(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送線路を用い、多地点間の情報伝送を行うフォトニックネットワークでアドレス情報の付加されたパケットを伝送する際に、複数の伝送路が結合するノードにおいてパケットを適切な伝送路に振り分けるフォトニックネットワークのパケットルーティング方法において、
光送信路では、
パケットに付加するアドレス情報は、光カオスエンコーダによって光の振幅および位相の少なくとも一方をカオス的に変化させる光符号化がされ、
上記光カオスエンコーダは、
光パルス信号を第１の光路および第２の光路に分岐して入力し、上記第１および第２の光路を通った光を合波する光干渉計を複数個並列に備え、当該複数の光干渉計の入力に対して生成したコヒーレントな一定周期の光パルスを分波して与え、上記複数の光干渉計からの光を、それぞれ等差数列的に遅延量が異なる光遅延器に供給し、上記光遅延器の出力を合波し、合波出力として上記光符号化アドレス信号を得る構成を有し、
上記第１および第２の光路に光路長差が設定され、
上記複数の光干渉計の上記光路長差が２以上の整数を公比とする等比数列の関係とされ、
上記光路長差を予め作成された上記光路長差と上記アドレス情報とのマッピングテーブルにしたがって変化させることによって、上記光路長差と上記アドレス情報を１対１に対応させ、その振幅および位相の少なくとも一方が変化された上記光符号化アドレス信号を生成するようになされ、
フォトニックネットワークの各ノードでは、
光カオスデコーダにおいて、パケットの光符号化アドレス信号を光学的相関演算によって識別し、その識別結果に基づいてパケットの出力経路を切り換えるようになされ、
上記光学的相関演算は、光パルス列同士の相関値を求め、求められた相関値と、上記光カオスエンコーダにおける上記マッピングテーブルで表された上記アドレス情報と上記光路長差の対応関係とに基づいて上記識別結果を取得する、
ことを特徴とするフォトニックネットワークのルーティング方法。
【請求項２】
光伝送線路を用い、多地点間の情報伝送を行うフォトニックネットワークでアドレス情報の付加されたパケットを伝送する際に、複数の伝送路が結合するノードにおいてパケットを適切な伝送路に振り分けるフォトニックネットワークのフォトニックルータにおいて、
パケットに付加するアドレス情報は、光送信器において光カオスエンコーダによって光の振幅および位相の少なくとも一方をカオス的に変化させる光符号化がされたものであり、
上記光カオスエンコーダは、
光パルス信号を第１の光路および第２の光路に分岐して入力し、上記第１および第２の光路を通った光を合波する光干渉計を複数個並列に備え、当該複数の光干渉計の入力に対して生成したコヒーレントな一定周期の光パルスを分波して与え、上記複数の光干渉計からの光を、それぞれ等差数列的に遅延量が異なる光遅延器に供給し、上記光遅延器の出力を合波し、合波出力として上記光符号化アドレス信号を得る構成を有し、
上記第１および第２の光路に光路長差が設定され、
上記複数の光干渉計の上記光路長差が２以上の整数を公比とする等比数列の関係とされ、
上記光路長差を予め作成された上記光路長差と上記アドレス情報とのマッピングテーブルにしたがって変化させることによって、上記光路長差と上記アドレス情報を１対１に対応させ、その振幅および位相の少なくとも一方が変化された上記光符号化アドレス信号を生成するようになされ、
フォトニックネットワークの各ノードでは、光カオスデコーダにおいて、パケットの光符号化アドレス信号を光学的相関演算部によって識別し、その識別結果に基づいてパケットの出力経路を切り換えるようになされ、
上記光学的相関演算部は、光パルス列同士の相関値を求め、求められた相関値と、上記光カオスエンコーダにおける上記マッピングテーブルで表された上記アドレス情報と上記光路長差の対応関係とに基づいて上記識別結果を取得するようにしたことを特徴とするフォトニックルータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フォトニックネットワークに使用することが可能なルーティング方法およびフォトニックルータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトニックネットワーク上でＩＰ(Internet Protocol)パケットを送受信する場合に、ＩＰアドレスに応じてＩＰパケットの経路を制御するフォトニックＩＰルータが必要とされる。フォトニックＩＰルータは、光信号を電気信号に一旦変換する従来の電気的なルータに比較してはるかに高速化が可能なものである。図８は、先に提案されているフォトニックＩＰルーティングの概念図である。ＩＰアドレスとしてアドレス＃２が付加されたパケット＃２、アドレス＃３が付加されたパケット＃３、アドレス＃１が付加されたパケット＃１の順でＩＰパケット群が光信号入力ポートからフォトニックＩＰルータ１００に入力される。
【０００３】
フォトニックＩＰルータ１００は、アドレス＃２が付加されたパケット＃２は、第２の光信号出力ポート（out２）へ、アドレス＃３が付加されたパケット＃３は、第３の光信号出力ポート（out３）へ、アドレス＃１が付加されたパケット＃１は、第１の光信号出力ポート（out１）へそれぞれ振り分けられて出力される。フォトニックＩＰルータ１００は、各ＩＰパケットのＩＰアドレスを読み取り、各ポートへＩＰパケットを振り分ける機能を有する。
【０００４】
図９は、Ｎ個の出力ポートを有するフォトニックＩＰルータ１００の構成例を示す。光入力ポートから入力されたＩＰパケットが２つに分岐され、それぞれ振分制御部２１とスイッチ部２２に送られる。振分制御部２１では、フォトディテクタ２１ａによって、光信号が電気信号へ変換され、信号処理装置２１ｂにおいて、ＩＰアドレスが読み取られ、このパケットのルーティング情報がコントローラ２１ｃに供給される。コントローラ２１ｃは、このルーティング情報に基づいてそのＩＰパケットの振分先を指定する制御信号を生成し、制御信号をスイッチ部２２へ出力する。
【０００５】
スイッチ部２２に送られたＩＰパケットは、光遅延器２２ａによって遅延された後、１入力をＮ出力に振り分ける光スイッチ２２ｂに入力される。そして、振分制御部２１からの制御信号によって光スイッチ２２ｂが制御され、光スイッチ２２ｂの出力ポートが切り換えられ、ＩＰパケットがＩＰアドレスで示される出力ポートから出力される。
【０００６】
上述した図９に示す従来のフォトニックＩＰルータ１００では、フォトディテクタ２１ａによって光信号を電気信号に変換し、信号処理装置２１ｂおよびコントローラ２１ｃが電気的処理によって制御信号を生成している。したがって、振分制御部２１で制御信号が生成されるまでの時間、光遅延器２２ａによって、入力されたＩＰパケットを遅延させていた。その結果、フォトニックＩＰルータ１００は、パケットルーティングを高速に行うことができない問題があった。
【０００７】
かかる問題を解決し、振分制御部２１で行われる処理を全て光で行うようにしたフォトニックＩＰルータが提案されている（特開２００１−１７７５６５号参照）。ここで提案されているルーティング方法は、パケットに付加する宛先アドレス情報が光の属性を用いて光符号化しておき、フォトニックネットワークの各ノードでは、パケットのアドレス情報を光学的相関演算によって識別し、その識別結果に基づいてパケットの出力経路を制御するものである。
【０００８】
先に提案されているルーティング方法では、パケットに付加する宛先アドレス情報の光符号化は、パルス光源から出力される波長λのコヒーレントな光パルスを分波し、チップ数Ｎ（但し、Ｎ≧２）の光チップパルスに分割し、光チップパルス間に一定の遅延時間差を与え、各光チップパルスの持つ光キャリア位相に０またはπの位相シフトを与えた後、全ての光チップパルスを再度合成することによって、特定の中心周波数と位相の組合せを持つ光符号に相当する光チップパルス列を全光的に生成するものである。
【０００９】
具体的には、アドレス情報を大域的アドレスと小域的アドレスとに分割し、大域的アドレスに対応して光パルス列の周波数帯域を割り当て、小域的アドレスに対応して位相を割り当てるようにしている。光遅延線によって５ｐｓごとの遅延時間差を持つ等強度の８個のチップパルスを生成し、各チップパルスに対して光位相器によって光キャリアの位相として、"0" または"π"の位相シフトが与えられる。この位相がアドレス情報の各ビットの"0" または"1" に対応付けられている。光符号化によって宛先アドレス情報を付加することによって、フォトニックＩＰルータの振分制御部では、光復号化がなされ、宛先アドレス情報に基づいて経路制御がなされる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した先に提案されているルーティング方法では、光符号化において、光キャリアの位相が"0" と"π"の位相シフトを与えるものである。このように２つの位相としてアドレス情報を光符号化するものであり、"0" と"π"の組合せとてしは、２n個存在するが、その中で互いに直交する組合せしか使用できないので、アドレス情報の種類が制約される問題があった。すなわち、チップパルスの個数のｎとすると、アドレス数は、Ｏ（ｎ）である。Ｏは、オーダーを意味する。
【００１１】
したがって、この発明の目的は、先に提案されている方法と異なり、アドレス数の制約が少なく、２n／ｎのオーダーのより多くのアドレスを生成することが可能なルーティング方法およびフォトニックルータを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、この発明の第１の態様は、光伝送線路を用い、多地点間の情報伝送を行うフォトニックネットワークでアドレス情報の付加されたパケットを伝送する際に、複数の伝送路が結合するノードにおいてパケットを適切な伝送路に振り分けるフォトニックネットワークのパケットルーティング方法において、
光送信路では、
パケットに付加するアドレス情報は、光カオスエンコーダによって光の振幅および位相の少なくとも一方をカオス的に変化させる光符号化がされ、
光カオスエンコーダは、
光パルス信号を第１の光路および第２の光路に分岐して入力し、第１および第２の光路を通った光を合波する光干渉計を複数個並列に備え、当該複数の光干渉計の入力に対して生成したコヒーレントな一定周期の光パルスを分波して与え、複数の光干渉計からの光を、それぞれ等差数列的に遅延量が異なる光遅延器に供給し、光遅延器の出力を合波し、合波出力として光符号化アドレス信号を得る構成を有し、
第１および第２の光路に光路長差が設定され、
複数の光干渉計の光路長差が２以上の整数を公比とする等比数列の関係とされ、
光路長差を予め作成された光路長差とアドレス情報とのマッピングテーブルにしたがって変化させることによって、光路長差とアドレス情報を１対１に対応させ、その振幅および位相の少なくとも一方が変化された光符号化アドレス信号を生成するようになされ、
フォトニックネットワークの各ノードでは、
光カオスデコーダにおいて、パケットの光符号化アドレス信号を光学的相関演算によって識別し、その識別結果に基づいてパケットの出力経路を切り換えるようになされ、
光学的相関演算は、光パルス列同士の相関値を求め、求められた相関値と、光カオスエンコーダにおけるマッピングテーブルで表されたアドレス情報と光路長差の対応関係とに基づいて識別結果を取得する、
ことを特徴とするフォトニックネットワークのルーティング方法である。
【００１３】
この発明の第２の態様は、光伝送線路を用い、多地点間の情報伝送を行うフォトニックネットワークでアドレス情報の付加されたパケットを伝送する際に、複数の伝送路が結合するノードにおいてパケットを適切な伝送路に振り分けるフォトニックネットワークのフォトニックルータにおいて、
パケットに付加するアドレス情報は、光送信器において光カオスエンコーダによって光の振幅および位相の少なくとも一方をカオス的に変化させる光符号化がされたものであり、
光カオスエンコーダは、
光パルス信号を第１の光路および第２の光路に分岐して入力し、第１および第２の光路を通った光を合波する光干渉計を複数個並列に備え、当該複数の光干渉計の入力に対して生成したコヒーレントな一定周期の光パルスを分波して与え、複数の光干渉計からの光を、それぞれ等差数列的に遅延量が異なる光遅延器に供給し、光遅延器の出力を合波し、合波出力として光符号化アドレス信号を得る構成を有し、
第１および第２の光路に光路長差が設定され、
複数の光干渉計の光路長差が２以上の整数を公比とする等比数列の関係とされ、
光路長差を予め作成された光路長差とアドレス情報とのマッピングテーブルにしたがって変化させることによって、光路長差とアドレス情報を１対１に対応させ、その振幅および位相の少なくとも一方が変化された光符号化アドレス信号を生成するようになされ、
フォトニックネットワークの各ノードでは、光カオスデコーダにおいて、パケットの光符号化アドレス信号を光学的相関演算部によって識別し、その識別結果に基づいてパケットの出力経路を切り換えるようになされ、
光学的相関演算部は、光パルス列同士の相関値を求め、求められた相関値と、光カオスエンコーダにおけるマッピングテーブルで表されたアドレス情報と光路長差の対応関係とに基づいて識別結果を取得するようにしたことを特徴とするフォトニックルータである。
【００１５】
この発明では、複数の光干渉計の光路長差が２以上の整数を公比とする等比数列の関係とされ、光路長差を符号に応じて変更することによって、その振幅および位相の少なくとも一方が符号に応じて変化された符号化光パルス信号生成するので、ｎ個のパルスの位相を制御する方法と異なり、より多くのアドレス情報を生成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、この発明によるフォトニックＩＰルータを含むフォトニックネットワークの概略的構成を示す。参照符号１がフォトニックＩＰルータを示す。２が送信機を示す。送信機２には、パケット用データ４が供給され、送信機２は、ＩＰアドレスに対応する光信号とデータに対応する光信号とからなる光パルス列を生成する。ＩＰアドレスには、宛先アドレスと送信元アドレスとが含まれている。なお、この発明は、ＩＰアドレスに限定されるものではなく、パケットの経路を制御するためのアドレスに対して広く適用できるものである。
【００１７】
送信機２から光信号として送出されたＩＰパケットが光ファイバ等の光伝送路３を介してフォトニックＩＰルータ１に入力される。送信機２と表現しているのは、ＩＰアドレスが付加されたＩＰパケットを送信する機能を有しているからである。実際には、フォトニックネットワークに接続された他のフォトニックＩＰルータ等を介してＩＰパケットがフォトニックＩＰルータ１に入力される。
【００１８】
入力ＩＰパケットが振分制御部６とスイッチ部７に入力される。振分制御部６ち供給されたＩＰパケットは、フォトニックプロセッサ６ａによって電気信号に変換されることなく、光信号のままＩＰアドレス情報の読取とスイッチ制御用信号の生成が行われる。フォトニックプロセッサ６ａの出力がフォトディテクタ６ｂによって電気信号に変換される。フォトディテクタ６ｂの出力に得られたスイッチ制御信号がスイッチ部７に出力される。スイッチ制御信号は、ＩＰパケットの振分先を指定する。
【００１９】
スイッチ部７に送られたＩＰパケットは、光遅延器７ａによって遅延された後、１入力をＮ出力に振り分ける光スイッチ７ｂに入力される。そして、振分制御部６からの制御信号によって光スイッチ７ｂが制御され、光スイッチ７ｂの出力ポートが切り換えられ、ＩＰパケットがＩＰアドレスで示される出力ポートから出力される。このように、フォトニックＩＰルータ１においては、アドレス情報の読取およびスイッチ制御信号の生成処理をフォトニックプロセッサ６ａが光学的に行うので、処理時間を大幅に短縮化できる。
【００２０】
図２は、ＩＰアドレスを付加する機能を有する送信機２の構成例を示す。参照符号２ａが１０ＧHzのジェネレータ（発振器）を示し、参照符号２ｂがコヒーレントな光パルスの光源としてのモード同期半導体レーザを示す。モード同期半導体レーザ２ｂは、１００psecの周期Ｔ（繰り返し周波数で１０ＧHz）で、半値幅が２．０psecで、中心波長λの光パルス列を発生する。光パルス光源としては、モード同期半導体レーザ以外にモード同期ファイバーレーザ、連続波光源と電界吸収型光変調器を組み合わせた構成等を使用することができる。
【００２１】
モード同期半導体レーザ２ｂからの光パルス列が光帯域通過フィルタ２ｃに供給され、光帯域通過フィルタ２ｃの出力が光カオスエンコーダ２ｄに供給される。ＩＰアドレスが大域的アドレスと小域的アドレスとに分けられる。例えばアドレスの上位ビットで表されるものを大域的アドレスとし、その下位ビットで表されるものを小域的アドレスとするように、ＩＰアドレスが分けられる。
【００２２】
大域的アドレスによって光帯域通過フィルタ２ｃの通過帯域特性が切り換えられる。モード同期半導体レーザ２ｂの発振中心波長と光帯域通過フィルタ２ｃの通過帯域特性によって大域的アドレスλｎが付加された光パルス列が光帯域通過フィルタ２ｃから出力される。そして、小域的アドレスにに応じて、光カオスエンコーダ２ｄにおいて、光パルス列の振幅および位相が制御される。光カオスエンコーダ２ｄにおける光符号化の詳細な説明については、後述する。
【００２３】
このようにＩＰアドレスが波長と振幅および位相とにそれぞれマッピングされた光パルス列が電気光学変調器２ｅに供給される。電気光学変調器２ｅに対してパケット用データ４が供給され、光パルスの強度または位相が送信データによって変調される。このパケット用データ４で変調される光パルス列は、ＩＰアドレスの光パルス列とは別の光パルスであり、例えばＩＰアドレスの光パルス列の後に続くものである。電気光学変調器２ｅによって、例えばデータの各ビットの値に応じて各光パルスの強度または位相が変調される。電気光学変調器２ｅは、電気光学効果(Electro-Optic effect)を利用したものであり、以下では、ＥＯ変調器と適宜称する。
【００２４】
ＥＯ変調器２ｅは、屈折率が電界に比例して変化することを利用して、モード同期半導体レーザ１からの光パルス列をパケット用データ（電圧）４に応じて変調する。すなわち、パケット用データ４に応じて光パルスの強度が変調される。または、光パルス列の位相を変調することも可能である。強度変調および位相変調の何れを使用しても良い。なお、ＥＯ変調器に限らず、電界吸収型光変調器等の他の高速光変調器を使用しても良い。電気光学変調器２ｅの出力が光増幅器２ｆで増幅され、ＩＰパケットとして光伝送路３へ送出される。
【００２５】
なお、一実施形態では、使用帯域λを制限して大域的を付加し、光符号化によって小域的アドレスを付加するようにしている。しかしながら、ＩＰアドレスの全体を光符号化のみによって特定するようにしても良い。
【００２６】
アドレス情報をＩＰパケットに付加するための光カオスエンコーダ２ｄについて説明する。光カオスエンコーダ２ｄは、先に本願発明者が提案した特開２０００−２０６４７２号に記載の光カオス乱数発生装置に基づいたものである。すなわち、この文献では、カオスがＸ（ｊ＋１）＝Ｆ〔Ｘ（ｊ）〕と決定論的な式で与えられながら、初期値Ｘ（１）に対して初期値鋭敏性を持つ現象として定義され、本願発明者がカオスであるにもかかわらず、その特性が解析的に得ることが可能なクラスが系統的に存在し、楕円関数の加法定理によってその非線形写像のクラスを構成できることが示されたことが述べられている。光カオスエンコーダ２ｄは、上記文献に記載の光カオス乱数発生装置をさらに発展させたものである。
【００２７】
図３は、光カオスエンコーダ２ｄを全体として示す。光パルス列が図示を省略した光分波装置によってｎ個の光パルス列に分けられ、ｎ個の光干渉計１０1、１０2 、・・・、１０nに対して入力される。１×２（１入力２出力を意味する。）光分岐器によって２つの光路に光パルス列が分ける処理を繰り返すことで、ｎ個の光路に光パルス列が分けれる。
【００２８】
光干渉計１０1〜１０nのそれぞれは、図４に示すマッハツェンダー型光干渉計(Mach-Zehnder Interferometer)を用いた構成を有している。マッハツェンダー型光干渉計は、２×２光分岐器１３および２×２光結合器１４を使用して構成することができる。これらの光分岐器１３および光結合器１４の間に２つの光導波路が設けられ、２つの光導波路間には、光路長差１１1が設定されている。光干渉計１０1〜１０nのそれぞれは、入射光を２分岐した後再び合波し、この分岐から合波に至る間の２つの光路の光路長差によって光の干渉効果を生じさせる。
【００２９】
各光干渉計の光路長差１１1，１１2 ，・・・，１１nは、公比ｍ（ｍは２以上の整数）の等比数列をなすように構成する。すなわち、（ｍ＝２）とすると、ｎ個の光干渉計１０1〜１０nの光路長差１１1〜１１nがそれぞれθ，２θ，２2θ，・・・，２n-1θに設定されている。但し、θは、定数である。各光路と接続した熱−光位相シフタ（図示しない）によって、二つの光路間に温度を生じさせることで、二つの光路に所定の位相差を生じさせるようになされる。
【００３０】
このように光路長差を設定すると、光干渉計１０1〜１０nが出力する光の強度をＸ[1],Ｘ[2],・・・,Ｘ[ｎ]としたときに、これらの間には、下記の式（１）の関係（力学系）が成立する。
【００３１】
Ｘ[j+1]＝Ｆ（Ｘ[j]）    (1)
但し、Ｆ（sin2θ）＝sin2ｍθである。
【００３２】
図４に示すマッハツェンダー型光干渉計の２つの入力ポート（入力１および入力２）の一方（入力１）に対して光信号を入力し、他方の入力ポートには、光信号を入力しない（開放）。すると、各マッハツェンダー型光干渉計の一方の出力ポート（出力ポート１）に出力される光信号の強度が式（１）に示す関係を有する。一方、マッハツェンダー型光干渉計のそれぞれの他方の出力ポート（出力ポート２）が出力する光信号の強度をＹ[1],Ｙ[2],・・・,Ｙ[ｎ]としたときに、これらの間には、下記の式（２）の関係が成立する。なお、出力ポート１および出力ポート２の何れの出力ポートを使用しても良い。
【００３３】
Ｙ[j+1]＝Ｇ（Ｙ[j]）    (2)
但し、Ｇ（cos2θ）＝cos2ｍθである。
【００３４】
ｍ＝２の場合、写像Ｆは、ロジスティック写像（下記の式（３））であり、ｍ＝３の場合、写像Ｆは、キュービック写像（下記の式（４））であり、一般的にこれらの写像は、チェビシェフ写像と呼ばれる。このような写像Ｆまたは写像Ｇを用いた漸化式により出力される信号は、カオス的振る舞いをすることが分かっている。
【００３５】
Ｆ(x) ＝４ｘ（１−ｘ）    (3)
Ｆ(x) ＝ｘ（３−４ｘ）2   (4)
したがって、ロジスティック写像は、式（１）および（３）から
Ｘ(j+1)＝４Ｘ(j)〔１−Ｘ(j)〕    (5)
と表される。
【００３６】
この式（５）は、sin2（ａ）の２倍角の公式sin2（２ａ）＝４sin2（ａ）（１−sin2（ａ））と等しくなるため、ロジスティック写像は、カオスであるにもかかわらず、解析的な一般解（Ｘ（ｎ）＝sin2（２n-1ａ））を持つため、解けるクラスに属するカオスである。キュービック写像は、３倍角の公式と等しくなり、同様に解けるクラスに属するカオスである。
【００３７】
複数の光干渉計１０1〜１０nがパラレルに光信号を出力する。これらをシリアル信号に変換する。光遅延回路１２1〜１２nは、複数の光干渉計１０1〜１０nが出力する光パルス列をそれぞれ所定の時間遅延させて結合したシリアルな光パルス列を出力する。すなわち、光遅延回路１２1〜１２nによってパラレル→シリアル変換がなされる。光遅延回路１２1〜１２nの遅延量がｔ0，2ｔ0，・・・，ｎｔ0と等差数列の関係とされる。
【００３８】
さらに、図３の構成によって得られた出力値Ｘ[j]を図５に示すように、その値が０．５以上か否かに対して符号"0" または"1" を割り当てると、符号"0" である確率が１／２であり、符号"1" である確率が１／２となり、長さｎの２値系列となる。これは、力学系を符号列で観測するというシンボリックダイナミックスという考え方を応用したものである。なお、キュービック写像の場合では、しきい値が１／４および３／４の二つが設定され、符号として"0" ，"1" ，"2"の３値を有する系列を生成できる。
【００３９】
図６は、光カオスエンコーダ２ｄの入力信号および出力信号の波形を概略的に示すものである。図６Ａに示すような光パルス列が入力されると、図６Ｂに示すように、振幅がsinθ,sin2θ,・・・,sin２n-1θをそれぞれ有するｎ個の光パルスが単位遅延時間ｔ0でもって順次位置する出力パルス列が得られる。この場合、振幅のみならず、位相が変化することが判っている。この出力パルス列が必要に応じて２値化される。
【００４０】
ここで、ＩＰアドレスとの関係であるが、上述した光カオスエンコーダ２ｄに対する光路長差をＩＰアドレスによって変えることで、ＩＰアドレスを光カオス乱数に１対１に対応させることができる。例えばｔ0を一定としておいて、光路長差θを各ＩＰアドレスに応じて変更する。光路長差θとＩＰアドレスとの対応関係は、予めマッピングテーブルとして作成される。θを変えた場合では、光パルス列の振幅および位相が変更される。また、光カオスエンコーダ２ｄに供給される光の波長をＩＰアドレスに対応して変更したり、単位遅延時間ｔ0をＩＰアドレスに対応して変えるようにしても良い。さらに、光路長差、波長、単位遅延時間等を組み合わせても良い。一実施形態では、θを変えることによって、全ての２値系列を生成できるので、θとＩＰアドレスとを１対１に対応させることができる。但し、後述する相関演算は、２値化していない光信号を使用してなされる。
【００４１】
図７は、上述したように、アドレス情報が付加されたＩＰパケットが供給され、アドレス情報にしたがってＩＰパケットの経路を制御するフォトニックＩＰルータ１のより具体的な構成を示す。振分制御部６に入力されたＩＰパケットは、出力ポート数と同数（図７の例では３）のアームに分岐される。各アームにおいて、光帯域通過フィルタ６１ａ、６１ｂ、６１ｃによって周波数フィルタリングがなされ、光カオスデコーダ６２ａ、６２ｂ、６２ｃにおいて復号化される。
【００４２】
光帯域通過フィルタ６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、大域的アドレスを読み取るものである。光カオスデコーダ６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、光信号の相関演算によって小域的アドレスを読み取るものである。すなわち、各デコーダは、３種類の内の小域的アドレスの符号１つ宛を持っており、入力されたＩＰパケットの小域的アドレスに相当するものとの相関検出を行う。デコーダ自身が持つ符号と入力信号の符号とが一致した場合には、光カオスデコーダ６２ａ、６２ｂ、６２ｃの出力が高いレベルとなり、一致しない場合では、低いレベルとなる。
【００４３】
したがって、入力されたＩＰパケットの大域的アドレスを記述している波長λｎが光帯域通過フィルタ６１ａ，６１ｂ，６１ｃの通過帯域と一致し、小域的アドレス情報を記述している符号が光カオスデコーダ６２ａ、６２ｂ、６２ｃ自身の持つ符号と一致した場合のみ、高いピーク値を持つ光信号がデコーダの何れか１つから出力される。この光カオスデコーダ６２ａ、６２ｂ、６２ｃのそれぞれの出力がフォトディテクタ６３ａ、６３ｂ、６３ｃによって電気的なスイッチ制御信号に変換される。
【００４４】
一方、スイッチ部７に入力されたＩＰパケットが光遅延器７１によって振分制御部６との光路差に相当する時間的遅延が与えられて後、３つのアームに分波される。各アームには、光ゲート７２ａ、７２ｂ、７２ｃが接続されている。光ゲート７２ａ、７２ｂ、７２ｃは、振分制御部６からのスイッチ制御信号が高レベルの場合にオンし、スイッチ制御信号が低レベルの場合にオフするものであり、１×３光スイッチとして機能する。例えばＬｉＮｂＯ3 強度変調器をスイッチ部７の各光ゲートとして使用できる。
【００４５】
この発明は、上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えばアドレス情報を付加するための符号化に限らず、ディジタルデータを光パルス列に対応させるものであれば、この発明を適用することができる。
【００４６】
【発明の効果】
この発明によれば、アドレス情報のようなディジタルデータを光パルス列の振幅または位相の変化として符号化することができる。この発明は、光カオス乱数発生を利用するので、例えば光路長差を変化させることによって、光キャリアの位相の"0" と"π"の組合せを使用するものと比較してより多くのアドレスを発生させることができる利点がある。したがって、アドレスが多い場合にも対応することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用されたフォトニックＩＰルータの一実施形態を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態における送信機の一例のブロック図である。
【図３】送信機に含まれる光カオスエンコーダの一例のブロック図である。
【図４】光カオスエンコーダに含まれる光干渉計の構成を示すブロック図である。
【図５】光カオスエンコーダの説明に用いる略線図である。
【図６】光カオスエンコーダに対する入力光パルス列と出力光パルス列を示す略線図である。
【図７】この発明が適用されたフォトニックＩＰルータのより詳細なブロック図である。
【図８】フォトニックＩＰルータの説明に用いるブロック図である。
【図９】先に提案されているフォトニックＩＰルータの説明に用いるブロック図である。
【符号の説明】
１・・・フォトニックＩＰルータ、２・・・送信機、６・・・振分制御部、７・・・スイッチ部、２ｂ・・・モード同期半導体レーザ、２ｄ・・・光カオスエンコーダ、１０1〜１０n・・・光干渉計、１１1〜１１n・・・光路長差
【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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