JP4745998B2 - 光パケットスイッチング装置および光スイッチ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、伝送されてきた光パケットをその光パケットの宛先に向けて進路を切り換えて送り出す光パケットスイッチング装置、およびその光パケットスイッチング装置に備えられた光スイッチのオン、オフを制御する光スイッチ制御方法に関する。

高速ルータ内の信号スイッチングにおける電気配線技術のボトルネック（帯域や信号量の制限）を回避するために、光伝送技術の広帯域特性を利用した光パケットスイッチの適用が検討され、現在までに一部導入されている。現在まで導入されている光パケットスイッチシステムにおいては、光信号を一旦電気信号に変換してスイッチングを行なっており、このため、帯域の増加に伴いスイッチ規模が大きく拡大してしまっている。このスイッチ規模の大幅な拡大を回避するために、入力されてきた光パケットを、電気信号には変換せずに、光信号のままスイッチングして送り出す光パケットスイッチング装置が考えられている。

図１は、従来考えられている光パケットスイッチング装置の一例を示す図である。

入力側の光伝送路３１を経由してこの光パケットスイッチング装置１０Ａに入力されてきた光パケット２０は、光フィルタ１２により、宛先情報を含むヘッダ２１と光パケット２０の本体であるデータ情報（ペイロード２２）とに分離される。光パケット２０のヘッダ２１とペイロード２２は、光の波長が互いに異なっており、光フィルタ１２はその波長の違いを利用して光パケットをヘッダ２１とペイロード２２とに分離するものである。

光パケット２０のヘッダ２１は、フォトディテクタ１３により電気信号に変換されて、スイッチ制御信号生成部１４に入力される。このスイッチ制御信号生成部１４では、ヘッダ２１に書かれていた宛先情報に応じて、光スイッチ部１６に備えられている複数の光スイッチのオン、オフを切り換えるためのスイッチ制御信号が生成されて、光スイッチ部１６に入力される。

一方、光フィルタ１２により分離されたペイロード２２は、光カプラ１５を経由して光スイッチ部１６に入力される。

この図１では、図示の簡単のため入力ポートが１つであるかのように描かれているが、実際には複数の入力ポートおよび複数の出力ポートが存在する（図３には、２つの入力ポートおよび２つの出力ポートを持つ例が示されている）。

この光カプラ１５を経由した光パケット（ペイロード２２）は、光スイッチ部１６に入力される。この光スイッチ部１６には、入力されてきた光パケットの進路を切り換えるための複数の光スイッチが配列されており、それらの光スイッチは、スイッチ制御信号生成部１４で生成されたスイッチ制御信号によってそれぞれオン、オフが切り換えられる。この光スイッチ部１６に入力されてきた光パケットは、スイッチ制御信号生成部１４においてその光パケットの宛先に応じて生成されたスイッチ切換信号に従ってオン、オフが切り換えられた光スイッチのうちの、オン状態の光スイッチによって形成された進路を通過し、出力側の光伝送路３２から出力される。

図１には、入力データとして、順次入力された＃１〜＃３の３つの光パケットが示されており、スイッチ制御信号がオン、オフ，オンと変化し、出力側には＃１と＃３の光パケットが出力されて＃２の光パケットは光スイッチ部１６で遮断されたことが、模式的な説明のイラストとして示されている。

尚、この図１（および後述する他の図）においては、出力側の光伝送路３２には、光パケット２０のうちのペイロード２２のみが出力されるように示されているが、実際には、ここには示していない構成により、新たなヘッダが付加されて送り出されるようになっている。

ここで、光信号のままスイッチングする場合、光信号を光信号のまま暫らく保持しておくことのできる適当なバッファ素子（遅延素子）が存在しないために、複数の光スイッチそれぞれに到着する複数のスイッチ制御信号間でスキューが生じると、パケット間で待ち時間が発生してしまい、転送効率の劣化を招くことになる。

特許文献１には、光信号のドリフトを制御する技術が開示されているが、この技術ではスイッチ制御信号間のスキューを抑えることはできない。
特開２００１−５３６８４号公報

本発明は、上記事情に鑑み、複数の光スイッチのオン、オフを切り換える複数のスイッチ制御信号間のスキューを抑える技術が組み困まれた光パケットスイッチング装置、および複数の光スイッチのオン、オフを切り換える複数のスイッチ制御信号間のスキューを抑えて、スキューが抑えられた複数のスイッチ制御信号で複数の光スイッチを切り換える光スイッチ制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の光パケットスイッチング装置は、伝送されてきた光パケットをその光パケットの宛先に向けて進路を切り換えて送り出す光パケットスイッチング装置において、
電気的な複数のスイッチ制御信号それぞれに応じてオン、オフして光パケットの進路を切り換える複数の光スイッチを有し、伝送されてきた光パケットの進路を複数のスイッチ制御信号に応じて切り換えて光パケットを出力する光スイッチ部と、
伝送されてきた光パケットの宛先を表わすヘッダ部を取り出して光電変換し、その宛先に応じた複数のスイッチ制御信号を生成し、複数のスイッチ制御信号それぞれを複数本の信号伝送路それぞれを介して光スイッチ部に伝送して、複数の光スイッチのオン、オフを制御するコントロール部とを備え、
複数本の信号伝送路間の信号伝送の遅延時間差を計測する遅延計測手段を有し、上記コントロール部は、遅延計測手段で計測された遅延時間差を解消し複数本の信号伝送路を介して伝送される複数のスイッチ制御信号が複数の光スイッチに同時に到達するように該複数のスイッチ制御信号それぞれの送出タイミングを調整して、複数のスイッチ制御信号を送り出すものであることを特徴とする。

本発明の光パケットスイッチング装置は、上記の遅延計測手段を有し、その遅延計測手段で、複数本の信号伝送路内の信号伝送の遅延時間差を計測しておき、光スイッチのオン、オフを実際に制御する段階では、それら複数本の信号伝送路を介して伝送される複数のスイッチ制御信号が複数の光スイッチに同時に到着するように複数のスイッチ制御信号それぞれの送出タイミングを調整して、それら複数のスイッチ制御信号を送り出すものであり、複数のスイッチ制御信号間のスキューが抑えられ、光パケットの進路が正確なタイミングで切り換えられる。

ここで、上記本発明の光パケットスイッチング装置において、上記遅延計測手段は、遅延検出用の同期パターン信号を生成して複数本の信号伝送路に送り込む同期パターン発生回路と、複数本の信号伝送路のそれぞれを介して伝送されてきた同期パターン信号を検出する同期パターン検出回路と、同期パターン検出回路で検出された同期パターン信号の、複数本の信号伝送路間の検出タイミングのずれに基づいて、複数本の信号伝送回路間の信号伝送の遅延時間差を求める遅延時間算出回路とを備えたものであることが好ましい。

また、この場合に、上記同期パターン発生回路は、遅延検出用の同期パターン信号を生成して複数本の信号伝送路に同時に送り込むものであって、上記遅延時間算出回路は、同期パターン検出回路により複数本の信号伝送路それぞれを介して伝送されてきた各同期パターン信号が検出された各タイミングから、複数本の信号伝送路の全てについて同期パターン信号が検出されたタイミングまでの各時間を計測することにより、複数本の信号伝送路間の信号伝送の遅延時間差を求めるものであってもよい。

この構成を備えることにより、複数本の信号伝送路間の信号伝送の遅延時間差を容易に求めることができる。

また、上記目的を達成する本発明の光スイッチ制御方法は、電気的な複数のスイッチ制御信号それぞれに応じてオン、オフして光パケットの進路を切り換える複数の光スイッチを有し、伝送されてきた光パケットの進路を複数のスイッチ制御信号に応じて切り換えて該光パケットを出力する光スイッチ部と、伝送されてきた光パケットの宛先を表わすヘッダ部を取り出して光電変換し、その宛先に応じた複数のスイッチ制御信号を生成し、複数のスイッチ制御信号それぞれを複数本の信号伝送路それぞれを介して光スイッチ部に伝送して、複数の光スイッチのオン、オフを制御するコントロール部とを備えた光パケットスイッチング装置における、複数の光スイッチのオン、オフを制御する光スイッチ制御方法において、
複数本の信号伝送路間の信号伝送の遅延時間差を計測する遅延計測ステップと、
遅延計測ステップで計測された遅延時間差を解消し複数本の信号伝送路を介して伝送される複数のスイッチ制御信号が複数の光スイッチに同時に到達するように複数のスイッチ制御信号それぞれの送出タイミングを調整して、複数のスイッチ制御信号を送り出す制御信号送出ステップとを有することを特徴とする。

ここで、本発明の光スイッチ制御方法において、上記遅延計測ステップは、遅延検出用の同期パターン信号を生成して複数本の信号伝送路に送り込み、複数本の信号伝送路のそれぞれを介して伝送されてきた同期パターン信号を検出し、検出された同期パターン信号の、複数本の信号伝送路間の検出タイミングのずれに基づいて、複数本の信号伝送回路間の信号伝送の遅延時間差を求めるステップであることが好ましく、その場合に、上記遅延計測ステップは、遅延検出用の同期パターン信号を生成して複数本の信号伝送路に同時に送り込み、複数本の信号伝送路それぞれを介して伝送されてきた各同期パターン信号が検出される各タイミングから、複数本の信号伝送路の全てについて同期パターン信号が検出されるタイミングまでの各時間を計測することにより、複数本の信号伝送路間の信号伝送の遅延時間差を求めるステップであってもよい。

以上の本発明によれば、複数のスイッチ制御信号間のスキューが抑えられ、光パケットの進路を正確なタイミングで切り換えて光パケットの宛先に向けて光パケットを送り出すことができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。尚、ここでは、本発明の実施形態としての光パケットスイッチング装置の動作を説明することで、本発明の実施形態としての光スイッチ制御方法の説明を兼ねるものとする。

図２は、本発明の第１実施形態としての光パケットスイッチング装置の概略構成図である。この図２において、前述の図１に示す光パケットスイッチング装置１０Ａの構成要素と同一の構成要素には、図１において付した符号と同一の符号を付して示し、相違点について説明する。

この図２に示す光パケットスイッチング装置１０Ｂには、図１の光パケットスイッチング装置１０Ａと比べ、複数の同期パターン発生回路４１、複数の同期パターン検出回路４２、遅延時間算出回路４３、および変換テーブル４４が配備されている。同期パターン発生回路４１は、この光パケットスイッチング装置１０Ｂを実際に使用するよりも前に、信号伝送路１４１の信号の遅延を検出するための同期パターン信号を生成してスイッチ制御信号生成部１４Ｂに送り、スイッチ制御信号生成部１４Ｂに、その同期パターン信号を信号伝送路１４１上に送出させる。各信号伝送路１４１に送出された同期パターン信号は、光スイッチ部１６に入力される直前（又は光スイッチ１６内）で各同期パターン検出回路４２により検出され、各同期パターン検出回路４２での同期パターン信号の検出タイミングが遅延時間算出回路４３に通知される。遅延時間算出回路４３では、それらの同期パターン検出回路４２での同期パターン信号の検出タイミングのずれに基づいて、複数本の信号伝送回路間の信号伝送の遅延時間差が求められる。この遅延時間算出回路４３で求められた遅延時間差を表わす遅延算出値が、変換テーブル４４により遅延設定値に変換されて、スイッチ制御信号生成部１４Ｂに入力される。

スイッチ制御信号生成部１４Ｂでは、この入力された遅延設定値を記憶しておき、この光パケットスイッチング装置１０Ｂが実使用される際に、フォトディテクタ１３で電気信号に変換されて入力された宛先情報に基づいて、光スイッチ部１６に配置された複数の光スイッチのオン、オフを制御する複数のスイッチ制御信号を生成し、複数の信号伝送路１４１を経由して伝送される複数のスイッチ制御信号それぞれの送出タイミングが複数の信号伝送路１４１間での信号伝送のスキューが解消されるように調整されて、それら複数のスイッチ制御信号が信号伝送路１４１に送り出される。こうすることにより、光スイッチ部１６を構成する複数の光スイッチには、複数のスイッチ制御信号が同時に到着し、それら複数の光スイッチのオン、オフが同時に制御される。したがって、光パケットの信号を正確なタイミングで切り換えることができる。

図３は、本発明の第２実施形態としての光パケットスイッチング装置の概略構成図である。

この図３に示す第２実施形態の光パケットスイッチング装置１０Ｃは、図２に示す第１実施形態の光パケットスイッチング装置１０Ｂと比べ、より具体的に示した実施形態である。この図３に示す光パケットスイッチング装置１０Ｃは、２つの入力ポート１６＿１ａ，１６＿１ｂと２つの出力ポート１６＿２ａ，１６＿２ｂとを有する光スイッチ部１６を備えている。

図４は、図３に示す光パケットスイッチング装置１０Ｃを構成する光スイッチ部１６の概略構成図である。ここでは、図３の光パケットスイッチング装置１０Ｃの全体説明に先立って、図４に示す光スイッチ部１６の構成について説明する。

図４に示す光スイッチ部１６は、２つの入力ポート１６＿１ａ，１６＿１ｂ、２つのフォトカプラ１６２＿１，１６２＿２、４つの前段側の光スイッチ１６１＿１＿１，１６１＿１＿２，１６１＿２＿１，１６１＿２＿２，２つのフォトカプラ１６３＿１，１６３＿２、２つの後段側の光スイッチ１６１＿１＿０，１６１＿２＿０、および２つの出力ポート１６＿２ａ，１６＿２ｂが備えられている。

第１チャンネルの入力ポート１６＿１ａから光パケットが入力されてくると、その光パケットはフォトカプラ１６２＿１によって２つに分岐されて、前段側の、第１チャンネルの光スイッチ１６１＿１＿１と第２チャンネルの光スイッチ１６１＿２＿１に入力される。また、これと同様、第２チャンネルの入力ポート１６＿１ｂから光パケットが入力されてくると、その光パケットは、フォトカプラ１６２＿２によって２つに分岐されて、前段側の、第２チャンネルの光スイッチ１６１＿１＿２と第２チャンネルの光スイッチ１６１＿２＿２に入力される。第１チャンネルの２つのスイッチ１６１＿１＿１，１６１＿１＿２にそれぞれ入力された光パケットは、各光スイッチ１６１＿１＿１，１６１＿１＿２がオン状態にあるときは、各光スイッチ１６１＿１＿１，１６１＿１＿２を経由し、さらにフォトカプラ１６３＿１を経由し、さらに後段側の光スイッチ１６１＿１＿０がオン状態にあるときのその光スイッチ１６１＿１＿０を経由して、第１チャンネルの出力ポート１６＿２ａから出力される。

また、これと同様に、第２チャンネルの２つの光スイッチ１６１＿２＿１，１６１＿２＿２にそれぞれ入力された光パケットは、各光スイッチ１６１＿２＿１，１６１＿２＿２がオン状態にあるときは各光スイッチ１６１＿２＿１，１６１＿２＿２を経由し、さらにフォトカプラ１６３＿２を経由し、さらに後段側の光スイッチ１６＿１＿０がオン状態にあるときはその光スイッチ１６１＿２＿０を経由して、第２チャンネルの光出力ポート１６＿２ｂから出力される。

したがって、第１チャンネルの入力側の１番目の光スイッチ１６１＿１＿１と第１チャンネルの出力側の光スイッチ１６１＿１＿０がオン状態にあり、第１チャンネルの２番目の光スイッチ１６１＿１＿２がオフ状態にあるときに、第１チャンネルの入力ポート１６＿１ａから入力してきた光パケットが第１チャンネルの出力ポート１６＿２ａから出力され、第１チャンネルの入力側の２番目の光スイッチ１６１＿１＿２と第１チャンネルの出力側の光スイッチ１６１＿１＿０がオン状態にあり、第１チャンネルの１番目の光スイッチ１６１＿１＿１がオフ状態にあるときは、第２チャンネルの入力ポート１６＿２ａから入力してきた光パケットが第１チャンネルの出力ポート１６＿２ａから出力される。また、第２チャンネルに関しても第１チャンネルの場合と同様に、第２チャンネルの入力側の１番目の光スイッチ１６１＿２＿１と第２チャンネルの出力側の光スイッチ１６１＿２＿０がオン状態にあり、第２チャンネルの入力側の２番目の光スイッチ１６１＿２＿２がオフ状態にあるときは、第１チャンネルの入力ポート１６＿１ａから入力されてきた光パケットが第２チャンネルの出力ポート１６＿２ｂから出力され、第２チャンネルの入力側の２番目の光スイッチ１６１＿２＿２と第２チャンネルの出力側の光スイッチ１６１＿２＿０がオン状態にあり、第２チャンネルの入力側の１番目の光スイッチ１６１＿２＿１がオフ状態にあるときは、第２チャンネルの入力ポート１６＿１ｂから入力されてきた光パケットが第２チャンネルの出力ポート１６＿２ｂから出力される。

このように、この光スイッチ部１６は、２つの入力ポート１６＿１ａ，１６＿１ｂと２つの出力ポート１６＿２ａ，１６＿２ｂを有し、２つの入力ポート１６＿１ａ，１６＿１ｂのいずれから入力されてきた光パケットであっても２つの出力ポート１６＿２ａ，１６＿２ｂのいずれからも出力することができる。

また、各光スイッチ１６１＿１＿０，１６１＿１＿１，１６１＿１＿２；１６１＿２＿０，１６１＿２＿１，１６１＿２＿２には、図３に示すスイッチ制御信号生成部１４Ｃから延びる信号伝送路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，１４１＿１＿２；１４１＿２＿０，１４１＿２＿１，１４１＿２＿２が接続されており、各信号伝送路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，１４１＿１＿２；１４１＿２＿０，１４１＿２＿１，１４１＿２＿２を経由して伝送されてきた各スイッチ制御信号により、各光スイッチ１６１＿１＿０，１６１＿１＿１，１６１＿１＿２；１６１＿２＿０，１６１＿２＿１，１６１＿２＿２のオン、オフが制御される。

尚、ここでは、簡単のため入力ポート、出力ポートのいずれも２つの例について示したが、さらに多数の入力ポート、出力ポートを有する光スイッチの場合も同様である。

図３に戻って、図３の光パケットスイッチング装置１０Ｃについて説明を続ける。

この光パケットスイッチング装置１０Ｃは、入力側に２チャンネルの光伝送路３１ａ，３１ｂを有し、それら２チャンネルの光伝送路３１ａ，３１ｂのそれぞれから光パケットが入力される。それら２チャンネルの光伝送路３１ａ，３１ｂそれぞれから入力されてきた各光パケットは、２チャンネルの各光フィルタ１２ａ，１２ｂを通り、各光パケットのヘッダは２チャンネルの各フォトディテクタ１３ａ，１３ｂに入力されそれぞれ光電変換されて、スイッチ制御信号生成部１４Ｃに入力される。

一方、２チャンネルの各光フィルタ１２ａ，１２ｂを通った各光パケットのペイロードは、２チャンネルの各入力ポート１６＿１ａ，１６＿１ｂから光スイッチ部１６に入力される。

スイッチ制御信号生成部１４Ｃでは、入力されてきたヘッダに記述されている宛先に向けて光パケットを出力するための、光スイッチ部１６を構成する複数（ここでの例では、図４に示すように６つ）の光スイッチをオン、オフするスイッチ制御信号を生成して、複数本（ここでは６本）の信号伝送路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，１４１＿１＿２，１４１＿２＿０，１４１＿２＿１，１４１―２＿２から光スイッチ部１６に向けて送出する。光スイッチ部１６内の各光スイッチ１６１＿１＿０，１６１＿１＿１，１６１＿１＿２，１６１＿２＿０，１６１＿２＿１，１６１―２＿２は、各信号伝送路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，１４１＿１＿２，１４１＿２＿０，１４１＿２＿１，１４１―２＿２を経由して伝送されてきたスイッチ制御信号に応じてそれぞれオン又はオフに切り替わり、光パケットの進路が形成され、光パケット部１６に入力されてきた光パケット（ペイロード）は、その進路に従って進み、いずれか１つ又は複数の出力ポートから出力される。

尚、前述のとおり、出力される光パケットには新たなヘッダが付加されて出力されるが、ここでは、新たなヘッダを付加する構成については省略している。

また、この図３に示す光パケットスイッチング装置１０Ｃは、６個の同期パターン発生回路４１＿１，４１＿２，４１＿３，４１＿４，４１＿５，４１＿６と、６個の同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，４２＿３，４２＿４，４２＿５，４２＿６と、遅延時間算出回路４３と、変換テーブル４４を有する。

各同期パターン発生回路４１＿１，４１＿２，４１＿３，４１＿４，４１＿５，４１＿６は、この光パケットスイッチング装置１０Ｃを実使用するよりも前に、各信号伝送路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，１４１＿１＿２，１４１＿２＿０，１４１＿２＿１，１４１―２＿２の信号遅延検出用の各同期パターン信号を生成してスイッチ制御信号生成部１４Ｃに送り、そのスイッチ制御信号生成部１４Ｃに、各信号伝送路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，１４１＿１＿２，１４１＿２＿０，１４１＿２＿１，１４１―２＿２上に同期パターン信号を送出させる。各信号伝送路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，１４１＿１＿２，１４１＿２＿０，１４１＿２＿１，１４１―２＿２に送り込まれた同期パターン信号は、光スイッチ部１６に入力される直前（又は光スイッチ部１６の内部）で各同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，４２＿３，４２＿４，４２＿５，４２＿６で検出され、各同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，４２＿３，４２＿４，４２＿５，４２＿６での同期パターン信号の検出タイミングが、遅延時間算出回路４３に通知される。遅延時間算出回路４３では、それらの同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，４２＿３，４２＿４，４２＿５，４２＿６での同期パターン信号の検出タイミングのずれに基づいて、６本の信号伝送路間の信号伝送の遅延時間差が求められる。この遅延時間算出回路４３で求められた遅延時間差を表わす測定値が、変換テーブル４４により遅延設定値に変換されて、スイッチ制御信号生成部１４Ｃに入力される。

スイッチ制御信号生成部１４Ｃでは、この遅延設定値を記憶しておき、この光パケットスイッチング装置１０Ｃが実使用される際にフォトディテクタ１３ａ，１３ｂで電気信号に変換されて入力されてきた宛先情報に基づいて、光スイッチ部１６を構成する６つの光スイッチ１６１＿１＿０，１６１＿１＿１，１６１＿１＿２，１６１＿２＿０，１６１＿２＿１，１６１―２＿２のオン、オフを制御する６つのスイッチ制御信号が生成され、６本の信号伝送路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，１４１＿１＿２，１４１＿２＿０，１４１＿２＿１，１４１―２＿２での信号伝送のスキューが解消されるように、送出タイミングが調整された上で、それらのスイッチ制御信号が各光信号路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，１４１＿１＿２，１４１＿２＿０，１４１＿２＿１，１４１―２＿２に送り出される。こうすることにより、光スイッチ１６を構成する６個の光スイッチ１６１＿１＿０，１６１＿１＿１，１６１＿１＿２，１６１＿２＿０，１６１＿２＿１，１６１―２＿２に各スイッチ制御信号が同時に到着し、それらの光スイッチ１６１＿１＿０，１６１＿１＿１，１６１＿１＿２，１６１＿２＿０，１６１＿２＿１，１６１―２＿２のオン、オフが同時に制御される。

図５は、図３に示す６本の信号伝送路の信号伝送の遅延時間差算出の説明図である。

図３に示す６つの同期パターン発生回路４１＿１，４１＿２，４１＿３，４１＿４，４１＿５，４１＿６では、いずれも「ａａ５５」という同期パターンを発生させ、スイッチ制御信号生成部１４Ｃを介して、６本の信号伝送路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，１４１＿１＿２，１４１＿２＿０，１４１＿２＿１，１４１＿２＿２それぞれに同時に、かつここでは同一の同期パターン「ａａ５５」を表わす同期パターン信号が送り出される。一方、６個の同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，４２＿３，４２＿４，４２＿５，４２＿６は、各信号伝送路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，１４１＿１＿２，１４１＿２＿０，１４１＿２＿１，１４１＿２＿２のそれぞれを介して伝送されてきた同期パターン信号を検出してその検出タイミングが遅延時間算出回路４３に通知する。

遅延時間算出回路４３では、各同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，４２＿３，４２＿４，４２＿５，４２＿６からの同期パターン信号の検出の通知を受けると、各同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，４２＿３，４２＿４，４２＿５，４２＿６のそれぞれについて検出の通知を受けた時点から時間カウントを開始し、６個の同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，４２＿３，４２＿４，４２＿５，４２＿６からの、同期パターン信号検出の通知が揃うタイミングまで（図５に示す例では、（ｃ）の信号伝送路１４１＿１＿２を経由して伝送されてきた同期パターン信号の検出が一番遅れている）、時間をカウントする。各信号伝送路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，１４１＿１＿２，１４１＿２＿０，１４１＿２＿１，１４１＿２＿２についてカウントされた時間が、各信号伝送路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，１４１＿１＿２，１４１＿２＿０，１４１＿２＿１，１４１＿２＿２についての、最も遅延量の大きい信号伝送路（図５に示す例では信号伝送路１４１＿１＿２）を基準としたときの各遅延時間差ｄ１，ｄ２，…，ｄ６（ここに示す例ではｄ３＝０）である。

図６は、遅延時間算出回路の内部構成を中心に示した回路ブロック図である。

各同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，…，４２＿５，４２＿６で同期パターン信号が検出されると同期パターン検出信号を検出したことを表わす各タイミング信号が、遅延時間算出回路４３を構成する各遅延カウント部４３１＿１，４３１＿２，…，４３１＿５，４３１＿６に入力されるとともに、各同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，…，４２＿５，４２＿６の全てについての検出タイミング信号が到着確立部４３２に入力される。各遅延カウント部４３１＿１，４３１＿２，…，４３１＿５，４３１＿６では、各同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，…，４２＿５，４２＿６からの、同期パターン信号の検出の各タイミング信号を受け取った各タイミングから時間カウントを開始して、そのカウント値を、対応する各遅延時間確定部４３３＿１，４３３＿２，…，４３３＿５，４３３＿６に知らせている。

また、到着確立部４３２では、全ての同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，…，４２＿５，４２＿６からの同期パターン信号を検出したことを表わすタイミング信号が全て揃ったタイミングで、各遅延時間確定部４３３＿１，４３３＿２，…，４３３＿５，４３３＿６に向けて全て揃った旨通知する。各遅延時間確定部４３３＿１，４３３＿２，…，４３３＿５，４３３＿６では到着確立部４３２からの通知を受けたタイミングで、対応する各遅延カウント部４３１＿１，４３１＿２，…，４３１＿５，４３１＿６の時間カウント値を読み取る。この、各遅延時間確定部４３３＿１，４３３＿２，…，４３３＿５，４３３＿６で読み取った各時間カウント値が、この遅延時間算出回路４３で算出された遅延算出値となる。

図７は、図６に示す遅延時間算出回路の動作説明図である。

各同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，…，４２＿５，４２＿６では、同期パターン信号を検出すると、図７に示すように遅延カウント部４３１＿１，４３１＿２，…，４３１＿５，４３１＿６に伝える信号を、それぞれ´Ｌ´レベルから´Ｈ´レベルの信号に変化させる。各遅延カウント部４３１＿１，４３１＿２，…，４３１＿５，４３１＿６では、各同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，…，４２＿５，４２＿６から伝えられた信号が´Ｌ´レベルから´Ｈ´レベルに変化したタイミングから時間カウントを開始し、到着確立部４３２からの信号が´Ｈ´レベルに立ち上がったタイミングでの、各遅延カウント部４３１＿１，４３１＿２，…，４３１＿５，４３１＿６の各時間カウント値が、各遅延時間確定部４３３＿１，４３３＿２，…，４３３＿５，４３３＿６で読み取られる。図７に示す例では、各遅延時間確定部４３３＿１，４３３＿２，…，４３３＿５，４３３＿６での遅延算出値は、それぞれ「９」、「７」、…、「４」、「１」である。

図８は、変換テーブルの一例を示す図である。

この変換テーブルでは、遅延算出値と遅延設定値とが対応づけられており、この変換テーブルに基づいて、遅延時間算出部４３で求められた遅延算出値が、スイッチ制御信号生成部１４Ｃにセットされる遅延設定値に変換される。

尚、この図８に示す変換テーブルは、遅延カウント部４３１＿１，４３１＿２，…，４３１＿５，４３１＿６でカウントされるクロックが１．０ＧＨｚの周波数のクロックであるとして単純計算により遅延算出値と遅延設定値との対応関係を求めたものであるが、例えば、同期パターン検出回路４２＿１，４２＿２，…，４２＿５，４２＿６による、各信号伝送路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，…，１４１＿２＿１，１４１＿２＿２上の、同期パターン信号の検出ポイントと各光スイッチ１６１＿１＿０，１６１＿１＿１，…，１６１＿２＿１，１６１＿２＿２への接続点との違いなどを考慮した補正が加えられてもよい。

また、ここでは、２チャンネルの入出力を持つ光パケットスイッチング装置について説明したが、本発明では、さらに多チャンネルの入出力を持つ光パケットスイッチング装置も同様に適用可能である。

各遅延時間確定部４３３＿１，４３３＿２，…，４３３＿５，４３３＿６で求められた各遅延算出値は、変換テーブル４４に入力されて各遅延設定値に変換され、それらの遅延設定値がスイッチ制御信号生成部１４Ｃにセットされる。スイッチ制御信号生成部１４Ｃでは、スイッチ制御信号を生成するにあたり、各スイッチ制御信号を、それらのセットされた遅延設定値だけ遅延させて各信号伝送路１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，１４１＿１＿２，１４１＿２＿０，１４１＿２＿１，１４１＿２＿２に送り出す。

従来考えられている光パケットスイッチング装置の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態としての光パケットスイッチング装置の概略構成図である。 本発明の第２実施形態としての光パケットスイッチング装置の概略構成図である。 図３に示す光パケットスイッチング装置を構成する光スイッチ部の概略構成図である。 図３に示す６本の信号伝送路の信号伝送の遅延時間差算出の説明図である。 遅延時間算出回路の内部構成を中心に示した回路ブロック図である。 図６に示す遅延時間算出回路の動作説明図である。 変換テーブルの一例を示す図である。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 光パケットスイッチング装置
１２ 光フィルタ
１３ フォトディテクタ
１４，１４Ｂ，１４Ｃ スイッチ制御信号生成部
１５ 光カプラ
１６ 光スイッチ部
１６＿１ａ，１６＿１ｂ 入力ポート
１６＿２ａ，１６＿２ｂ 出力ポート
２１ ヘッダ
２２ ペイロード
３１ 入力側の光伝送路
３２ 出力側の光伝送路
４１，４１＿１，４１＿２，…，４１＿５，４１＿６ 同期パターン発生回路
４２，４２＿１，４２＿２，…，４２＿５，４２＿６ 同期パターン検出回路
４３ 遅延時間算出回路
４４ 変換テーブル
１４１，１４１＿１＿０，１４１＿１＿１，…，１４１＿２＿１，１４１＿２＿２ 信号伝送路
１６１＿１＿０，１６１＿１＿１，…，１６１＿２＿１，１６１＿２＿２ 光スイッチ
１６２＿１，１６２＿２ フォトカプラ
１６３＿１，１６３＿２ フォトカプラ
４３１＿１，４３１＿２，…，４３１＿５，４３１＿６ 遅延カウント部
４３２ 到着確立部
４３３＿１，４３３＿２，…，４３３＿５，４３３＿６ 遅延時間確定部

Claims (6)

1. 伝送されてきた光パケットを該光パケットの宛先に向けて進路を切り換えて送り出す光パケットスイッチング装置において、
   電気的な複数のスイッチ制御信号それぞれに応じてオン、オフして光パケットの進路を切り換える複数の光スイッチを有し、伝送されてきた光パケットの進路を該複数のスイッチ制御信号に応じて切り換えて該光パケットを出力する光スイッチ部と、
   伝送されてきた光パケットの宛先を表わすヘッダ部を取り出して光電変換し、該宛先に応じた複数のスイッチ制御信号を生成し、該複数のスイッチ制御信号それぞれを複数本の信号伝送路それぞれを介して前記光スイッチ部に伝送して、前記複数の光スイッチのオン、オフを制御するコントロール部とを備え、
   前記複数本の信号伝送路間の信号伝送の遅延時間差を計測する遅延計測手段を有し、前記コントロール部は、該遅延計測手段で計測された遅延時間差を解消し前記複数本の信号伝送路を介して伝送される複数のスイッチ制御信号が前記複数の光スイッチに同時に到達するように該複数のスイッチ制御信号それぞれの送出タイミングを調整して、該複数のスイッチ制御信号を送り出すものであることを特徴とする光パケットスイッチング装置。
2. 前記遅延計測手段は、遅延検出用の同期パターン信号を生成して前記複数本の信号伝送路に送り込む同期パターン発生回路と、該複数本の信号伝送路のそれぞれを介して伝送されてきた同期パターン信号を検出する同期パターン検出回路と、該同期パターン検出回路で検出された同期パターン信号の、該複数本の信号伝送路間の検出タイミングのずれに基づいて、該複数本の信号伝送回路間の信号伝送の遅延時間差を求める遅延時間算出回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光パケットスイッチング装置。
3. 前記同期パターン発生回路は、遅延検出用の同期パターン信号を生成して前記複数本の信号伝送路に同時に送り込むものであって、
   前記遅延時間算出回路は、前記同期パターン検出回路により前記複数本の信号伝送路それぞれを介して伝送されてきた各同期パターン信号が検出された各タイミングから、前記複数本の信号伝送路の全てについて同期パターン信号が検出されたタイミングまでの各時間を計測することにより、該複数本の信号伝送路間の信号伝送の遅延時間差を求めるものであることを特徴とする請求項２記載の光パケットスイッチング装置。
4. 電気的な複数のスイッチ制御信号それぞれに応じてオン、オフして光パケットの進路を切り換える複数の光スイッチを有し、伝送されてきた光パケットの進路を該複数のスイッチ制御信号に応じて切り換えて該光パケットを出力する光スイッチ部と、伝送されてきた光パケットの宛先を表わすヘッダ部を取り出して光電変換し、該宛先に応じた複数のスイッチ制御信号を生成し、該複数のスイッチ制御信号それぞれを複数本の信号伝送路それぞれを介して前記光スイッチ部に伝送して、前記複数の光スイッチのオン、オフを制御するコントロール部とを備えた光パケットスイッチング装置における、前記複数の光スイッチのオン、オフを制御する光スイッチ制御方法において、
   前記複数本の信号伝送路間の信号伝送の遅延時間差を計測する遅延計測ステップと、
   前記遅延計測ステップで計測された遅延時間差を解消し前記複数本の信号伝送路を介して伝送される複数のスイッチ制御信号が前記複数の光スイッチに同時に到達するように該複数のスイッチ制御信号それぞれの送出タイミングを調整して、該複数のスイッチ制御信号を送り出す制御信号送出ステップとを有することを特徴とする光スイッチ制御方法。
5. 前記遅延計測ステップは、遅延検出用の同期パターン信号を生成して前記複数本の信号伝送路に送り込み、該複数本の信号伝送路のそれぞれを介して伝送されてきた同期パターン信号を検出し、検出された同期パターン信号の、該複数本の信号伝送路間の検出タイミングのずれに基づいて、該複数本の信号伝送回路間の信号伝送の遅延時間差を求めるステップであることを特徴とする請求項４記載の光スイッチ制御方法。
6. 前記遅延計測ステップは、遅延検出用の同期パターン信号を生成して前記複数本の信号伝送路に同時に送り込み、前記複数本の信号伝送路それぞれを介して伝送されてきた各同期パターン信号が検出される各タイミングから、前記複数本の信号伝送路の全てについて同期パターン信号が検出されるタイミングまでの各時間を計測することにより、該複数本の信号伝送路間の信号伝送の遅延時間差を求めるステップであることを特徴とする請求項５記載の光スイッチ制御方法。

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