(57)【要約】  実施形態において、フォトニック・スイッチング・ファブリックは、第１の光学ラベルを読み取り、第１の検出されたラベルを作成するように構成されている第１ラベル検出器であって、前記第１の光学ラベルは、第１の光学パケットに対応し、前記第１の光学ラベルは、制御波長帯内にある、第１ラベル検出器と、前記第１の検出されたラベルに従って、フォトニックスイッチを調整するように構成されているスイッチコントローラと、を含む。前記フォトニック・スイッチング・ファブリックはまた、前記第１の光学パケットをスイッチするように構成されている前記フォトニックスイッチも含み、前記第１の光学パケットは、ペイロード波長帯内にある。
2016519536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトニック・スイッチング・ファブリックであって、
第１の光学ラベルを読み取り、第１の検出されたラベルを作成するように構成された第１ラベル検出器であって、前記第１の光学ラベルは、第１の光学パケットに対応し、前記第１の光学ラベルは、制御波長帯内にある、第１ラベル検出器と、
前記第１の検出されたラベルに従ってフォトニックスイッチを調整するように構成されているスイッチコントローラと、
を具備し、
前記フォトニックスイッチは、前記第１の光学パケットをスイッチするように構成されており、前記第１の光学パケットは、ペイロード波長帯内にあることを特徴とするフォトニック・スイッチング・ファブリック。
【請求項２】
前記フォトニックスイッチに結合された同期光パルスユニットをさらに具備し、
前記同期光パルスユニットは、同期光パルスを作成するように構成され、前記同期光パルスは、前記制御波長帯内にあることを特徴とする請求項１に記載のフォトニック・スイッチング・ファブリック。
【請求項３】
前記フォトニックスイッチに結合されたコンテンションパルスユニットをさらに具備し、前記スイッチコントローラは、前記第１の検出されたラベルに従ってコンテンション信号を生成するように構成されており、前記コンテンションパルスユニットは、前記コンテンション信号に従ってコンテンションパルスを生成するように構成されており、前記コンテンション信号は、前記制御波長帯内にあることを特徴とする請求項２に記載のフォトニック・スイッチング・ファブリック。
【請求項４】
前記フォトニックスイッチと、前記同期光パルスユニットとの間に結合されているフィルタをさらに具備することを特徴とする請求項２に記載のフォトニック・スイッチング・ファブリック。
【請求項５】
第１ラベル検出器は、複数の制御光学信号を作成するように構成されている波長分割マルチプレクサを具備することを特徴とする請求項１に記載のフォトニック・スイッチング・ファブリック。
【請求項６】
前記複数の光学信号に従って複数の電気的ビットを生成するように構成されている光学エネルギー検出器をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載のフォトニック・スイッチング・ファブリック。
【請求項７】
第２の光学ラベルを読み取り第２の検出されたラベルを作成するように構成された第２ラベル検出器をさらに具備し、前記第２の光学ラベルは、第２の光学パケットに対応し、前記第２の光学ラベルは、前記制御波長帯内にあり、前記第２の光学パケットは、前記ペイロード波長帯内にあり、前記スイッチコントローラは、前記第２の検出されたラベルに従って前記フォトニックスイッチを調整するようにさらに構成され、前記フォトニックスイッチは、前記第２の光学パケットをスイッチするようにさらに構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフォトニック・スイッチング・ファブリック。
【請求項８】
前記制御波長帯は、1550 nm 波長帯であり、前記ペイロード波長帯は、1310 nm 波長帯であることを特徴とする請求項１に記載のフォトニック・スイッチング・ファブリック。
【請求項９】
前記ペイロード波長帯は、４以上の波長を有していることを特徴とする請求項１に記載のフォトニック・スイッチング・ファブリック。
【請求項１０】
前記フォトニック・スイッチング・ファブリックは、複数のトップオブラック(TOR)スイッチに結合されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフォトニック・スイッチング・ファブリック。
【請求項１１】
前記フォトニックスイッチは、光空間スイッチであることを特徴とする請求項１に記載のフォトニック・スイッチング・ファブリック。
【請求項１２】
集積回路が、
前記フォトニックスイッチと、
マルチプレクサと、
デマルチプレクサと、
を具備することを特徴とする請求項１に記載のフォトニック・スイッチング・ファブリック。
【請求項１３】
フォトニック・パケット・スイッチングの方法であって、前記方法は、
フォトニック・スイッチング・ファブリックにより、第１トップオブラック(TOR)スイッチから、第１の光学パケットに対応する第１の光学ラベルを受信するステップであって、前記第１の光学ラベルは、制御波長帯内にある、ステップと、
前記第１ＴＯＲスイッチが、第１のコンテンション信号を作成するために、前記第１の光学パケットの送信の許可を有しているかどうかを決定するステップと、
前記フォトニック・スイッチング・ファブリックにより、前記第１ＴＯＲスイッチへ、前記第１のコンテンション信号を送信するステップであって、前記第１のコンテンション信号は、前記制御波長帯内にある、ステップと、
前記第１ＴＯＲスイッチが前記第１の光学パケットの送信の許可を有している場合には、前記フォトニック・スイッチング・ファブリックにより、前記第１ＴＯＲスイッチから、前記第１の光学パケットを受信するステップであって、前記第１の光学パケットは、ペイロード波長帯内にある、ステップと、
を具備することを特徴とするフォトニック・パケット・スイッチングの方法。
【請求項１４】
スイッチされた光学パケットを作成するために、前記第１の光学ラベルにしたがって前記第１の光学パケットをスイッチするステップと、
前記フォトニック・スイッチング・ファブリックにより、第２ＴＯＲスイッチへ、前記スイッチされた光学パケットを送信するステップと、
をさらに具備することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記フォトニック・スイッチング・ファブリックにより、第２ＴＯＲスイッチから、第２の光学パケットに対応する第２の光学ラベルを受信するステップをさらに具備し、前記第２の光学ラベルは、前記制御波長帯内にあり、
前記第１ＴＯＲスイッチが前記第１の光学パケットを送信する許可を有しているかどうかを決定するステップは、前記第１の光学パケットが前記第２の光学パケットと競合するかどうかを判定するステップを具備することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記フォトニック・スイッチング・ファブリックにより、前記第１ＴＯＲスイッチへ、第１同期パルスを送信するステップと、
前記フォトニック・スイッチング・ファブリックにより、前記第２ＴＯＲスイッチへ、第２同期パルスを送信するステップと、
をさらに具備することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
第２のコンテンション信号を作成するために、前記第２ＴＯＲスイッチが、前記第２の光学パケットを送信する許可を有しているかどうかを判定するステップと、
前記フォトニック・スイッチング・ファブリックにより、前記第２ＴＯＲスイッチへ、前記第２のコンテンション信号を送信するステップであって、前記第２のコンテンション信号は、前記制御波長帯内にある、ステップと、
をさらに具備することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記制御波長帯は、1550 nm 波長帯であり、前記ペイロード波長帯は、1310 nm 波長帯であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記制御波長帯は、1310 nm 波長帯であり、前記ペイロード波長帯は、1550 nm 波長帯であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
フォトニックパケットを調整する方法であって、前記方法は、
トップオブラック(TOR)スイッチにより、フォトニック・スイッチング・ファブリックへ、光学パケットのアドレスを具備する制御信号を送信するステップであって、前記制御信号は、制御波長帯内にある、ステップと、
前記ＴＯＲスイッチにより、前記フォトニック・スイッチング・ファブリックから、グラントインジケータを受信するステップと、
前記グラントインジケータに従って、送信の許可を決定するステップと、
前記ＴＯＲスイッチにより、前記フォトニック・スイッチング・ファブリックへ、前記送信の許可に従って前記光学パケットを送信するステップであって、前記光学パケットは、ペイロード波長帯内にある、ステップと、
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記ＴＯＲスイッチにより、前記フォトニック・スイッチング・ファブリックから、同期パルスを受信するステップをさらに含み、前記同期パルスは、前記制御波長帯内にあることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、「System and Method for Out-of-band Signaling for Buffer-less Datacenter Photonic Switches and High Capacity Optical Packet Rings」と題する2013年5月10日付けの米国特許仮出願第61/822,128号の優先権を主張するとともに、「System and Method for Photonic Switching」と題する2014年4月7日に出願された米国特許出願第14/ 246,633号の優先権を主張する。
【０００２】
本願は、光通信のためのシステム及び方法に関し、より具体的には、フォトニック・スイッチングのためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ユーザ数の増加や、アプリケーション数の増大により、インターネットのトラフィックが増加し帯域幅への高い需要をもたらしている。この増加は、より優れたスイッチング機能を備えたより大きなパケットネットワークを必要とする。データセンタは、莫大な数のサーバラック(rack)、ストレージデバイスラック、及び他のラックを含んでおり、それらの全ては、大規模な集中型のスイッチングリソースを介して相互に接続されている。データセンタにおいて、電気的パケットスイッチは、データパケットをルーティングするために使用される。非常に高いレートでの電子パケットスイッチングは、大規模な冷却及び空間的なコストがかかる。したがって、フォトニック・パケット・スイッチングが望まれている。
【０００４】
サーバ、ストレージ、及び入出力機能のラックは、その関連サーバ及び／又は他の周辺機器からのパケットストリームをＴＯＲスイッチ毎にパケットスイッチングコアにルーティングされるより少ない数のハイスピードストリームに結合するトップオブラック(TOR)スイッチを含む。また、ＴＯＲスイッチは、そのリソースからスイッチされたストリーミングのリターンを受信し、それらをラック内のサーバに分配する。各ＴＯＲスイッチからパケットスイッチングコアへの4 x 40 Gb/s のストリーム及び同じ数のリターンストリームがあり得る。ラック毎に１つのＴＯＲスイッチであり得るため、数百から数万のラックでは、データセンタ内に数百から数万のＴＯＲスイッチがあり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
フォトニック・スイッチング・ファブリックの実施形態は、第１の検出されたラベルを作成するために第１の光学ラベルを読み取るように構成された第１ラベル検出器であって、前記第１の光学ラベルは、第１の光学パケットに対応し、前記第１の光学ラベルは、制御波長帯内である第１ラベル検出器と、前記第１の検出されたラベルに従って、フォトニックスイッチを調整するように構成されたスイッチコントローラとを含む。前記フォトニック・スイッチング・ファブリックはまた、前記第１の光学パケットをスイッチするように構成されている前記フォトニックスイッチを含み、前記第１の光学パケットは、ペイロード波長帯内である。
【０００６】
フォトニック・パケット・スイッチングの方法の実施形態は、フォトニック・スイッチング・ファブリックにより、第１トップオブラック(TOR)スイッチから、第１の光学パケットに対応する第１の光学ラベルを受信するステップであって、前記第１の光学ラベルは、制御波長帯内である、ステップと、前記第１ＴＯＲスイッチが、第１のコンテンション信号を作成するために、前記第１の光学パケットを送信する許可を有しているかどうかを判定するステップとを含む。前記方法はまた、前記フォトニック・スイッチング・ファブリックにより、前記第１ＴＯＲスイッチへ前記第１のコンテンション信号を送信するステップであって、前記第１のコンテンション信号は、前記制御波長帯内である、ステップと、前記第１ＴＯＲスイッチが前記第１の光学パケットの送信の許可を有している場合には、前記フォトニック・スイッチング・ファブリックにより、前記第１ＴＯＲスイッチから、前記第１の光学パケットを受信するステップであって、前記第１の光学パケットは、ペイロード波長帯内である、ステップとを含む。
【０００７】
フォトニックパケットを調整する(coordinating)方法の実施形態は、トップオブラック(TOR)スイッチにより、フォトニック・スイッチング・ファブリックへ、を光学パケットのアドレス含む制御信号を送信するステップであって、前記制御信号は、制御波長帯内である、ステップと、前記ＴＯＲスイッチにより、前記フォトニック・スイッチング・ファブリックから、グラントインジケータを受信するステップとを含む。前記方法は、また、グラントインジケータに従って、送信許可を判定するステップと、前記送信許可に従って、前記ＴＯＲスイッチにより、前記フォトニック・スイッチング・ファブリックへ、前記光学パケットを送信するステップであって、前記光学パケットは、ペイロード波長帯内である、ステップとを含む。
【０００８】
以下で説明する発明を実施するための形態をよりよく理解するために、本発明の実施形態の特徴をやや広く概説した。本発明の特許請求の範囲の主題を形成する本発明の実施形態のさらなる特徴及び利点が以下で説明される。開示される概念及び具体的な実施形態は、当業者にとって修正又は本発明と同じ目的を実行するための他の構造又は処理の設計の基礎として容易に利用され得ることは理解されよう。添付の特許請求の範囲において明らかにされている本発明の精神及び範囲を逸脱することないそのような等価な構成は理解され得る。
【０００９】
本発明のより完全な理解のために、及びその利点のために、添付の図面と合わせて以下の説明が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、データセンタの実施形態を図示している。
【図２】図２は、スター構造の実施形態を図示している。
【図３】図３は、リング構造の実施形態を図示している。
【図４】図４は、ハイブリッド・スター・リング構造の実施形態を図示している。
【図５】図５は、フォトニック・スイッチング・ファブリックの実施形態を図示している。
【図６Ａ】図６Ａは、ペイロード波長帯のためのフォトニックスペクトル及び光源の実施形態を図示している。
【図６Ｂ】図６Ｂは、ペイロード波長帯のためのフォトニックスペクトル及び光源の実施形態を図示している。
【図７Ａ】図７Ａは、シグナリング及び制御波長帯のための他のフォトニックスペクトル及び光源の他の実施形態を図示している。
【図７Ｂ】図７Ｂは、シグナリング及び制御波長帯のための他のフォトニックスペクトル及び光源の他の実施形態を図示している。
【図８】図８は、フォトニック・パケット・スイッチング・システムの実施形態を図示している。
【図９】図９は、トップオブラック(TOR)スイッチによる光トラフィックを調整する方法の実施形態のフローチャートを図示している。
【図１０】フォトニック・スイッチング・ファブリックによる光トラフィックを調整する方法の実施形態のフローチャートを図示している。
【図１１】図１１は、ハイブリッド・フォトニック・パケット・スイッチングのためのシステムの実施形態を図示している。
【図１２Ａ】図１２Ａは、フォトニック・パケット・スイッチング・システムのための波形及びアイダイアグラムを図示している。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、フォトニック・パケット・スイッチング・システムのための波形及びアイダイアグラムを図示している。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、フォトニック・パケット・スイッチング・システムのための波形及びアイダイアグラムを図示している。
【図１３】図１３は、フォトニック・パケット・スイッチングのためのシステムの他の実施形態を図示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
異なる図面における対応する符号及び記号は、一般に特に断らない限り対応する部分を示している。図面は、実施形態の関連する態様を明確に例示するために描かれており、必ずしも縮尺どおりではない。
【００１２】
以下では例示的な１つ又は複数の実施形態が提供されるが、開示されるシステム及び／又は方法は、現在知られているか又は存在しているかにかかわらず、任意の数の技法を用いて実施することが可能であることを最初に理解すべきである。本開示は、例示の実施、図面、及び本明細書で例示及び説明される代表的な設計及び実施を含む以下で例示される技術に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲とその均等物の全範囲の範囲内で変更可能である。
【００１３】
実施形態のすべての光学フォトニックパケットスイッチは、光ファイバ遅延線を使用しない。光ファイバ遅延線は、高額で、かさばり、有限サイズである。実施形態のフォトニックパケットスイッチは、光導波管回折格子(AWG-R)ではなく、光空間スイッチ（optical space switch）も含む。一例として、同期コンテンション制御を使用する。空間スイッチにおいて、１つのポートはパケットの持続期間中は他のポートに接続されている。別個の波長帯がシグナリング及びペイロードに対し使用される。使用され得るいくつかの波長帯は、800 nm 波長帯、1310 nm 波長帯、及び／又は1550 nm 波長帯でありうる。一実施例において、800 nm 波長帯は、750 nmから850 nmであり、1310 nm 波長帯は、1260 nmから1360 nmであり、1550 nm 波長帯は、1510 nmから1610 nmである。シグナリング波長帯は、ルーティング要求、同期、グラント、及びフォトニックスイッチの動作において使用される他の制御信号に対し使用される。ヘッダが前もって送信されるため、パケットが送信される前に応答が受信可能である。したがって、光学的領域ではなく、電気的領域においてバッファリングが発生する。
【００１４】
図１は、シングルハブ３ティア(tier)のデータセンタであるデータセンタ100を図示している。サーババンク104は、それぞれN個のサーバ102を含んでいる。サーババンクのサーバは、最小のスイッチであるトップオブラック(TOR)スイッチ106に接続されている。サーバ102及びＴＯＲスイッチ106は、ラック内に整理されている。ＴＯＲグループ108は、クラスタ(cluster)スイッチであり、ＴＯＲスイッチ106に接続されている。ＴＯＲグループ毎にＭ個のＴＯＲスイッチがあり、Ｐ個のＴＯＲグループがある。ＴＯＲグループ108は、n個のパラレルインターフェースを備えたｎＰバイｎＰフォトニックスイッチであるフォトニックスイッチ110に接続されている。一例として、N=48, M=32, P=32, 及び n=1であり、50,000のサーバを有している。トラフィックは、サーバ102の発信元サーバからＴＯＲスイッチ106を通じてルーティングされ、ＴＯＲグループ108は、フォトニックスイッチ110によりスイッチされる。トラフィックはその後ＴＯＲグループ108及びＴＯＲスイッチ106を通じてサーバ102の宛先サーバへ進行する。
【００１５】
光学的バッファレスパケットスイッチに使用され得る他のアーキテクチャが、図２のシステム120に例示されている。フォトニック・スイッチング・ファブリック122は、ＴＯＲ又はＴＯＲグループ126を星形構成において接続する。ＴＯＲ又はＴＯＲグループ126は、サブネットワーク124に接続されている。一例において、固定ラッパサイズのパケットラッピングスキーマが使用される。ＴＯＲグループ・ツー・ＴＯＲグループ・アドレッシング・ストラテジが使用されてもよく、ＴＯＲグループが宛先ＴＯＲグループアドレスをラベルにエンコードし、それをシグナリング帯を通じてフォトニック・スイッチング・ファブリックに送信する。同時に、データはデータ波長帯を介して送信される。
【００１６】
他の例において、図３のシステム130により図示されているリングアーキテクチャが使用される。ＴＯＲスイッチ134は、大容量フォトニックリング132により、リング状に相互に接続されている。また、ＴＯＲスイッチ134は、サブネットワーク136に接続されている。一実施例において、大容量フォトニックリング132は、1.28 Tbpsの帯域幅を有している。シグナリング波長帯は、ルーティング情報と管理情報の双方を搬送する。リング内のノードの数が制限されるため、制限された波長の数が、ＴＯＲスイッチをアドレッシングするために使用され得る。例えば、1550 nm の範囲内の12の波長のうち、いくつかは、リングノードをアドレスするために使用でき、いくつかは、管理及び制御のために使用される。シグナリング波長帯は、輻輳状態、フェアネス、及び管理といった他の制御信号も搬送し得る。
【００１７】
図４は、ハイブリッド・スター・リング構造を備えたシステム140を図示している。ＴＯＲスイッチリングは、前記フォトニック・スイッチング・ファブリックと相互に接続されている。フォトニック・スイッチング・ファブリック142は、ハブＴＯＲスイッチであるＴＯＲスイッチ146と結合されている。ハブＴＯＲスイッチは、大容量フォトニックリング144によりＴＯＲスイッチ148に接続されている。ＴＯＲスイッチ148は、その後サブネットワーク150に接続される。
【００１８】
図５は、バッファレス・フォトニック・スイッチング構造であるフォトニック・スイッチング・ファブリック160を図示している。シグナリング又は制御波長帯166とデータ又はペイロード波長帯164の分離がある。例えば、1310 nm 波長帯は、前記ペイロードデータのために使用され、1550 nm 波長帯は、制御信号のために使用される。
【００１９】
1550 nm 波長帯におけるシリコンフォトニックトランシーバが、制御信号を生成し、受信するために使用され得る。低コストのファブリペローレーザが、高速波長分割多重(WDM)のための光源として使用され得る。セグメント毎又はＴＯＲグループにおけるネットワークホップ毎に統合された受信機ペアがありうる。シグナリング経路は、２つのポイント間又はノード間のポイント・ツー・ポイント情報を搬送する。ＴＯＲスイッチ162において、宛先アドレス及びペイロードデータは、エンコードされるとともに２つの分離した帯域において変調される。ラベルは、制御波長上で変調され、フォトニック集積回路(PIC)に統合され得るフォトニック・スイッチング・ファブリック168に送信される。一実施例において、レーザアレイは、自動化されたピックアンドプレース機械とパッシブアライメントを用いてシリコン・フォトニック・チップ上に接着された(bonded)フリップチップ(flip-chip)である。物理的特徴とアライメントマークを使用して、アレイは、シリコン・フォトニック・チップ上の対応する導波管とレーザを正確に位置合わせする定位置に半田付けされる。シリコンチップの導波管上に広帯域レーザを正確なWDMレーザに変換する格子があり得る。格子は、フォトリソグラフィックマスクを同時に使用してインプリントされている。レーザ格子は、シリコンプロセスを使用して生成され、レーザが要求される波長を生成するために使用され得る。
【００２０】
フォトニック・スイッチング・ファブリック168において、ラベル情報は、ラベル検出器170によりデコードされる。例えば、ラベル検出器170は、波長分割多重(WDM)検出器を統合されうる。ラベル信号は、波長により分離される。その後、光信号が電気信号に変換されることで分離された各波長信号の電力が検出される。一実施例において、分離された波長信号の電力は、デジタルバイナリ信号に変換される。電力がしきい値より大きければ１を生成し、信号がしきい値未満の場合には０を生成し、またその逆も同様である。デジタル信号は、対応するパターンの宛先アドレスを示しうる。
【００２１】
デコードされたラベル情報は、その後スイッチコントローラ174に渡される。スイッチコントローラ174において、コンテンション分析及びスケジューリングが電気的領域において実行される。スイッチコントローラ174は、フィール・プログラマブル・アレイ(FPGA)又は特定用途向け集積回路(ASIC)などの他の専用のハードウェアプロセッサのようにシリコンフォトニックスイッチを含むシリコンの他の層に実装され得る。一実施例において、パケットは、グラントされるか、ドロップする。スイッチコントローラ174は、nPバイnP光空間スイッチである光学スイッチ172の接続を調整し、グラントされたパケットのスイッチングを容易にする。ペイロードスロットがグラントされているスケジューリング情報は、コンバイナ182に渡される。スイッチコントローラの例のさらなる詳細が参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、「System and Method for Photonic Switching」と題する2014年4月7日付けの米国特許出願整理番号HW 81092589US02号により提供される。
【００２２】
ペイロードデータは、光学スイッチ172によりスイッチされる。光学スイッチ172は、光空間スイッチでありうる。光空間スイッチは、光学パケットの持続時間の間入力と出力を結合するフォトニックパケットスイッチである。一実施例において、光学スイッチ172は、例えばシリコンから作られる半導体フォトニックスイッチである。
【００２３】
スイッチされたペイロードデータは、フィルタ176により、ペイロード波長を通過させ、制御波長を除外するように随意にフィルタリングされる。フィルタ176は、バンドパスフィルタ又はローパスフィルタであり得る。フィルタ176は、ペイロード波長を通過させることを許容するが、制御波長を除外する。
【００２４】
そして、制御波長帯における波長λ1のパルスを生成する同期情報が、ブロック178により追加される。前記同期パルスは、同時に宛先ＴＯＲに対してλ1で変調される。コンテンションがない場合には、ブロック180により他のパルスが付加される。制御波長帯における他の波長λ2でのコンテンションパルスは、前記同期パルスより前、後、又は同時であってよい。一実施例において、コンテンションパルスが生成された場合、コンテンションがないことを示し、要求された宛先に対するパケットがＴＯＲスイッチにより送信され得る。コンテンションパルスの欠如は、コンテンションの出力を示し、パケットは送信元ＴＯＲスイッチにより送信されるべきではない。代わりに、コンテンションパルスがコンテンションの欠如を示しており、パルスが無いことはコンテンションを示してもよい。ブロック178及びブロック180は、1xNのスプリッタである。一実施例において、それらは、シリコンフォトニックスである。
【００２５】
コンバイナ182は、次いで前記ペイロードデータ、同期パルス、及びコンテンションパルスを結合する。一実施形態において、コンバイナは、前記コンテンションパルスにより制御されるON/OFFスイッチである。コンバイナがＯＮの場合、波長λ2を搬送する導波管は、前記ペイロードデータを搬送する導波管と結合される。コンテンションコントローラは、どのコンバイナをONにするかを決定する。コンテンションがない場合には、グラントを知らせるためにコンテンションパルスが生成される。このコンテンションパルスは、λ2がペイロード及びシリコン・フォトニック・チップ内の同期パルスと結合されることを促進し、信号が、宛先ＴＯＲスイッチに搬送される。
【００２６】
フォトニック・スイッチング・ファブリック168は、スイッチされたペイロードデータ186、同期パルス188、及びコンテンションパルス190を出力する。これらの信号は、ＴＯＲスイッチ162により受信される。
【００２７】
一実施例において、多数カスケードスイッチ(multiple cascaded switches)が使用される。
【００２８】
図６Ａ−６Ｂは、ペイロード波長スペクトル及び光源の一例を図示している。図６Ａは、低コスト光学素子を使用したペイロードデータに対するスペクトル230を図示している。そのような低コスト実装の一例は、1290 nmから1310 nmの1310 nm 波長帯で４つの波長を使用する。４つの25G WDMレーザが、合計100 GEに対して使用され得る。代わりに、４つの100G WDMレーザが合計400GEに対して使用され、又は、１６の25G WDMレーザが合計200に対して使用されてもよい。
【００２９】
図６Ｂは、デマルチプレクサソース232を図示している。光源242は、25 Gそれぞれで、４つの波長を有している。他の実施例において、４つの10G光源、合計40Gが使用される。マルチプレクサが送信側において配置され、デマルチプレクサが受信側に配置される。ペイロード波長帯におけるマルチプレクサ及びデマルチプレクサが送信元ＴＯＲスイッチ及び宛先ＴＯＲスイッチのそれぞれに配置される。
【００３０】
図７Ａ−７Ｂは、制御スペクトル波長及び光源の一例を図示している。図７Ａは、ラベル波長帯に対するスペクトル240を図示している。この実施例において、低コスト実装のために、8 nm間隔で1490 nmから1610 nmの1550 nm 波長帯範囲において１２の波長がある。
【００３１】
図７Ｂは、デマルチプレキシングソース242を図示している。光源242は、シグナリング及び制御信号のための、例えば、1Gの12の低レート光源を有している。制御信号のマルチプレキシング及びデマルチプレキシングがノードにおいて生じる。例えば、シングルコアスイッチに対し、マルチプレクサは、送信側及びフォトニックスイッチの出口(egress)に存在する。他方で、デマルチプレクサは、フォトニックスイッチの入口(ingress)及び受信側に存在する。フォトニックスイッチにおけるマルチプレクサ及びデマルチプレクサの双方は、シリコンにおけるフォトニックスイッチに統合される。
【００３２】
図８は、フォトニック・パケット・スイッチング・システム200を、制御及びシグナリングのための統合されたWDMマルチプレクサ及びデマルチプレクサを備えたフォトニックスイッチ208とともに図示している。ＴＯＲスイッチ202は、アドレスラベル及びペイロードデータの制御波形を出力する。一実施例において、多数光源は、ラベル206を生成するために、宛先アドレスで変調された搬送波長におけるシグナリング波長を生成する。シグナリングラベルは、電力を節約するために、例えば1 Gb/sの低レートで送信され得る。同様に、多数光源は、ペイロードデータ204を生成するために、ペイロードパターンで変調される搬送波長を生成する。ＴＯＲスイッチのために、ペイロードデータを送信するための承認を得るために、ペイロードデータは、少なくとも往復時間 プラス スイッチ処理時間により遅延される。ラベルは、出力宛先の要求として事前に送信され、グラントを受信するとペイロードが送信される。
【００３３】
ラベルは、フォトニックスイッチ208に送信される。例えば、フォトニックスイッチ208は、シリコン・フォトニック・スイッチング・ファブリックである。ラベルは、フォトニックスイッチ208に統合され得るシリコン・フォトニックWDMである波長分割マルチプレクサ(WDM)210によりデコードされる。WDM210は、12x10G、1G、又は以下である。WDM210は、制御波長帯における波長を分離する。
【００３４】
その後、アナログ検出句と組み合わせた検出器212は、デジタル電気的信号を生成するために、波長の電力レベルを判定する。低電力は、０と解され得、高電力は１と解され得、又はその逆も同様である。波長内の電力レベルは、アドレスのビットを表しうる。
【００３５】
検出器212からの出力は、スイッチコントローラ214へ進む。スイッチコントローラ214は、コンフリクトがある場合、どのコネクションをグラントし、どのコネクションを拒否するかを決定する。例えば、スイッチコントローラ214は、パケットをグラントするか拒否するかを決定する。一実施例において、拒否されたパケットは、ドロップされる。代わりに、拒否されたパケットが後のタイムスロットにスケジュールされてもよい。
【００３６】
その後、変調された制御信号222は、ＴＯＲスイッチ202に送信される。ＴＯＲスイッチ202がグラントを受信するならば、グラントに関連しているペイロードデータを送信する。ＴＯＲスイッチ202がグラントを受信しないならば、リクエストを再送してもよい。一実施例において、スイッチングに基づく同期時間スロットが使用された場合には、ＴＯＲスイッチ202は、将来のタイムスロットのためにグラントを受信する。ペイロードデータは、nPバイnPフォトニック空間スイッチであるフォトニック・スイッチング・ファブリック216に直接進む。スイッチコントローラ214は、どの入力がスイッチングファブリック216のどの出力に接続されるかを決定する。ペイロードデータはその後フォトニック・スイッチング・ファブリック216により、この構成においてスイッチされる。フォトニック・スイッチング・ファブリック216からスイッチされたペイロードデータは、コンバイナ218におけるスイッチコントローラ214の決定と結合される。最後に、スイッチされた変調されたペイロードデータ220は、宛先ＴＯＲスイッチであるＴＯＲスイッチ202に送信される。
【００３７】
スイッチ入口におけるデマルチプレキシング機能及びスイッチ出口におけるマルチプレキシング機能は、シリコン・フォトニック集積回路のスイッチングファブリックに統合される。送信元ＴＯＲスイッチからデータを搬送する波長帯は、宛先ＴＯＲスイッチにおいて判定される。シグナリング波長帯は、宛先アドレスを送信元ＴＯＲスイッチからスイッチ入口へ搬送するとともに、スイッチ出口から宛先ＴＯＲスイッチへの制御、同期、及び他の管理情報を搬送する。
【００３８】
シグナリングのためのマルチプレキシング及びデマルチプレキシング機能は、スイッチホップ毎に実行される。データ波長帯上のデータのマルチプレキシング及びデマルチプレキシングは、送信元及び宛先ＴＯＲスイッチにおいて実行される。
【００３９】
図９は、ＴＯＲスイッチにより実行される光学パケットを調整する方法のフローチャート250を図示している。初めに、ステップ252において、ＴＯＲスイッチはパケットの宛先情報を送信する。宛先アドレスは、波長帯、例えば1550 nm 波長帯のK波長において変調されている。一実施例において、K=12であり、波長帯におけるK波長の光の存在又は不存在のそれぞれが、宛先アドレスにおけるビットを示している。一実施例において、１２ビットラベルは、スイッチの宛先ポートアドレスを同定する。１２ビットは、１２の波長にエンコードされる。例えば、1500 nmと1600 nm間で8 nm間隔の１２の波長が前記フォトニック・スイッチング・ファブリックにおけるシグナリングマルチプレキシング及びデマルチプレキシングの低コスト実装のために使用される。波長は、２つの電力レベルを有している。低電力は、０を表し得、高電力は１を表し得、またその逆も同様である。１２の波長は、4096ポートをアドレスする。他の実施例において、４，８，１６、又は他の波長の数が使用される。ポートは、ＴＯＲグループアドレスドメイン又はサブネットに接続され得る。さらなる詳細が参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、「System and Method for Multi-Wavelength Encoding」と題する2013年5月24日付の米国特許出願第13/902,085号により提供される。
【００４０】
ステップ252におけるアドレスの送信に応答して、ステップ254において、TORは、フォトニック・スイッチング・ファブリックから同期パルス及びグラントインジケータを受信する。グラントは、ＴＯＲスイッチに対しパケットの送信承認がグラントされているかどうかを示している。一実施例において、グラントパルスに続く同期パルスは、パケットが送信承認がグラントされていることを示しており、グラントパルスに続かない同期パルスは、パケットが送信承認がグラントされていないことを示している。
【００４１】
次に、ステップ258において、ＴＯＲスイッチは、パケットの送信の承認がグラントされているかどうかを判定する。一実施例において、他のパルスに続く同期パルスは、承認がグラントされていることを示しているが、他のパルスに続かない同期パルスは、承認がグラントされていないことを示している。同期パルス及びグラントパルスは、異なる波長であってよい。代わりに、同期パルス及びグラントパルスは、同じ波長であってもよい。同期パルス及びグラントパルスは、制御波長帯内でありうる。パケットの送信の承認がグラントされていないならば、ＴＯＲスイッチは、ステップ252に進みこの処理を繰り返す。承認がグラントされている場合には、ＴＯＲスイッチは、ステップ260においてパケットを送信する。パケットは、統合されているWDMトランシーバを使用して、ペイロード波長上で変調されている。
【００４２】
図１０は、フォトニック・パケット・スイッチングファブリックにより実行されるパケット調整の方法のためのフローチャート400を図示している。初めに、ステップ402において、宛先情報及びペイロードパケットが受信される。宛先情報及びペイロードパケットは、異なる波長帯であってよい。例えば、ペイロードパケットは、1310 nm 波長帯内であり、宛先情報は、1550 nm 波長帯上である。
【００４３】
その後、ステップ404において、将来のパケットのための宛先アドレスは、制御波長帯から抽出される。例えば、宛先アドレス情報は、波長によりフィルタリングされ、波長を分離する。各波長において電力があるかどうかが判定される。一実施例において、波長の光電力の存在は１ビットを示しており、光電力の不存在は、０ビットを示している。ビットパターンは、将来のパケットの宛先アドレスを決定するために使用され得る。
【００４４】
次に、ステップ406において、所与の時間に、各入力ポート及び出力ポートが一度だけ使用されるように、スケジューリングが実行される。いくつかのパケットは、送信が許可されるが、他のパケットは拒絶される。一実施例において、拒絶されたパケットは、ドロップされる。代わりに、拒絶されたパケットは、後のタイムスロットにスケジュールされてもよい。
【００４５】
ステップ408において、ペイロードデータがスイッチされる。これは、例えば、パケットの持続時間の間コネクションを維持する光空間スイッチによりなされる。光空間スイッチにおけるコネクションは、現在のタイムスロットのためにスケジュールされたパケットに基づいてセットされる。光空間スイッチは、半導体フォトニックスイッチであり得る。
【００４６】
ステップ410において、スイッチされたペイロードデータは、ペイロードデータが送信されることをイネーブルするために随意にフィルタリングされるとともに、制御波長が除外される。例えば、バンドパスフィルタ又はローパスフィルタが使用され得る。
【００４７】
次に、ステップ412において、同期及びコンテンション信号が生成される。同期パルスは、専用の波長を使用してＴＯＲスイッチを同期し得る。前記同期パルスは、パケット送信のグラントされた許可であるＴＯＲスイッチのコンテンションパルスに続いてよく、許可がグラントされないならば何にも引き続かない。コンテンションパルス及び同期パルスは、制御波長帯内で異なる波長であり得る。
【００４８】
最後に、ステップ414において、同期信号、コンテンション信号、及びスイッチされたペイロードパケットがTORに送信される。スイッチされたペイロード信号は、ペイロード波長帯上で変調され、同期及び制御信号は、制御波長帯上で変調される。同期信号及びコンテンション信号は、ラベルと同様に同じ波長帯上で送信されてもよい。
【００４９】
図１１は、電気的スイッチ298及びフォトニックスイッチ306を備えたシステムの実施形態であって、ショートパケットが電気的スイッチ298によりスイッチされ、ロングパケットがフォトニックスイッチ306によりスイッチされるシステム270を図示している。ショートパケットが電気的スイッチによりスイッチされ、ファーストパケットがフォトニックスイッチによりスイッチされるパケットスイッチングシステムの付加的な詳細は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、「System and Method for Steering Packet Streams」と題する2013年5月24日付の米国特許出願第13/902,008号により説明される。
【００５０】
サーバ272及び274は、ＴＯＲスイッチ280に結合されるが、サーバ276及び278は、ＴＯＲスイッチ282に結合される。ＴＯＲスイッチ280及びＴＯＲスイッチ282の光学信号は、光−電気変換器284及び286により、それぞれ電気的領域に変換される。
【００５１】
ＴＯＲスイッチ280及び282の一部であり得るフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)であるプロセッサ288は、パケットを処理する。入パケット(incoming packets)は入口291及び入口294により処理され、出パケット(outgoing packets)は、出口292及び出口296により処理される。ＴＯＲスイッチ280及び282とプロセッサ288間のリンクは、10 ギガビットイーサネット(登録商標)である。入口291及び入口294において、ロングパケットは、ショートパケットから分割される。ロングパケットは、パケットのコンテンション(競合)を解決することによりフォトニック・スイッチングのために準備される。競合するロングパケットは、288において、コンテンション制御により取り扱われる。コンテンションが解決した後、パケットが圧縮、ビット単位でスクランブルされ、そしてフォトニック宛先ラベルが付加される。ラベルは、スクランブルされたメディアアクセス制御(MAC)フレームに続く。ロングパケットを圧縮することにより、フォトニックラベルを挿入するために十分なパケット間ギャップがあり、フォトニックスイッチコネクションのセットアップ及び宛先アグリゲーションスイッチでの受信器同期のための多くの時間がある。パケット圧縮は、出力物理層のクロックレートを上げることによりなされる。ロングパケットは、11.35 Gb/sにおいて10%オーバクロックされる。ラベルは、11.35 Gb/sにおいてショートパターンである。パケット圧縮のさらなる詳細が参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、「System and Method for Accelerating and Decelerating Packets」と題する2013年5月24日付の米国特許出願第13/901,944号により提供される。
【００５２】
出口292及び出口296において、反転操作が実行される。フォトニックロングパケット及び電子的ショートパケットが受信される。パケットは、再順序付けされインターネットプロトコル(IP)/イーサネット（登録商標）パケットとして宛先ＴＯＲスイッチの方へフォワードされる。
【００５３】
処理されたパケットは、その後、電気的領域から光学的領域へ、電気−光変換器290, 293, 295, 及び297により変換される。ショートパケットは、電気−光変換器290及び295にルーティングされ、電気的スイッチ298によりスイッチされるように進行する。
【００５４】
ロングパケットは、4x4ジルコン酸チタン酸鉛ランタン(PLZT)フォトニックスイッチであるフォトニックスイッチ306にルーティングされ、フォトニックスイッチ306のスイッチング時間は、およそ10-20 nsである。ファイバスプリッタ301は、光−電気変換器302へ電力の10%を向ける。電気的信号が、FPGAベースのスイッチコントローラであるスイッチコントローラ304によりフォトニックスイッチ306を制御するために使用される。ファイバ遅延線303は、前記スイッチコントローラがフォトニックラベルを読み取り、パケットが到達する前にスイッチコネクションをセットするのに十分長く、信号を遅延する。
【００５５】
図１２Ａ−Ｃは、図１１におけるシステム270からの結果を示している。サーバ272は、フォトニックスイッチ306の異なるフォトニック出力ポートにそれぞれ向かう４つの異なる宛先ＭＡＣアドレスを備えたイーサネット(登録商標)パケットを送信する。図１２Ａはフォトニックスイッチ306の４つの出力ポート上のパケット波形を備えたグラフ310を図示している。光が無い場合には横線(horizontal lines)で、スイッチされたパケットがある場合には波形で、受光器電圧極性が反転される。
【００５６】
図１２Ｂは、フォトニックスイッチ306の出力ポート1及び２の詳細な出力パケット波形とともにグラフ320を図示している。出力１は、フォトニックフレーム送信を完了させ、出力２は、プリアンブル及びフォトニックラベルの送信を開始する。スイッチ応答時間は、12 nsであり、受信器同期のための残余プリアンブルは、15 nsであり、スタートフレームデリミタ(SFD)時間は、12 nsである。
【００５７】
図１２Ｃは、スイッチされた信号のアイダイアグラムのグラフ330を図示している。そう処理時間が130 nsであるため、制御処理のレイテンシは、約13ns マイナス スイッチ応答時間 マイナス 残余プリアンブル時間又は103nsである。この遅延は、21m遅延線により補正されることが可能である。
【００５８】
図１３は、光空間スイッチングを使用するフォトニック・スイッチングシステムの実施形態であるシステム340を図示している。システム340は、図５のシステム160の実装であってよい。分離波長帯は、制御信号経路及びペイロードデータ経路のために使用される。フォトニックルーティングラベルがフォワード経路上で使用される。リターン経路上のシグナリングは、コンテンション制御及び同期のために使用される。
【００５９】
サーバネットワーク342は、シミュレータ344及びシミュレータ346によりシミュレートされる。シミュレータ344及び346は、ＴＯＲスイッチ 356, 358, 360, 及び 362に接続されているスモールフォームファクタプログラマブルトランシーバ(SFPs) 348, 350, 352,及び354を含む。信号はFPGA366に送信される。
【００６０】
ＦＰＧＡ366において、信号はSFP368により受信される。これらの信号は、フロントエンドアダプタ372により進行する。ラベルはラベル生成器374により生成される。信号及びグループは、STP378により、フォトニック・スイッチング・ファブリック386及びFPGA390に出力される。
【００６１】
ラベルの光信号は、光−電気変換器398により電気信号に変換され、FPGA390により受信される。それらはプロセッサ396により処理される。その後、制御信号が制御信号抽出器394により抽出される。制御信号はその後低電圧差動信号によりトランジスタ−トランジスタロジック(TTL)ボード392に変換される。
【００６２】
データ波経路信号及びシグナリング波経路信号は、マルチプレクサ380により、データと40GEで、シグナリングと10GEで、多重化され、フォトニック・スイッチング・ファブリック386に出力される。FPGA390からの制御信号は、フォトニック・スイッチング・ファブリック386にも入力される。フォトニック・スイッチング・ファブリック386は、4x4 光空間スイッチである。信号はスイッチされ、FPGA366に出力される。
【００６３】
信号は、デマルチプレクサ382及びSFP378により受信される。それらは、バックエンドアダプタ376により処理される。信号はFPGAメザニンカード(FMC)によりサブミニチュアバージョンＡ(SMA)変換器370に変換される。信号は、電気−光変換器364により光学信号に変換され、ＴＯＲスイッチ356, 358, 360, 及び 362に進行する。
【００６４】
いくつかの実施形態が本開示において提供されているが、開示されたシステム及び方法は、本開示の精神又は範囲から逸脱することなく、多くの他の特定の形状で具体化され得ることを理解すべきである。本発明の実施例は、例示であって制限的ではなく、本明細書で提示される説明に限定されることを意図しない。例えば、種々の要素又は構成要素は、組み合わせ、又は他のシステムに統合され得、又は特定の機能が省略ても、実装されなくてもよい。
【００６５】
また、種々の実施形態において個別又は別々の説明又は図示された技術、システム、サブシステム、及び方法は、他のシステム、モジュール、技術、又は方法に、本開示の範囲を離れることなく組み合わせ又は統合され得る。互いに結合された又は直接結合又は通信する、示された又は論じられた他のアイテムは、電気的、機械的、又は他のいくつかのインターフェース、デバイス、又は中間構成要素を通じて間接的に結合又は通信してもよい。変更、置換、及び代替の他の例は、本明細書に開示される精神及び範囲から逸脱することなく当業者により確認することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１０２  サーバ
１０４  サーババンク
１０６  ＴＯＲスイッチ
１０８  ＴＯＲグループ
１１０  フォトニックスイッチ
１２２  フォトニック・スイッチング・ファブリック
１２４  サブネットワーク
１３２  大容量フォトニックリング
１３４  ＴＯＲスイッチ
１３６  サブネットワーク
１４２  フォトニック・スイッチング・ファブリック
１４４  大容量フォトニックリング
１４８  ＴＯＲスイッチ
１６２  ＴＯＲスイッチ
１６８  フォトニック・スイッチング・ファブリック
１７０  ラベル検出器
１７２  光学スイッチ
１７４  スイッチコントローラ
１７６  フィルタ
１８２  コンバイナ
１８８  同期パルス
１９０  コンテンションパルス
２００  フォトニック・パケット・スイッチング・システム
２０２  ＴＯＲスイッチ
２０４  ペイロードデータ
２０６  ラベル
２０８  フォトニックスイッチ
２１２  検出器
２１４  スイッチコントローラ
２１６  フォトニック・スイッチング・ファブリック
２１８  コンバイナ
２２２  変調された制御信号
２３２  デマルチプレクサソース
２４２  光源
２４２  デマルチプレキシングソース
２７２  サーバ
２７６  サーバ
２８０  ＴＯＲスイッチ
２８２  ＴＯＲスイッチ
２８４  光−電気変換機
２８８  プロセッサ
２８８  であるプロセッサ
２９０  電気−光変換器
２９８  ショートパケットが電気的スイッチ
２９８  電気的スイッチ
３０１  ファイバスプリッタ
３０２  光−電気変換器
３０３  ファイバ遅延線
３０４  スイッチコントローラ
３０６  フォトニックスイッチ
３４２  サーバネットワーク
３４４  シミュレータ
３５６  ＴＯＲスイッチ
３６４  電気−光変換器
３６６  ＦＰＧＡ
３７０  変換器
３７２  フロントエンドアダプタ
３７４  ラベル生成器
３７６  バックエンドアダプタ
３８０  マルチプレクサ
３８２  デマルチプレクサ
３８６  フォトニック・スイッチング・ファブリック
３９２  ボード
３９４  制御信号抽出器
３９６  プロセッサ
３９８  光−電気変換器
【図１】
2016519536.tif 000003
【図２】
2016519536.tif 000004
【図３】
2016519536.tif 000005
【図４】
2016519536.tif 000006
【図５】
2016519536.tif 000007
【図６Ａ】
2016519536.tif 000008
【図６Ｂ】
2016519536.tif 000009
【図７Ａ】
2016519536.tif 000010
【図７Ｂ】
2016519536.tif 000011
【図８】
2016519536.tif 000012
【図９】
2016519536.tif 000013
【図１０】
2016519536.tif 000014
【図１１】
2016519536.tif 000015
【図１２Ａ】
2016519536.tif 000016
【図１２Ｂ】
2016519536.tif 000017
【図１２Ｃ】
2016519536.tif 000018
【図１３】
2016519536.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月21日(2015.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の態様の実施形態は、第１の検出されたラベルを作成するために第１の光学ラベルを読み取るように構成された第１ラベル検出器であって、前記第１の光学ラベルは、第１の光学パケットに対応し、前記第１の光学ラベルは、制御波長帯内である第１ラベル検出器と、前記第１の検出されたラベルに従って、フォトニックスイッチを調整するように構成されたスイッチコントローラとを含む。前記フォトニック・スイッチング・ファブリックはまた、前記第１の光学パケットをスイッチするように構成されている前記フォトニックスイッチを含み、前記第１の光学パケットは、ペイロード波長帯内である、フォトニック・スイッチング・ファブリックを提供する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の他の態様の実施形態は、フォトニック・スイッチング・ファブリックにより、第１トップオブラック(TOR)スイッチから、第１の光学パケットに対応する第１の光学ラベルを受信するステップであって、前記第１の光学ラベルは、制御波長帯内である、ステップと、前記第１ＴＯＲスイッチが、第１のコンテンション信号を作成するために、前記第１の光学パケットを送信する許可を有しているかどうかを判定するステップとを含む。前記方法はまた、前記フォトニック・スイッチング・ファブリックにより、前記第１ＴＯＲスイッチへ前記第１のコンテンション信号を送信するステップであって、前記第１のコンテンション信号は、前記制御波長帯内である、ステップと、前記第１ＴＯＲスイッチが前記第１の光学パケットの送信の許可を有している場合には、前記フォトニック・スイッチング・ファブリックにより、前記第１ＴＯＲスイッチから、前記第１の光学パケットを受信するステップであって、前記第１の光学パケットは、ペイロード波長帯内である、ステップとを含むフォトニック・パケット・スイッチングの方法を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の他の態様の実施形態は、トップオブラック(TOR)スイッチにより、フォトニック・スイッチング・ファブリックへ、を光学パケットのアドレス含む制御信号を送信するステップであって、前記制御信号は、制御波長帯内である、ステップと、前記ＴＯＲスイッチにより、前記フォトニック・スイッチング・ファブリックから、グラントインジケータを受信するステップとを含む。前記方法は、また、グラントインジケータに従って、送信許可を判定するステップと、前記送信許可に従って、前記ＴＯＲスイッチにより、前記フォトニック・スイッチング・ファブリックへ、前記光学パケットを送信するステップであって、前記光学パケットは、ペイロード波長帯内である、ステップとを含むフォトニックパケットを調整する(coordinating)方法を提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
デコードされたラベル情報は、その後スイッチコントローラ174に渡される。スイッチコントローラ174において、コンテンション分析及びスケジューリングが電気的領域において実行される。スイッチコントローラ174は、フィール・プログラマブル・アレイ(FPGA)又は特定用途向け集積回路(ASIC)などの他の専用のハードウェアプロセッサのようにシリコンフォトニックスイッチを含むシリコンの他の層に実装され得る。一実施例において、パケットは、グラントされるか、ドロップする。スイッチコントローラ174は、nPバイnP光空間スイッチである光学スイッチ172の接続を調整し、グラントされたパケットのスイッチングを容易にする。ペイロードスロットがグラントされているスケジューリング情報は、コンバイナ182に渡される。スイッチコントローラの例のさらなる詳細が参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、「System and Method for Photonic Switching」と題する2014年4月7日付けの米国特許出願整理番号HW 81092589US02号、公開番号US20140334821号により提供される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
図９は、ＴＯＲスイッチにより実行される光学パケットを調整する方法のフローチャート250を図示している。初めに、ステップ252において、ＴＯＲスイッチはパケットの宛先情報を送信する。宛先アドレスは、波長帯、例えば1550 nm 波長帯のK波長において変調されている。一実施例において、K=12であり、波長帯におけるK波長の光の存在又は不存在のそれぞれが、宛先アドレスにおけるビットを示している。一実施例において、１２ビットラベルは、スイッチの宛先ポートアドレスを同定する。１２ビットは、１２の波長にエンコードされる。例えば、1500 nmと1600 nm間で8 nm間隔の１２の波長が前記フォトニック・スイッチング・ファブリックにおけるシグナリングマルチプレキシング及びデマルチプレキシングの低コスト実装のために使用される。波長は、２つの電力レベルを有している。低電力は、０を表し得、高電力は１を表し得、またその逆も同様である。１２の波長は、4096ポートをアドレスする。他の実施例において、４，８，１６、又は他の波長の数が使用される。ポートは、ＴＯＲグループアドレスドメイン又はサブネットに接続され得る。さらなる詳細が参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、「System and Method for Multi-Wavelength Encoding」と題する2013年5月24日付の米国特許出願第13/902,085号、公開番号US20140161451号により提供される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
図１１は、電気的スイッチ298及びフォトニックスイッチ306を備えたシステムの実施形態であって、ショートパケットが電気的スイッチ298によりスイッチされ、ロングパケットがフォトニックスイッチ306によりスイッチされるシステム270を図示している。ショートパケットが電気的スイッチによりスイッチされ、ファーストパケットがフォトニックスイッチによりスイッチされるパケットスイッチングシステムの付加的な詳細は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、「System and Method for Steering Packet Streams」と題する2013年5月24日付の米国特許出願第13/902,008号、公開番号US20140269351号により説明される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
ＴＯＲスイッチ280及び282の一部であり得るフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)であるプロセッサ288は、パケットを処理する。入パケット(incoming packets)は入口291及び入口294により処理され、出パケット(outgoing packets)は、出口292及び出口296により処理される。ＴＯＲスイッチ280及び282とプロセッサ288間のリンクは、10 ギガビットイーサネット(登録商標)である。入口291及び入口294において、ロングパケットは、ショートパケットから分割される。ロングパケットは、パケットのコンテンション(競合)を解決することによりフォトニック・スイッチングのために準備される。競合するロングパケットは、288において、コンテンション制御により取り扱われる。コンテンションが解決した後、パケットが圧縮、ビット単位でスクランブルされ、そしてフォトニック宛先ラベルが付加される。ラベルは、スクランブルされたメディアアクセス制御(MAC)フレームに続く。ロングパケットを圧縮することにより、フォトニックラベルを挿入するために十分なパケット間ギャップがあり、フォトニックスイッチコネクションのセットアップ及び宛先アグリゲーションスイッチでの受信器同期のための多くの時間がある。パケット圧縮は、出力物理層のクロックレートを上げることによりなされる。ロングパケットは、11.35 Gb/sにおいて10%オーバクロックされる。ラベルは、11.35 Gb/sにおいてショートパターンである。パケット圧縮のさらなる詳細が参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、「System and Method for Accelerating and Decelerating Packets」と題する2013年5月24日付の米国特許出願第13/901,944号、米国特許第8,971,321号により提供される。
【国際調査報告】
2016519536.tif 000020
2016519536.tif 000021