ループミラーを利用した多波長光バッファ
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ループミラーを利用した多波長光バッファに関し、より詳しくは高速の時間分割多重地域網やバックボーンで、同一のチャンネルに出力しようとするセル間の衝突を解消するため優先順位の低いセルを貯蔵し、必要な時間に順次出力がなされるようにするだけでなく、波長多重されたシステムで波長多重化され同時に入力されるセルを、電気的外部制御信号により時間軸上に羅列して出力されるようにした、ループミラーを利用した多波長光バッファに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近来、使用者等のサービス要求が急増しながら高速のネットワークを必要とすることになる現実において、任意のスイッチングノードでの光／電変換による電気的な方法でセル相互間の衝突を解決するのは困難である。さらに、電気的な制御を介して光学的にバッファリングする方法（K.L.Hall,Member,IEEE,and K.A.Rauschenbach,Member,IEEE,“All−Optical Buffering of 40−Gb/s Data Packets ”,IEEE Photonics Technology Letters,Vol.10, No 3, March 1998）が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記方法は、入力セルを貯蔵する際に９０％のセルが複写されて捨てられ、１０％のセルがループに入力されて再び１００％に再生され、再度９０％が捨てられて残りの１０％のセルがループに入力されて１００％に再生される方法であり、捨てられるセルを処理する構造がさらに必要であるという問題点がある。
【０００４】従って、本発明は前述した従来の事情を鑑みてなされたものであり、高速ネットワークから一つのノードに各種波長のセルが同時に到着したとき、電気的な制御によりセル間の衝突を防止してセルを望むノードに送ることを可能にした、ループミラーを利用した多波長バッファを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、本発明は、入力端から初期に入力されるセルを波長分割して貯蔵し、入力された方向に反射させるループミラーと、前記ループミラーから反射されるセルの利得及び光パワーを調節し、前記ループミラーに再入力させるセル入力手段と、前記ループミラーに入力されて貯蔵されるセルに対する外部への出力を波長別に制御する制御器とを備えることを特徴とする。
【０００６】また、本発明は、前記ループミラーは、入力されるセルを一定比率に分岐する第１光結合器と、前記分岐して入力されるセルの移動経路である単一モード繊維と、前記単一モード繊維との間に相互反対形態に設置され、相互にセルを交換しながら多重化及び逆多重化を行う第１及び第２マックス／ジマックスと、前記第１及び第２マックス／ジマックスの間に連結され、セルに対する位相変調を行う位相変調器とを備えることを特徴とする。
【０００７】また、本発明は、前記第１光結合器は、入力されたセルを５０：５０の比率に分岐することを特徴とする。
【０００８】また、本発明は、前記セル入力手段は、前記ループミラーから反射されたセルをループミラー側に再反射させるミラーと、前記ループミラーから反射されたセルに対する利得を調整して前記ミラーに送り、このミラーから再反射されたセルを前記ループミラー側に伝送する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器からのセルと入力端からのセルとを結合させて前記ループミラーに送る第２光結合器とを備えることを特徴とする。
【０００９】また、本発明は、前記ミラーは、光繊維の終端にコーティングされることを特徴とする。
【００１０】また、本発明は、前記ミラーは、光繊維の終端に取り付けられることを特徴とする。
【００１１】また、本発明は、前記半導体光増幅器から出力され前記第２光結合器に入力されるセルの光パワーは、前記ループミラーに入力される最初のセルの光パワーと同一であることを特徴とする。
【００１２】また、本発明は、前記セル入力手段は、前記ループミラーから反射されたセルをループミラー側に再反射させるミラーと、前記ループミラーから反射されたセルに対する利得を調整して前記ミラーに送り、このミラーから再反射されたセルを前記ループミラー側に伝送する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器からのセルと入力端からのセルとを結合させて前記ループミラーに送る第２光結合器と、セルが貯蔵される間前記第２光結合器を介して複写され入力端に戻ってくるセルを除去するアイソレータとを備えることを特徴とする。
【００１３】また、本発明は、前記ミラーは、光繊維の終端にコーティングされることを特徴とする。
【００１４】また、本発明は、前記ミラーは、光繊維の終端に取り付けられることを特徴とする。
【００１５】また、本発明は、前記半導体光増幅器から出力され前記第２光結合器に入力されるセルの光パワーは、前記ループミラーに入力される最初のセルの光パワーと同一であることを特徴とする。
【００１６】また、本発明は、前記制御器は、前記位相変調器に入力されるセルの長さに相当する電気的なパルスを印加し、入力セルを優先順位に従い出力させることを特徴とする。
【００１７】また、本発明は、前記入力セルは、前記電気的なパルスが位相変調器を通過する光信号の位相を一定値変化させる時、出力されることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るループミラーを利用した多波長光バッファの構成図であり、入力されるセルを波長分割して貯蔵し入力された方向にセルを反射させるループミラー（１０）と、入力端からの初期入力セルを前記ループミラー（１０）に入力させると共に、このループミラー（１０）で反射されるセルの利得及び光パワーを調節し、前記ループミラー（１０）に再入力させるセル入力手段（２０）と、前記ループミラー（１０）に入力されて貯蔵されるセルに対する外部への出力を波長別に制御する制御器（３０）とにより構成される。
【００１９】前記ループミラー（１０）は、入力されるセル（λ１、λ２、λｎ）を一定比率（例えば５０：５０）に分岐する第１光結合器（１２；２×２光結合器）と、前記第１光結合器（１２）で分岐して入力されるセルが、時計回り方向及び反時計回り方向に移動される経路の単一モード繊維（１４；Single Mode Fiber）と、この単一モード繊維（１４）との間に互いに逆の形態に設けられ、前記単一モード繊維（１４）を介して移動するセルを互いに取りかわしながら多重化及び逆多重化を行う第１及び第２マックス／ジマックス（１５、１６）と、前記第１及び第２マックス／ジマックス（１５、１６）との間に連結され、セルに対する位相変調を行う複数個の位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）とを備える。
【００２０】前記セル入力手段（２０）は、光繊維の終端にコーティングされるか取り付けられ、前記ループミラー（１０）で反射されたセルをループミラー（１０）側に再反射させるミラー（２２；Mirror）と、前記ループミラー（１０）及びミラー（２２）の間に設けられ前記ループミラー（１０）で反射されたセルに対する利得を調整して前記ミラー（２２）に送り、このミラー（２２）で再反射されたセルを前記ループミラー（１０）側に伝送する半導体光増幅器（２４；Semiconductor Optical Amplifier） と、この半導体光増幅器（２４）と前記ループミラー（１０）との間に設けられ、前記半導体光増幅器（２４）からのセルと入力端からのセルとを結合させて前記ループミラー（１０）に送る第２光結合器（２６；２×１光結合器）と、入力端及び前記第２光結合器（２６）の一つの入力端子の間に設けられ、セルがループミラー（１０）に貯蔵される間、前記第２光結合器（２６）を介して複写され入力端に戻ってくるセルを除去するアイソレータ（２８；Isolator）とを備える。
【００２１】前記制御器（３０）は、入力セルを望む時間に出力させるため前記ループミラー（１０）内の位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に入力されるセルの長さに相当する電気的なパルスを印加する。
【００２２】次に、本発明の第１実施形態に係るループミラーを利用した多波長光バッファの動作を説明する。任意の一つのノードでトラヒックが増加したためセル間の衝突が予想される状況の場合、セル入力手段（２０）は、入力端を介して優先順位の低いセル（λ１、λ２、λｎ）を入力される。このとき、セル（λ１、λ２、λｎ）を入力される入力手段（２０）内のアイソレータ（２８）は、セル（λ１、λ２、λｎ）がループミラー（１０）に貯蔵される間、第２光結合器（２６）を介して複写され戻ってくるセルを除去する。
【００２３】第２光結合器（２６）を経て入力されたセルは、ループミラー（１０）の第１光結合器（１２）に入力される。この第１光結合器（１２）は、入力されたセル（λ１、λ２、λｎ）を５０：５０の比率で分岐し、この分岐された入力セルは単一モード繊維（１４）と第１及び第２マックス／ジマックス（１５、１６）と位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）とから成るループを介して、時計回り方向に進むセルと、反時計回り方向に進むセルとに分割される。
【００２４】セルがループを通過する間、前記位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に電圧を加えない場合、両方向に進むセルはそれぞれ多重化／逆多重化される。セルがこの位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）を通過するとき、それらの屈折率は同様に変化する。ここで、位相の変化は屈折率の変化と比例するため、二方向に進むセルは位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に到着する順序に関係なく、結局同じ位相となってループを一巡り回ってきた時に位相マッチングされることになり、セルがループミラー（１０）の入力方向に出力（反射）される。
【００２５】このような原理により反射されてセル入力手段（２０）に入力されたセルは、第２光結合器（２６）を経て半導体光増幅器（２４）で利得を得る。即ち、最初に第２光結合器（２６）に入力されたセル（λ１、λ２、λｎ）のパワーと同一の利得を得ることになる。このようにして利得を得た入力セルは、光繊維の終端にコーティングされたり取付けられたミラー（２２）を介して全て反射され、再び半導体光増幅器（２４）を介して第２光結合器（２６）に入力される。この際、第２光結合器（２６）に入力される多重化された入力セルの光パワーは、最初に第２光結合器（２６）に入力されたセル（λ１、λ２、λｎ）の光パワーと同一である。
【００２６】このようにして反射／増幅された入力セルは、前記第２光結合器（２６）及び第１光結合器（１２）を介して、単一モード繊維（１４）と第１及び第２マックス／ジマックス（１５、１６）と位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）とから成るループに再入力される。このループに再入力されたセルは、前述のように位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）の状態が変わらない限りループを一巡り回り、再び入力された方向に出力され、反射／増幅過程を繰り返す。
【００２７】以上のように、制御器（３０）から電気的なパルス（３１）が入力されない限り、入力セルは永久に貯蔵される。入力セルを望む時間に出力させようとする場合には、位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に入力セルの長さに相当する電気的なパルス（３１）を印加すれば良い。
【００２８】本実施形態をより詳細に説明するため、図１R>１に示すように、第１及び第２マックス／ジマックス（１５、１６）と位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）とをループミラー（１０）の中央から左側に位置させ、時計回り方向に進むセルが前記位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）を先に通過する例を挙げて説明する。なお、セルを出力させるために制御器（３０）から印加する電気的なパルス（３１）は、位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）を通過する光信号の位相をπだけ変化させる程度に大きくなければならない。
【００２９】図２において、セルがループミラー（１０）に入力される前に位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）がオフ（ＯＦＦ）状態になっているとすれば、第１光結合器（１２）を介して時計回り方向（CW）に分岐されて位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に先に到着した入力セルが位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）を通過する間、位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）はオン（ＯＮ）状態を維持する。
【００３０】なお、図２のΔＸ（Switching Window）の長さは、時計回り方向（CW）に進む入力セルの全てが位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）を通過して、電気的な制御パルスにより位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）がオフ状態に変化するまで、反時計回り方向（CCW ）に進む入力セルが位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に到着する時間を遅延させる程度の長さとすればよい。例えば、５３byteのATM セルが１０Gbpsに変調された時のATM セルの長さは42.4ns（424bit×100ps ）であり、この時、ガードタイムを含むΔＸ（Switching Window）は42.4nsより大きくなる。時計回り方向（CW）に進むセルがオン（ＯＮ）状態の位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）を完全に通過し、反時計回り方向（CCW ）に進むセルが位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に到着する直前に、位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）の状態を電気信号によりオフ（ＯＦＦ）状態に変化させると、反時計回り方向（CCW ）に進むセルは時計回り方向（CW）に進むセルに比べてπだけの位相差を有することになる。
【００３１】図３及び図４はそれぞれ、二つのセルがループを回り第１光結合器（１２）に到着して分岐される時の入力及び出力ポートのタイミング図である。ループを逆方向に回りながら電気的な制御信号によりそれぞれ他の位相状態を経験した両方向の二つのセルは、πだけの位相差を有して第１光結合器（１２）に到着する。前記位相差により入力ポートに向かって分岐された両方向の二つのセルは相殺干渉により除去され、出力ポートに向かって分岐されたセルは補強干渉により入力された光信号の全てのエネルギーを持って出力されることになる。
【００３２】特定波長を出力するための電気的な制御信号である電気的なパルスが入力された時のループの動作原理は以下の通りである。前述のように、入力セルは第１光結合器（１２）で５０：５０の比率に分岐され、それぞれ反対方向に進む。時計回り方向（CW）に進む入力セルが第１マックス／ジマックス（１５）で逆多重化され、位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に入力される前に、優先順位が一番高いセルに該当する位相変調器（例えば１８ａ）にはπだけの位相差を経るようにVπに該当する電圧が印加（ＯＮ状態）されるが、残りの位相変調器（１８ｂ〜１８ｎ）には前記電圧が印加されないので位相の変化は生じない。
【００３３】時計回り方向（CW）に進むセルの長さはΔＸ（Switching Window）より小さいので、優先順位が一番高いセルがπだけの位相差を経て位相変調器（１８ａ）から出力されるまで、反時計回り方向（CCW ）に進む入力セルはΔＸに相当する単一モード繊維（１４）を通過することになる。その位相変調器（１８ａ）がオフ（ＯＦＦ）状態となった後に通過する反時計回り方向（CCW ）のセルの位相は変化しない。
【００３４】それぞれの入力セルがループを一巡り回って第１光結合器（１２）に到着した時、位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に電圧が印加されたセルのみがπだけの位相差を経てループの反対側ポートに出力されるが、残りのセルは前述したように位相差がないため入力ポートに反射される。このような過程を繰り返すと、優先順位が高いセルから順に、電気的な制御信号により望む波長信号を順次出力させることができる。
【００３５】本発明は前述の実施の形態だけに限定されるものではなく、本発明の要旨を外れない範囲内で修正及び変更を加えて実施することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、優先順位の低いセルを必要なだけ光学的に貯蔵した後、トラヒックに余裕がある時に貯蔵していたセルを電気的な制御信号により選択的に出力するので、セル間の衝突を解消することができ、それにより超高速光通信網の効率を高める効果が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係るループミラーを利用した多波長光バッファの構成図である。
【図２】 第１実施形態における位相変調器に対する両方向の二つのセルの動作タイミング図である。
【図３】 第一実施形態において両方向の二つのセルがループを回り第１光結合器に到着して分岐される時の入力ポートのタイミング図である。
【図４】 第一実施形態において両方向の二つのセルがループを回り第１光結合器に到着して分岐される時の出力ポートのタイミング図である。
【符号の説明】
１０ ループミラー
１２ 第１光結合器
１４ 単一モード繊維
１５ 第１マックス／ジマックス
１６ 第２マックス／ジマックス
１８ａ〜１８ｎ 位相変調器
２０ セル入力手段
２２ ミラー
２４ 半導体光増幅器
２６ 第２光結合器
２８ アイソレータ
３０ 制御器
３１ 電気的な制御信号（電気的なパルス）
λ１、λ２、λｎ 入力されるセル
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ループミラーを利用した多波長光バッファに関し、より詳しくは高速の時間分割多重地域網やバックボーンで、同一のチャンネルに出力しようとするセル間の衝突を解消するため優先順位の低いセルを貯蔵し、必要な時間に順次出力がなされるようにするだけでなく、波長多重されたシステムで波長多重化され同時に入力されるセルを、電気的外部制御信号により時間軸上に羅列して出力されるようにした、ループミラーを利用した多波長光バッファに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近来、使用者等のサービス要求が急増しながら高速のネットワークを必要とすることになる現実において、任意のスイッチングノードでの光／電変換による電気的な方法でセル相互間の衝突を解決するのは困難である。さらに、電気的な制御を介して光学的にバッファリングする方法（K.L.Hall,Member,IEEE,and K.A.Rauschenbach,Member,IEEE,“All−Optical Buffering of 40−Gb/s Data Packets ”,IEEE Photonics Technology Letters,Vol.10, No 3, March 1998）が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記方法は、入力セルを貯蔵する際に９０％のセルが複写されて捨てられ、１０％のセルがループに入力されて再び１００％に再生され、再度９０％が捨てられて残りの１０％のセルがループに入力されて１００％に再生される方法であり、捨てられるセルを処理する構造がさらに必要であるという問題点がある。
【０００４】従って、本発明は前述した従来の事情を鑑みてなされたものであり、高速ネットワークから一つのノードに各種波長のセルが同時に到着したとき、電気的な制御によりセル間の衝突を防止してセルを望むノードに送ることを可能にした、ループミラーを利用した多波長バッファを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、本発明は、入力端から初期に入力されるセルを波長分割して貯蔵し、入力された方向に反射させるループミラーと、前記ループミラーから反射されるセルの利得及び光パワーを調節し、前記ループミラーに再入力させるセル入力手段と、前記ループミラーに入力されて貯蔵されるセルに対する外部への出力を波長別に制御する制御器とを備えることを特徴とする。
【０００６】また、本発明は、前記ループミラーは、入力されるセルを一定比率に分岐する第１光結合器と、前記分岐して入力されるセルの移動経路である単一モード繊維と、前記単一モード繊維との間に相互反対形態に設置され、相互にセルを交換しながら多重化及び逆多重化を行う第１及び第２マックス／ジマックスと、前記第１及び第２マックス／ジマックスの間に連結され、セルに対する位相変調を行う位相変調器とを備えることを特徴とする。
【０００７】また、本発明は、前記第１光結合器は、入力されたセルを５０：５０の比率に分岐することを特徴とする。
【０００８】また、本発明は、前記セル入力手段は、前記ループミラーから反射されたセルをループミラー側に再反射させるミラーと、前記ループミラーから反射されたセルに対する利得を調整して前記ミラーに送り、このミラーから再反射されたセルを前記ループミラー側に伝送する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器からのセルと入力端からのセルとを結合させて前記ループミラーに送る第２光結合器とを備えることを特徴とする。
【０００９】また、本発明は、前記ミラーは、光繊維の終端にコーティングされることを特徴とする。
【００１０】また、本発明は、前記ミラーは、光繊維の終端に取り付けられることを特徴とする。
【００１１】また、本発明は、前記半導体光増幅器から出力され前記第２光結合器に入力されるセルの光パワーは、前記ループミラーに入力される最初のセルの光パワーと同一であることを特徴とする。
【００１２】また、本発明は、前記セル入力手段は、前記ループミラーから反射されたセルをループミラー側に再反射させるミラーと、前記ループミラーから反射されたセルに対する利得を調整して前記ミラーに送り、このミラーから再反射されたセルを前記ループミラー側に伝送する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器からのセルと入力端からのセルとを結合させて前記ループミラーに送る第２光結合器と、セルが貯蔵される間前記第２光結合器を介して複写され入力端に戻ってくるセルを除去するアイソレータとを備えることを特徴とする。
【００１３】また、本発明は、前記ミラーは、光繊維の終端にコーティングされることを特徴とする。
【００１４】また、本発明は、前記ミラーは、光繊維の終端に取り付けられることを特徴とする。
【００１５】また、本発明は、前記半導体光増幅器から出力され前記第２光結合器に入力されるセルの光パワーは、前記ループミラーに入力される最初のセルの光パワーと同一であることを特徴とする。
【００１６】また、本発明は、前記制御器は、前記位相変調器に入力されるセルの長さに相当する電気的なパルスを印加し、入力セルを優先順位に従い出力させることを特徴とする。
【００１７】また、本発明は、前記入力セルは、前記電気的なパルスが位相変調器を通過する光信号の位相を一定値変化させる時、出力されることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るループミラーを利用した多波長光バッファの構成図であり、入力されるセルを波長分割して貯蔵し入力された方向にセルを反射させるループミラー（１０）と、入力端からの初期入力セルを前記ループミラー（１０）に入力させると共に、このループミラー（１０）で反射されるセルの利得及び光パワーを調節し、前記ループミラー（１０）に再入力させるセル入力手段（２０）と、前記ループミラー（１０）に入力されて貯蔵されるセルに対する外部への出力を波長別に制御する制御器（３０）とにより構成される。
【００１９】前記ループミラー（１０）は、入力されるセル（λ１、λ２、λｎ）を一定比率（例えば５０：５０）に分岐する第１光結合器（１２；２×２光結合器）と、前記第１光結合器（１２）で分岐して入力されるセルが、時計回り方向及び反時計回り方向に移動される経路の単一モード繊維（１４；Single Mode Fiber）と、この単一モード繊維（１４）との間に互いに逆の形態に設けられ、前記単一モード繊維（１４）を介して移動するセルを互いに取りかわしながら多重化及び逆多重化を行う第１及び第２マックス／ジマックス（１５、１６）と、前記第１及び第２マックス／ジマックス（１５、１６）との間に連結され、セルに対する位相変調を行う複数個の位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）とを備える。
【００２０】前記セル入力手段（２０）は、光繊維の終端にコーティングされるか取り付けられ、前記ループミラー（１０）で反射されたセルをループミラー（１０）側に再反射させるミラー（２２；Mirror）と、前記ループミラー（１０）及びミラー（２２）の間に設けられ前記ループミラー（１０）で反射されたセルに対する利得を調整して前記ミラー（２２）に送り、このミラー（２２）で再反射されたセルを前記ループミラー（１０）側に伝送する半導体光増幅器（２４；Semiconductor Optical Amplifier） と、この半導体光増幅器（２４）と前記ループミラー（１０）との間に設けられ、前記半導体光増幅器（２４）からのセルと入力端からのセルとを結合させて前記ループミラー（１０）に送る第２光結合器（２６；２×１光結合器）と、入力端及び前記第２光結合器（２６）の一つの入力端子の間に設けられ、セルがループミラー（１０）に貯蔵される間、前記第２光結合器（２６）を介して複写され入力端に戻ってくるセルを除去するアイソレータ（２８；Isolator）とを備える。
【００２１】前記制御器（３０）は、入力セルを望む時間に出力させるため前記ループミラー（１０）内の位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に入力されるセルの長さに相当する電気的なパルスを印加する。
【００２２】次に、本発明の第１実施形態に係るループミラーを利用した多波長光バッファの動作を説明する。任意の一つのノードでトラヒックが増加したためセル間の衝突が予想される状況の場合、セル入力手段（２０）は、入力端を介して優先順位の低いセル（λ１、λ２、λｎ）を入力される。このとき、セル（λ１、λ２、λｎ）を入力される入力手段（２０）内のアイソレータ（２８）は、セル（λ１、λ２、λｎ）がループミラー（１０）に貯蔵される間、第２光結合器（２６）を介して複写され戻ってくるセルを除去する。
【００２３】第２光結合器（２６）を経て入力されたセルは、ループミラー（１０）の第１光結合器（１２）に入力される。この第１光結合器（１２）は、入力されたセル（λ１、λ２、λｎ）を５０：５０の比率で分岐し、この分岐された入力セルは単一モード繊維（１４）と第１及び第２マックス／ジマックス（１５、１６）と位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）とから成るループを介して、時計回り方向に進むセルと、反時計回り方向に進むセルとに分割される。
【００２４】セルがループを通過する間、前記位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に電圧を加えない場合、両方向に進むセルはそれぞれ多重化／逆多重化される。セルがこの位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）を通過するとき、それらの屈折率は同様に変化する。ここで、位相の変化は屈折率の変化と比例するため、二方向に進むセルは位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に到着する順序に関係なく、結局同じ位相となってループを一巡り回ってきた時に位相マッチングされることになり、セルがループミラー（１０）の入力方向に出力（反射）される。
【００２５】このような原理により反射されてセル入力手段（２０）に入力されたセルは、第２光結合器（２６）を経て半導体光増幅器（２４）で利得を得る。即ち、最初に第２光結合器（２６）に入力されたセル（λ１、λ２、λｎ）のパワーと同一の利得を得ることになる。このようにして利得を得た入力セルは、光繊維の終端にコーティングされたり取付けられたミラー（２２）を介して全て反射され、再び半導体光増幅器（２４）を介して第２光結合器（２６）に入力される。この際、第２光結合器（２６）に入力される多重化された入力セルの光パワーは、最初に第２光結合器（２６）に入力されたセル（λ１、λ２、λｎ）の光パワーと同一である。
【００２６】このようにして反射／増幅された入力セルは、前記第２光結合器（２６）及び第１光結合器（１２）を介して、単一モード繊維（１４）と第１及び第２マックス／ジマックス（１５、１６）と位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）とから成るループに再入力される。このループに再入力されたセルは、前述のように位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）の状態が変わらない限りループを一巡り回り、再び入力された方向に出力され、反射／増幅過程を繰り返す。
【００２７】以上のように、制御器（３０）から電気的なパルス（３１）が入力されない限り、入力セルは永久に貯蔵される。入力セルを望む時間に出力させようとする場合には、位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に入力セルの長さに相当する電気的なパルス（３１）を印加すれば良い。
【００２８】本実施形態をより詳細に説明するため、図１R>１に示すように、第１及び第２マックス／ジマックス（１５、１６）と位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）とをループミラー（１０）の中央から左側に位置させ、時計回り方向に進むセルが前記位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）を先に通過する例を挙げて説明する。なお、セルを出力させるために制御器（３０）から印加する電気的なパルス（３１）は、位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）を通過する光信号の位相をπだけ変化させる程度に大きくなければならない。
【００２９】図２において、セルがループミラー（１０）に入力される前に位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）がオフ（ＯＦＦ）状態になっているとすれば、第１光結合器（１２）を介して時計回り方向（CW）に分岐されて位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に先に到着した入力セルが位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）を通過する間、位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）はオン（ＯＮ）状態を維持する。
【００３０】なお、図２のΔＸ（Switching Window）の長さは、時計回り方向（CW）に進む入力セルの全てが位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）を通過して、電気的な制御パルスにより位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）がオフ状態に変化するまで、反時計回り方向（CCW ）に進む入力セルが位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に到着する時間を遅延させる程度の長さとすればよい。例えば、５３byteのATM セルが１０Gbpsに変調された時のATM セルの長さは42.4ns（424bit×100ps ）であり、この時、ガードタイムを含むΔＸ（Switching Window）は42.4nsより大きくなる。時計回り方向（CW）に進むセルがオン（ＯＮ）状態の位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）を完全に通過し、反時計回り方向（CCW ）に進むセルが位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に到着する直前に、位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）の状態を電気信号によりオフ（ＯＦＦ）状態に変化させると、反時計回り方向（CCW ）に進むセルは時計回り方向（CW）に進むセルに比べてπだけの位相差を有することになる。
【００３１】図３及び図４はそれぞれ、二つのセルがループを回り第１光結合器（１２）に到着して分岐される時の入力及び出力ポートのタイミング図である。ループを逆方向に回りながら電気的な制御信号によりそれぞれ他の位相状態を経験した両方向の二つのセルは、πだけの位相差を有して第１光結合器（１２）に到着する。前記位相差により入力ポートに向かって分岐された両方向の二つのセルは相殺干渉により除去され、出力ポートに向かって分岐されたセルは補強干渉により入力された光信号の全てのエネルギーを持って出力されることになる。
【００３２】特定波長を出力するための電気的な制御信号である電気的なパルスが入力された時のループの動作原理は以下の通りである。前述のように、入力セルは第１光結合器（１２）で５０：５０の比率に分岐され、それぞれ反対方向に進む。時計回り方向（CW）に進む入力セルが第１マックス／ジマックス（１５）で逆多重化され、位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に入力される前に、優先順位が一番高いセルに該当する位相変調器（例えば１８ａ）にはπだけの位相差を経るようにVπに該当する電圧が印加（ＯＮ状態）されるが、残りの位相変調器（１８ｂ〜１８ｎ）には前記電圧が印加されないので位相の変化は生じない。
【００３３】時計回り方向（CW）に進むセルの長さはΔＸ（Switching Window）より小さいので、優先順位が一番高いセルがπだけの位相差を経て位相変調器（１８ａ）から出力されるまで、反時計回り方向（CCW ）に進む入力セルはΔＸに相当する単一モード繊維（１４）を通過することになる。その位相変調器（１８ａ）がオフ（ＯＦＦ）状態となった後に通過する反時計回り方向（CCW ）のセルの位相は変化しない。
【００３４】それぞれの入力セルがループを一巡り回って第１光結合器（１２）に到着した時、位相変調器（１８ａ〜１８ｎ）に電圧が印加されたセルのみがπだけの位相差を経てループの反対側ポートに出力されるが、残りのセルは前述したように位相差がないため入力ポートに反射される。このような過程を繰り返すと、優先順位が高いセルから順に、電気的な制御信号により望む波長信号を順次出力させることができる。
【００３５】本発明は前述の実施の形態だけに限定されるものではなく、本発明の要旨を外れない範囲内で修正及び変更を加えて実施することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、優先順位の低いセルを必要なだけ光学的に貯蔵した後、トラヒックに余裕がある時に貯蔵していたセルを電気的な制御信号により選択的に出力するので、セル間の衝突を解消することができ、それにより超高速光通信網の効率を高める効果が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係るループミラーを利用した多波長光バッファの構成図である。
【図２】 第１実施形態における位相変調器に対する両方向の二つのセルの動作タイミング図である。
【図３】 第一実施形態において両方向の二つのセルがループを回り第１光結合器に到着して分岐される時の入力ポートのタイミング図である。
【図４】 第一実施形態において両方向の二つのセルがループを回り第１光結合器に到着して分岐される時の出力ポートのタイミング図である。
【符号の説明】
１０ ループミラー
１２ 第１光結合器
１４ 単一モード繊維
１５ 第１マックス／ジマックス
１６ 第２マックス／ジマックス
１８ａ〜１８ｎ 位相変調器
２０ セル入力手段
２２ ミラー
２４ 半導体光増幅器
２６ 第２光結合器
２８ アイソレータ
３０ 制御器
３１ 電気的な制御信号（電気的なパルス）
λ１、λ２、λｎ 入力されるセル
【特許請求の範囲】
【請求項１】 入力端から初期に入力されるセルを波長分割して貯蔵し、入力された方向に反射させるループミラーと、前記ループミラーから反射されるセルの利得及び光パワーを調節し、前記ループミラーに再入力させるセル入力手段と、前記ループミラーに入力されて貯蔵されるセルに対する外部への出力を波長別に制御する制御器とを備えることを特徴とするループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項２】 前記ループミラーは、入力されるセルを一定比率に分岐する第１光結合器と、前記分岐して入力されるセルの移動経路である単一モード繊維と、前記単一モード繊維との間に相互反対形態に設置され、相互にセルを交換しながら多重化及び逆多重化を行う第１及び第２マックス／ジマックスと、前記第１及び第２マックス／ジマックスの間に連結され、セルに対する位相変調を行う位相変調器とを備えることを特徴とする請求項１記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項３】 前記第１光結合器は、入力されたセルを５０：５０の比率に分岐することを特徴とする請求項２記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項４】 前記セル入力手段は、前記ループミラーから反射されたセルをループミラー側に再反射させるミラーと、前記ループミラーから反射されたセルに対する利得を調整して前記ミラーに送り、このミラーから再反射されたセルを前記ループミラー側に伝送する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器からのセルと入力端からのセルとを結合させて前記ループミラーに送る第２光結合器とを備えることを特徴とする請求項２記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項５】 前記ミラーは、光繊維の終端にコーティングされることを特徴とする請求項４記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項６】 前記ミラーは、光繊維の終端に取り付けられることを特徴とする請求項４記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項７】 前記半導体光増幅器から出力され前記第２光結合器に入力されるセルの光パワーは、前記ループミラーに入力される最初のセルの光パワーと同一であることを特徴とする請求項４記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項８】 前記セル入力手段は、前記ループミラーから反射されたセルをループミラー側に再反射させるミラーと、前記ループミラーから反射されたセルに対する利得を調整して前記ミラーに送り、このミラーから再反射されたセルを前記ループミラー側に伝送する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器からのセルと入力端からのセルとを結合させて前記ループミラーに送る第２光結合器と、セルが貯蔵される間前記第２光結合器を介して複写され入力端に戻ってくるセルを除去するアイソレータとを備えることを特徴とする請求項２記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項９】 前記ミラーは、光繊維の終端にコーティングされることを特徴とする請求項８記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項１０】 前記ミラーは、光繊維の終端に取り付けられることを特徴とする請求項８記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項１１】 前記半導体光増幅器から出力され前記第２光結合器に入力されるセルの光パワーは、前記ループミラーに入力される最初のセルの光パワーと同一であることを特徴とする請求項８記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項１２】 前記制御器は、前記位相変調器に入力されるセルの長さに相当する電気的なパルスを印加し、入力セルを優先順位に従い出力させることを特徴とする請求項２記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項１３】 前記入力セルは、前記電気的なパルスが位相変調器を通過する光信号の位相を一定値変化させる時、出力されることを特徴とする請求項１２記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項１】 入力端から初期に入力されるセルを波長分割して貯蔵し、入力された方向に反射させるループミラーと、前記ループミラーから反射されるセルの利得及び光パワーを調節し、前記ループミラーに再入力させるセル入力手段と、前記ループミラーに入力されて貯蔵されるセルに対する外部への出力を波長別に制御する制御器とを備えることを特徴とするループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項２】 前記ループミラーは、入力されるセルを一定比率に分岐する第１光結合器と、前記分岐して入力されるセルの移動経路である単一モード繊維と、前記単一モード繊維との間に相互反対形態に設置され、相互にセルを交換しながら多重化及び逆多重化を行う第１及び第２マックス／ジマックスと、前記第１及び第２マックス／ジマックスの間に連結され、セルに対する位相変調を行う位相変調器とを備えることを特徴とする請求項１記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項３】 前記第１光結合器は、入力されたセルを５０：５０の比率に分岐することを特徴とする請求項２記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項４】 前記セル入力手段は、前記ループミラーから反射されたセルをループミラー側に再反射させるミラーと、前記ループミラーから反射されたセルに対する利得を調整して前記ミラーに送り、このミラーから再反射されたセルを前記ループミラー側に伝送する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器からのセルと入力端からのセルとを結合させて前記ループミラーに送る第２光結合器とを備えることを特徴とする請求項２記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項５】 前記ミラーは、光繊維の終端にコーティングされることを特徴とする請求項４記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項６】 前記ミラーは、光繊維の終端に取り付けられることを特徴とする請求項４記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項７】 前記半導体光増幅器から出力され前記第２光結合器に入力されるセルの光パワーは、前記ループミラーに入力される最初のセルの光パワーと同一であることを特徴とする請求項４記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項８】 前記セル入力手段は、前記ループミラーから反射されたセルをループミラー側に再反射させるミラーと、前記ループミラーから反射されたセルに対する利得を調整して前記ミラーに送り、このミラーから再反射されたセルを前記ループミラー側に伝送する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器からのセルと入力端からのセルとを結合させて前記ループミラーに送る第２光結合器と、セルが貯蔵される間前記第２光結合器を介して複写され入力端に戻ってくるセルを除去するアイソレータとを備えることを特徴とする請求項２記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項９】 前記ミラーは、光繊維の終端にコーティングされることを特徴とする請求項８記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項１０】 前記ミラーは、光繊維の終端に取り付けられることを特徴とする請求項８記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項１１】 前記半導体光増幅器から出力され前記第２光結合器に入力されるセルの光パワーは、前記ループミラーに入力される最初のセルの光パワーと同一であることを特徴とする請求項８記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項１２】 前記制御器は、前記位相変調器に入力されるセルの長さに相当する電気的なパルスを印加し、入力セルを優先順位に従い出力させることを特徴とする請求項２記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【請求項１３】 前記入力セルは、前記電気的なパルスが位相変調器を通過する光信号の位相を一定値変化させる時、出力されることを特徴とする請求項１２記載のループミラーを利用した多波長光バッファ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【特許番号】特許第３４５０７６３号（Ｐ３４５０７６３）
【登録日】平成１５年７月１１日（２００３．７．１１）
【発行日】平成１５年９月２９日（２００３．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−３０５４６８
【出願日】平成１１年１０月２７日（１９９９．１０．２７）
【公開番号】特開２０００−１５６８７８（Ｐ２０００−１５６８７８Ａ）
【公開日】平成１２年６月６日（２０００．６．６）
【審査請求日】平成１１年１０月２７日（１９９９．１０．２７）
【出願人】（３９４０２７６４１）韓國電氣通信公社 (2)
【参考文献】
【文献】特開 平８−１１０５３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表 平１０−５０２１９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開９８／４４５１２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】Ｋ．Ｌ．Ｈａｌｌ（他１名），Ａｌｌ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ ｏｆ ４０Ｇｂ／ｓ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔｓ，ＩＥＥＥ ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴＥＲＳ，１９９８年 ３月，ＶＯＬ．１０ ＮＯ．３
【登録日】平成１５年７月１１日（２００３．７．１１）
【発行日】平成１５年９月２９日（２００３．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年１０月２７日（１９９９．１０．２７）
【公開番号】特開２０００−１５６８７８（Ｐ２０００−１５６８７８Ａ）
【公開日】平成１２年６月６日（２０００．６．６）
【審査請求日】平成１１年１０月２７日（１９９９．１０．２７）
【出願人】（３９４０２７６４１）韓國電氣通信公社 (2)
【参考文献】
【文献】特開 平８−１１０５３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表 平１０−５０２１９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開９８／４４５１２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】Ｋ．Ｌ．Ｈａｌｌ（他１名），Ａｌｌ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ ｏｆ ４０Ｇｂ／ｓ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔｓ，ＩＥＥＥ ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴＥＲＳ，１９９８年 ３月，ＶＯＬ．１０ ＮＯ．３
[ Back to top ]