(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルデータを表現する並列の電気信号を直列の光信号に変換し、その直列の光信号を、時分割方式で多重化して、光導波路に書き込み、その直列の光信号を前記光導波路に伝播させ、その光信号を前記光導波路から読み出す、光導波路を用いた循環記憶方法において、前記直列の光信号を前記光導波路から読み出した後に時分割方式で多重化して前記光導波路に再び書き込むことによって、前記直列の光信号のデータを循環させる光信号の循環閉路を構成し、その光信号の循環閉路に、前記データを表現する直列の光信号を循環させることによって、そのデータを光信号の循環閉路に記憶させ、前記直列の光信号が前記直列の光信号の循環経路を循環する回数を監視し、その回数が所定の数より多くなる前に前記直列の光信号を並列の電気信号に変換し、その並列の電気信号を前記データに復元し、そのデータを表現する並列の電気信号を前記直列の光信号に再び変換し、時分割方式で多重化して、前記光導波路に再び書き込むことによって、前記データを循環させる前記データの循環閉路を構成し、その循環閉路に前記データを循環させることによって、そのデータを前記データの循環閉路に記憶させることを特徴とする、光導波路を用いた循環記憶方法。
【請求項２】
前記光導波路の途中に前記直列の光信号を書き込み、及び／又は、前記光導波路の途中から前記直列の光信号を読み出すことを特徴とする、請求項１記載の光導波路を用いた循環記憶方法。
【請求項３】
デジタルデータを表現する並列の電気信号が外部から書き込まれる制御処理手段と、
その制御処理手段から前記並列の電気信号が書き込まれ、その並列の電気信号を、各々が同一の波長を有する直列の光信号に変換するとともに、直列の光信号を読み出して並列の電気信号に変換し、その並列の電気信号が前記制御処理手段によって読み出される信号読出し及び書込み手段と、
前記信号読出し及び書込み手段から書き込まれる直列の光信号を伝播させて前記データを記憶する導波路手段とを具え、
前記信号読出し及び書込み手段が、
前記並列の電気信号を直列の電気信号に変換した後に直列の光信号に変換する電気信号−光信号変換手段と、
その電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号と、前記信号読出し及び書込み手段によって読み出された直列の光信号のうちの前記光導波路手段に再び書き込むべきものとを、時分割方式で多重化して、その直列の光信号を前記光導波路手段に書き込む光信号時分割多重手段と、
前記光導波路手段から前記直列の光信号を読み出し、その直列の光信号が前記光導波路手段に再び書き込むべきものと前記並列の電気信号に変換されるべきもののうちのいずれであるか識別され、前記光導波路手段に再び書き込むべきものである場合には、前記直列の光信号を前記光信号時分割多重手段に書き込む光信号時分割多重分離手段と、
前記光導波路手段から読み出された前記直列の光信号のうちの前記並列の電気信号に変換されるべきものを、前記光信号時分割多重分離手段から読み出し、その直列の光信号を直列の電気信号に変換した後並列の電気信号に変換する光信号−電気信号変換手段とを具え、
前記光導波路手段が、
前記光信号時分割多重手段から書き込まれた直列の光信号を伝播させて、その直列の光信号のデータを記憶させる光導波路を具え、
前記制御処理手段、電気信号−光信号変換手段、光信号時分割多重手段、光導波路、光信号時分割多重分離手段及び光信号−電気信号変換手段によって、前記データを循環させるデータの循環閉路を構成し、
前記制御処理手段に供給された並列の電気信号のうちの外部から読み出されるべきものが外部から読み出され、その以外の並列の電気信号を前記電気信号−光信号変換手段に再び書込み、
前記光信号時分割多重手段、光導波路、及び光信号時分割多重分離手段によって、前記直列の光信号を循環させる光信号の循環閉路を構成し、
前記直列の光信号が前記光信号の循環経路を循環する回数を監視し、その回数が所定の数より多くなる前に前記直列の信号を並列の電気信号に変換し、
前記制御処理手段が、前記直列の光信号を時分割方式で多重化するよう前記電気信号−光信号変換手段に前記並列の電気信号を書き込むための同期がとられ、その同期に基づいて、前記並列の電気信号を前記電気信号−光信号変換手段に書き込み、
前記光信号時分割多重分離手段が、前記光導波路から読み出した直列の光信号が前記光導波路手段に再び書き込むべきものであるか否かを識別し、前記光導波路手段に書き込むべきものである場合には、前記直列の光信号を前記光導波路手段に再び書き込むために同期がとられ、その同期に基づいて、前記直列の光信号を前記光信号時分割多重手段に書き込むようにしたことを特徴とする、光導波路を用いた循環記憶装置。
【請求項４】
デジタルデータを表現する並列の電気信号が外部から書き込まれる二つ以上の制御処理手段と、
その制御処理手段のうちの対応するものから前記並列の電気信号がそれぞれ書き込まれ、その並列の電気信号を直列の光信号に変換するとともに、直列の光信号を読み出して並列の電気信号に変換し、その並列の電気信号が前記対応する制御処理手段によって読み出される、前記二つ以上の制御処理手段と同数の信号読出し及び書込み手段と、
前記信号読出し及び書込み手段から書き込まれる直列の光信号を伝播させて前記データを記憶する光導波路手段とを具え、
前記信号読出し及び書込み手段の各々が、
前記並列の電気信号を直列の電気信号に変換した後に直列の光信号に変換する電気信号−光信号変換手段と、
その電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号と、前記信号読出し及び書込み手段によって読み出された直列の光信号のうちの前記光導波路手段に再び書き込むべきものとを、時分割方式で多重化して、その直列の光信号を前記光導波路手段に書き込む光信号時分割多重手段と、
前記光導波路手段から前記直列の光信号を読み出し、その直列の光信号が前記光導波路手段に再び書き込むべきものと前記並列の電気信号に変換されるべきもののうちのいずれであるか識別され、前記光導波路手段に再び書き込むべきものである場合には、前記直列の光信号を前記光信号時分割多重手段に書き込む光信号時分割多重分離手段と、
前記光導波路手段から読み出された前記直列の光信号のうちの前記並列の電気信号に変換されるべきものを、前記光信号時分割多重分離手段から読み出し、その直列の光信号を直列の電気信号に変換した後並列の電気信号に変換する光信号−電気信号変換手段とを具え、
前記光導波路手段が、
前記電気信号−光信号変換手段によってそれぞれ書き込まれた前記直列の光信号を合流させる光信号合流手段と、
その光信号合流手段によって合流された光信号を伝播させて、その光信号のデータを記憶させる光導波路と、
前記光信号−電気信号変換手段によって変換された直列の光信号に対応する光信号が前記光信号−電気信号変換手段によってそれぞれ読み出されるように、前記光導波路を伝播した直列の光信号を分流する光信号分流手段とを具え、
前記制御処理手段、その制御処理手段から前記並列の電気信号が書き込まれる電気信号−光信号変換手段、光信号合流手段、光導波路、光信号分流手段及び前記電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号に対応する光信号を読み出す光信号−電気信号変換手段によって、前記データを循環するデータの循環閉路をそれぞれ構成し、
前記制御処理手段に供給された並列の電気信号のうちの外部から読み出されるべきものが外部から読み出され、それ以外の並列の電気信号を前記電気信号−光信号変換手段に再び書き込み、
前記光信号時分割多重手段、光導波路及び光信号時分割多重分離手段によって、前記直列の光信号を循環させる光信号の循環閉路を構成し、
前記直列の光信号が前記光信号の循環経路を循環する回数を監視し、その回数が所定の数より多くなる前に前記直列の信号を並列の電気信号に変換し、
前記制御処理手段が、前記直列の光信号を時分割方式で多重化するよう前記電気信号−光信号変換手段に前記並列の電気信号を書き込むための同期がとられ、その同期に基づいて、前記並列の電気信号を前記電気信号−光信号変換手段に書き込み、
前記光信号時分割多重分離手段が、前記光導波路から読み出した直列の光信号が前記光導波路手段に再び書き込むべきものであるか否かを識別し、前記光導波路手段に書き込むべきものである場合には、前記直列の光信号を前記光導波路手段に再び書き込むために同期がとられ、その同期に基づいて、前記直列の光信号を前記光信号時分割多重手段に書き込むようにし、
前記電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号の各々が、互いに異なる波長を有するようにしたことを特徴とする、光導波路を用いた循環記憶装置。
【請求項５】
前記電気信号−光信号変換手段、前記光信号時分割多重手段、前記光信号時分割多重分離手段及び前記光信号−電気信号変換手段を、同一基板上に形成したことを特徴とする、請求項３又は４記載の光導波路を用いた循環記憶装置。
【請求項６】
前記電気信号−光信号変換手段及び前記光信号時分割多重手段を、同一基板上に形成し、前記光信号時分割多重分離手段及び前記光信号−電気信号変換手段を、別の同一基板上に形成したことを特徴とする、請求項３又は４記載の光導波路を用いた循環記憶装置。
【請求項７】
前記光導波路の途中に前記直列の光信号を書き込む光信号書込み手段、及び／又は、前記光導波路の途中から前記直列の光信号を読み出す光信号読出し手段を更に具えることを特徴とする、請求項３から６のうちのいずれかに記載の光導波路を用いた循環記憶装置。
【請求項８】
前記光導波路の特定の位置に光増幅手段を設けたことを特徴とする、請求項３から７のうちのいずれかに記載の光導波路を用いた循環記憶装置。
【請求項９】
前記光導波路の特定の位置に光信号補正手段を設けたことを特徴とする、請求項３から８のうちのいずれかに記載の光導波路を用いた循環記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、並列の電気信号を光信号に変換し、その光信号を、ほとんど減衰させることなく光導波路を伝播させ、その伝播に要する時間だけその光信号のデータを循環させることによって記憶を保持する、光導波路を用いた循環記憶方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
計算機が開発された当初、水銀、遅延線等を用いて音波や電気信号の伝播を利用する記憶装置が主に主記憶装置として使用されていた。近年は、半導体メモリ、磁気ディスク等の発達により、これら半導体メモリ、磁気ディスク等が、水銀、遅延線等を用いた記憶装置に代わって使用されている。
【０００３】
かかる計算機に用いられる従来の大容量記憶装置は、機械的な可動機構を含まない記憶装置と、機械的な可動機構を含む記憶装置とに分類される。前者のものとしては、ＲＡＭ(Randam Access Memory)ディスクで代表される半導体メモリを用いた高速のものを挙げることができる。後者のものとしては、磁気ディスク、磁気ドラム、光磁気ディスク、光ディスク、磁気テープ等の中速又は低速の大容量のものを挙げることができる。また、これらの記憶装置を複数組み合わせて高速化又は大容量化したものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、画像及び／又は音声を含むデータ、高解像度画像のデータ等を計算機で処理することが多くなり、リアルタイムのデータ、高速のデータ、大容量のデータ等を正確に記憶する必要が生じている。
【０００５】
例えば、映像及び音声をディジタル方式でリアルタイム処理する放送用ノンリニア番組送出システム、ＣＭ（コマーシャル）送出システム、非圧縮ノンリニア画像編集システムの分野では、非圧縮のＮＴＳＣ(National Television SystemCommittee)規格の動画像を記憶する場合は、例えば画像を１秒間に３０枚入力し、１枚の画像当たり５１２×５１２画素とし、各画素を２４ｂｉｔで表現すると、約２４Ｍｂｙｔｅ／ｓの転送速度となる。
【０００６】
また、非圧縮のＨＤＴＶ(High Definition Television)規格の動画像を記憶する場合は、例えば画像を１秒間に３０枚入力し、１枚の画像当たり１９２０×１１２５画素とし、各画素を２４ｂｉｔで表現すると、約１９４Ｍｂｙｔｅ／ｓの転送速度となる。
【０００７】
以上のことから明らかなように、ＮＴＳＣ規格の動画像データでさえ、既に磁気ディスクのデータ転送に使われているＳＣＳＩ−ＩＩ(Small Computer SystemInterface - II)規格の転送速度２０Ｍｂｙｔｅ／ｓを超えている。また、これらの画像を圧縮しないで１時間記憶すると、ＮＴＳＣ規格の画像のデータ量は約８６Ｇｂｙｔｅとなり、ＨＤＴＶ規格の画像のデータ量は約６９８Ｇｂｙｔｅとなり、これらはいずれも膨大なデータ量となる。
【０００８】
一方、データ量を低減させるための工夫としてＪＰＥＧ(Joint PhotographicExperts Group)、ＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)等で代表される画像圧縮の技術が進んでいるが、その反面では、データ量を２乗で増大させる要因となる更に高解像度の画像技術が、郵政省電気通信技術審議会答申諮問５９号及び第８５号で提案されている。この場合、走査線２０００ＴＶ本や４０００ＴＶ本の超高精細画像技術が求められている。
【０００９】
さらに、医療、文化財のディジタル保存等への応用では、画像データ自体が計測データであることから、原画像データ又は圧縮率が高くない上記無損失の圧縮が求められている。娯楽映像と異なる計測画像データを用いたこのような科学的画像データに基づく学術研究分野を支えるためには、高速かつ大容量の記憶装置が不可欠である。また、一般的な映像においても、より高画質であることが求められ、ディジタル画像の普及に伴って今後益々高速かつ大容量の記憶装置の必要性が増すばかりである。
【００１０】
しかしながら、機械的な可動機構を含まない装置の場合、その構造が主記憶と変わらず複雑であり、大容量のものは技術的又は経済的にも実用化が困難である。また、電磁気、放射線等による耐ノイズ性及び耐温度特性もよくない。それに対して、機械的な可動機構を含む装置の場合、機械的可動部の動作に時間を要するため、リアルタイムに大量のデータを記憶し及び再生するのが困難である。また、記憶媒体の駆動、記憶媒体への書込み、読出しヘッドの機械的可動機構の精度すなわち機械的耐振性及び信頼性が悪くなる。なお、これら機械的可動機構を含んだ装置の不都合を解決するために、ＲＡＩＤ(Redundant Arrays of Inexpensive Disks) と呼ばれる方法が採用されているが、高速性及び機械的信頼性については、半導体メモリを用いた装置のような可動機構を含まないものの領域には達していない。したかって、機械的な可動機構を含む装置及び機械的な可動機構を含まない装置では、高速化と大容量化の両立に限界がある。
【００１１】
本発明の第１の目的は、上記不都合を生ずることなく、機械的な可動機構を含まない記憶装置のように高速の転送速度を有し、機械的な可動機構を含む記憶装置のように大容量のデータを記憶することができ、データの信頼性を高くすることができる、光導波路を用いた循環記憶装置を提供することである。
【００１２】
本発明の第２の目的は、このような循環記憶装置の制御を良好に行うことによってデータの信頼性を更に高くすることである。
【００１３】
本発明の第３の目的は、このような循環記憶装置のデータがデータ伝送中にほとんど損なわれないようにすることによってデータの信頼性を一層高くすることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のうちの請求項１記載の循環記憶方法は、デジタルデータを表現する並列の電気信号を直列の光信号に変換し、その直列の光信号を、時分割方式で多重化して、光導波路に書き込み、その直列の光信号を前記光導波路に伝播させ、その光信号を前記光導波路から読み出す、光導波路を用いた循環記憶方法において、前記直列の光信号を前記光導波路から読み出した後に時分割方式で多重化して前記光導波路に再び書き込むことによって、前記直列の光信号のデータを循環させる光信号の循環閉路を構成し、その光信号の循環閉路に、前記データを表現する直列の光信号を循環させることによって、そのデータを光信号の循環閉路に記憶させ、前記直列の光信号が前記直列の光信号の循環経路を循環する回数を監視し、その回数が所定の数より多くなる前に前記直列の光信号を並列の電気信号に変換し、その並列の電気信号を前記データに復元し、そのデータを表現する並列の電気信号を前記直列の光信号に再び変換し、時分割方式で多重化して、前記光導波路に再び書き込むことによって、前記データを循環させる前記データの循環閉路を構成し、その循環閉路に前記データを循環させることによって、そのデータを前記データの循環閉路に記憶させることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明による請求項１記載の循環記憶方法によれば、デジタルデータを表現する並列の電気信号を直列の光信号に変換し、その直列の光信号を、時分割方式で多重化して、光導波路に書き込み、その直列の光信号を前記光導波路に伝播させ、その光信号を前記光導波路から読み出す際に、直列の光信号を光導波路から読み出した後に時分割方式で多重化して光導波路に再び書き込むことによって、直列の光信号のデータを循環させる光信号の循環閉路を構成する。このようにして構成した光信号の循環閉路に、データを表現する直列の光信号を循環させることによって、そのデータを光信号の循環閉路に記憶させ、直列の光信号が直列の光信号の循環経路を循環する回数を監視し、その回数が所定の数より多くなる前に直列の光信号を並列の電気信号に変換し、その並列の電気信号を前記データに復元し、そのデータを表現する並列の電気信号を直列の光信号に再び変換し、時分割方式で多重化して、光導波路に再び書き込むことによって、データを循環させるデータの循環閉路を構成する。このようにして構成した循環閉路にデータを循環させることによって、そのデータをデータの循環閉路に記憶させる。
【００１６】
直列の光信号のみでデータの記憶を行う場合、光導波路を伝播するうちに非線型歪みが蓄積し、そのデータが読み出せなくなる。したがって、直列の光信号を並列の電気信号に変換し、一旦データを復元した後に直列の光信号に再び変換する必要がある。
【００１７】
このように、光信号を高速の転送速度で伝播させることができ、大量のデータを有する光信号を伝送することができ、光信号の損失の少なくすることができる光導波路に、直列の光信号のデータを記憶させることにより、機械的な可動機構を含まない記憶装置のように高速の転送速度を有し、機械的な可動機構を含む記憶装置のように大容量のデータを記憶することができ、データの信頼性を高くすることができるようになる。
【００１８】
また、光導波路に光信号のデータを記憶させるために、機械的な可動機構を含まない記憶装置に比べて、記憶装置の構造が簡単になるとともに、記憶装置の機械的耐振性及び信頼性がよくなる。また、このような循環記憶装置は、電磁気、放射線等による耐ノイズ性及び耐温度特性が優れている。
【００１９】
さらに、直列の光信号のみの循環を更に構成することにより、データの記憶密度が更に高くなり、したがって、リアルタイムに大容量のデータを循環記憶装置に容易に記憶させることができる。
【００２０】
更に好適には、請求項２に記載された光導波路を用いた循環記憶方法のように、前記光導波路の途中に前記直列の光信号を書き込み、及び／又は、前記光導波路の途中から前記直列の光信号を読み出す。
【００２１】
このように光導波路の途中に前記直列の光信号を時分割方式で多重化して書き込み、及び／又は、前記光導波路の途中から前記直列の光信号を読み出すことにより、直列の光信号の読出し及び書込み動作を一層迅速におこなうことができる。
【００２２】
また、請求項３記載の光導波路を用いた循環記憶装置は、デジタルデータを表現する並列の電気信号が外部から書き込まれる制御処理手段と、
その制御処理手段から前記並列の電気信号が書き込まれ、その並列の電気信号を、各々が同一の波長を有する直列の光信号に変換するとともに、直列の光信号を読み出して並列の電気信号に変換し、その並列の電気信号が前記制御処理手段によって読み出される信号読出し及び書込み手段と、
前記信号読出し及び書込み手段から書き込まれる直列の光信号を伝播させて前記データを記憶する導波路手段とを具え、
前記信号読出し及び書込み手段が、
前記並列の電気信号を直列の電気信号に変換した後に直列の光信号に変換する電気信号−光信号変換手段と、
その電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号と、前記信号読出し及び書込み手段によって読み出された直列の光信号のうちの前記光導波路手段に再び書き込むべきものとを、時分割方式で多重化して、その直列の光信号を前記光導波路手段に書き込む光信号時分割多重手段と、
前記光導波路手段から前記直列の光信号を読み出し、その直列の光信号が前記光導波路手段に再び書き込むべきものと前記並列の電気信号に変換されるべきもののうちのいずれであるか識別され、前記光導波路手段に再び書き込むべきものである場合には、前記直列の光信号を前記光信号時分割多重手段に書き込む光信号時分割多重分離手段と、
前記光導波路手段から読み出された前記直列の光信号のうちの前記並列の電気信号に変換されるべきものを、前記光信号時分割多重分離手段から読み出し、その直列の光信号を直列の電気信号に変換した後並列の電気信号に変換する光信号−電気信号変換手段とを具え、
前記光導波路手段が、
前記光信号時分割多重手段から書き込まれた直列の光信号を伝播させて、その直列の光信号のデータを記憶させる光導波路を具え、
前記制御処理手段、電気信号−光信号変換手段、光信号時分割多重手段、光導波路、光信号時分割多重分離手段及び光信号−電気信号変換手段によって、前記データを循環させるデータの循環閉路を構成し、
前記制御処理手段に供給された並列の電気信号のうちの外部から読み出されるべきものが外部から読み出され、その以外の並列の電気信号を前記電気信号−光信号変換手段に再び書込み、
前記光信号時分割多重手段、光導波路、及び光信号時分割多重分離手段によって、前記直列の光信号を循環させる光信号の循環閉路を構成し、
前記直列の光信号が前記光信号の循環経路を循環する回数を監視し、その回数が所定の数より多くなる前に前記直列の信号を並列の電気信号に変換し、
前記制御処理手段が、前記直列の光信号を時分割方式で多重化するよう前記電気信号−光信号変換手段に前記並列の電気信号を書き込むための同期がとられ、その同期に基づいて、前記並列の電気信号を前記電気信号−光信号変換手段に書き込み、
前記光信号時分割多重分離手段が、前記光導波路から読み出した直列の光信号が前記光導波路手段に再び書き込むべきものであるか否かを識別し、前記光導波路手段に書き込むべきものである場合には、前記直列の光信号を前記光導波路手段に再び書き込むために同期がとられ、その同期に基づいて、前記直列の光信号を前記光信号時分割多重手段に書き込むようにしたことを特徴とするものである。
【００２３】
この場合、デジタルデータを表現する並列の電気信号が、外部から制御処理手段に書き込まれる。その並列の電気信号は、直列の光信号を時分割方式で多重化するよう電気信号−光信号変換手段に並列の電気信号を書き込むための同期がとられ、その同期に基づいて、並列の電気信号を電気信号−光信号変換手段に書き込む。なお、この同期により、光信号時分割多重手段が光導波路に直列の光信号を書き込む際に同期がとられるようになる。
【００２４】
電気信号−光信号変換手段は、並列の電気信号を直列の電気信号に変換した後に直列の光信号に変換する。その後、光信号時分割多重手段は、電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号と、光導波路手段から読み出された直列の光信号のうち記光導波路手段に再び書き込むべきものとを、時分割方式で多重化して、その直列の光信号を光導波路手段に書き込む。
【００２５】
その直列の光信号は、光導波路を伝播した後に光信号時分割多重分離手段によって読み出される。その後、光信号時分割多重分離手段は、列の光信号が前記光導波路手段に再び書き込むべきものと並列の電気信号に変換されるべきもののうちのいずれであるか識別する。その直列の光信号が光導波路手段に再び書き込むべきものである場合には、直列の光信号を光導波路手段に再び書き込むために同期がとられ、その同期に基づいて、直列の光信号を光信号時分割多重手段に書き込む。
【００２６】
それに対して、光導波路手段から読み出された直列の光信号のうちの並列の電気信号に変換されるべきものは、光信号−電気信号変換手段によって光信号時分割多重分離手段から読み出され、その直列の光信号を直列の電気信号に変換した後並列の電気信号に変換する。
【００２７】
このように変換された並列の電気信号は制御処理手段に供給され、その並列の電気信号のうちの外部から読み出されるべきものが外部から読み出され、それ以外の並列の電気信号を電気信号−光信号変換手段に再び書き込む。
【００２８】
このように、データを循環させるデータの循環閉路にデータを循環させることによって、そのデータをデータの循環閉路に記憶させるとともに、光信号のデータを循環させる光信号の循環閉路に、データを表現する光信号を循環させることによって、そのデータを光信号の循環閉路に記憶させることにより、大容量のデータを循環記憶装置に記憶させることができるとともに、そのデータを、高速の転送速度で循環記憶装置から読み出し又は書き込むことができる。
【００２９】
また、請求項４記載の光導波路を用いた循環記憶装置は、デジタルデータを表現する並列の電気信号が外部から書き込まれる二つ以上の制御処理手段と、
その制御処理手段のうちの対応するものから前記並列の電気信号がそれぞれ書き込まれ、その並列の電気信号を直列の光信号に変換するとともに、直列の光信号を読み出して並列の電気信号に変換し、その並列の電気信号が前記対応する制御処理手段によって読み出される、前記二つ以上の制御処理手段と同数の信号読出し及び書込み手段と、
前記信号読出し及び書込み手段から書き込まれる直列の光信号を伝播させて前記データを記憶する光導波路手段とを具え、
前記信号読出し及び書込み手段の各々が、
前記並列の電気信号を直列の電気信号に変換した後に直列の光信号に変換する電気信号−光信号変換手段と、
その電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号と、前記信号読出し及び書込み手段によって読み出された直列の光信号のうちの前記光導波路手段に再び書き込むべきものとを、時分割方式で多重化して、その直列の光信号を前記光導波路手段に書き込む光信号時分割多重手段と、
前記光導波路手段から前記直列の光信号を読み出し、その直列の光信号が前記光導波路手段に再び書き込むべきものと前記並列の電気信号に変換されるべきもののうちのいずれであるか識別され、前記光導波路手段に再び書き込むべきものである場合には、前記直列の光信号を前記光信号時分割多重手段に書き込む光信号時分割多重分離手段と、
前記光導波路手段から読み出された前記直列の光信号のうちの前記並列の電気信号に変換されるべきものを、前記光信号時分割多重分離手段から読み出し、その直列の光信号を直列の電気信号に変換した後並列の電気信号に変換する光信号−電気信号変換手段とを具え、
前記光導波路手段が、
前記電気信号−光信号変換手段によってそれぞれ書き込まれた前記直列の光信号を合流させる光信号合流手段と、
その光信号合流手段によって合流された光信号を伝播させて、その光信号のデータを記憶させる光導波路と、
前記光信号−電気信号変換手段によって変換された直列の光信号に対応する光信号が前記光信号−電気信号変換手段によってそれぞれ読み出されるように、前記光導波路を伝播した直列の光信号を分流する光信号分流手段とを具え、
前記制御処理手段、その制御処理手段から前記並列の電気信号が書き込まれる電気信号−光信号変換手段、光信号合流手段、光導波路、光信号分流手段及び前記電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号に対応する光信号を読み出す光信号−電気信号変換手段によって、前記データを循環するデータの循環閉路をそれぞれ構成し、
前記制御処理手段に供給された並列の電気信号のうちの外部から読み出されるべきものが外部から読み出され、それ以外の並列の電気信号を前記電気信号−光信号変換手段に再び書き込み、
前記光信号時分割多重手段、光導波路及び光信号時分割多重分離手段によって、前記直列の光信号を循環させる光信号の循環閉路を構成し、
前記直列の光信号が前記光信号の循環経路を循環する回数を監視し、その回数が所定の数より多くなる前に前記直列の信号を並列の電気信号に変換し、
前記制御処理手段が、前記直列の光信号を時分割方式で多重化するよう前記電気信号−光信号変換手段に前記並列の電気信号を書き込むための同期がとられ、その同期に基づいて、前記並列の電気信号を前記電気信号−光信号変換手段に書き込み、
前記光信号時分割多重分離手段が、前記光導波路から読み出した直列の光信号が前記光導波路手段に再び書き込むべきものであるか否かを識別し、前記光導波路手段に書き込むべきものである場合には、前記直列の光信号を前記光導波路手段に再び書き込むために同期がとられ、その同期に基づいて、前記直列の光信号を前記光信号時分割多重手段に書き込むようにし、
前記電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号の各々が、互いに異なる波長を有するようにしたことを特徴とするものである。
【００３０】
この場合、先ず、デジタルデータを表現する並列の電気信号が、外部から制御処理手段に書き込まれる。その並列の電気信号は、直列の光信号を時分割方式で多重化するよう電気信号−光信号変換手段に並列の電気信号を書き込むための同期がとられ、その同期に基づいて、並列の電気信号を電気信号−光信号変換手段に書き込む。なお、この同期により、光信号時分割多重手段が光導波路に直列の光信号を書き込む際に同期がとられるようになる。
【００３１】
電気信号−光信号変換手段は、並列の電気信号を直列の電気信号に変換した後に直列の光信号に変換する。その後、光信号時分割多重手段は、電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号と、光導波路手段から読み出された直列の光信号のうち記光導波路手段に再び書き込むべきものとを、時分割方式で多重化して、その直列の光信号を光導波路手段に書き込む。
【００３２】
その直列の光信号は、光導波路手段の光信号合流手段によって合流され、その直列の光信号が光導波路に書き込まれる。その光信号は、光導波路を伝播した後に光信号分流手段によって分流され、その直列の光信号が光信号−電気信号変換手段によって読み出される。この際、光信号−電気信号変換手段は、光信号−電気信号変換手段によって変換された直列の光信号に対応する光信号を読み出すようにする。
【００３３】
その後、光導波路を伝播した後に光信号時分割多重分離手段によって読み出される。その後、光信号時分割多重分離手段は、直列の光信号が光導波路手段に再び書き込むべきものと並列の電気信号に変換されるべきもののうちのいずれであるか識別する。その直列の光信号が光導波路手段に再び書き込むべきものである場合には、直列の光信号を光導波路手段に再び書き込むために同期がとられ、その同期に基づいて、直列の光信号を光信号時分割多重手段に書き込む。
【００３４】
それに対して、光導波路手段から読み出された直列の光信号のうちの並列の電気信号に変換されるべきものは、光信号−電気信号変換手段によって光信号時分割多重分離手段から読み出され、その直列の光信号を直列の電気信号に変換した後並列の電気信号に変換する。
【００３５】
このように変換された並列の電気信号は制御処理手段に供給され、その並列の電気信号のうちの外部から読み出されるべきものが外部から読み出され、それ以外の並列の電気信号を電気信号−光信号変換手段に再び書き込む。
【００３６】
このように、データを循環させるデータの循環閉路にデータを循環させることによって、そのデータをデータの循環閉路に記憶させるとともに、光信号のデータを循環させる光信号の循環閉路に、データを表現する光信号を循環させることによって、そのデータを光信号の循環閉路に記憶させることにより、大容量のデータを循環記憶装置に記憶させることができるとともに、そのデータを、高速の転送速度で循環記憶装置から読み出し又は書き込むことができる。
【００３７】
また、請求項５記載の光導波路を用いた循環記憶装置によれば、前記電気信号−光信号変換手段、前記光信号時分割多重手段、前記光信号時分割多重分離手段、及び前記光信号−電気信号変換手段を、同一基板上に形成する。
【００３８】
このようにこれら手段を同一基板上に形成することにより、電気信号−光信号変換手段が電気信号を光信号に変換する際の同期、したがって光導波路手段に光信号を書き込むための同期及び光信号時分割多重分離手段が光導波路手段から直列の光信号を読み出すための同期を、良好に制御することができ、データの信頼性を更に高くすることができる。
【００３９】
また、請求項６記載の光導波路を用いた循環記憶装置によれば、前記電気信号−光信号変換手段及び前記光信号時分割多重手段を、同一基板上に形成し、前記光信号時分割多重分離手段及び前記光信号−電気信号変換手段を、別の同一基板上に形成する。
【００４０】
このように電気信号−光信号変換手段及び光信号時分割多重手段を同一基板に形成するとともに、光信号時分割多重分離手段及び光信号−電気信号変換手段を別の同一基板上に形成することにより、これら手段を光信号の送信機能と光信号の受信機能にまとめることができる。
【００４１】
また、請求項７記載の光導波路を用いた循環記憶装置によれば、前記光導波路の途中に前記直列の光信号を書き込む光信号書込み手段、及び／又は、前記光導波路の途中から前記直列の光信号を読み出す光信号読出し手段を更に具える。
【００４２】
このように光信号書込み手段が光導波路の途中に直列の光信号を書き込み、及び／又は、光信号読出し手段が光導波路の途中から直列の光信号を読み出すことにより、直列の光信号の読出し及び／又は書込み動作を一層迅速に行うことができる。
【００４３】
また、請求項８記載の光導波路を用いた循環記憶装置によれば、前記光導波路の特定の位置に光増幅手段を設ける。
【００４４】
このように光増幅手段を設けることにより、光導波路を伝播する直列の光信号の減衰を小さくすることができ、直列の光信号のデータが損なわれにくくなり、データの信頼性を一層高くすることができる。
【００４５】
また、請求項９記載の循環記憶装置によれば、前記光導波路の特定の位置に光信号補正手段を設ける。
【００４６】
このように光信号補正手段を設けることにより、光導波路を伝播する直列の光信号を補正することができ、直列の光信号のデータが一層損なわれにくくなり、データの信頼性を一層高くすることができる。なお、このような直列の光信号の補正により、主に直列の光信号の非線形歪みが補正され、郡遅延等の他の歪みを補正される。
【００４７】
【発明の実施の形態】
本発明による光導波路を用いた循環記憶装置を説明するに当たり、本発明による光導波路を用いた循環記憶装置の態様を先ず説明する。なお、図面中、同一部材には同一符号を付すものとし、白抜きの矢印は並列の信号の伝送を表し、実線の矢印は直列の信号の伝送を表す。
【００４８】
図１は、本発明による、光導波路を用いた循環記憶装置の第１の態様を示す図である。図１に示す循環記憶装置は、制御処理手段と、信号読出し及び書込み手段と、光導波路手段とを具える。この信号読出し及び書込み手段は、電気信号−光信号変換手段と、光信号時分割多重手段と、光信号時分割多重分離手段と、光信号−電気信号変換手段とを有する。光導波路手段は、光導波路を有する。
【００４９】
制御処理手段、電気信号−光信号変換手段、光信号時分割多重手段、光導波路、光信号時分割多重分離手段、及び光信号−電気信号変換手段によって、データを循環するデータの循環閉路を構成するとともに、光信号時分割多重手段、光導波路、及び光信号時分割多重分離手段によって、直列の光信号を循環させる光信号の循環閉路を構成する。
【００５０】
記憶すべきデジタルデータ（入力データ）を表す並列の電気信号は、制御処理手段を介して信号読出し及び書込み手段に供給され、並列の電気信号が、各々が同一の波長を有する直列の光信号に変換され、その直列の光信号の光導波路手段への書込みを行うとともに、直列の光信号の光導波路手段からの読出しを行い、読み出した光信号を並列の電気信号に変換する。
【００５１】
光導波路手段は、信号読出し及び書込み手段によって書き込まれた直列の光信号を伝播させて、データの記憶を行う。
【００５２】
電気信号−光信号変換手段は、並列の電気信号を直列の電気信号に変換した後に直列の光信号に変換する。この変換動作は、光信号を時分割して光導波路に書き込むための同期がとられる。このようにして、所定のタイミングで、光信号−電気信号変換手段によって変換された光信号は、光信号時分割多重手段を介して光信号の循環閉路に書き込まれる。
【００５３】
光信号時分割多重分離手段は、光導波路から直列の光信号を読み出し、その直列の光信号が光導波路手段に再び書き込むべきものであるか否かが識別され、光導波路手段に再び書き込むべきものである場合には、直列の光信号を光導波路手段に再び書き込むために同期がとられ、その同期に基づいて、直列の光信号を光信号時分割多重手段に書き込む。
【００５４】
光信号−電気信号変換手段は、光導波路手段から読み出された直列の光信号のうちの光導波路手段に再び書き込むべきもの以外の直列の光信号を、光信号時分割多重分離手段から読み出し、その直列の光信号を、データを表現する並列の電気信号として出力する。この並列の電気信号のうちの外部に読み出すべきものを、出力データとして、制御処理手段を介して出力する。それ以外の並列の電気信号を、制御処理手段を介して電気信号−光信号変換手段に再び書き込む。
【００５５】
循環記憶装置の第１の態様の動作を説明する。デジタルデータを表現する並列の電気信号が、外部から制御処理手段に書き込まれる。その並列の電気信号は、直列の光信号を時分割方式で多重化するよう電気信号−光信号変換手段に並列の電気信号を書き込むための同期がとられ、その同期に基づいて、並列の電気信号を電気信号−光信号変換手段に書き込む。なお、この同期により、光信号時分割多重手段が光導波路に直列の光信号を書き込む際に同期がとられるようになる。
【００５６】
電気信号−光信号変換手段は、並列の電気信号を直列の電気信号に変換した後に直列の光信号に変換する。その後、光信号時分割多重手段は、電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号と、光導波路手段から読み出された直列の光信号のうち前記光導波路手段に再び書き込むべきものとを、時分割方式で多重化して、その直列の光信号を光導波路手段に書き込む。
【００５７】
その直列の光信号は、光導波路を伝播した後に光信号時分割多重分離手段によって読み出される。その後、光信号時分割多重分離手段は、その直列の光信号が光導波路手段に再び書き込むべきものであるか否かを識別する。その直列の光信号が光導波路手段に再び書き込むべきものである場合には、直列の光信号を光導波路手段に再び書き込むために同期がとられ、その同期に基づいて、直列の光信号を光信号時分割多重手段に書き込む。
【００５８】
それに対して、光導波路手段から読み出された直列の光信号のうちの光導波路手段に再び書き込むべきもの以外の直列の光信号は、光信号−電気信号変換手段によって光信号時分割多重分離手段から読み出され、その直列の光信号を直列の電気信号に変換した後並列の電気信号に変換する。
【００５９】
このように変換された並列の電気信号は制御処理手段に供給され、その並列の電気信号のうちの外部から読み出されるべきものが外部から読み出され、それ以外の並列の電気信号を電気信号−光信号変換手段に再び書き込む。
【００６０】
このように、データを循環させるデータの循環閉路にデータを循環させることによって、そのデータをデータの循環閉路に記憶させるとともに、光信号のデータを循環させる光信号の循環閉路に、データを表現する光信号を循環させることによって、そのデータを光信号の循環閉路に記憶させることにより、大容量のデータを循環記憶装置に記憶させることができるとともに、そのデータを、高速の転送速度で循環記憶装置から読み出し又は書き込むことができる。
【００６１】
図２は、本発明による、光導波路を用いた循環記憶装置の第２の態様を示す図である。図２に示す循環記憶装置は、二つ以上の制御処理手段と、制御処理手段と同数の信号読出し及び書込み手段と、光導波路手段とを具える。この信号読出し及び書込み手段は、電気信号−光信号変換手段と、光信号−電気信号変換手段とを有する。光導波路手段は、光信号合流手段と、光導波路と、光信号分流手段とを有する。
【００６２】
制御処理手段、その制御処理手段から並列の電気信号が書き込まれる電気信号−光信号変換手段、光信号合流手段、光導波路、光信号分流手段、及び前記電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号に対応する光信号を読み出す光信号−電気信号変換手段によって、データを循環するデータの循環閉路をそれぞれ構成する。
【００６３】
また、電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号の各々は、互いに異なる波長を有する。
【００６４】
記憶すべきデジタルデータ（入力データ）を表す並列の電気信号は、制御処理手段を介して信号読出し及び書込み手段に供給され、並列の電気信号が、直列の光信号に変換され、その直列の光信号の光導波路手段への書込みを行うとともに、直列の光信号の光導波路手段からの読出しを行い、読み出した光信号を並列の電気信号に変換する。
【００６５】
光導波路手段は、信号読出し及び書込み手段によって書き込まれた直列の光信号を伝播させて、データの記憶を行う。
【００６６】
電気信号−光信号変換手段は、並列の電気信号を直列の電気信号に変換した後に直列の光信号に変換し、その直列の光信号を光導波路手段に書き込む。
【００６７】
光信号合流手段は、電気信号−光信号変換手段によって光導波路手段に光信号が同時に書き込まれると、光信号を合流させる。また、光信号分流手段は、このように合流した光信号を分流する。
【００６８】
光信号−電気信号変換手段の各々は、対応する光信号−電気信号変換手段によって変換された直列の光信号を読み出し、それを直列の電気信号に変換した後、データを表現する並列の電気信号として出力する。この並列の電気信号のうちの外部に読み出すべきものを、出力データとして、制御処理手段を介して出力する。それ以外の並列の電気信号を、制御処理手段を介して電気信号−光信号変換手段に再び書き込む。
【００６９】
循環記憶装置の第２の態様の動作を説明する。先ず、デジタルデータを表現する並列の電気信号が、外部から制御処理手段に書き込まれる。その後、各電気信号−光信号変換手段は、その並列の電気信号を直列の電気信号に変換した後に直列の光信号に変換し、その光信号を光導波路手段に書き込む。
【００７０】
その後、その直列の光信号は、光導波路手段の光信号合流手段によって合流され、その直列の光信号が光導波路に書き込まれる。その光信号は、光導波路を伝播した後に光信号分流手段によって分流され、その直列の光信号が光信号−電気信号変換手段によって読み出される。この際、光信号−電気信号変換手段は、光信号−電気信号変換手段によって変換された直列の光信号に対応する光信号を読み出すようにする。その後、光信号−電気信号変換手段は、その直列の光信号を直列の電気信号に変換した後並列の電気信号に変換する。
【００７１】
このように変換された並列の電気信号は制御処理手段に供給され、その並列の電気信号のうちの外部から読み出されるべきものが外部から読み出され、それ以外の並列の電気信号を電気信号−光信号変換手段に再び書き込む。
【００７２】
このように、データを循環させるデータの循環閉路にデータを循環させることによって、そのデータをデータの循環閉路に記憶させることにより、大容量のデータを循環記憶装置に記憶させることができるとともに、そのデータを、高速の転送速度で循環記憶装置から読み出し又は書き込むことができる。
【００７３】
図３は、本発明による、光導波路を用いた循環記憶装置の第３の態様を示す図である。図３に示す循環記憶装置は、制御処理手段と、信号読出し及び書込み手段と、光導波路手段とを具える。この信号読出し及び書込み手段は、電気信号−光信号変換手段と、光信号−電気信号変換手段とを有する。光導波路手段は、光信号合流手段と、光導波路と、光信号分流手段とを有する。
【００７４】
制御処理手段、電気信号−光信号変換手段、光信号合流手段、光導波路、光信号分流手段、及び光信号−電気信号変換手段によって、データを循環するデータの循環閉路を構成する。また、電気信号−光信号変換手段よって変換された並列の光信号の各々は、互いに異なる波長を有する。
【００７５】
記憶すべきデジタルデータ（入力データ）を表す並列の電気信号は、制御処理手段を介して信号読出し及び書込み手段に供給され、並列の電気信号が、並列の光信号に変換され、その光信号の光導波路手段への書込みを行うとともに、光信号の光導波路手段からの読出しを行い、読み出した光信号を並列の電気信号に変換する。
【００７６】
光導波路手段は、信号読出し及び書込み手段によって書き込まれた光信号を伝播させて、データの記憶を行う。
【００７７】
電気信号−光信号変換手段は、並列の電気信号を並列の電気信号に変換し、その光信号を光導波路手段に書き込む。
【００７８】
光信号合流手段は、並列の光信号を合流させる。また、光信号分流手段は、このように合流した光信号を分流する。
【００７９】
光信号−電気信号変換手段は、分流された光信号を読み出し、それをデータを表現する並列の電気信号として変換して出力する。この並列の電気信号のうちの外部に読み出すべきものを、出力データとして、制御処理手段を介して出力する。それ以外の並列の電気信号を、制御処理手段を介して電気信号−光信号変換手段に再び書き込む。
【００８０】
循環記憶装置の第３の態様の動作を説明する。先ず、デジタルデータを表現する並列の電気信号が、外部から制御処理手段に書き込まれる。その後、各電気信号−光信号変換手段は、その並列の電気信号を並列の光信号に変換し、その並列の光信号を光導波路手段に書き込む。
【００８１】
その後、その並列の光信号は、光導波路手段の光信号合流手段によって合流され、その光信号が光導波路に書き込まれる。その光信号は、光導波路を伝播した後に光信号分流手段によって分流され、その光信号が光信号−電気信号変換手段によって読み出される。その後、光信号−電気信号変換手段は、その光信号を並列の電気信号に変換する。
【００８２】
このように変換された並列の電気信号は制御処理手段に供給され、その並列の電気信号のうちの外部から読み出されるべきものが外部から読み出され、それ以外の並列の電気信号を電気信号−光信号変換手段に再び書き込む。
【００８３】
このように、データを循環させるデータの循環閉路にデータを循環させることによって、そのデータをデータの循環閉路に記憶させることにより、大容量のデータを循環記憶装置に記憶させることができるとともに、そのデータを、高速の転送速度で循環記憶装置から読み出し又は書き込むことができる。
【００８４】
図４は、本発明による、光導波路を用いた循環記憶装置の第４の態様を示す図である。図４に示す循環記憶装置は、二つ以上の制御処理手段と、制御処理手段と同数の信号読出し及び書込み手段と、光導波路手段とを具える。信号読出し及び書込み手段の各々は、電気信号−光信号変換手段と、光信号時分割多重手段と、光信号時分割多重分離手段と、光信号−電気信号変換手段とを有する。光導波路手段は、光信号合流手段と、光導波路と、光信号分流手段とを有する。
【００８５】
制御処理手段、電気信号−光信号変換手段、光信号時分割多重手段、光導波路、光信号時分割多重分離手段、及び光信号−電気信号変換手段によって、データを循環するデータの循環閉路を構成するとともに、光信号時分割多重手段、光導波路、及び光信号時分割多重分離手段によって、直列の光信号を循環させる光信号の循環閉路を構成する。また、電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号の各々は、互いに異なる波長を有する。
【００８６】
記憶すべきデジタルデータ（入力データ）を表す並列の電気信号は、制御処理手段を介して信号読出し及び書込み手段に供給され、並列の電気信号が、各々が同一の波長を有する直列の光信号に変換され、その直列の光信号の光導波路手段への書込みを行うとともに、直列の光信号の光導波路手段からの読出しを行い、読み出した光信号を並列の電気信号に変換する。
【００８７】
光導波路手段は、信号読出し及び書込み手段によって書き込まれた直列の光信号を伝播させて、データの記憶を行う。
【００８８】
電気信号−光信号変換手段は、並列の電気信号を直列の電気信号に変換した後に直列の光信号に変換する。この変換動作は、光信号を時分割して光導波路に書き込むための同期がとられる。このようにして、所定のタイミングで、光信号−電気信号変換手段によって変換された光信号は、光信号時分割多重手段を介して光信号の循環閉路に書き込まれる。
【００８９】
光信号合流手段は、電気信号−光信号変換手段によって光導波路手段に光信号が同時に書き込まれると、光信号を合流させる。また、光信号分流手段は、このように合流した光信号を分流する。
【００９０】
光信号時分割多重分離手段は、光導波路から直列の光信号を読み出し、その直列の光信号が光導波路手段に再び書き込むべきものであるか否かが識別され、光導波路手段に再び書き込むべきものである場合には、直列の光信号を光導波路手段に再び書き込むために同期がとられ、その同期に基づいて、直列の光信号を光信号時分割多重手段に書き込む。
【００９１】
光信号−電気信号変換手段は、光導波路手段から読み出された直列の光信号のうちの光導波路手段に再び書き込むべきもの以外の直列の光信号を、光信号時分割多重分離手段から読み出し、その直列の光信号を、データを表現する並列の電気信号として出力する。この並列の電気信号のうちの外部に読み出すべきものを、出力データとして、制御処理手段を介して出力する。それ以外の並列の電気信号を、制御処理手段を介して電気信号−光信号変換手段に再び書き込む。
【００９２】
循環記憶装置の第４の態様の動作を説明する。先ず、デジタルデータを表現する並列の電気信号が、外部から制御処理手段に書き込まれる。その並列の電気信号は、直列の光信号を時分割方式で多重化するよう電気信号−光信号変換手段に並列の電気信号を書き込むための同期がとられ、その同期に基づいて、並列の電気信号を電気信号−光信号変換手段に書き込む。なお、この同期により、光信号時分割多重手段が光導波路に直列の光信号を書き込む際に同期がとられるようになる。
【００９３】
電気信号−光信号変換手段は、並列の電気信号を直列の電気信号に変換した後に直列の光信号に変換する。その後、光信号時分割多重手段は、電気信号−光信号変換手段によって変換された直列の光信号と、光導波路手段から読み出された直列の光信号のうち前記光導波路手段に再び書き込むべきものとを、時分割方式で多重化して、その直列の光信号を光導波路手段に書き込む。
【００９４】
その直列の光信号は、光導波路手段の光信号合流手段によって合流され、その直列の光信号が光導波路に書き込まれる。その光信号は、光導波路を伝播した後に光信号分流手段によって分流され、その直列の光信号が光信号−電気信号変換手段によって読み出される。この際、光信号−電気信号変換手段は、光信号−電気信号変換手段によって変換された直列の光信号に対応する光信号を読み出すようにする。
【００９５】
その後、光導波路を伝播した後に光信号時分割多重分離手段によって読み出される。その後、光信号時分割多重分離手段は、その直列の光信号が光導波路手段に再び書き込むべきものであるか否かを識別する。その直列の光信号が光導波路手段に再び書き込むべきものである場合には、直列の光信号を光導波路手段に再び書き込むために同期がとられ、その同期に基づいて、直列の光信号を光信号時分割多重手段に書き込む。
【００９６】
それに対して、光導波路手段から読み出された直列の光信号のうちの光導波路手段に再び書き込むべきもの以外の直列の光信号は、光信号−電気信号変換手段によって光信号時分割多重分離手段から読み出され、その直列の光信号を直列の電気信号に変換した後並列の電気信号に変換する。
【００９７】
このように変換された並列の電気信号は制御処理手段に供給され、その並列の電気信号のうちの外部から読み出されるべきものが外部から読み出され、それ以外の並列の電気信号を電気信号−光信号変換手段に再び書き込む。
【００９８】
このように、データを循環させるデータの循環閉路にデータを循環させることによって、そのデータをデータの循環閉路に記憶させるとともに、光信号のデータを循環させる光信号の循環閉路に、データを表現する光信号を循環させることによって、そのデータを光信号の循環閉路に記憶させることにより、大容量のデータを循環記憶装置に記憶させることができるとともに、そのデータを、高速の転送速度で循環記憶装置から読み出し又は書き込むことができる。
【００９９】
図５は、本発明による、光導波路を用いた循環記憶装置の第５の態様を示す図である。図５に示す循環記憶装置では、光信号時分割多重分離手段には、光導波路に再び書き込むべき直列の光信号を識別し及びその直列の光信号を光導波路に再び書き込むための同期をとるために、第１の制御信号が供給され、その第１の制御信号に基づいて、光導波路に再び書き込むべき直列の光信号が光信号分割多重手段に供給される。同時に、光信号時分割多重分離手段には、光導波路手段から読み出された直列の光信号のうちの光導波路手段に再び書き込むべきもの以外の直列の光信号を識別し及びその直列の光信号を並列の電気信号に変換するための同期をとるために、第２の制御信号が供給され、その第２の制御信号に基づいて、直列の光信号が前記光信号−電気信号変換手段に供給される。
【０１００】
したがって、循環記憶装置の第５の態様によれば、第１及び第２の制御信号に基づいて、光導波路に再び書き込むべき直列の光信号とそれ以外の直列の光信号とを光の状態で切り替えることができ、その結果、直列の光信号の読出し及び時分割多重化を良好に行うことができ、データの信頼性を更に高くすることができる。
【０１０１】
図６は、本発明による、光導波路を用いた循環記憶装置の第６の態様を示す図である。図６に示す循環記憶装置では、前記電気信号−光信号変換手段、前記光信号時分割多重手段、前記光信号時分割多重分離手段、及び前記光信号−電気信号変換手段を、同一基板上に形成する。
【０１０２】
その際、光信号時分割多重手段に、これによって分離されなかった光信号を取り出す端子を設けるとともに、光信号時分割手段に、被多重化光信号入力端子を設けて、基板内部又は基板外部でこれら端子を結合できるようにする。図６は、基板外部でこれら端子を結合する例を示す。
【０１０３】
このようにこれら手段を同一基板上に形成することにより、電気信号−光信号変換手段が電気信号を光信号に変換する際の同期、したがって光導波路手段に光信号を書き込むための同期及び光信号時分割多重分離手段が光導波路から光信号を読み出すための同期を、良好に制御することができ、データの信頼性を更に高くすることができる。
【０１０４】
図７は、本発明による、光導波路を用いた循環記憶装置の第７の態様を示す図面である。図７に示す循環記憶装置では、電気信号−光信号変換手段及び光信号時分割多重手段を基板Ａの上に形成し、光信号時分割多重分離手段及び光信号−電気信号変換手段を基板Ｂの上に形成する。図７も、上記端子を外部に設けた例を示す。
【０１０５】
このように電気信号−光信号変換手段及び光信号時分割多重手段を同一基板Ａに形成するとともに、光信号時分割多重分離手段及び光信号−電気信号変換手段を別の同一基板Ｂに形成することにより、これら手段を光信号の送信機能と光信号の受信機能にまとめることができる。
【０１０６】
図８は、本発明による、光導波路を用いた循環記憶装置の第８の態様を示す図である。図８に示す循環記憶装置では、前記電気信号−光信号変換手段及び前記光信号−電気信号変換手段を、同一基板上に形成する。
【０１０７】
このようにこれら手段を同一基板上に形成することにより、光信号の読出し及び書込みを良好に制御することができ、データの信頼性を更に高くすることができる。
【０１０８】
図９は、本発明による、光導波路を用いた循環記憶装置の第９の態様を示す図である。図９に示す循環記憶装置では、光導波路の途中に直列の光信号を書き込む光信号書込み手段と、光導波路の途中から直列の光信号を読み出す光信号読出し手段とを具える。
【０１０９】
このように光信号書込み手段が光導波路の途中に直列の光信号を書き込み、又は光信号読出し手段が光導波路の途中から直列の光信号を読み出すことにより、直列の光信号の読出し及び書込み動作を一層迅速に行うことができる。
【０１１０】
図１０は、本発明による、光導波路を用いた循環記憶装置の第１０の態様を示す図である。図１０に示す循環記憶装置では、光導波路Ｃ及びＤからなる光導波路に分散又は特定の位置に光増幅手段Ｅ及びＦを設ける。
【０１１１】
このように光増幅手段を設けることにより、光導波路を伝播する直列の光信号の減衰を小さくすることができ、直列の光信号のデータが損なわれにくくなり、データの信頼性を一層高くすることができる。
【０１１２】
図１１は、本発明による、光導波路を用いた循環記憶装置の第１１の態様を示す図である。図１１に示す循環記憶装置では、光導波路Ｃ及びＤからなる光導波路に分散又は特定の位置に光信号補正手段Ｇ及びＨを設ける。
【０１１３】
このように光信号補正手段を設けることにより、光導波路を伝播する直列の光信号を補正することができ、直列の光信号のデータが一層損なわれにくくなり、データの信頼性を一層高くすることができる。なお、このような直列の光信号の補正により、主に直列の光信号の非線形歪みが補正され、郡遅延等の他の歪みも補正される。
【０１１４】
次に、本発明による、光導波路を用いた循環記憶装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。この場合も、図面中、同一部材には同一符号を付すものとし、白抜きの矢印は並列の信号の伝送を表し、実線の矢印は直列の信号の伝送を表す。
【０１１５】
図１２は、本発明による循環記憶装置の第１の実施の形態を有する循環記憶システムの実施の形態を示す図である。この循環記憶システムは、システム管理装置１と、内部結合線２と、二つの循環記憶装置３ａ及び３ｂとを具える。システム管理装置１は、外部からの命令に応じて又は自動的にシステム内のデジタルデータを表現する電気信号の記憶を制御する。内部結合線２は、このシステム管理装置１からの電気信号を伝送する。二つの循環記憶装置３ａ及び３ｂはそれぞれ、データを直列の光信号に変換して、その直列の光信号を後に説明する循環閉路に沿って循環させることにより、データを記憶するものである。これらの循環記憶装置３ａ及び３ｂを、この内部結合線２に対して並列に配置する。
【０１１６】
システム管理装置１は、システム管理部５と、入出力インタフェース部６と、作業用バッファメモリ部７と、誤り訂正符号部８とを具える。システム管理部５は、外部結合線４を介して制御データが入出力される。なお、システム管理部５を、プログラム可能な計算機で構成する。入出力インタフェース部６は、外部結合線４を介して並列の電気信号のデータが入出力される。作業用バッファメモリ部７は、入出力インタフェース部６に入力されたデータを一時的に保持する。誤り訂正符号部８は、必要に応じて、作業用バッファメモリ部７に保持されたデータに誤り訂正符号を付加する。
【０１１７】
循環記憶装置３ａ及び３ｂはそれぞれ、再生循環記憶部９ａ及び９ｂと、光導波路手段としての光導波路部１０ａ及び１０ｂとを具える。再生循環記憶部９ａ及び９ｂはそれぞれ、内部結合線２を介して並列の電気信号が入出力される。光導波路部１０ａ及び１０ｂはそれぞれ、その再生循環記憶部９ａ及び９ｂによって書き込まれた直列の光信号を伝播させる。
【０１１８】
再生循環記憶部９ａ及び９ｂはそれぞれ、光信号読出し及び書込み手段としての光信号循環部１１ａ及び１１ｂと、制御処理手段としての再生循環部１２ａ及び１２ｂと、再生循環同期制御部１３ａ及び１３ｂとを具える。光信号循環部１１ａ及び１１ｂはそれぞれ、光導波路部１０ａ及び１０ｂに直列の光信号を書き込むとともに光導波路部１０ａ及び１０ｂから直列の光信号を読み出す。再生循環部１２ａ及び１２ｂはそれぞれ、その光信号循環部１１ａ及び１１ｂに並列の電気信号を書き込むとともにその光信号循環部１１ａ及び１１ｂから並列の電気信号を読み出す。再生循環同期制御部１３ａ及び１３ｂはそれぞれ、並列の電気信号の書込み及び読出しのために同期をとるとともに、直列の光信号の書込み及び読出しのために同期をとる。また、再生循環同期制御部１３ａ及び１３ｂにはそれぞれ、外部結合線２を介して並列の電気信号が入力され、その並列の電気信号は、再生循環同期制御部１３ａ及び１３ｂにそれぞれ入力された後に再生循環部１２ａ及び１２ｂにそれぞれ入力される。また、再生循環部１２ａ及び１２ｂから出力された並列の電気信号はそれぞれ、再生循環同期制御部１３ａ及び１３ｂを介して循環記憶装置３ａ及び３ｂの外部に出力される。なお、その再生循環同期制御部１３ａ及び１３ｂをそれぞれ、プログラム可能な計算機で構成する。
【０１１９】
光信号循環部１１ａ及び１１ｂはそれぞれ、電気信号−光信号変換手段としての光信号書込み部１４ａ及び１４ｂと、光信号時分割多重手段としての光信号時分割多重部１５ａ及び１５ｂと、光信号時分割多重分離手段としての光信号時分割多重分離部１６ａ及び１６ｂと、光信号−電気信号変換手段としての光信号読出し部１７ａ及び１７ｂとを具える。
【０１２０】
光信号書込み部１４ａ及び１４ｂはそれぞれ、再生循環部１２ａ及び１２ｂによって書き込まれた並列の電気信号を直列の電気信号に変換した後直列の光信号に変換する。
【０１２１】
光信号時分割多重部１５ａ及び１５ｂにはそれぞれ、光信号書込み部１４ａ及び１４ｂによってそれぞれ書き込まれる直列の光信号と、光信号時分割多重分離部１６ａ及び１６ｂによってそれぞれ書き込まれる直列の光信号とを時分割多重して、その直列の光信号を光導波路部１０ａ及び１０ｂに書き込む。
【０１２２】
光信号時分割多重分離部１６ａ及び１６ｂはそれぞれ、光導波路部１０ａ及び１０ｂを伝播した直列の光信号を読み出す。その後、光信号時分割多重分離部１６ａ及び１６ｂはそれぞれ、その直列の光信号のうちの光導波路部１０ａ及び１０ｂに再び書き込むべきものを光信号時分割多重部１５ａ及び１５ｂにそれぞれ書き込む。それに対して、その直列の光信号のうちの並列の光信号に変換すべきものは、光信号読出し部１７ａ及び１７ｂによってそれぞれ読み出される。
【０１２３】
光信号読出し部１７ａ及び１７ｂはそれぞれ、光信号時分割多重分離部１６ａ及び１６ｂから読み出した直列の光信号を、直列の電気信号に変換した後並列の電気信号に変換する。その並列の電気信号は、再生循環部１２ａ及び１２ｂによってそれぞれ読み出される。
【０１２４】
また、本実施の形態では、電気信号読出し部１４ａ及び１４ｂと、光信号時分割多重部１５ａ及び１５ｂと、光信号時分割多重分離部１６ａ及び１６ｂと、光信号読出し部１７ａ及び１７ｂとを、同一基板又は複数の基板上にそれぞれ形成する。その基板上に、光信号時分割多重部１５ａ及び１５ｂと光信号時分割多重分離部１６ａ及び１６ｂとを光学的に結合する光導波路１８ａ及び１８ｂをそれぞれ形成する。これにより、直列の光信号の光循環閉路が、光信号時分割多重部１５ａ及び１５ｂと、光導波路部１０ａ及び１０ｂと、光信号時分割多重分離部１６ａ及び１６ｂと、光導波路１８ａ及び１８ｂとによってそれぞれ形成される。
【０１２５】
再生循環部１２ａ及び１２ｂはそれぞれ、記憶バッファメモリ部１９ａ及び１９ｂと、データ識別部２０ａ及び２０ｂと、誤り訂正符号部２１ａ及び２１ｂと、書込み部２２ａ及び２２ｂと、読出し部２３ａ及び２３ｂとを具える。
【０１２６】
記憶バッファメモリ部１９ａ及び１９ｂはそれぞれ、再生循環同期制御部１３ａ及び１３ｂから入力された並列の電気信号を一時的に保持する。
【０１２７】
データ識別部２０ａ及び２０ｂはそれぞれ、循環記憶装置３ａ及び３ｂに記憶されているデータ及びそのデータのアドレス（タイムスロット）についてのテーブルを有する。また、データ識別部２０ａ及び２０ｂはそれぞれ、再生循環同期制御部１３ａ及び１３ｂから並列の電気信号が入力される際、光信号書込み部１４ａ及び１４ｂに並列の電気信号を書き込む際、光信号時分割多重分離部１６ａ及び１６ｂから直列の光信号を読み出す際、光信号読出し部１７ａ及び１７ｂから並列の電気信号を読み出す際、及び再生循環同期制御部１３ａ及び１３ｂに並列の電気信号を出力する際に、各信号のデータを識別する。
【０１２８】
誤り訂正符号部２１ａ及び２１ｂはそれぞれ、必要に応じて、再生循環同期制御部１３ａ及び１３ｂから並列の電気信号が入力されて記憶バッファメモリ部１９ａ及び１９ｂに保持されたデータに、誤り訂正符号を付加する。
【０１２９】
書込み部２２ａ及び２２ｂはそれぞれ、並列の電気信号を光信号書込み部１４ａ及び１４ｂに書き込む。読出し部２３ａ及び２３ｂはそれぞれ、並列の電気信号を光信号読出し部１７ａ及び１７ｂから読み出す。
【０１３０】
光導波路部１０ａ及び１０ｂはそれぞれ、二つの光導波路２４ａ，２５ａ及び２４ｂ，２５ｂと、光増幅手段としての二つの光増幅部２６ａ，２７ａ及び２６ｂ，２７ｂと、光信号補正手段としての二つの光信号補正部２８ａ，２９ａ及び２８ｂ，２９ｂとを具える。
【０１３１】
書込み部２２ａ及び２２ｂはそれぞれ、並列の電気信号を光信号書込み部１４ａ及び１４ｂに書き込む。読出し部２３ａ及び２３ｂはそれぞれ、並列の電気信号を光信号読出し部１７ａ及び１７ｂから読み出す。
【０１３２】
光導波路部１０ａ及び１０ｂはそれぞれ、二つの光導波路２４ａ，２５ａ及び２４ｂ，２５ｂと、光増幅手段としての二つの光増幅部２６ａ，２７ａ及び２６ｂ，２７ｂと、光信号補正手段としての二つの光信号補正部２８ａ，２８ｂを具える。
【０１３３】
本実施の形態では、二つの光導波路２４ａ，２５ａ及び２４ｂ，２５ｂをそれぞれ、単一波長単一導波路の光ファイバで形成する。二つの光増幅部２６ａ，２７ａ及び２６ｂ，２７ｂをそれぞれ、例えば、光ファイバ増幅器を用いて形成する。また、二つの光信号補正部２８ａ，２９ａ及び２８ｂ，２９ｂは、直列の光信号の非線形歪みを主に補正し、郡遅延等も補正する。これら光信号補正部２８ａ，２９ａ及び２８ｂ，２９ｂをそれぞれ、分散光ファイバ、高分散光ファイバ等を用いて形成する。また、光導波路２４ａ及び２４ｂの直列の光信号入力側から光信号補正部２９ａ及び２９ｂまでの距離を、例えば約１００００ｋｍとする。
【０１３４】
また、光導波路部１０ａ及び１０ｂの直列の光信号の入力側及びその出力側は、直列の光信号の書込みのための同期及びその読出しの同期を正確に行えるように近接して配置されている。このように近接して装置内に配置することにより、光導波路の物理的な保護が必要なく、その被覆を最小限にすることができ、このような長距離の光ファイバ伝送路をコンパクトに収納することができる。
【０１３５】
図１３は、図１２の循環記憶装置３ａを詳細に示す図である。図１３において、光信号書込み部１４ａは、並列−直列符号化素子３０と、電気−光変換素子３１とを有する。並列−直列符号化素子３０は、書込み部２２ａによって書き込まれた並列の電気信号を直列の電気信号に変換する。電気−光信号変換素子３１は、並列−直列符号化素子３０によって変換された直列の電気信号を直列の光信号に変換する。電気−光信号変換素子３１を、例えばレーザダイオードとする。
【０１３６】
光信号時分割多重部１５ａは光ＯＲゲート３２を有する。この光ＯＲゲート３２の一方の入力側には、電気−光変換素子３１によって変換された直列の光信号が入力される。この光ＯＲゲート３２の他方の入力側には、光信号時分割多重分離部１６ａからの光導波路部１０ａに再び書き込むべき直列の光信号が入力される。この光ＯＲゲート３２は、電気−光変換素子３１によって変換された直列の光信号と光導波路部１０ａに再び書き込むべき直列の光信号とのうちの一方を出力する。
【０１３７】
光信号時分割多重分離部１６ａは、光分配素子３３と、二つの光ＡＮＤゲート３４及び３５とを有する。光分配素子３３は、光導波路部１０ａから読み出された直列の光信号を二つの直列の光信号に分配し、その直列の光信号のうちの一方を光ＡＮＤゲート３４の一方の入力側に入力し、その他方を光ＡＮＤゲート３５の一方の入力側に入力する。
【０１３８】
光ＡＮＤゲート３４の他方の入力側には、第１の制御信号としての光循環制御信号ａが入力される。光ＡＮＤゲート３４は、その光循環制御信号ａがその他方の入力側に入力されると、光導波路部１０ａに再び書き込むべき直列の光信号を、光導波路１８ａを介して光ＯＲゲート３２の他方の入力側に出力する。
【０１３９】
光循環制御信号ａを、外部の駆動回路（図示せず）によって駆動されるレーザダイオード（図示せず）によって発生させる。光循環制御信号ａを発生させるに当たり、再生循環同期制御部１３ａは、データ識別部２０ａによってデータを識別することにより、外部の駆動回路（図示せず）にクロック信号を供給して、光ＡＮＤゲート３４の一方の入力側に直列の光信号が入力されるタイミングで光循環制御信号ａが光ＡＮＤゲート３４の他方の入力側に入力されるように同期をとる。
【０１４０】
また、光ＡＮＤゲート３５の他方の入力側には、第２の制御信号としての読出し制御信号ｂが入力される。光ＡＮＤゲート３４は、その読出し制御信号ｂがその他方の入力側に入力されると、光信号読出し部１７ａによって読み出すべき直列の光信号を光信号読出し部１７ａに出力する。
【０１４１】
読出し制御信号ｂも、光循環制御信号ａと同様に、外部の別の駆動回路（図示せず）によって駆動される別のレーザダイオード（図示せず）によって発生させる。読出し制御信号ｂを発生させるに当たり、再生循環同期制御部１３ａは、データ識別部２０ａによってデータを識別することにより、別の外部の駆動回路（図示せず）にクロック信号を供給して、光ＡＮＤゲート３５の一方の入力側に直列の光信号が入力されるタイミングで読出し制御信号ｂが光ＡＮＤゲート３５の他方の入力側に入力されるように同期をとる。
【０１４２】
光信号読出し部１７ａは、光−電気信号変換素子３６と、直列−並列復号化素子３７とを有する。光−電気信号変換素子３６は、光ＡＮＤゲート３５から読み出された直列の光信号を直列の電気信号に変換する。光−電気信号変換素子３６を、例えばホトダイオードとする。直列−並列復号化素子３７は、光−電気信号変換素子３６によって変換された直列の電気信号を、並列の電気信号に変換する。
【０１４３】
本態様の動作を説明する。この場合、システム管理装置１から循環記憶装置３ａにデータを書き込むまでについては、図１０を用いて説明し、循環記憶装置３ａにデータが書き込まれた後について、図１１を用いて説明する。外部結合線４を介してシステム管理装置１に入力されたデータを、内部結合線２を介して循環記憶装置３ａに記憶させるに当たり、先ず、システム管理装置１をリセットして初期状態にする。
【０１４４】
その後、システム管理部５は、不揮発性の読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）、無停電電源若しくは電池に支えられた揮発性の読取り書取り記憶装置（ＲＡＭ）、又は外部の装置から命令プログラム又はデータを読み出し、システム管理部５にセットし及び起動させることにより、システム管理部５は、データに関する設定と、制御のためのデータと、外部から見える記憶装置としての機能と、入出力に関する手順とのうちの必要なものを選択して読出しのための設定をする。
【０１４５】
この際、循環記憶装置３ａは、システム管理装置１の一連の動作とは独立して、又はその動作を受けて、リセットされて初期状態になる。その後、再生循環同期制御部１３ａは、不揮発性のＲＯＭ、無停電電源若しくは電池に支えられた揮発性のＲＡＭ、又は外部の装置から、循環記憶装置３ａを制御するためのプログラム又はデータと、データの書込み又は読出しのためのプログラム又はデータと、システム管理装置１と協調動作するためのプログラム又はデータとを読み出し、再生循環同期制御部１３ａにセットし及び起動させることにより、再生循環同期制御部１３ａは、データに関する設定と、制御のためのデータと、入出力に関する手順とのうちの必要なものを選択して読出し設定する。
【０１４６】
これらシステム管理部５及び循環記憶同期制御部１３ａを起動させた後、データをシステム管理装置１から循環記憶装置３ａに伝送する命令プログラム又はデータが、不揮発性のＲＯＭ等からシステム管理部５に入力されると、データが、外部結合線４から、各々が同一波長を有する光信号となる並列の電気信号の形態で入出力インタフェース部６に入力され、その並列の電気信号が作業用バッファメモリ部７に一時的に保持される。
【０１４７】
作業用バッファメモリ部７に一時的に保持されたこのような並列の電気信号は、内部結合線２を介して循環記憶装置３ａに書き込むためにシステム管理部５によって同期がとられ、その同期に基づいて、その並列の電気信号は循環記憶装置３ａに書き込まれる。
【０１４８】
その並列の電気信号を循環記憶装置３ａに書き込むに当たり、必要に応じて、誤り訂正符号部８で誤り訂正符号を生成し、それを並列の電気信号のデータに付加し又はそれを訂正することにより、並列の電気信号のデータの信頼性を高める。
【０１４９】
このように書き込まれた並列の電気信号は、再生循環同期制御部１３ａに入力された後記憶バッファメモリ部１２ａに一時的に保持される。このように保持された並列の電気信号のデータを、別の一つ以上のデータに結合し、又は更に分割して、記憶可能なデータにする。この際、データ識別部２０ａによって、そのデータに識別データ又はアドレスを付けることによって、そのデータを識別可能にするとともに、必要に応じて、誤り訂正符号部２１ａで誤り訂正符号を生成し、それをそのデータに付加し又はその付加されたデータを訂正し復元することにより、そのデータの信頼性を高める。
【０１５０】
その後、再生循環同期制御部１３ａは、このようにして記憶バッファメモリ部１９ａに一時的に保持された並列の電気信号を書込み部２２ａに書き込むために同期をとる。このために、再生循環同期制御部１３ａは、再生循環部１２ａに例えば１００ＭＨｚのクロック信号を供給する。この際、データ識別部２０ａは、光導波路に記憶されるデータのうちの直列の光信号が未だ割り当てられていないタイムスロットと、そのタイムスロットに割り当てようとする直列の光信号すなわち書込み部２２ａに書き込もうとする並列の電気信号とを識別し、その直列の光信号が、直列の光信号が未だ割り当てられていないタイムスロットに割り当てられるようにする。
【０１５１】
ここで、直列の光信号のタイムスロット割当ての例を、図１２を用いて説明する。なお、図１１において、タイムスロットを全て同一の大きさにしたが、その大きさは必ずしも全て同一ではないものもある。これら直列の光信号ａ1 〜ａn-1 （ｎは整数）と同一の波長を有する直列の光信号ａn を、新たに光導波路部１０ａに書き込む場合には、再生循環同期制御部１３ａ（図１０及び１１）は、これら直列の光信号ａ1 〜ａn-1 がまだ割り当てられていないタイムスロット、例えばタイムスロット３９に割り当てられるように同期をとり、その同期に基づいて直列の光信号ａn をタイムスロット３９に割り当てる。なお、後に説明するように、直列の光信号（例えば、ａ1 ）が、光信号−電気信号変換部１７ａによって読み出されると、直列の光信号ａ1 がタイムスロット４０から取り出され、そのタイムスロット４０は、別の直列の光信号が割当て可能になる。
【０１５２】
並列の電気信号を書込み部２２ａに書き込むための同期に基づいて、その並列の電気信号を書込み部２２ａに書き込んだ後、その並列の電気信号を光信号書込み部１４ａに書き込む。
【０１５３】
その並列の電気信号は、並列−直列符号化素子３０によって直列の電気信号に変換され、その後、その直列の電気信号は、電気−光変換素子３１によって極めて短いパルスの直列の光信号に変換される。このようにして変換された各直列の光信号の波長を全て同一にする。
【０１５４】
その直列の光信号は、光導波路１８ａを伝播する直列の光信号が光ＯＲゲート３２の他方の入力側に入力されないタイミングで、光ＯＲゲート３２の一方の入力側に入力される。その後、その直列の光信号は、光ＯＲゲート３２から出力され、光導波路２４ａに書き込まれる。
【０１５５】
光導波路２４ａに書き込まれた直列の光信号は、光導波路２４ａを伝播した後光増幅部２６ａによって増幅される。その直列の光信号は、光導波路２４ａ及び光増幅部２６ａの伝播に伴う主に非線形歪みを光信号補正部２８ａによって光信号の歪みを補正した後、光導波路２５ａに書き込まれる。
【０１５６】
光導波路２５ａに書き込まれた直列の光信号は、光導波路２５ａを伝播した後光増幅部２７ａによって増幅される。その直列の光信号は、光導波路２５ａ及び光増幅部２７ａの伝播に伴う主に非線形歪みを光信号補正部２９ａによって光信号の歪みを補正した後、光信号時分割多重分離部１６ａによって読み出される。
【０１５７】
このように読み出された直列の光信号は、光分配素子３３によって二つに分配され、一方が光ＡＮＤゲート３４の他方の入力側に入力されるとともに、他方が光ＡＮＤゲート３５の他方の入力側に入力される。
【０１５８】
この際、データ識別部２０ａは、光信号時分割多重分離部１６ａによって読み出される直列の光信号が光導波路部１０ａに再び書き込まれるべきものであるか又は並列の電気信号に変換されるべきものであるか識別する。光導波路部１０ａに再び書き込まれるべき直列の光信号である場合には、再生循環同期制御部１３ａは、光循環制御信号ａを光ＡＮＤゲート３４の一方の入力側に入力して光ＡＮＤゲート３４から直列の光信号が出力されるように同期をとる。それに対して、並列の電気信号に変換されるべき直列の光信号である場合には、再生循環同期制御部１３ａは、読出し制御信号ｂを光ＡＮＤゲート３５の一方の入力側に入力して光ＡＮＤゲート３５から直列の光信号が出力されるように同期をとる。このような同期を行うために、再生循環同期制御部１３ａは例えば４０ＧＨｚのクロック信号を光信号循環部１１ａに供給する。
【０１５９】
光信号時分割多重分離部１６ａによって読み出される直列の光信号が光導波路部１０ａに再び書き込まれるべきものであるか又は並列の電気信号に変換されるべきものであるか識別するに当たり、データ識別部２０ａは、直列の光信号が直列の光信号の循環経路を循環する回数を監視し、その回数が所定の数より多くなる前に、すなわち、歪みの蓄積により前記直列の光信号が読み出せなくなる前に、直列の光信号を並列の光信号に変換させて、そのデータを後に説明するようにして完全にする。
【０１６０】
光導波路部１０ａに再び書き込まれるべき直列の光信号は、光ＯＲゲート３２の他方の入力側に入力されない間に、光ＯＲゲート３２の一方の入力側に入力され、その直列の光信号は、光ＯＲゲート３２から出力され、光導波路２４ａに再び書き込まれる。
【０１６１】
それに対して、並列の電気信号に変換されるべき直列の光信号は、光−電気信号変換素子３６によって直列の電気信号に変換した後、直列−並列復号化素子３７によって並列の電気信号に変換し、その並列の電気信号を読出し部２３ａで読み出す。
【０１６２】
なお、光信号時分割多重分離部１６ａで読み出された直列の光信号を消去する場合には、光−電気信号変換素子３６によって直列の電気信号に変換した後、直列−並列復号化素子３７によって並列の電気信号に変換し、その並列の電気信号を読出し部２３ａで読み出した後、その並列の電気信号のデータを消去する。この際、データ識別部２０ａに登録されているその直列の光信号のデータが削除される。
【０１６３】
読出し部２３ａに読み出された並列の電気信号は、データ識別部２０ａによって識別され、その並列の電気信号を復元する必要がある場合には、記憶バッファメモリ１９ａに一時保持された後に読出し部２３ａで復元した後、その並列の電気信号を書込み部２４ａに再び書き込む。その並列の電気信号を復元する必要がない場合には、その並列の電気信号を、記憶バッファメモリ１９ａに一時保持することなく、書込み部２４ａ及び２４ｂに再び書き込む。この際、必要に応じて、並列の電気信号の誤り訂正を、誤り訂正符号部２１ａによって行う。
【０１６４】
このように復元された並列の電気信号が書込み部２２ａによって再び書込み動作を行うべきものであるか又は外部に読み出されるべきものであるかを、データ識別部２０ａによって識別する。
【０１６５】
書込み部２２ａによって再び書込み動作を行うべき並列の光信号である場合には、直列の光信号を光導波路部１０ａに書き込むための同期に基づいて、その並列の光信号を書込み部２２ａに書き込む。それに対して、外部に読み出される並列の光信号は外部に読み出される。
【０１６６】
本実施の形態によれば、光信号を高速の転送速度で伝播させることができ、大量のデータを有する光信号を伝送することができ、光信号の損失を少なくすることができる光導波路を、記憶媒体として用い、その光導波路に、時分割方式で多重化した直列の光信号を書き込むので、高速の転送速度を有し、リアルタイムに大容量のデータを記憶することができ、データの信頼性を高くすることができる。
【０１６７】
また、このような光導波路を記憶媒体として用いるので、機械的な可動機構を含まない記憶装置に比べて、記憶装置の構造が簡単になるとともに、記憶装置の機械的耐振性及び信頼性がよくなる。
【０１６８】
また、このような光導波路を用いた循環記憶装置は、電磁気、放射線等による耐ノイズ性及び耐温度特性が優れている。
【０１６９】
また、光循環制御信号ａ及び読出し制御信号ｂに基づいて、光導波路に再び書き込むべき直列の光信号と外部に読み出すべき直列の光信号とを光信号のままで−切り替えることができるので、直列の光信号の読出し及び時分割多重化を良好に行うことができ、データの信頼性を更に高くすることができる。
【０１７０】
また、光信号書込み部１４ａと、光信号時分割多重部１５ａと、光信号時分割多重分離部１６ａと、光信号読出し部１７ａとを同一基板上に形成しているので、循環記憶同期制御部１３ａは、直列の光信号を光導波路部１０ａに書き込むための同期及び直列の光信号を光導波路部１０ａから読み出すための同期を、良好に制御することができ、データの信頼性を一層高くすることができる。
【０１７１】
さらに、光増幅部２６ａ及び２７ａによって直列の光信号の減衰を小さくするとともに光信号歪み補正部２８ａ及び２９ａによって直列の光信号の主に非線形歪みを補正するので、直列の光信号のデータが一層損なわれにくくなり、データの信頼性を一層高くすることができる。また、光導波路部１０ａの一方の端部から他方の端部に亘って直列の光信号を伝搬させているので、データの記憶時間を長くすることができる。
【０１７２】
図１５は、本発明による循環記憶装置の第２の実施の形態を有する循環記憶システムを示す図である。図１５の循環記憶装置３ａ’及び３ｂ’を図１１及び１２の循環記憶装置３ａ及び３ｂと比較すると、循環記憶装置３ａ’及び３ｂ’はそれぞれ、二つの再生循環記憶部９ａ’−１，９ａ’−２及び９ｂ’−１，９ｂ’−２を具える。
【０１７３】
また、二つの再生循環記憶部９ａ’−１，９ａ’−２及び９ｂ’−１，９ｂ’−２はそれぞれ、光信号循環部１１ａ及び１１ｂ（図１２及び１３）の代わりに、光信号変換部４１ａ及び４１ｂ（図１５では、再生循環記憶部９ａ’−１及び９ｂ’−１についてのみ示す。）を具える。光信号変換部４１ａ及び４１ｂはそれぞれ、光信号書込み部１４ａ及び１４ｂと、光信号読出し部１７ａ及び１７ｂを具える。
【０１７４】
また、光導波路部置１０ａ’及び１０ｂ’はそれぞれ、光波長分割多重部４２ａ及び４２ｂと、光波長分割多重分離部４３ａ及び４３ｂとを具える。
【０１７５】
さらに、光導波路部１０ａ’及び１０ｂ’はそれぞれ、図１２及び１３の二つの光導波路２４ａ，２５ａ及び２４ｂ及び２５ｂの代わりに、複数波長単一導波路の光ファイバで形成された二つの光導波路２４ａ’，２５ａ’及び２４ｂ’及び２５ｂ’を具える。
【０１７６】
光波長分割多重部４２ａ及び４２ｂはそれぞれ、各々が相違の波長を有する複数波長の光信号を合流させるのに、再生循環記憶部９ａ’−１，９ａ’−２及び９ｂ’−１，９ｂ’−２からの直列の光信号を光導波路部１０ａ及び１０ｂに同時に書き込む場合に、その直列の光信号を合流し、このように合流された直列の光信号が光導波路部１０ａ及び１０ｂに書き込まれる。本実施の形態では、光波長分割多重部４２ａ及び４２ｂをそれぞれ合波器とする。
【０１７７】
光波長分割多重分離部４３ａ及び４３ｂはそれぞれ、光波長分割多重部４２ａ及び４２ｂによって合流された直列の光信号が、光増幅部２６ａ，２６ｂ及び２７ａ，２７ｂによって増幅されるとともに光信号歪み補正部２８ａ，２９ａ及び２９ｂ，２９ｂによって主に非線形歪みを補正された後、その直列の光信号を分流して、合流前の直列の光信号に分解する。本実施の形態では、光波長分割多重分離部４３ａ及び４３ｂをそれぞれ分波器とする。
【０１７８】
本態様の動作を説明するが、ここでは、循環記憶装置３ａ’についてのみ説明する。再生循環記憶部９ａ’−１の電気−光信号変換部１４ａによって変換された直列の光信号及び再生循環記憶部９ａ’−２の電気−光信号変換部によって変換された直列の光信号は、互いに相違する波長を有する光信号になるように各再生循環記憶部９ａ’−１及び９ａ’−２によって制御されて、光導波路部１０ａに書き込まれる。
【０１７９】
再生循環記憶部９ａ’−１の電気−光信号変換部１４ａによって変換された直列の光信号及び再生循環記憶部９ａ’−２の電気−光信号変換部によって変換された直列の光信号を、光導波路部１０ａに個別に書き込む場合には、その直列の光信号を光導波路部１０ａに順次書き込み、その直列の光信号のうちの対応するものを、再生循環記憶部９ａ’−１の光−電気信号変換部１７ａ及び再生循環記憶部９ａ’−２の光−電気信号変換部によって個別に読み出して、並列の電気信号に変換する。
【０１８０】
それに対して、再生循環記憶部９ａ’−１の電気−光信号変換部１４ａによって変換された直列の光信号及び再生循環記憶部９ａ’−２の電気−光信号変換部によって変換された直列の光信号を、光導波路部１０ａに同時に書き込む場合には、その直列の光信号を光波長分割多重部４１ａで合流して、その直列の光信号を光導波路部１０ａに書き込む。
【０１８１】
その直列の光信号が光導波路部１０ａを伝播した後、その直列の光信号は、光波長分割多重分離部４２ａによって分流される。その直列の光信号のうちの合流前のものに対応するもの、すなわち、その直列の光信号のうち合流前の直列の光信号と同一の波長を有するものを、再生循環記憶部９ａ’−１の光−電気信号変換部１７ａ及び再生循環記憶部９ａ’−２の光−電気信号変換部によってそれぞれ読み出す。
【０１８２】
本実施の形態では、光波長分割多重部４２ａが、各々が互いに異なる波長を有する光信号になるように直列の光信号を合流することによって多重化し、その直列の光信号を光導波路部１０ａ’に書き込むことにより、多数の直列の光信号を光導波路に伝播させることができ、大容量のデータを循環記憶装置３ａ’に記憶させることができる。
【０１８３】
図１６は、本発明による循環記憶装置の第３の実施の形態を示す。この循環記憶装置３ｃを、図１５の循環記憶装置３ａ’及び３ｂ’と比較すると、光信号変換部４１ａ’は、複数の並列−直列符号化素子３０−１．．．３０−ｎ及びそれに対応する複数の電気−光変換素子３１−１．．．３１−ｎを有する光信号書込み部１４ａ’と、複数の光−電気信号変換素子３６−１．．．３６−ｎ及びそれに対応する複数の直列−並列復号化素子３７−１．．．３７−ｎを有する光信号読出し部１７ａ’とを具える。
【０１８４】
本例によれば、複数の電気−光変換素子３１−１．．．３１−ｎによって変換された、各々が互いに異なる波長を有する複数の直列の光信号は、光波長分割多重部４２ａによって合流され、その直列の光信号が光導波路２４ａに書き込まれる。
【０１８５】
また、光導波路２５ａを伝播した後光増幅部２８ａによって増幅され、光信号補正部２９ａによって補正された直列の光信号は、光波長分割多重分離部４３ａによって分流される。その直列の光信号の各々は、複数の光−電気変換素子３６−１．．．３６−ｎによって直列の電気信号に変換された後、それに対応する複数の直列−並列復号化素子３７−１．．．３７−ｎによって並列の電気信号に変換される。
【０１８６】
図１７は、本発明による循環記憶装置の第４の実施の形態を有する循環記憶システムを示す図である。図１７の循環記憶装置３ａ”及び３ｂ”を図１５の循環記憶装置３ａ’及び３ｂ’と比較すると、循環記憶装置３ａ”及び３ｂ”の二つの再生循環記憶部９ａ”−１，９ａ”−２及び９ｂ”−１，９ｂ”−２はそれぞれ、光信号変換部４１ａ及び４１ｂ（図１５）の代わりに、図１２及び１３の循環記憶装置３ａ及び３ｂのものと同様な光信号循環部１１ａ及び１１ｂを具える。
【０１８７】
本態様の動作を説明するが、ここでも、循環記憶装置３ａ”についてのみ説明する。循環記憶装置に書き込まれた並列の電気信号は、再生循環同期制御部１３ａに入力された後記憶バッファメモリ部１９ａに一時的に保持され、その並列の電気信号のデータを、上記第１の実施の形態と同様にして処理する。その後、再生循環同期制御部１３ａは、このようにして記憶バッファメモリ部１９ａに一時的に保持された並列の電気信号を書込み部２２ａに書き込むために同期をとる。このために、再生循環同期制御部１３ａも、再生循環部１２ａに例えば１００ＭＨｚのクロック信号を供給する。この際、データ識別部２０ａは、光導波路に記憶されるデータのうちの直列の光信号が未だ割り当てられていないタイムスロットと、そのタイムスロットに割り当てようとする直列の光信号すなわち書込み部２２ａに書き込もうとする並列の電気信号とを識別し、その直列の光信号が、直列の光信号が未だ割り当てられていないタイムスロットに割り当てられるようにする。
【０１８８】
ここで、直列の光信号のタイムスロット割当てを、図１８を用いて説明する。図１８においても、タイムスロットを全て同一の大きさにしたが、その大きさは必ずしも全て同一である必要はない。再生循環記憶部９ａ’−１（図１７）からの直列の光信号ａ1 〜ａx-1 （ｘは整数）と、再生循環記憶部９ａ’−２（図１７）からの直列の光信号ｂ1 〜ｂy-1 （ｙは整数）と、後に説明するようにして再生循環記憶部９ａ”−１（図１７）からの直列の光信号及び再生循環記憶部９ａ”−１（図１７）からの直列の光信号を合流することによって形成される直列の光信号ｃ1 〜ｃz-1 （ｚは整数）とが、（図１７の光信号時分割多重部１５ａ、光波長分割多重部４２ａ、光導波路部１０ａ、光波長分割多重分離部４３ａ、光信号時分割多重分離部１６ａ、及び光導波路１８ａとによって構成した）直列の光信号の循環経路を循環するに当たり、これら直列の光信号ａ1 〜ａx-1 ，ｂ1 〜ｂy-1 ，ｃ1 〜ｃz-1 のいずれか一つは、光導波路部１０ａ’（図１７）に記憶されるデータ４４のタイムスロットの一つに割り当てられている。
【０１８９】
これら直列の光信号ａ1 〜ａx-1 と同一の波長を有する直列の光信号ａx を、新たに光導波路部１０ａ’に書き込む場合（したがって、この場合には、記憶媒体となる光信号の波長が相異であることから、再生循環記憶部９ａ”−２からの直列の光信号は、再生循環記憶部９ａ”−１からの直列の光信号に合流されない。）には、再生循環同期制御部１３ａ（図１７）は、これら直列の光信号ａ1 〜ａx-1 及びｃ1 〜ｃz-1 がまだ割り当てられていないタイムスロット、例えばタイムスロット４５に割り当てられるように同期をとり、その同期に基づいて直列の光信号ａx をタイムスロット４５に割り当てる。なお、直列の光信号ｂ1 〜ｂy-1 は、直列の光信号ａx の書込み時には再生循環記憶部９ａ”−２（図１７）によって読み出されるので、ここでは考慮する必要はない。
【０１９０】
また、これら直列の光信号ｃ1 〜ｃz-1 と同一の波長を有する直列の光信号ｃz を、新たに光導波路部１０ａ’（図１５）に書き込む場合（したがって、この場合には、再生循環記憶部９ａ”−１（図１５）からの直列の光信号及び再生循環記憶部９ａ”−１（図１５）からの直列の光信号は合流される。）には、これら直列の光信号ａ1 〜ａx-1 ，ｂ1 〜ｂy-1 ，ｃ1 〜ｃz-1 が割り当てられていないタイムスロット、例えばタイムスロット４６に直列の光信号ｃz が割り当てられる。
【０１９１】
なお、後に説明するように、再生循環記憶部９ａ”−１（図１７）からの直列の光信号（例えば、ａ1 ）が、光信号−電気信号変換部１７ａ（図１７）によって読み出されると、直列の光信号ａ1 がタイムスロット４７から取り出され、そのタイムスロット４７は、別の直列の光信号が割当て可能になる。再生循環記憶部９ａ”−１（図１７）からの直列の光信号及び再生循環記憶部９ａ”−１（図１７）からの直列の光信号は合流される場合も、同様に考えることができる。
【０１９２】
再び図１７を用いて説明すると、並列の電気信号を書込み部２２ａに書き込むための同期に基づいて、その並列の電気信号を書込み部２２ａに書き込んだ後、その並列の電気信号を光信号書込み部１４ａに書き込む。
【０１９３】
その並列の電気信号は、光信号書き込み部１４ａの並列−直列符号化素子によって直列の電気信号に変換され、その後、その直列の電気信号は、光信号書き込み部１４ａの電気−光変換素子によって極めて短いパルスの直列の光信号に変換される。このようにして変換された各直列の光信号の波長を全て同一にする。
【０１９４】
その直列の光信号は、光導波路１８ａを伝播する直列の光信号が光信号時分割多重部１５ａの光ＯＲゲートの他方の入力側に入力されないタイミングで、その光ＯＲゲートの一方の入力側に入力される。その後、その直列の光信号は、その光ＯＲゲートから出力される。
【０１９５】
この際、その直列の光信号及び再生循環記憶部９ａ”−２の電気−光信号変換部によって変換された直列の光信号は、互いに相違する波長を有するように定められているそのタイムスロットは、各再生循環記憶部９ａ”−１及び９ａ”−２によって制御されて、光導波路部１０ａに書き込まれる。
【０１９６】
再生循環記憶部９ａ”−１の光信号時分割多重部１５ａによって時分割された直列の光信号及び再生循環記憶部９ａ”−２の光信号時分割多重部によって時分割された直列の光信号を、光導波路部１０ａに個別に書き込む場合には、その直列の光信号を光導波路部１０ａ’に順次書き込み、その直列の光信号のうちの対応するものを、再生循環記憶部９ａ”−１の光信号時分割多重分離部１６ａ及び再生循環記憶部９ａ”−２の光−電気信号変換部によって個別に読み出す。
【０１９７】
それに対して、各々異なる波長の光信号にして記憶する再生循環記憶部９ａ”−１の光信号時分割多重部１５ａによって時分割多重された直列の光信号及び再生循環記憶部９ａ”−２の光信号時分割多重部によって時分割多重された直列の光信号を、光導波路部１０ａに同時に書き込む場合には、その直列の光信号を光波長分割多重部４２ａで合流して、その直列の光信号を光導波路部１０ａ’に書き込む。
【０１９８】
その直列の光信号が光導波路部１０ａ’を伝播した後、その直列の光信号は、光波長分割多重分離部４２ａによって分流される。その直列の光信号のうちの合流前のものに対応するもの、すなわち、その直列の光信号のうち合流前の直列の光信号と同一の波長を有するものを、再生循環記憶部９ａ”−１の光信号時分割多重分離部１６ａ及び再生循環記憶部９ａ”−２の光信号時分割多重分離部によってそれぞれ読み出す。
【０１９９】
このように読み出された直列の光信号は、光信号時分割多重分離部１６ａの光分配素子によって二つに分配され、一方が光信号時分割多重分離部１６ａの第１の光ＡＮＤゲートの他方の入力側に入力されるとともに、他方が第２の光ＡＮＤゲートの他方の入力側に入力される。
【０２００】
この際、データ識別部２０ａは、光信号時分割多重分離部１６ａによって読み出される直列の光信号が光導波路部１０ａに再び書き込まれるべきものであるか又は並列の電気信号に変換されるべきものであるか識別する。光導波路部１０ａに再び書き込まれるべき直列の光信号である場合には、再生循環同期制御部１３ａは、光循環制御信号を第１の光ＡＮＤゲートの一方の入力側に入力して第１の光ＡＮＤゲートから直列の光信号が出力されるように同期をとる。それに対して、並列の電気信号に変換されるべき直列の光信号である場合には、再生循環同期制御部１３ａは、読出し制御信号を第２の光ＡＮＤゲートの一方の入力側に入力して第２の光ＡＮＤゲートから直列の光信号が出力されるように同期をとる。このような同期を行うために、再生循環同期制御部１３ａは例えば４０ＧＨｚのクロック信号を光信号循環部１１ａに供給する。
【０２０１】
光信号時分割多重分離部１６ａによって読み出される直列の光信号が光導波路部１０ａ’に再び書き込まれるべきものであるか又は並列の電気信号に変換されるべきものであるの識別は、上記第１の実施の形態と同様にして行われる。
【０２０２】
光導波路部１０ａ’に再び書き込まれるべき直列の光信号は、光信号書込み部１５ａの光ＯＲゲートの他方の入力側に入力されない間に、その光ＯＲゲートの一方の入力側に入力され、その直列の光信号は、その光ＯＲゲートから出力され、光導波路部１０ａ’に再び書き込まれる。
【０２０３】
それに対して、並列の電気信号に変換されるべき直列の光信号は、上記光−電気信号変換素子によって直列の電気信号に変換した後、光信号読出し部１７ａの直列−並列復号化素子によって並列の電気信号に変換し、その並列の電気信号を読出し部２３ａで読み出す。
【０２０４】
なお、光信号時分割多重分離部１６ａで読み出された直列の光信号の消去も、上記第１の実施の形態と同様にする。
【０２０５】
読出し部２３ａに読み出された並列の電気信号は、データ識別部２０ａによって識別され、記憶バッファメモリ部１９ａに一時保持された後に読出し部２３ａで復元する。この際、必要に応じて、並列の電気信号の誤り訂正を、誤り訂正符号部２１ａによって行う。
【０２０６】
このように復元された並列の電気信号が書込み部２２ａによって再び書込み動作を行うべきものであるか又は外部に読み出されるべきものであるかを、データ識別部２０ａによって識別する。
【０２０７】
書込み部２２ａによって再び書込み動作を行うべき並列の光信号である場合には、直列の光信号を光導波路部１０ａ’に書き込むための同期に基づいて、その並列の光信号を書込み部２２ａに書き込む。それに対して、外部に読み出される並列の光信号は外部に読み出される。
【０２０８】
本実施の形態によれば、光信号書込み部１４ａの電気−光信号変換素子によって変換された直列の光信号と、光信号時分割多重分離部１６ａによって読み出された直列の光信号のうちの光導波路部１０ａ’に再び書き込むべきものとを、時分割方式で多重化して、その直列の光信号を光導波路部１０ａ’に書き込むとともに、光波長分割多重部４２ａによって直列の光信号を波長分割多重化して、その直列の光信号を光導波路部１０ａ’に伝播させることにより、一層多数の直列の光信号を光導波路に伝播させることができ、したがって、一層大容量のデータを循環記憶装置３ａ”に記憶させることができる。
【０２０９】
上記第１〜４の実施の形態の循環記憶装置は、特に、ページと呼ばれる固定長のブロックに分割された仮想記憶を具えるシステムの記憶装置への利用、循環記憶の周期を画像の書込み及び読出しの単位に合わせることによる例えば３０枚／秒又は６０枚／秒で連続する画像の記憶蓄積、及び再生装置への利用を可能にする。また、上記循環記憶装置は、高解像度の画像又は大量の画像の記憶再生装置又は画像編集装置等に極めて最適である。さらに、上記循環記憶装置は、多種類の方式の画像が混在した画像記憶再生装置、画像編集装置、画像方式変換装置等にも利用することができる。
【０２１０】
また、上記循環記憶装置は、半導体記憶装置と同様に電源が切れると記憶が消滅する揮発性の記憶装置に分類されるが、上記循環記憶装置を、無停電電源装置等でバックアップして、その起動時に磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、磁気テープ等からバックアップしておいた記憶を読み込み、電源異常時、停止時、データ更新時等に記憶を保存し又は本記憶装置にこれらバックアップ機能を付加することにより、電源が切れる際に何ら問題が生じず、データの長時間記憶が可能になる。
【０２１１】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、上記循環記憶装置を、内部結合線に対して二つ並列に配置したが、循環記憶システム内の循環記憶装置の個数をそれ以外の任意の数にすることができる。
【０２１２】
また、上記第２及び第４の実施の形態において、再生循環記憶部の数を共に二つにしたが、循環記憶装置内の再生循環記憶部の数をそれ以外の任意の数にすることができる。また、上記第４の実施の形態において、全ての再生循環記憶部が光信号循環部を有するようにしたが、再生循環記憶部のうちの少なくとも一つが光信号循環部を有するようにすることもできる。
【０２１３】
上記第１〜４の実施の形態において、再生循環部の書込み部、読出し部、誤り訂正符号部、データ識別部、及び記憶バッファメモリ部の機能を一部又は全部を、再生循環同期制御部に統合することもできる。また、システム管理装置の入出力インタフェース部、作業用バッファメモリ部、及び誤り訂正符号部の機能の一部又は全部を、システム管理部に統合することもできる。また、システム管理部の機能の一部又は全部を循環記憶同期制御部に統合し、循環記憶同期制御部の機能の一部又は全部をシステム管理部に統合し、作業用バッファメモリ部の機能の一部又は全部を記憶バッファメモリ部に統合し、記憶バッファメモリ部の機能の一部又は全部を作業用バッファメモリ部に統合し、システム管理装置の誤り訂正符号部の機能の一部又は全部を再生循環部の誤り符号部に統合し、再生循環部の誤り符号部の機能の一部又は全部をシステム管理装置の誤り符号部に統合することもできる。
【０２１４】
また、上記第１〜４の実施の形態において、システム管理装置の作業用バッファメモリから並列の電気信号を光信号書込み部に直接書き込むとともに、作業用バッファメモリが並列の光信号を光信号読出し部から直接読み出すようにすることもできる。この場合、上記制御処理手段を、再生循環部及び作業用バッファメモリで構成し、本発明による循環記憶装置を、作業用バッファメモリと、再生循環記憶部と、光導波路部とによって構成する。
【０２１５】
また、上記第１〜４の実施の形態において、入出力インタフェース部から入力されたデータを、内部結合線を介して循環記憶装置に記憶させる場合について説明したが、データを循環記憶装置間で伝送することもできる。この場合、ある循環記憶装置に記憶されたデータを、内部結合線を介してシステム管理装置の作業用バッファメモリ部に記憶させた後、他の循環記憶装置にそのデータを記憶させる。
【０２１６】
また、上記第２〜４の実施の形態において、直列の光信号を光信号書込み部の各々から光導波路部にランダムに書き込んだが、その直列の光信号を、他の光信号書込み部からの直列の光信号と同時に書き込むために、システム管理部で同期をとるように制御することもできる。
【０２１７】
また、上記第１〜４の実施の形態において、光導波路を、光ファイバ、基板上に形成された光導波路、光学部品を組み合わせた光導波路、又はこれらを組み合わせた光導波路とすることができる。また、光導波路を、単一波長光単一導波路又は複数波長光単一導波路を二つ直列配置したが、単一波長光複数導波路又は複数波長光複数導波路を、単一、複数直列、又は複数並列に配置することができる。
【０２１８】
また、上記第１〜４の実施の形態において、光導波路の途中に中間点又は分岐点を設けて、直列の光信号をその中間点又は分岐点に書き込むとともに、直列の光信号をその中間点から読み出せるようにすることもできる。このような場合を、図１９に示す。図１９に示した循環記憶装置３ｄは、二つの再生循環記憶部９ａ”−３及び９ａ”−４と、光導波路部１０ｃとを具える。
【０２１９】
二つの再生循環記憶部９ａ”−３及び９ａ”−４の光信号循環部１１ａ’（この場合、再生循環記憶部９ａ”−３についてのみ説明する。）は、各々が並列−直列符号化素子３０及び電気−光信号変換素子３１を有する二つの光信号書込み部１４ａ−１及び１４ａ−２と、光信号時分割多重部１５ａと、光信号時分割多重分離部１６ａと、各々が光−電気信号変換素子３６及び直列−並列復号化素子３７を有する二つの光信号読出し部１７ａ−１及び１７ａ−２とを具える。なお、上記光信号書込み手段を光信号書込み部１４ａ−２とし、上記光信号読出し手段を光信号読出し部１７ａ−１とする。
【０２２０】
光導波路部１０ｃは、光導波路２４ａ’及び２５ａ’と、光増幅部２６ａ及び２７ａと、光信号補正部２８ａ及び２９ａと、光分配素子３３’と、光波長分割多重部４２ａ−１及び４２ａ−２と、光波長分割多重分離部４３ａ−１及び４３ａ−２とを具える。
【０２２１】
本例の動作を説明する。直列の光信号を光導波路部１０ｃの途中に書き込むに当たり、書込み部２２ａによって書込み動作を行うべき並列の電気信号のうちの光信号書込み部１４ａ−２に書き込むべきものは、上記第１の実施の形態と同様にして同期をとることにより、光信号書込み部１４ａ−２に書き込まれる。その並列の電気信号が光信号書込み部１４ａ−２によって直列の光信号に変換されると、その直列の光信号は、光波長分割多重部４２ａ−２を経て光導波路２５ａ’に書き込まれる。
【０２２２】
それに対して、直列の光信号を光導波路部１０ｃの途中から読み出すに当たり、光信号補正部２８ａによって補正された直列の光信号は、光分配素子３３’によって分配される。このように分配された直列の光信号の一方は、光波長分割多重分離部４３ａ’−１を経て光信号読出し部１７ａ−１によって読み出される。
【０２２３】
このようにして、直列の光信号の読出し及び書込み動作を一層迅速に行うことができる。
【０２２４】
図２０は、図１９の循環記憶装置の変形例である。図２０に示した循環記憶装置３ｅは、再生循環記憶部９ａ’−４と、光導波路部１０ｃとを具える。
【０２２５】
再生循環記憶部９ａ’−４の光信号循環部１１ａ”は、各々が複数の並列−直列符号化素子３０−１．．．３０−ｎ及び電気−光信号変換素子３１−１．．．３１−ｎを有する二つの光信号書込み部１４ａ’−１及び１４ａ’−２と、各々が複数の光−電気信号変換素子３６−１．．．３６−ｎ及び直列−並列復号化素子３７−１．．．３７−ｎを有する二つの光信号読出し部１７ａ’−１及び１７ａ’−２とを具える。この場合、上記光信号書込み手段を光信号書込み部１４ａ’−２とし、上記光信号読出し手段を光信号読出し部１７ａ’−１とする。
【０２２６】
この場合も、図１９に示した循環記憶装置と同様に、直列の光信号の読出し及び書込み動作を一層迅速に行うことができる。
【０２２７】
また、光増幅部及び光信号補正部を、上記第１〜４の実施の形態に示した位置以外の位置に配置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による循環記憶装置の第１の態様を示す図である。
【図２】  本発明による循環記憶装置の第２の態様を示す図である。
【図３】  本発明による循環記憶装置の第３の態様を示す図である。
【図４】  本発明による循環記憶装置の第４の態様を示す図である。
【図５】  本発明による循環記憶装置の第５の態様を示す図である。
【図６】  本発明による循環記憶装置の第６の態様を示す図である。
【図７】  本発明による循環記憶装置の第７の態様を示す図である。
【図８】  本発明による循環記憶装置の第８の態様を示す図である。
【図９】  本発明による循環記憶装置の第９の態様を示す図である。
【図１０】  本発明による循環記憶装置の第１０の態様を示す図である。
【図１１】  本発明による循環記憶装置の第１１の態様を示す図である。
【図１２】  本発明による循環記憶装置の第１の実施の形態を有する循環記憶システムを示す図である。
【図１３】  図１２の循環記憶装置の詳細を示す図である。
【図１４】  本発明による循環記憶装置の第１の実施の形態における直列の光信号の光導波路に記憶されるデータのタイムスロット割当てを説明するための図である。
【図１５】  本発明による循環記憶装置の第２の実施の形態を有する循環記憶システムを示す図である。
【図１６】  本発明による循環記憶装置の第３の実施の形態を有する循環記憶システムを示す図である。
【図１７】  本発明による循環記憶装置の第４の実施の形態を有する循環記憶システムを示す図である。
【図１８】  本発明による循環記憶装置の第３の実施の形態における直列の光信号の光導波路に記憶されるデータのタイムスロット割当てを説明するための図である。
【図１９】  本発明による循環記憶装置の第１〜４の実施の形態の変形例を示す図である。
【図２０】  図１９の循環記憶装置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１  システム管理装置
２  内部結合線
３ａ，３ｂ，３ａ’，３ｂ’，３ａ”，３ｂ”，３ｃ，３ｄ，３ｅ  循環記憶装置
４  外部結合線
５  システム管理部
６  入出力インタフェース部
７  作業用バッファメモリ部
８，２１ａ，２１ｂ  誤り訂正符号部
９ａ，９ａ’−１，９ａ’−２，９ａ’−３，９ａ’−４，９ａ”−１，９ａ”−２，９ａ”−３，９ａ”−４，９ｂ，９ｂ’−１，９ｂ’−２，９ｂ”−１，９ｂ”−２  再生循環記憶部
１０ａ，１０ｂ，１０ａ’，１０ｂ’，１０ｃ  光導波路部
１１ａ，１１ｂ，１１ａ’  光信号循環部
１２ａ，１２ｂ  再生循環部
１３ａ，１３ｂ  再生循環同期制御部
１４ａ，１４ａ−１，１４ａ−２，１４ａ’−１，１４ａ’−２，１４ｂ，１４ａ’  光信号書込み部
１５ａ，１５ｂ  光信号時分割多重部
１６ａ，１６ｂ  光信号時分割多重分離部
１７ａ，１７ａ−１，１７ａ−２，１７ａ’−１，１７ａ’−２，１７ｂ，１７ａ’  光信号読出し部
１８ａ，１８ｂ，２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ，２４ａ’，２４ｂ’，２５ａ’，２５ｂ’  光導波路
１９ａ，１９ｂ  記憶バッファメモリ部
２０ａ，２０ｂ  データ識別部
２２ａ，２２ｂ  書込み部
２３ａ，２３ｂ  読出し部
２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ  光増幅部
２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂ  光信号補正部
３０，３０−１．．．３０−ｎ  並列−直列符号化素子
３１，３１−１．．．３１−ｎ  電気−光信号変換素子
３２  光ＯＲゲート
３３，３３’  光分配素子
３４，３５  光ＡＮＤゲート
３６，３６−１．．．３６−ｎ  光−電気信号変換素子
３７，３７−１．．．３７−ｎ  直列−並列復号化素子
３８，４４  直列の光信号の循環経路に記憶されるデータ
３９，４０，４５，４６，４７  タイムスロット
４１ａ，４１ａ’，４１ａ”，４１ｂ  光信号変換部
４２ａ，４２ａ−１，４２ａ−２，４２ｂ  光波長分割多重部
４３ａ，４３ａ−１，４３ａ−２，４３ｂ  光波長分割多重分離部
ａ  光循環制御信号
ａ1 ，ａ2 ，ａ3 ．．．ａn-2 ，ａn-1 ，ａn ，ａx-1 ，ａx ，ｂ1 ．．．ｂｂy-1 ，ｃ1 ．．．ｃz-1 ，ｃz  直列の光信号
ｂ  読出し制御信号
【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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