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JP4725843B2 - 光パケットネットワークシステム - Google Patents

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Description

本発明は、次世代光通信ネットワークである光パケットネットワークシステムにおいて、光信号のない部分に存在する光ノイズを消去する機能を持つ光パケットネットワークシステムに関する。
現在、ＷＡＮ（Wide Area Network）やＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）では、すでに伝送媒体として光が一般的に使用され始めている。そして、光信号はＦＴＴＨ（ｆｉｂｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｈｏｍｅ）のように、各家庭にまで届くようになってきているものもある。
しかし、現在の光通信では、光信号を１対Ｎ（多数）に分岐できるようになっているが、依然としてそれはｐｏｉｎｔ ｔｏ ｐｏｉｎｔの通信の延長であり、光信号を光のまま切り替えるような、ダイナミックな光通信は実用化されていない。
将来的なダイナミックな光通信を実現する技術として、光パケットスイッチネットワークが提案されている。この技術は、データ信号を光パケットデータに変換し、末端に届くまで電気に変換することなく、光のままスイッチングするネットワークである。
図３はリング型の光パケットスイッチネットワークの従来例を示す構成図である。
図３に示す例では４つのノード１〜４がリング５に接続され、レーザダイオード１１の波長の光に光変調器（モジュレータ）１２を介して入力された電気信号がノード３に入力している状態を示している。
そして、この例ではノード３において、ノード２を通過してきた光パケット信号Ａがノード３から光強度比で−１５ｄＢの光ノイズがＡＤＤ（合流）した場合、ノード３から出力される光パケット信号Ｂのように信号が歪んで劣化する様子を示している。なお、図では省略するが２点差線Ｄで囲った部分のレーザダイオード１１,光変調器１２を含む構成は他のノードにも同様に設けられている。
一般的には、この消光比は３０ｄＢ以上が必要といわれており、この仕様を満足するような光変調器（モジュレータ）を実現することはかなり難しいと思われる。
光パケットネットワークでは、無信号時では光信号が全くないのが理想的である。ただし、実際には各ノードあるいはそれと接続された機器では、電気信号を光信号に変換する際に光変調器を使用する。
なお、光パケットリングネットワークシステムの従来例としては下記の特許文献がある。
特開２００１−３６５５７号公報
光変調器には、ニオブ酸リチウムのマッハツェンダー型強度変調器，ＩｎＰ系ＥＡ変調器などが一般的に使用されているが、いずれも光信号がノードを介して入力されないとき（ＯＦＦ時）の消光特性（消光比）が十分でない。
通常の変調器の場合、ＯＦＦ時とＯＮ時の光出力の比（消光比）は１０ｄＢ前後であり、ＯＦＦ時の漏れ光は光ノイズとなり、光パケット信号に影響を与える。
図３の例で示すリング型の光パケットスイッチネットワークでは、一般的に使用される光変調器の消光比が十分でないため、ＯＦＦ時の漏れ光は光ノイズとなり光パケット信号を大きく劣化させる。なお、この例では、リング側に光信号が流れてくる場合を示しているが、同様に、リング側に光ノイズが存在し、そこに光パケット信号をＡＤＤする場合も、同様に光信号は劣化するという課題があった。
従って本発明は、光パケット信号がない場合は光ノイズを消去するような機構を設けることにより、光信号の劣化を防止したリング型の光パケットネットワークシステムを実現することを目的とする。
このような課題を達成するために、本発明のパケットネットワークシステムは請求項１においては、
各ノード間および光パケット信号の発信元とをリングで結んで構成されたパケットネットワークシステムにおいて、前記ノードとノードの間に光除去機能ブロックが設けられ、該光除去機能ブロックは、光ファイバ中を伝播する光パケット信号を２分岐する光分岐手段と、２分岐された信号の一方を遅延ファイバを介して入力する光ゲート素子と、前記２分岐された信号の他方を入力しスタートフレームデリミタを検知する光パケット検知手段と、該光パケット検知手段の後段に配置された光ゲートドライバと、該光ゲートドライバによりオンオフされる前記光ゲート素子を備え、前記光パケット検知手段が前記光パケット信号のスタートフレームデリミタを検知した場合のみ前記光ゲート素子のゲートを開き、前記遅延ファイバは前記光パケット検知手段がスタートフレームデリミタを検知し、前記光ゲートドライバが前記光ゲート素子の動作をさせるまでの時間を遅延させ、前記光ゲート素子が開くのと同期して前記光パケット信号が前記光ゲート素子に到達するようにし、前記光パケット検知手段は光パケット信号のパケットサイズが固定されている場合は、その固定された時間で光ゲートを閉めるように前記光ゲートドライバをタイマ動作させ、前記パケットサイズが不定の場合は、エンドフレームデリミタを検知して前記光ゲート素子を閉じる動作をするように構成したことを特徴とする。
請求項２においては、請求項１に記載のパケットネットワークシステムにおいて、
前記光ゲート素子として半導体光アンプを用いたことを特徴とする。
請求項３においては、請求項１に記載のパケットネットワークシステムにおいて、
前記光ゲート素子としてニオブ酸リチウムのマッハツェンダー型強度変調器を使用したことを特徴とする。
請求項４においては、請求項１に記載のパケットネットワークシステムにおいて、
前記光ゲート素子としてＥＡ強度変調器を使用したことを特徴とする。
以上説明したことから明らかなように、本発明の請求項１〜４によれば次のような効果がある。
各ノード間および光パケット信号の発信元とをリングで結んで構成されたパケットネットワークシステムにおいて、前記ノードとノードの間に光除去機能ブロックが設けられ、該光除去機能ブロックは、光ファイバ中を伝播する光パケット信号を２分岐する光分岐手段と、２分岐された信号の一方を遅延ファイバを介して入力する光ゲート素子と、前記２分岐された信号の他方を入力しスタートフレームデリミタを検知する光パケット検知手段と、該光パケット検知手段の後段に配置された光ゲートドライバと、該光ゲートドライバによりオンオフされる前記光ゲート素子を備え、前記光パケット検知手段が前記光パケット信号のスタートフレームデリミタを検知した場合のみ前記光ゲート素子のゲートを開き、前記遅延ファイバは前記光パケット検知手段がスタートフレームデリミタを検知し、前記光ゲートドライバが前記光ゲート素子の動作をさせるまでの時間を遅延させ、前記光ゲート素子が開くのと同期して前記光パケット信号が前記光ゲート素子に到達するようにし、前記光パケット検知手段は光パケット信号のパケットサイズが固定されている場合は、その固定された時間で光ゲートを閉めるように前記光ゲートドライバをタイマ動作させ、前記パケットサイズが不定の場合は、エンドフレームデリミタを検知して前記光ゲート素子を閉じる動作をするように構成したので、光パケット信号のないところの光ノイズを非常に小さくすることができ、それによって光パケット信号の劣化が抑制できる。
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示すもので、図３の従来例に光ノイズ除去機能ブロック６を搭載したリング型光パケットネットワークの構成を示す。ここではノード１からノード４の各ノード間および光パケット信号の発信元とそれを受けるノードとの間に、ノイズ除去機能ブロック６ａ〜６ｅを設けた構成になっている。
図２は光ノイズ除去機能ブロックの構成を示すものである。図において、５は光ファイバからなるリング、７は光パケット信号を２分岐する光カプラである。
この光カプラ７で分岐した一方のパケット信号は光ファイバ８中を伝播し光パケット検知手段９に入射する。
この光パケット検知手段９は光パケット信号のスタートフレームデリミタを検知する。
１０はパケット検知手段９の後段に配置された光ゲートドライバ、１１は光ゲートドライバによりオンオフされる光ゲート素子である。
上述の構成において、光パケット検知手段９が光パケット信号のスタートフレームデリミタを検知した場合のみ光ゲート１１が開くように光ゲートドライバ１０に信号を出し、光ゲート１１を開ける。
１２は遅延ファイバで、光パケット検知手段９がスタートフレームデリミタを検知し、光ゲートドライバ１０が光ゲート素子１１の動作をさせるまでの時間を遅延させ、光ゲート素子１１が開くのと同期して光パケット信号がゲート素子に到達するように構成されている。

光パケット検知手段９は光パケット信号のパケットサイズが固定されている場合は、その固定された時間で光ゲート１１を閉めるよう、光ゲートドライバ１０をタイマ動作させる。パケットサイズが不定の場合は、エンドフレームデリミタなどを検知して光ゲート１１を閉じる動作をするように構成されている。
この光ゲート素子１１は、消光比が非常に大きく取れるものを使用しなければならない。例えば、半導体光アンプ１１ａをパルス駆動させたものや、ニオブ酸リチウムのマッハツェンダー型強度変調器１１ｂやＥＡ強度変調器１１ｃを用いることができる。但し、ニオブ酸リチウムのマッハツェンダー型強度変調器１１ｂやＥＡ強度変調器１１ｃは一般的には一段で大きな消光比を得ることは難しいので、必要に応じて２段あるいはそれ以上直列に接続したものなどを用いる。
上述の構成によれば、本来光パケット信号のない部分に存在する光ノイズを消去することができる。
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。例えば実施例では、光ノイズ消去機能ブロック６は各ノードと独立して構成されているが、各ノードに内蔵する構成も可能である。
また、実施例では、ノードを４箇所設けた例を図示したがノードの設置数は任意に変更可能である。
また、実施例では、リング型のネットワーク構成について示したが、光ノイズ消去機能ブロックの効果はリング型以外のスター型やその延長のメッシュ型でも効果がある。
本発明に係る光パケットネットワークシステムのブロック構成図である。 本発明を構成する光ノイズ除去機能ブロック構成図である。 従来の光パケットネットワークシステムを示す構成図である。
符号の説明
１〜４ ノード
５ リング
６ 光ノイズ除去機能ブロック
７ 光カプラ
８ 光ファイバ
９ 光パケット検知手段
１０ 光ゲートドライバ
１１ 光ゲート素子
１２ 遅延ファイバ
１３ レーザダイオード
１４ 光変調器

Claims (4)

  1. 各ノード間および光パケット信号の発信元とをリングで結んで構成されたパケットネットワークシステムにおいて、前記ノードとノードの間に光除去機能ブロックが設けられ、該光除去機能ブロックは、光ファイバ中を伝播する光パケット信号を２分岐する光分岐手段と、２分岐された信号の一方を遅延ファイバを介して入力する光ゲート素子と、前記２分岐された信号の他方を入力しスタートフレームデリミタを検知する光パケット検知手段と、該光パケット検知手段の後段に配置された光ゲートドライバと、該光ゲートドライバによりオンオフされる前記光ゲート素子を備え、前記光パケット検知手段が前記光パケット信号のスタートフレームデリミタを検知した場合のみ前記光ゲート素子のゲートを開き、前記遅延ファイバは前記光パケット検知手段がスタートフレームデリミタを検知し、前記光ゲートドライバが前記光ゲート素子の動作をさせるまでの時間を遅延させ、前記光ゲート素子が開くのと同期して前記光パケット信号が前記光ゲート素子に到達するようにし、前記光パケット検知手段は光パケット信号のパケットサイズが固定されている場合は、その固定された時間で光ゲートを閉めるように前記光ゲートドライバをタイマ動作させ、前記パケットサイズが不定の場合は、エンドフレームデリミタを検知して前記光ゲート素子を閉じる動作をするように構成したことを特徴とするパケットネットワークシステム。
  2. 前記光ゲート素子として半導体光アンプを用いたことを特徴とする請求項1に記載のパケットネットワークシステム。
  3. 前記光ゲート素子としてニオブ酸リチウムのマッハツェンダー型強度変調器を使用したことを特徴とする請求項1に記載のパケットネットワークシステム。
  4. 前記光ゲート素子としてＥＡ強度変調器を使用したことを特徴とする請求項1に記載のパケットネットワークシステム。
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