域バーストモード受信器と、全ての受信器に全ての送信器の信号を独立に且つ同時に分配し得るように構成された分配サブシステムと、１マイクロ秒未満に、直交多重化スキーム内から単一チャンネルを選択し得るように構成され配置された１または２以上の選択サブシステムとを含む。分散型衝突回避のための方法とアーキテクチャもまた開示されている。
2006509427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの直交スイッチング次元の全てにおいて１マイクロ秒未満のスイッチング速度でトランスペアレントな光スイッチングをし得ることを特徴とするスケーラブル光インターコネクト。
【請求項２】
少なくとも２つの直交スイッチング次元の全てにおいて１０ナノ秒未満のスイッチング速度でトランスペアレントな光スイッチングをし得ることを特徴とする請求項１に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項３】
少なくとも２つの直交スイッチング次元の全てにおいて１００ピコ秒未満のスイッチング速度でトランスペアレントな光スイッチングをし得ることを特徴とする請求項２に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項４】
少なくとも３つの直交スイッチング次元の全てにおいて１マイクロ秒未満のスイッチング速度でトランスペアレントな光スイッチングをし得ることを特徴とする請求項１に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項５】
少なくとも３つの直交スイッチング次元の全てにおいて１０ナノ秒未満のスイッチング速度でトランスペアレントな光スイッチングをし得ることを特徴とする請求項２に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項６】
少なくとも３つの直交スイッチング次元の全てにおいて１００ピコ秒未満のスイッチング速度でトランスペアレントな光スイッチングをし得ることを特徴とする請求項３に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項７】
少なくとも４つの直交スイッチング次元の全てにおいて１０ナノ秒未満のスイッチング速度でトランスペアレントな光スイッチングをし得ることを特徴とする請求項２に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項８】
空間と波長のドメインにわたって分配されるチャンネルの中から１０ナノ秒未満の速度で、独立にトランスペアレントに且つ光学的にスイッチングをし得ることを特徴とするスケーラブル光インターコネクト。
【請求項９】
空間、波長及び波長帯のドメインにわたって分配されるチャンネルの中から１０ナノ秒未満の速度で、独立にトランスペアレントに且つ光学的にスイッチングをし得ることを特徴とする請求項８に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項１０】
空間、波長及び偏光のドメインにわたって分配されるチャンネルの中から１０ナノ秒未満の速度で、独立にトランスペアレントに且つ光学的にスイッチングをし得ることを特徴とする請求項８に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項１１】
空間、波長、波長帯及び偏光のドメインにわたって分配されるチャンネルの中から１０ナノ秒未満の速度で、独立して、トランスペアレントに、光学的にスイッチングをし得ることを特徴とする請求項８に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項１２】
空間、波長及び時間のドメインにわたって分配されるチャンネルの中から１０ナノ秒未満の速度で、独立にトランスペアレントに且つ光学的にスイッチングをし得ることを特徴とする請求項８に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項１３】
スケーラブル光インターコネクトであって、
複数の送信器と、
直交多重化スキームに従って１または２以上の伝送ファイバー上における前記複数の送信器の信号を結合し得るように構成され配置された多重化サブシステムと、
前記複数の送信器のいずれか１個の送信器からの信号を受信し得るように構成され配置された広帯域バーストモード受信器と、
全ての受信器に全ての送信器の信号を独立に且つ同時に分配し得るように構成され配置された分配サブシステムと、
前記直交多重化スキーム内から単一のチャンネルを１秒未満で選択し得るように構成され配置された１または２以上の選択サブシステムと、
を含むことを特徴とするスケーラブル光インターコネクト。
【請求項１４】
スケーラブル光インターコネクトであって、
複数の局所的な送信器と、
前記複数の送信器にビットクロック信号を与えるビットクロックと、
前記複数の送信器の中で選択するための１０ナノ秒またはより高速なスイッチと、
前記スイッチを介して前記局所的な送信器からデータのバーストを受信するように構成され配置されたバーストモードの受信器と、
を含むことにより、バーストモード受信器はデータの各バーストと関連しているビット位相を取得することだけを必要とし、ビット周波数を取得することを必要とせず且つビット周波数とビット位相をともに取得することを必要としないことを特徴とするスケーラブル光インターコネクト。
【請求項１５】
分散型のスケーラブル衝突回避とソーススケジューリングとを行うサブシステムであって、
複数の入力制御チャンネルと、
複数の出力制御チャンネルと、
１または２以上のプロセッサにわたって分配された複数の論理プロセスと、
共有リソースの第１のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避することを課せられた前記論理プロセスの第１のプロセスと、
前記第１のプロセスからの出力の一部に基づいて、光インターコネクト内の共有リソースの第２のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避することを課せられた前記論理プロセスの第２のプロセスと、
を含み、前記第１のサブセットと前記第２のサブセットは独立に多重化可能であり選択可能であることを特徴とする分散型のスケーラブル衝突回避とソーススケジューリングとを行うサブシステム。
【請求項１６】
光インターコネクト内の衝突回避とリソーススケジューリングの方法であって、
光インターコネクト内の共有リソースの第１のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避するステップと、
前記第１のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避した結果の一部に基づいて、光インターコネクト内の共有リソースの第２のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避するステップと、
を備えていることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは高帯域、高速光インターコネクションシステムに関し、特に高速、効率的な衝突回避手法を有する高速スイッチング、光パケット交換方式の光通信またはインターコネクションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システム及びインターコネクションシステムでは、出力が大きくフレキシビリティが高くなっているので、電気部品の性能が問題になっている。ビットレートの増加に伴い、消費電力、インピーダンス、クロストークの管理がきわめて難しくなっている。多くの並列電子プロセッサは、高ビットレートを処理することができるが、インターコネクションまたはネットワークの性能の増加に伴い、総じて結果として生じる電子アーキテクチャの複雑さ及び並列プロセッサの消費電力及び補助装置が管理し難くなっている。また、高度のインターコネクションの高ビットレートを有する高並列システムにおいては、衝突回避またはスケジューリングが障害となり得る。
【０００３】
光インターコネクション及び通信システムは、より少ない構造複雑性や論理的複雑性を有し且つ低消費電力である高性能レベルを達成する能力を与え、結果として高信頼性を与える。特に高並列スーパーコンピューターの相互連結された並列プロセッシングアーキテクチャで要求されるような情報の流れを管理することにおいて、高速切替可能光インターコネクションは電子インターコネクション、及び電子的切替えの光インターコネクションよりも好ましい。光分野でさえ、多数のノードと保証されるデータ転送速度が増加するので、衝突回避手法または規則的で効率的な情報またはパケットフローの制御が困難な課題となる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、同期可能な光インターコネクションまたはネットワークのための、最大伝送速度で多数のポートに極めて拡張性のある（スケーラブル）光インターコネクションを提供する。この拡張性は、衝突回避手法またはインターコネクションを介するデータの流れの規則的な制御を容易にするアーキテクチャの構造に大きく関連している。
【０００５】
本発明の一態様によれば、スケーラブル光インターコネクトが複数の送信器と、直交多重化スキームに従って１または２以上の伝送ファイバー上における複数の送信器の信号を結合し得るように構成され配置された多重化サブシステムと、複数の送信器のいずれか１つの送信器からの信号を受信し得るように構成され配置された広帯域バーストモード受信器と、全ての受信器に全ての送信器の信号を独立に且つ同時に分配し得るように構成され配置された分配サブシステムと、直交多重化スキーム内から単一のチャンネルを１マイクロ秒未満で選択し得るように選択サブシステムとを含むスケーラブル光インターコネクトが与えられている。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、少なくとも２つの直交スイッチング次元の全てにおいて１マイクロ秒未満のスイッチング速度でトランスペアラントな光スイッチングをし得るスケーラブル光インターコネクトが与えられている。上記少なくとも２つの次元は空間と波長を含むことが望ましいが必然的ではない。
【０００７】
本発明のさらなる他の態様によれば、スケーラブル光インターコネクトは複数の局所的な送信器と、複数の送信器にビットクロック信号を与えるビットクロックと、前記複数の送信器の中で選択するための１０ナノ秒またはより高速なスイッチと、前記スイッチを介して前記局所的な送信器からのデータのバーストを受信するように構成され配置されたバーストモード受信器とを含み、結果としてバーストモード受信器はデータの各バーストと関連しているビット位相を取得することだけを必要とし、ビット周波数を取得することを必要とせず且つビット周波数とビット位相をともに取得することを必要としなくなる。
【０００８】
本発明のさらなる他の態様によれば、分配型スケーラブル衝突回避とリソーススケジューリングとを行うサブシステムが与えられ、該サブシステムは複数の入力制御チャンネルと、複数の出力制御チャンネルと、１または２以上のプロセッサにわたって分配される複数の論理的プロセスと、共有リソースの第１のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避することを課せられた前記論理プロセスの第１のプロセスと、
前記第１のプロセスからの出力の一部に基づいて、光インターコネクト内の共有リソースの第２のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避することを課せられた前記論理プロセスの第２のプロセスとを含んでおり、第１のサブセットの前記共有リソースと第２のサブセットの前記共有リソースは独立して多重化可能であり選択可能である。
【０００９】
本発明のさらなる他の態様によれば、光インターコネクト内の衝突回避とリソーススケジューリングの方法が与えられており、該方法は光インターコネクト内の共有リソースの第１のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避するステップと、前記第１のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避した結果の一部に基づいて、光インターコネクト内の共有リソースの第２のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避するステップとを備えており、前記第１のサブセットと前記第２のサブセットは独立に多重化可能であり且つ選択可能である。
【００１０】
本発明のさらなる特徴と利点が以下の詳細な説明に示されており、このことはある程度、その説明または添付図面と同様に詳細な説明、請求項を含む本願で説明される発明を実施することにより認識されたことから当業者にはすぐに明らかであるだろう。
【００１１】
前述の概要と以下の詳細な説明は本発明の実施例を表しており、請求されている本発明の性質及び特徴を理解するための概要または構成を与えることを目的としている。添付図面は本発明のさらなる理解を与えることを目的としており、本明細書の一部に組み込まれ、且つ本発明の一部を構成している。図面は、本発明のさまざまな実施例を示しており、説明とともに本発明の原理と動作を説明する役目を果たしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本出願は、米国仮出願第６０／４３１０６３（出願日：２００２年１２月４日）の米国特許法第１１９条（ｅ）の規定による優先権の利益を主張するものである。
【００１３】
本発明は、スケーラブル、高速スイッチング（最小待ち時間のパケット交換）の光インターコネクトのための実用的、且つエラー耐性のあるアーキテクチャ、及びかかるインターコネクタにおける高速且つスケーラブル衝突回避のための装置及び方法を提供する。本願で使用される”インターコネクト”または”インターコネクション”は特定の距離または地理に限定されるものではない。しかし、本発明のインターコネクションは同期動作のために最適化され且つ対象とされるものであり、高速データ転送速度での光パケットルーティングをできるようにする。
【００１４】
添付図面を参照して以下に説明される本発明のより好ましい実施例においては、同一のもの、または類似の構成を参照する際に、同一の符合が可能であればいつでも図中で使用される。
【００１５】
本発明のタイプのスイッチアーキテクチャ、及び方法における統一基本原理は、多重直交ドメインにおける多重化及び高速スイッチングの使用である。最低限のレベルでは、望ましくは空間（導波路またはファイバー）と波長とである二つのドメインが使用される。Ｍ個のファイバーとＮ個の波長からなる二つのドメインを利用することで、Ｍ×Ｎ個の情報送信器（ソース）とＭ×Ｎ個の情報受信器（受信装置）がブロッキングされずに相互接続されることができる。かかる２つのドメインであるファイバーと波長とが多重化されたインターコネクトにおいて、スイッチング機能またはファイバーの選択機能は、以下の例で図示されるようにソースまたは受信装置の近辺に配されることができ、また波長の選択機能もまたソースまたは受信装置の近辺に配されることができる。
【００１６】
図１は、本発明に照らして有用な２つのドメイン（ファイバーと波長）のインターコネクト１０を示しており、ファイバー選択機能と波長選択機能はソース側とは対照的に受信装置側に配されている。Ｍ個のトランスポートファイバー１２（図ではＭ＝８）の全数は、変調器１４のアレイで図に示されている複数のソースからの情報を伝送するために使用される。変調器１４のアレイにおける各変調器は、ファイバー１５のアレイにおけるファイバーで非変調の光を供給される。各変調器は、Ｎ個の色（図ではＮ＝８）の１つを割り当てられ、各色はソースファイバー１５のアレイのそれぞれに対応したファイバーで、それぞれの変調器に運ばれる（符号１３で図に示されている異なる色の列）。各変調器はまた、マルチプレクサ２０の１つによってトランスポートファイバー１２の１つに割り当てられる（多重化される）。図に示されているように、変調器１４のアレイと供給ファイバー１５のアレイは、図中の１６の方向には色（波長）により、また図中の１８の方向には（ファイバー１２に対応した）ファイバーにより多重化された８×８個のアレイである。従って、対応した変調器を介して各ソースは、ファイバーと波長との固有の組み合わせを割り当てられる。下記のように、インターコネクトの受信装置または受信側の選択分岐部（selection leg）の課題は、各選択分岐部に対し、ファイバーと波長との組み合わせのうちのいずれか1つをいつでも、その他の受信装置とは独立に選択することができるようにすることである。
【００１７】
変調器アレイ１４の変調器は、例えば内蔵型レーザー変調器装置または直接変調されたレーザーのような内蔵型のソースであり得る。場合によっては、ソースと結合されたインターコネクト制御システムまたはローカルノードの制御の下で、任意のソースの色を適宜変化可能にするように変調器がソースに対して外付けであることが望ましいことがある。外付け変調器は、一般に直接変調よりも優れており、言い換えればより速く動作し、且つより少ないチャープまたは他の非線形性を有している。
【００１８】
変調器１４のアレイの変調器からのファイバーと色の多重化信号は、必要に応じて増幅器２２で随意に増幅された後、８個の異なる選択分岐部３０に取り出される。複数の選択分岐部３０のそれぞれの選択分岐部に関して、複数のファイバー１２のそれぞれからの１つであるＭ個のタップは複数のスペーススイッチ２４のアレイのそれぞれのスペーススイッチに入力される。複数のスペーススイッチ２４のアレイのそれぞれのスペーススイッチは、Ｍ個のタップ線のどれから信号を受信するべきかを選択し、複数の波長選択装置２６のアレイのそれぞれの波長選択装置上に信号をパスする。波長選択装置は、Ｎ個の波長のうちのどの波長をそれぞれの選択分岐部３０で受信すべきかを選択する。従って、選択分岐部３０の各選択分岐部は、変調器１４のアレイのＭ×Ｎ個の変調器のいずれかから受信するように選択することができる。
【００１９】
図１の実施例において、複数のファイバー１２のそれぞれに関して、８個の選択分岐部３０に対する８個のタップで取り出されない信号量は、その後、複数の増幅器２８の対応するそれぞれの増幅器で増幅され、スペーススイッチ２４ａと波長選択装置２６ａを介して他の８つの選択分岐部３０ａに対して信号強度を与え、同様にＭ×Ｎ個のファイバーと波長の組み合わせのいずれかを選択するようになる。増幅器２８ａでさらに増幅後、ファイバー１２上の信号の先には、省略記号で示されているように選択分岐部の反復構造が現れる。図で実際に示されている以上の十分な数の追加の選択分岐部が与えられ、ソースと受信装置の全てのＭ×Ｎ個のアーキテクチャを可能にさせるようになることが望ましく、該受信装置のそれぞれは１個、望ましくは２個以上の選択分岐部を有することが望ましい。
【００２０】
図１及び次に示される図２の実施例において、Ｎ個のインターコネクトファイバー１２を伝わって選択分岐部へ向かう信号分配スキームは、基本的なバスアーキテクチャであるが注目すべきは、決して唯一の代替手段であるわけではないということである。Ｎ個のインターコネクトファイバー１２から選択分岐部に信号を分配するための他のアーキテクチャが、以下に示されている。
【００２１】
図２は、上記のものに変わる２つのドメイン（ファイバーと波長）のインターコネクト１０の図を示しており、ファイバー選択機能はソース側に配され、波長選択機能は受信装置側に配されている。Ｍ個のファイバー１２の全ては、変調器１４のアレイで図に示されているＭ×Ｎ個のソースからの情報を伝送するために利用される。変調器１４のアレイにおける各変調器は、ソースファイバー１５のアレイにおけるファイバーにより非変調光を入力される。各変調器は、ソースファイバー１５のアレイにおける各増幅器に結合したファイバーで、それぞれの増幅器に運ばれるＮ個の色のうちの１つを割り当てられ、異なる色の列は符号１３で図に示されている。各変調器からの信号は、全体ではＮ個あるＭ×Ｍ個のスペーススイッチ３２のうちの１つのスイッチにより複数のファイバー１２のうちの１つの選択されたファイバー上に選択的に送られる。図に示されているように、変調器１４のアレイとソースファイバー１５のアレイはＭ×Ｎ個のアレイであり、図に示されている１６の方向には色（波長）で、図に示されている１８の方向にはファイバーで多重化されている。図１のアーキテクチャとの違いは、複数のソースファイバー１５のアレイのファイバーは、Ｍ個のファイバー１２上に一定のパターンで位置付けられておらず、各々は選択的にＭ個のファイバー１２のうちの１つの選択されたファイバー上に１８の方向に伝わって送られる。従って、対応する変調器を介して各ソースは、固有の波長を割り当てられるが、選択されたファイバーにソース側上で送ることが可能である。従って、インターコネクトの受信装置または受信側の課題は、各選択分岐部で、いつでも波長のいずれかを他の選択分岐部のいずれとも独立して選択するための機能である
変調器１４のアレイの変調器からファイバー伝送されて色多重化された信号は、増幅器２２で増幅された後、８つの８方向スプリッタ３４に取り出される。８つの分割経路は、波長選択装置２６のアレイ中の対応する波長選択装置に全波長を伝送する。従って、各受信装置は、特定のファイバーアドレスに位置する。各ソースは、特定の色を割り当てられ、対応するスペーススイッチ３２はそのソースからの信号を伝送する複数のファイバー１２のファイバーを選択する。各受信装置については、複数の波長選択装置２６の対応する波長選択装置は、受信すべき波長を選択する。従って、６４個全ての受信装置の各々が、変調器１４中のアレイの６４個の変調器のいずれかから受信するべきかを効率的に選択することができる。
【００２２】
読者は、他の実施例がソース側に波長選択機能、受信装置側にファイバー選択機能を有することができること、または波長選択機能とファイバー選択機能の両方をソース側に有することができること、単に受動的であるが受信装置側に単一波長の受信部を有することができること、とを認識するであろう。
【００２３】
さらに意味あることには、これらのタイプのアーキテクチャは２つの直交ドメイン以上に展開されることもできる。例えば、波長、空間及び時間のドメインは、さらなる多重化のために直交させて使用することが出来る。偏光、特にシングルモード偏光保持ファイバーにおけるような２つの支配的な偏光モードは、さらなる多重化のための他の直交次元として使用され得る。興味深いことには、以下で詳細に説明されるように、波長ドメインはその帯域内で波長域と波長チャンネル中に分割され、波長域と波長チャンネルの双方はインターコネクト内の分離した直交次元として機能することができる。実際に以下に説明されるように本願では、本発明のインターコネクトにおいては時間ドメインに加えて少なくとも３つの直交ドメインを使用することが好ましい。
【００２４】
４つの直交次元に一般化されてはいるが、上述の図１と同様のインターコネクトが図２１に表されている。図の左側には、トランスミットマルチプレクサ(transmit multiplexers)があり、該トランスミットマルチプレクサは、場合により、例えば波長、波長帯及び偏光またはさらなる例としては波長、狭空間波長帯及び広空間波長帯を表している次元１、２及び３にわたって広がるデータチャンネルを次の段階で結合する。その後、はじめの３つの次元は（もし２つ以上の空間次元が望まれるならば）、空間次元で多重化を終了する。多重化した信号は、その後放送網（基本的に全通過スプリッタ）を介して全ての選択装置（または選択分岐部）に独立して分配される。各選択分岐部は、望ましくは初めに任意の空間次元の全コンテンツを選択して残りの選択分岐部にその全コンテンツを引き渡す役割をする空間選択装置を含む。その後、選択装置機能は３、２、１は、引き続き所望のコンテンツだけがその分岐部に残るようになるまで、残りのコンテンツから単一のチャンネルへと下方選択する。各選択分岐部は他の選択分岐部全てから独立にコンテンツを選択することができる。
【００２５】
本願で最も好ましいものは、全ての選択機能がインターコネクトの受信装置側で実行される図１のタイプのアーキテクチャである。このことは、高速パケットルーティングのスイッチングのジャストインタイムの制御を容易にし、場合によっては無制限のマルチキャスティングを可能にする。４０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃのストリームを伝えるノード数で達成可能なものが以下の表１に示されている。
【００２６】
【表１】
2006509427.tif 000003
【００２７】
読者が認識するように、もし受信装置でより低ビットレートが許容できるのであれば、時間次元における多重化は、明らかに表１のノードカウント値を増大させることができる
。かかる性能は、例えば隣人やＣＰＵのローカルネットワークのような少数ユーザーの総需要を各ノードが表す時に使用されるであろう。
【００２８】
図１で示したタイプのインターコネクトにおいて、図１のファイバーアレイ１５に入力するために連続波（ＣＷ）ＷＤＭソースの共用アレイを使用することが望ましい。図３は、連続波ＷＤＭソースのアレイ３６を含む図１のインターコネクトのソース側のさらなる詳細を示したものである。商用の分布帰還型レーザー（ＤＦＢレーザー）がアレイ３６のために望ましい。これらのソースは高品質ＣＷ光を与え、該ＣＷ光はアレイ３６からソース分配ファイバー３８で伝送され、ファイバーアレイ１５中のファイバーにタップを介して伝達する。アレイ化された単一チャンネル増幅器モジュール４０は、必要であれば特に大規模な実施例で、分配ファイバー３６における十分な出力を維持するために使用され得る。各ファイバーのためのソースは、複数のソースモジュール４２内にグループ化されることができ、各ソースモジュールは複数のファイバー１２の対応するファイバーのための変調器１４とマルチプレクサ２０（またはコンバイナ）を含む。波長マルチプレクサは、該波長マルチプレクサが変調器１４と他のソースからの帯域外のノイズをフィルターするように機能するとき、高性能が要求される。データソース４４は変調器１４に入力され（１つのソースモジュールだけに示されている）、該変調器は高速電界吸収型（ＥＡ）変調器または高速電気光学型変調器であることが望ましい。一般的に熱・電気的に安定しているが、レーザーソースアレイ３６は比較的に低出力のＥＡ変調器１４から空間的且つ熱的に絶縁されて保持され、変調器自体及びその近辺で可能となる発熱性を最小化している。
【００２９】
図３にさらに示されているように、帯域外ルーティングデータは光信号ソース４６でインターコネクトファイバー１２に付加され得る。十分な出力レベルが、アレイ化された多チャンネル増幅器モジュール４８によりファイバー１２において維持される。
【００３０】
図４は図１のインターコネクト１０の受信装置側１０についてのさらなる詳細を示している。図４に示されているように、多チャンネル増幅器モジュール４８のような複数の多チャンネル増幅器モジュールは、インターコネクトファイバー１２における十分な出力レベルを維持するためにインターコネクトの受信装置側内で、必要に応じて周期的に反復されても良い。ルーティングデータは（例えば波長選択タップを介して）光学的にコピーされても良いし、ルーティングデータ受信器アレイ５０を介して各バスファイバーから受信されても良い。
【００３１】
図５から図７は、ソース分配ファイバー３８からソースファイバー１５（図３に示されている）に色のソースを分配するためと且つインターコネクトファイバー１２から選択分岐部３０（図１と図４に示されている。）に変調信号の分配をするため、とに有用な分配サブシステムの３つの他の実施例を示している。増幅されたバージョンは、より高いノードスケールでだけ要求され、且つ個々の増幅器よりはむしろ図３及び図４を参照して前述されているように増幅器モジュールを使用しても良い。図５から図７において、議論の簡素化のために、単一の増幅器（または特異な増幅器）を有するシングルファイバーが開示された分配サブシステム構造で示されている。図５から図７に示されている増幅器は、図３及び図４に示されているような増幅器モジュールの該当部分を表すことができる、ということが理解される。
【００３２】
色のソースの分配のために、要求されるタップの数は実質的にインターコネクトの波長のドメインにおける波長の数（インターコネクトファイバーごとの波長の数）であるＮ個に実質的に等しい。（変調された信号の分配のために要求されるタップ、または望ましいタップの数は実質的には極めて多い。）図５は、増幅器５４で増幅前の全部でＮ個のタップ５２からなる一連のタップを示している。左方から右方へいくにつれてタップの比率は、１：Ｎ、１：（Ｎ−１）、１：（Ｎ−２）、１：（Ｎ−３）、・・・・４：１、３：１、２：１、そして最後に１：１となる。図６はローカルタップ５２からの７個の分岐を含むスター型タップを示しており、その分岐のうちの１つがさらなるタッピングのために増幅器５４で増幅される。図７は、均一の損失増幅されたスター型タップを示しており、該スター型タップはいかなるスプリッティングの前、及び前記スタータップの分岐全体にわたって必要に応じて分配される前とに配される増幅器５４を有している。このタイプのタッピングスキームは、最高性能及び最大スケーラビリティーのために使用されても良く、相対的により多くの数のタップが実質的に望ましいとされるインターコネクトの受信装置または受信側に特に有用である。
【００３３】
本発明の光インターコネクトにおいて、要求される増幅機能を最大にスケールアップするために、もし共有を容易にするために付加される構成要素におけるコストが、増幅器のコストにおける削減よりも大きくないならば、増幅器機能は可能であるところで共有される。特に、アレイ化された増幅器モジュールが使用される場所では、図３のアレイ化された単一チャンネル増幅器モジュール４０はコンバイナまたはマルチプレクサ５８で入力される単一増幅器５６で実現されることができ、さらに図８で概略的に示されているように、デマルチプレクサー６０または図９に示されているように単一チャンネル増幅器６２のアレイで次に続く。シリコン光増幅器（ＳＯＡ）が使用されてもよいし、またはファイバー増幅器がこれらと図３及び図４のアレイ化された多チャンネル増幅器モジュール４８のために使用されてもよい。
【００３４】
図１の光インターコネクトにおける空間選択（ファイバー選択）スイッチ２４に関して、多波長型のＳＯＡを使用したスイッチが、本願ではより好ましい技術である。この用途のためのより好ましい技術の属性は、高速、安定稼動、低コスト及び統合的に且つ特に高い消光比（低クロストーク）と利得を含む。別の手段としては、ＥＯ変調器、液晶または移送配列スイッチを含む。ＳＯＡは電気的、光学的に作動させることができ、電気的には１００ｐｓスイッチング速度まで、光学的にはさらに速く作動させることができる。図１のスペーススイッチ２４についての２つの他の構造が図１０及び図１１に概略的に示されている。図１０のスペース選択スイッチ２４において、インターコネクトファイバー１２（図１）からのタップ線６６が２×１個のＳＯＡスイッチ６８の枝分かれ図で下方選択されている。図１１のスペース選択スイッチ２４において、複数のオン・オフ動作のＳＯＡ多波長スイッチ７０がタップ線６６上のどの入力信号を引き渡すかを選択する。オン・オフ動作のＳＯＡはコンバイナ枝分かれ図が次に続く。図１０の実施例は最も信号電力を維持するが、図１１の実施例は最も容易に且つ確実に製造され、ＳＯＡオン・オフ動作のスイッチはスター型カプラーの損失を相殺するように利得を与える。
【００３５】
図１の光インターコネクト１０における波長選択スイッチ２６に関して、幾つかの他の実行できる実施例があり、そのうちの幾つかは図１２から図１７に概略的に示されている。図１２は、静的光デマルチプレクサー７２と受信器アレイ７４を有する波長選択スイッチ２６を示している。その後、２×１個の電子スイッチ７６の枝分かれ図は、所望の信号を電子的に選択する。図１３は、高速チューナブルマルチカンタムウエル駆動マルチキャビティフィルター７８（ＭＱＷフィルター）を有する波長選択スイッチ２６を示しており、単一の受信器８０が次に続いている。高速スイッチは、インターコネクト内の現在の上流部にあり、受信器８０はバーストモード受信器、言い換えればデータクロック周波数とビット判定のためのフェーズを急速に取得することができる受信器であるべきである。複数のインターコネクトの送信器はともにローカル環境にあり、同じビットレートクロックで動作されても良い。このことは、受信器がビット周波数とビットフェーズの両方を取得するようにする必要性から緩和する。この場合に、受信器はビットフェーズを取得することのみを必要とし、ビット周波数とビットフェーズの両方、またはビット周波数だけを取得するよりもより速く実行されることができる機能を必要とし、例えば、最悪の場合で（１８０°ビットフェーズオフセット）２ナノ秒未満である。
【００３６】
図１４は、静的光デマルチプレクサー７２を有する波長選択スイッチ２６を示しており、光選択装置の枝分かれ構造８２と単一の受信器８０が次に続いている。図１５は、ファンアウトまたはスター型スプリッタ８４を有する波長選択スイッチ２６を示しており、該ファンアウトまたは該スター型スプリッタは固定波長フィルター８６のアレイ、オン・オフ動作のＳＯＡ８８のアレイと、ファンインまたはコンバイナ９０と単一の受信器８０とが順に次に続いて配置される。図１６は、静的光デマルチプレクサー７２を有する波長選択スイッチ２６を示しており、該静的光デマルチプレクサーには、オン・オフ動作のＳＯＡ８８のアレイと、ファンインまたはコンバイナ９０及び単一の受信器とが順に続いて配置されている。図１７は、静的光デマルチプレクサー７２を有する波長選択スイッチ２６を示しており、該静的光デマルチプレクサーには、オン・オフ動作のＳＯＡｓのアレイ、光マルチプレクサ９２と単一の受信器８０とが順に続いて配置される。オン・オフ動作のＳＯＡｓのアレイを使用している実施例は、ＳＯＡ装置の内蔵利得のために１つの点において有利である。その理由は、該ＳＯＡ装置は基本的に定電力を使用し、通常は１つのみであるＳＯＡ装置のうちの１つが常にオンであり、電力及び熱管理を予測できるようにさせる。また、図１３の実施例で使用されるようなチューナブルフィルターは、例えそれらが高速であったとしても、新しい周波数に対するスイッチング上に呼び出し信号またはオーバーシュートを示すことができる。一方、ＳＯＡを使用した設計は、同様の安定性の問題を有しない。図１７の実施例は、光マルチプレクサ９２が効率的にＡＳＥノイズのような帯域外ノイズをフィルターするように機能するという点でさらに有利である。一方、図１７の実施例は、ファンインまたはコンバイナに内在するロスを回避するので、本願ではより好ましい実施例である。
【００３７】
図１２から図１７の実施例で示されているような波長選択スイッチは、個々の波長チャンネルでというよりはむしろ波長域で機能するように構成されても良い。このことが望ましいという少なくとも２つの理由が存在する。
【００３８】
第一に、個々のノードが任意の波長チャンネル上で利用できるよりも、さらに帯域幅を要求する場合に、多チャンネルはともにチャンネルのブロックまたは帯域として送られることができ、対応するノードの各々で受信器アレイより前にすぐに割り当てられる。このことは図１８に概略的に示されており、図１８は図１７で説明された波長選択スイッチ２６を示している。しかし、スイッチ２６で選択可能な８つの波長のそれぞれは、４チャンネルの波長帯域からなっている。スイッチ２６は、帯域上に４つのチャンネルを分離し、各受信器８０にそれぞれを送るように作用する光デマルチプレクサーが続いて配置されている。従って、任意のノードの帯域幅は、その他全てが同等であり４倍になり得る。４つのチャンネルのどの帯域がスイッチ２６から受信するかを問わず、４つの受信されたものは適当なそれぞれの受信器８０に分離されることができるように、デマルチプレクサーはデザインされなければならない。広範囲にわたって、且つ急速にデマルチプレクサーは使用されることができるが、巡回型のデマルチプレクサーが簡単さのために望ましい。
【００３９】
かかる広範囲にわたってチューナブルデマルチプレクサーまたはかかる周期的なデマルチプレクサーを使用して、波長域と波長チャンネルは独立に且つ相互に直交してスイッチされても良く、波長領域の全てにおいて、１つまたはそれ以上のインターコネクトの付加的な直交ドメインを効果的に与える。例えば、図１９で示されているような波長選択スイッチ９６、９８は、機能的に図１７または図１８（または他の図）の実施例における１個の波長選択スイッチの代わりをしてもよい。このことは、コストまたは他の要因のため、ＳＯＡの全数を最小限にすることが望まれる場合に特に重要である。もし、スイッチ９６が３つのチャンネル中の３つの波長域に機能するように構成され且つスイッチ９８がいずれかの帯域において３個のチャンネル上でサイクリックに機能するように構成されるならば、８個のＳＯＡが図１７の実施例で８つのチャンネルにアクセスを与えるように使用されることと比較して、６個のＳＯＡｓ全ては９個のチャンネルに選択的アクセスを与えることができる。図１１で示されているように、オン・オフ動作のＳＯＡがスペーススイッチ２４においても使用される場所では、波長域を使用することによってＳＯＡの全数をさらに削減することが出来る。このことは、図２０で概略的に示されており、図１に示されたタイプのクロスコネクトのノードのための下部の選択分岐部を示しているが、図１９に示されたものと同様に２つの波長スイッチ９６、９８につなげられた１つのスペーススイッチ２４を有している。本願では、インターコネクトのＭ個のファイバー１２は、図２０のスペーススイッチ２４のサイズに合うように４つだけ（Ｍ＝４）である。波長スイッチ９６は選択されたファイバー上のＮ個の波長の中から選択する。但しＮ＝４である。また波長スイッチ９８は、選択された波長帯におけるＯ個の波長の副帯域または波長チャンネルを選択する。但しＮ＝４である。ファイバーと波長帯と波長の組み合わせチャンネルの全数はＭ×Ｎ×Ｏ＝６４個となる。従って、６４個のソースはここで示されている選択分岐部で分類されることができる。（図１の実施例における選択分岐部と同数であるが、図１の実施例におけるように１６個というよりはむしろ、合計１２個のＳＯＡだけがスペーススイッチ及び波長スイッチにわたって要求されている。）
本発明の光インターコネクトは幾つかの有利性を与える。該光インターコネクトは、アクティブスイッチング素子としてＳＯＡを使用している。現在、達成可能なＳＯＡの性能では、1ナノ秒以下でのスイッチング速度が、適度に線形多波長性能で可能である。インターコネクトネットワークはトランスペアレントであり、フォーマットを独立にさせて、複数の伝送様式またはプロトコルが使用されることを可能にし、必要であれば帯域（または帯域外）に前進型誤信号訂正を含む。帯域外光制御とクロック分配は、適度な複雑性を付加するだけで容易に与えられる。スケーラビリティーは優れており、特にアークテクチャを介する増幅の賢明な用途で優れている。
【００４０】
ファイバー損失は、機能上ごく僅かなものであるので、受信器は相対的に関連ファイバーと波長選択装置から距離を置くことができ、且つ変調器は相対的にＷＤＭソースから距離を置くことができる。従って、チャンネルと波長選択機能および／またはルーティングは、インターコネクト中の集中した機能であることができる。従って、スイッチ状態をセットすることに伴うオーバーヘッドは共有され、コンパクトなモジュール内に集約されることが出来る。単一のヘッダーモニターが受信器ノードのそれぞれの小クラスタのためのスイッチ状態スケジュールをセットするように使用されても良く、その結果ヘッダー処理システムを簡単にする。ヘッダーデコーダーと処理システムは、ＳＯＡｓがスイッチング要素として利用される時、全て光学式ではなく、電気的に制御される。
【００４１】
送信器とスケジューラー／コントローラーとが、スケジューリングで遅延時間（待ち時間）を最小化することを可能にするように近接して対応付けられるということが有利である。高信頼性駆動機構の制限で、受信器は遠くにあることができる。
【００４２】
＜スケーラブル衝突回避手法及び方法＞
ここで開示されているかなりのスケーラブル光インターコネクション内で、複数のソースは、広くは同時に単一の受信装置に伝送することが出来ないので、衝突回避手法の一様に拡張性のある（スケーラブル）方法を有することが望ましい。
【００４３】
衝突回避手法のこの問題は、遠隔通信、データ伝送システム、コンピューターインターコネクト、ストレージエリアネットワーク、インターネットプロトコル（ＩＰ）ルータ内及びインターネットプロトコル（ＩＰ）ルータ間では、ディジタル及び光クロスコネクト、非同期転送モード（ＡＴＭ）スイッチ、小規模及び大規模スーパーコンピューターとスーパーコンピュータークラスタ、ＩＰ−ピアリングネットワーク、大規模データベースシステムでは、保存システムと検索エンジンにおいて発生する。ここで説明されているアーキテクチャと方法は、数百及び数千ノードをもつ大規模ネットワークでも、何百万もの接続要求が１秒に回避されることが出来るようになると考えられている。保証された帯域幅と多様なレベルの公正、優先アクセスを確実にするプログラム可能なアルゴリズムが支持されている。
【００４４】
本願で及び他で開示されているような大規模インターコネクションシステムに関して、それはＩＰルータ、ＡＴＭスイッチ、スーパーコンピューターシステムなどで使用されても良く、２つ以上のデータソースが同一データ受信装置を同時にアクセスすることが望まれる。衝突を回避するために、他の送信器が制限されたチャンネルにアクセスを許可されている間、少なくとも１つの送信器（ソース）は一時的にアクセスを差し控えなければならない。スーパーコンピューターにおいてのように、場合によっては、例えば何千もの接続要求が同一マイクロ秒内に処理されなければならない。従って、場合によっては１０００ノードに対して接続要求を競合する１０億以上が１秒につき回避されなければならない。現在の技術では、どの単一のマイクロプロセッシングチップも必要とされるレートでの非常にたくさんの衝突を解決するための十分な速度、並行または入力／出力の帯域幅を有していない。さらには、ネットワークにアクセスするノード数が１０００以上（上記では１０億倍以上）に上昇しているので、衝突回避手法は単一ＣＲ（衝突回避手法）プロセッサに対してはより難しくなっている。
【００４５】
本発明の方法とアーキテクチャは、高性能によって管理できるがＣＲマイクロプロセッサに利用できる、より小さいＣＲ問題内に大きなＣＲ問題を分解することでこの問題を解決している。この方法とアーキテクチャは、問題をいかに分解するかということに関連している。アプローチは、ネットワークにアクセスしているノードの数に拡張性があり、そしてモジュール式であることであり、我々のＣＲプロセッサのサイズは必要に応じて同時に副プロセッサ機能上に付加することでネットワークのサイズとともに増大する、ということを意味している。このことは、最初のＣＲプロセッサがその能力限界で十分に機能しつつ行われることが出来る。これは、ホットアップグレード（hot-upgrade）と呼ばれている。
【００４６】
本アプローチの他の重要な側面は、多くの高速または複雑な問題が複数のプロセッサに分割されることができる一方、当該問題は頻繁にメモリアクセスが起きることを待たなければならないし、共有メモリに潜在的な衝突問題を有しており、さらに複雑で遅いプロセッシングであるメモリのロッキング技術が要求される、ということが技術的に広くは認識できる。この現在の技術は、プロセッシングがプロセッサ常駐メモリだけにおいてなされることができ、共有メモリ領域へのアクセスを要求しない、というような方法で問題が細分化されることを可能にする。このことにより、より高速で、より分散型の動作が可能になり、実現の複雑さを低減する。
【００４７】
インターコネクションマトリクスは、ネットワークにおける全てのノード含む数学的な構造であり、及び該全てのノード間でのインターコネクションの状態または有用性である。完全にインターコネクトされたネットワークにおいては、マトリックスの全ての可能な入力はおそらく同時にではないけれども適法の接続で占有されることが出来る。部分的にインターコネクトされたネットワークにおいては、全ての入力が可能な、またはアクセス可能な接続を表しているとは限らない。ここで説明されているインターコネクトは完全にインターコネクトされているが、この衝突回避手法アーキテクチャと方法は、完全に及び部分的にインターコネクトされた両方のタイプのネットワークに関している。このアプローチは、各次元を有する衝突が順番に解決され得る多次元インターコネクションマトリクスに、特に適用できる。Ｎ次元インターコネクションマトリクスに関して、ＣＲのＮ個の段階が引き続き行われる。実行例が空間（使用される光ファイバーの数）の次元、、周波数または帯域幅（使用されている光波長帯域の数）を有する光インターコネクションマトリクスに対して示されている。この概念は、波長の帯域内の波長の数または個々のファイバーのクラスタまたはリボン内のファイバーのような次元内の時間（使用されている時間帯の数）、偏光及びサブパーティションまたはサブ次元の付加的な次元に一般化されることができる。
【００４８】
衝突回避手法の発明方法によれば、サイズＫの各次元を与えるＫ  ＣＲプロセッサがある。例えば、波長（波長全数Ｋｉ）とファイバー（ファイバー全数Ｋｆ）の２次元を有するインターコネクションにおいて、ＣＲプロセッサシステムは、図２２に示されているように、第１の段階ではＫｉ個の波長ＣＲプロセッサと第２の段階ではＫｆ個のファイバーＣＲプロセッサからなる。ファイバーにつき４０波長を含む１２のファイバーネットワークに関して、４０個の波長プロセッサと１２個のファイバーＣＲプロセッサがある。一般に、各々が最大ＫＪの入力を有する次元Ｊを有するＮ次元インターコネクションネットワークにおいて、Ｋ1×Ｋ２×Ｋ３×Ｋ４×・・・・・ＫＪ個ノードの全数は、Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３＋Ｋ４＋・・・・ＫＪ個のＣＲサブプロセッサだけを使用することで衝突なしでインターコネクトされ得る。次元Ｊに関連した各プロセッサは、同時にＰ個の要求だけを解決するために必要とされ、Ｐは直前の段階の次元における要素数である。本例では、それぞれの波長ＣＲサブプロセッサは１２個のファイバーだけの中で回避し、それぞれのファイバープロセッサは４０個の波長の中でだけ回避する必要がある。
【００４９】
示された例においては、それぞれのＣＲサブプロセッサは、任意の次元における各要素に割り当てられる。このことは、考えられる最高性能とスケーリングを可能にする。しかし、それぞれのサブプロセッサは、性能が許容するならば、１つの次元における複数の要素の中で衝突を回避することを課せられても良い。例えば、サブプロセッサは時間につき８０の要求を処理することができるかもしれない。本例においては、単一のＣＲファイバーサブプロセッサは、４０波長の２グループの中で衝突を回避するタスクが与えられてもよいし、他の単一のＣＲ波長プロセッサは１２個のファイバーの６グループ（７２の衝突＜８０）の中で衝突を回避することになっても良い。全体的なスケジューリング効率を最大化するように、スケジューラーが出来る限り多くのグローバルな知識を有する（言い換えれば、出来る限り多くの次元にわたって要求を知る）ことが有利である。
【００５０】
例においては、ＣＲアルゴリズムはプログラム可能で、ネットワーク全体にわたって要求される特定の性能に適合されてもよい。基本的アルゴリズムの図が、図２３に示されている。
【００５１】
既存の衝突回避手法システムは、中間地点で大きいインターコネクションマトリクスにおいてデータをバッファリングするためにメモリを使用する。かかるアプローチは、限界まで電子的に転送されたデータに、とても有効である。その理由は、高速メモリが容易に利用できるからである。しかし、該アプローチは光インターコネクションシステムに対しては不十分に作用する。その理由は、光バッファメモリがないか、または極めて制限された光バッファメモリが利用可能であり、ランダムアクセスではなく、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）または順次アクセスが頻繁に要求され、行頭ブロッキングが共通の制限だからである。さらに、これらの実施において、スイッチ設計者はアプリケーションに適したバッファサイズを与えるようにスイッチを設計するとき、アプリケーションに関して幾つかの仮定をしなければならない。スイッチを動作させるアプリケーションの詳細はスイッチ設計者にほとんど知られていないので、このことは最適でないことが多い。本発明はソースにおいてバッファリングを要求するので、ソース設計者は、必要とされるならばバッファを供給しなければならないし、全てのスイッチはアプリケーション必要性の特別な要求で負担とはならない。多次元ＣＲシステムが開発されているが、該多次元ＣＲシステムはインターコネクションマトリクスの次元の真の直交性を必ずしも利用しないので、モジュール方式とＣＲシステムのスケーリング可能性への任意な限界を配する。光インターコネクションマトリクスの場合には、本発明は直交性の容易に解決できる次元を特に利用する。本発明の物理的な実現は、そのモジュール方式と直交性のために、特に素直であり簡潔である。このことは、実質的にＣＲシステムのスケールと簡略化を増加させる。
【００５２】
＜待ち時間短縮アーキテクチャ及び方法＞
「Tell and Go」
ここで開示されているタイプの高性能光インターコネクトにおいては、ここで好まれているようにブロードキャストと選択アーキテクチャが使用されている場所では特に、データの最初の送信前に予備のプロトコル交換の標準的実行を回避することで、待ち時間と平均送信時間の重要な短縮が達成され得る。言い換えれば、伝送するための許可を要求する（衝突があるかどうかを要求する）代わりに、送信ノードは許可を待たずにルーティング要求を送信すると同時に、または送信後早急に所望のパケットを簡単に伝送することができる。インターコネクトソースが利用されるならば、送信は完了し制御システムからの帰還だけが送信が受諾されたということである。送信が完了しないならば、その後問題の光データは選択されない。言い換えれば、該光データは全ての選択装置でブロックされる（選択されない）が、いかなる種類の分断または障害の原因にはならず、制御システムは再送信をスケジュールする。結果として、最初の試みで完了することができる送信の待ち時間の不利益を排除するようになる。
【００５３】
＜過剰な選択機能＞
中程度から重度のトラヒック負荷における衝突の可能性は、本発明のインターコネクトにおいて各ノードにおける重複する選択、受信、格納機能を有することで極めて減じられることができる。相対的に小さい電力コスト（付加的な３ｄＢ分割）に関して、各ノードは実際には少なくとも２個の完全な下方選択分岐部と２個の受信器を有することでネットワーク上に２個の独立した選択分岐部を有している。電子的バッファリングとともに、最初の送信成功の可能性は、その後極めて増加し、インターコネクトの全体性能は改善する。
【００５４】
各種の変更や変形が、本発明の精神と範囲から逸脱することなしに本発明になされることができることが当業者には明らかであろう。従って、もし添付の特許請求の範囲とその均等なものとの範囲内であるならば、本発明は本発明の変更や変形の範囲に及ぶということが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る光インターコネクトの１つの実施例の説明図である。
【図２】本発明に係る光インターコネクトの他の実施例の説明図である。
【図３】図１の実施例の一部のより詳細な実施例を示している説明図である。
【図４】図１の実施例の一部のより詳細な実施例を示している説明図である。
【図５】本発明に係る分配サブシステムの実施例の説明図である。
【図６】本発明に係る分配サブシステムの他の実施例の説明図である。
【図７】本発明に係る分配サブシステムのさらに他の実施例の説明図である。
【図８】本発明に係る配列した増幅器モジュールの実施例の説明図である。
【図９】本発明に係る配列した増幅器モジュールの他の実施例の説明図である。
【図１０】本発明に係る空間選択装置の実施例の説明図である。
【図１１】本発明に係る他の空間選択装置の実施例の説明図である。
【図１２】本発明に係る波長選択装置の実施例の説明図である。
【図１３】本発明に係る他の波長選択装置の実施例の説明図である。
【図１４】本発明に係るさらに他の波長選択装置の実施例の説明図である。
【図１５】本発明に係るさらなる他の波長選択装置の実施例の説明図である。
【図１６】本発明に係るさらなる他の波長選択装置の実施例の説明図である。
【図１７】本発明に係るさらなる他の波長選択装置の実施例の説明図である。
【図１８】波長域を利用する選択分岐部の実施例の説明図である。
【図１９】波長域を利用する選択分岐部の実施例の他の説明図である。
【図２０】波長域を利用する選択分岐部の実施例のさらに他の説明図である。
【図２１】本発明の実施例に係る多段直交光インターコネクトの説明図である。
【図２２】本発明の実施例に係る分散型衝突回避プロセス及びプロセッサの説明図である。
【図２３】本発明に係る図２２の分散型衝突回避プロセス及びプロセッサで実施されるプロセスの図である。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年8月4日(2005.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スケーラブル光インターコネクトであって、
複数の送信器と、
少なくとも２つの直交次元の直交多重化スキームに従って１または２以上の伝送ファイバー上における前記複数の送信器の信号を結合するように構成され配置された多重化サブシステムと、
前記複数の送信器のいずれか１個の送信器からの信号を受信し得るように構成され配置された広帯域バーストモード受信器と、
全ての受信器に全ての送信器の信号を独立に且つ同時に分配し得るように構成され、配置された分配サブシステムと、
前記直交多重化スキーム内から単一のチャンネルを１秒未満で選択し得るように構成され配置された１または２以上の選択サブシステムと、
を含むことを特徴とするスケーラブル光インターコネクト。
【請求項２】
前記直交多重化スキーム内から単一のチャンネルを１０ナノ秒未満で選択し得ることを特徴とする請求項１に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項３】
前記直交多重化スキーム内から単一のチャンネルを１００ピコ秒未満で選択し得ることを特徴とする請求項１に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項４】
少なくとも３つの直交次元の直交多重化スキームに従って１または２以上の伝送ファイバー上における前記複数の送信器の信号を結合し得るように、前記多重化サブシステムが構成され配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項５】
少なくとも前記３つの直交次元が空間、波長及び波長帯を含むことを特徴とする請求項５に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項６】
少なくとも前記３つの直交次元が空間、波長及び偏光を含むことを特徴とする請求項５に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項７】
少なくとも４つの直交次元の直交多重化スキームに従って１または２以上の伝送ファイバー上における前記複数の送信器の信号を結合し得るように前記多重化サブシステムが構成され配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項８】
前記複数の送信器にビットクロック信号を与えるビットクロックと、前記送信器からのデータのバーストを受信するように構成され配置されたバーストモード受信器とを含むことにより、前記バーストモード受信器はデータの各バーストと関連しているビット位相を取得することだけを必要とし、ビット周波数を取得することを必要とせず且つビット周波数とビット位相をともに取得することを必要としないことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のスケーラブル光インターコネクト。
【請求項９】
分散型のスケーラブル衝突回避とリソーススケジューリングとを行うサブシステムであって、
複数の入力制御チャンネルと、
複数の出力制御チャンネルと、
１または２以上のプロセッサにわたって分配される複数の論理プロセスと、
共有リソースの第１のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避することを課せられた前記論理プロセスの第１のプロセスと、
前記第１のプロセスからの出力の一部に基づいて、光インターコネクト内の共有リソースの第２のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避することを課せられた前記論理プロセスの第２のプロセスと、
を含み、第１のサブセットの前記共有リソースと第２のサブセットの前記共有リソースは独立して多重化可能であり選択可能であることを特徴とする分散型のスケーラブル衝突回避とソーススケジューリングとを行うサブシステム。
【請求項１０】
光インターコネクト内の衝突回避とリソーススケジューリングの方法であって、
光インターコネクト内の共有リソースの第１のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避するステップと、
前記第１のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避した結果の一部に基づいて、光インターコネクト内の共有リソースの第２のサブセットを得ようとして競合する送信器からの信号の中で衝突を回避するステップと、
を備えており、前期第１のサブセットと前記第２のサブセットは独立に多重化可能であり且つ選択可能であることを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2006509427.tif 000027
2006509427.tif 000028
2006509427.tif 000029
2006509427.tif 000030
2006509427.tif 000031