光パケットスイッチ装置および光パケットスイッチ方法
【課題】波長選択型の光スイッチ装置において光サージおよびクロストークを抑制すること。
【解決手段】波長可変送信機１１１〜１１３は、可変波長の光パケット信号を送信する。多重化部１２０は、波長可変送信機１１１〜１１３によって送信された各光パケット信号を波長多重する。増幅器１５０は、多重化部１２０によって波長多重された波長多重光を増幅する。多重分離部１６０は、増幅器１５０によって増幅された波長多重光を波長多重分離して、分離した各光パケット信号を波長に応じた各ポートからそれぞれ出力する。補充光出力部１３０および多重化部１４０は、増幅器１５０へ入力される波長多重光のパワーと補充光のパワーの総和が一定となる補充光を波長多重光に波長多重する。
【解決手段】波長可変送信機１１１〜１１３は、可変波長の光パケット信号を送信する。多重化部１２０は、波長可変送信機１１１〜１１３によって送信された各光パケット信号を波長多重する。増幅器１５０は、多重化部１２０によって波長多重された波長多重光を増幅する。多重分離部１６０は、増幅器１５０によって増幅された波長多重光を波長多重分離して、分離した各光パケット信号を波長に応じた各ポートからそれぞれ出力する。補充光出力部１３０および多重化部１４０は、増幅器１５０へ入力される波長多重光のパワーと補充光のパワーの総和が一定となる補充光を波長多重光に波長多重する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光パケット信号の経路を切り替える光パケットスイッチ装置および光パケットスイッチ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送システムが幹線系光通信ネットワークシステムの主流である。今後はネットワーク利用効率の向上の観点から、さらに光信号の粒度を細かくし、秒〜ミリ秒オーダーではなくマイクロ秒〜ナノ秒オーダーで、光パケットを光のまま経路切替することができる光パケットスイッチングネットワークが期待されている。
【０００３】
ＷＤＭ伝送システムにおいて光パケットスイッチングネットワークを実現するには多元接続を可能にするＮ×Ｎの大規模マトリクス光パケットスイッチ装置が必要であるが、このような光パケットスイッチ装置は実用化されていない。また、小型光パケットスイッチ装置を多段に接続する構成で多元接続を実現しようとした場合は、膨大な光パケットスイッチ装置や光部品が必要となり、大きさ、価格の面で実現することが困難であった。
【０００４】
広帯域で柔軟なネットワーク構成を可能とする光パケットスイッチングネットワークにおいては、高速で小規模の光信号をスイッチする素子、もしくは光信号をＯＮ／ＯＦＦする半導体光増幅器（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などを多段に接続した分配合流型の光スイッチ装置が提案されている。
【０００５】
また、このような分配合流型の光スイッチ装置においては、光ＳＮ（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）比の劣化を最小限に抑えるために、１：Ｘ分岐カプラを何段か従属接続させ、光信号を分岐するたびにＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などの増幅器で増幅することで分岐損失を補償する。
【０００６】
一方で、複数の波長可変送信機と波長合分波器を利用して、ポートごとに波長を割り当て、多元接続する波長選択型の光スイッチ装置が提案されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。波長選択型の光スイッチ装置においては、複数の波長可変送信機が送信する各光信号の波長を切り替えることで、各光信号が出力されるポートを切り替える。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２４４６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の分配合流型の光スイッチ装置では、ポート数Ｎが増え、スイッチ規模が大きくなると、必要となる増幅器、光スイッチ素子、光カプラなどの数がポート数Ｎに対して指数関数的に増大するため、装置が大型化、高コスト化するという問題がある。たとえば、２５６×２５６の光スイッチ装置を構成する場合は、分岐損失を補償する増幅器が約４３００台、光信号をＯＮ／ＯＦＦするＳＯＡなどの光スイッチ素子が約７６０００台、光信号を分岐する光カプラが約１５０００個と莫大な数が必要となる。
【０００９】
また、従来の波長選択型の光スイッチ装置では、光パケット信号の伝送システムに適用することが困難であるという問題がある。たとえば、波長可変送信機によって光信号を断続的にＯＦＦにすることで光パケット信号を生成すると、光信号のパワーの変化によって波長が変動し、経路切換制御が不安定になるという問題がある。
【００１０】
また、上述した従来の波長選択型の光スイッチ装置では、複数の波長可変送信機が同時に送信する光パケット信号の数により、増幅器へ入力される波長多重光のパワーが変化するため、増幅器において光サージが発生するという問題がある。たとえばＮ×Ｎの波長選択型の光スイッチ装置の場合は、複数の波長可変送信機が同時に送信する光パケット信号の数は、０〜Ｎの間で常に変化する。光サージが発生すると、伝送特性が著しく劣化したり、後段の光部品を破損させたりするという問題がある。
【００１１】
これに対して、増幅器へ入力される波長多重光のパワーが一定になるように、増幅器の後段の光を監視してＡＬＣ（Ａｕｔｏ Ｌｅｖｅｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）などを行うことが考えられるが、光パケット信号の伝送システムに適用する場合、光パケットは一瞬で増幅器を通過するためフィードバック制御が間に合わないという問題がある。
【００１２】
また、従来の波長選択型の光スイッチ装置では、光信号の波長の切替によってスイッチングを行うため、意図しないポートへ光信号が漏れ込むクロストークが発生するという問題がある。たとえば、光信号の出力ポートを波長λ１に対応するポートから波長λ３に対応するポートに切り替えるとする。この場合に、光信号の波長を波長λ１から波長λ３へ切り替える途中に光信号の波長が波長λ２となり、光信号が波長λ２に対応するポートへ漏れ込んでしまう（λ１＜λ２＜λ３）。
【００１３】
このように、従来の波長選択型のＮ×Ｎの光スイッチ装置は、送信される光パケット信号の数の変化による光サージや、光パケット信号の経路切替時のクロストークなどが障害となって、実現が困難であった。
【００１４】
開示の光パケットスイッチ装置および光パケットスイッチ方法は、上述した問題点を解消するものであり、波長選択型の光スイッチ装置において光サージおよびクロストークを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この光パケットスイッチ装置は、可変波長の光パケット信号を送信する複数の送信機と、前記複数の送信機によって送信された各光パケット信号を波長多重する多重化手段と、前記多重化手段によって波長多重された波長多重光を増幅する増幅器と、前記増幅器によって増幅された波長多重光を波長多重分離して、分離した各光パケット信号を波長に応じた各ポートからそれぞれ出力する多重分離手段と、前記増幅器へ入力される前記波長多重光のパワーと補充光のパワーの総和が一定となる前記補充光を前記増幅器の前段で前記波長多重光に波長多重する補充手段と、を備えることを要件とする。
【００１６】
上記構成によれば、増幅器へ入力される波長多重光に対して、パワーを動的に制御した補充光を波長多重することで、増幅器へ入力される波長多重光のパワーを一定にすることができる。これにより、増幅器へ入力される波長多重光の波長多重数が変化した場合の増幅器における光サージを抑制することができる。
【００１７】
また、前記複数の送信機のそれぞれは、可変波長の光信号を生成する生成手段と、前記生成手段によって生成された光信号の波長切替期間に前記光信号を遮断するゲートスイッチと、を備えることを要件とする。
【００１８】
上記構成によれば、ゲートスイッチによって波長切替期間に光信号を遮断することで、意図しないポートへ光パケット信号が漏れ込むクロストークを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、開示の光パケットスイッチ装置および光パケットスイッチ方法によれば、波長選択型の光スイッチ装置において光サージおよびクロストークを抑制することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光パケットスイッチ装置および光パケットスイッチ方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる光パケットスイッチ装置の機能的構成を示すブロック図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる光パケットスイッチ装置１００は、複数の波長可変送信機１１１〜１１３と、多重化部１２０と、補充光出力部１３０と、多重化部１４０と、増幅器１５０と、多重分離部１６０と、複数の受信機１７１，１７２，１７３…と、を備えている。光パケットスイッチ装置１００は、光パケット信号の波長を制御して各光パケット信号を任意の経路から出力する波長選択型のスイッチ装置である。
【００２２】
波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれは、可変波長の光パケット信号を生成する。波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれは、生成した各光パケットをそれぞれ多重化部１２０へ出力する。多重化部１２０は、波長可変送信機１１１〜１１３から出力された各光パケット信号を波長多重する多重化段である。多重化部１２０は、波長多重した波長多重光を多重化部１４０へ出力する。多重化部１２０は、たとえば、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇｓ）などの合分波器によって構成される。
【００２３】
補充光出力部１３０および多重化部１４０（第２多重化手段）は、多重化部１２０によって波長多重された波長多重光のパワーとの総和が一定となるパワーの補充光（アシスト光）を、増幅器１５０の前段で波長多重光に波長多重する補充手段を構成している。具体的には、補充光出力部１３０は、補充光を多重化部１４０へ出力する。
【００２４】
多重化部１４０は、多重化部１２０から出力された波長多重光と、補充光出力部１３０から出力された補充光と、を波長多重する。多重化部１４０は、波長多重した波長多重光を増幅器１５０へ出力する。多重化部１４０は、たとえば、ＡＷＧなどの合分波器によって構成される。また、多重化部１２０および多重化部１４０を一つの合分波器によって構成し、波長可変送信機１１１〜１１３から出力された各光パケット信号と、補充光出力部１３０から出力された補充光と、をまとめて波長多重してもよい。
【００２５】
増幅器１５０は、多重化部１４０から出力された波長多重光を増幅する。増幅器１５０は、増幅した波長多重光を多重分離部１６０へ出力する。増幅器１５０は、出力する波長多重光のパワーが一定になるように自動強度制御（ＡＰＣ）を行う増幅装置であってもよいし、多重化部１４０から出力された波長多重光に対して一定の利得を与える増幅器であってもよい。増幅器１５０の増幅によって、多重化部１２０および多重化部１４０における各光の損失を補償することができる。
【００２６】
多重分離部１６０は、増幅器１５０から出力された波長多重光を波長多重分離する。多重分離部１６０は、ＡＷＧなどの合分波器によって構成される。多重分離部１６０には、複数のポート１６１，１６２，１６３…が設けられている。ポート１６１，１６２，１６３…は、それぞれ波長λ１，λ２，λ３…（λ１＜λ２＜λ３＜…）に対応している。
【００２７】
多重分離部１６０は、分離した各光パケット信号を、ポート１６１，１６２，１６３…のうちの波長に対応するポートからそれぞれ出力する。たとえば、多重分離部１６０は、分離した各光パケット信号のうちの波長λ１の光パケット信号をポート１６１から受信機１７１へ出力し、波長λ２の光パケット信号をポート１６２から受信機１７２へ出力し、波長λ３の光パケット信号をポート１６３から受信機１７３へ出力する。
【００２８】
ここでは、多重分離部１６０の複数のポート１６１，１６２，１６３…から出力された各光パケット信号は、それぞれ受信機１７１，１７２，１７３…によって受信される。なお、多重分離部１６０の後段は受信機１７１，１７２，１７３…でなくてもよい。たとえば、光パケットスイッチ装置１００を光伝送路中の経路切換スイッチとして用いる場合には、ポート１６１，１６２，１６３…はそれぞれ異なる経路の光ファイバに接続される。
【００２９】
図２は、図１に示した光パケットスイッチ装置の具体的な構成例を示すブロック図である。図２において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図２に示すように、波長可変送信機１１１は、波長可変ＬＤ２１１と、ＬＤ駆動回路２１２と、変調器２２１と、変調器駆動回路２２２と、ゲートスイッチ２３１と、スイッチ駆動回路２３２と、分岐部２４１と、カプラ２４２と、ＰＤ２４３と、ＰＤ２４４と、波長監視回路２４５と、分岐部２５１と、ＰＤ２５２と、バイアス監視回路２５３と、データバッファ２６０と、制御回路２７０と、を備えている。
【００３０】
波長可変ＬＤ２１１および変調器２２１は、可変波長の光信号を生成する生成手段である。波長可変ＬＤ２１１は、連続光を変調器２２１へ出力する。また、波長可変ＬＤ２１１は、出力する連続光の波長をＬＤ駆動回路２１２の制御によって変化させる。変調器２２１は、波長可変ＬＤ２１１から出力された連続光を、変調器駆動回路２２２の制御によって変調する。変調器２２１は、変調した光信号をゲートスイッチ２３１へ出力する。
【００３１】
ゲートスイッチ２３１は、スイッチ駆動回路２３２の制御によって、変調器２２１から出力された光信号を通過（ＯＮ）させ、または遮断（ＯＦＦ）する。ゲートスイッチ２３１は、ＳＯＡなどによって構成される。ゲートスイッチ２３１は、変調器２２１から出力された光信号を波長切替期間において遮断する。波長切替期間は、波長可変ＬＤ２１１が出力する連続光の波長が、ＬＤ駆動回路２１２の制御によって切り替わる期間である。
【００３２】
ゲートスイッチ２３１は、たとえば、変調器２２１から出力された光信号を、光パケット信号単位で区切るように断続的に遮断する。波長の切替は光パケット信号単位で行われるため、光信号を光パケット信号単位で区切るように断続的に遮断することで、光信号を波長切替期間において遮断することができる。ゲートスイッチ２３１は、光信号を区切って生成した光パケット信号を多重化部１２０へ出力する。また、ゲートスイッチ２３１は、スイッチ駆動回路２３２の制御によって光パケット信号のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
【００３３】
波長可変ＬＤ２１１と変調器２２１の間には分岐部２４１が設けられている。分岐部２４１は、波長可変ＬＤ２１１から変調器２２１へ出力される連続光の一部を分岐してカプラ２４２へ出力する。カプラ２４２は、分岐部２４１から出力された連続光を波長に応じて分離して、分離した各波長の光をＰＤ２４３およびＰＤ２４４へそれぞれ出力する。
【００３４】
ＰＤ２４３およびＰＤ２４４のそれぞれは、カプラ２４２から出力された光のパワーに応じた電気信号を波長監視回路２４５へ出力する。波長監視回路２４５は、ＰＤ２４３およびＰＤ２４４から出力された各電気信号のパワーの比率に基づいて、波長可変ＬＤ２１１から変調器２２１へ出力されている連続光の波長を監視する。波長監視回路２４５は、監視した連続光の波長の情報を制御回路２７０へ出力する。
【００３５】
変調器２２１とゲートスイッチ２３１との間には分岐部２５１が設けられている。分岐部２５１は、変調器２２１からゲートスイッチ２３１へ出力される光信号の一部を分岐してＰＤ２５２へ出力する。ＰＤ２５２は、分岐部２５１から出力された光のパワーに応じた電気信号をバイアス監視回路２５３へ出力する。バイアス監視回路２５３は、ＰＤ２４３から出力された電気信号に基づいて変調器２２１のバイアス（消光比）の状態を監視する。バイアス監視回路２５３は、監視したバイアスの情報を制御回路２７０へ出力する。
【００３６】
データバッファ２６０には、波長可変送信機１１１が光パケット信号として送信するためのデータが光パケットスイッチ装置１００の外部から入力される。データバッファ２６０は、入力されたデータを蓄積する。また、データバッファ２６０は、制御回路２７０の制御によって、蓄積したデータを蓄積した順に制御回路２７０へ出力する。
【００３７】
制御回路２７０は、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって構成される。制御回路２７０は、波長可変ＬＤ２１１が送信する連続光の波長、変調器２２１による連続光の変調、ゲートスイッチ２３１のＯＮ／ＯＦＦおよびこれらを変化させるタイミングを制御する。具体的には、制御回路２７０は、ＬＤ駆動回路２１２を介して波長可変ＬＤ２１１が出力する連続光の波長を制御する。制御回路２７０は、波長監視回路２４５から出力される波長の情報に基づいて連続光の波長を制御する。
【００３８】
制御回路２７０は、波長可変ＬＤ２１１が出力する連続光の波長を、λ１，λ２，λ３…のうちのいずれかに選択的かつ動的に制御する。これにより、制御回路２７０は、波長可変送信機１１１が出力する各光パケット信号を多重分離部１６０のポート１６１，１６２，１６３…のうちの任意のポートから出力することができる。
【００３９】
また、制御回路２７０は、データバッファ２６０から出力されたデータに基づいて、変調器駆動回路２２２を介して変調器２２１による連続光の変調を制御する。これにより、変調器２２１から出力される光信号が、データバッファ２６０から出力されたデータに基づいた光信号になる。また、制御回路２７０は、バイアス監視回路２５３から出力されたバイアスの情報に基づいて、変調器２２１におけるバイアスの状態を制御する。
【００４０】
また、制御回路２７０は、スイッチ駆動回路２３２を介してゲートスイッチ２３１のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。制御回路２７０は、ゲートスイッチ２３１に対して、ＯＮ信号を出力することでゲートスイッチ２３１をＯＮに切り替え、ＯＦＦ信号を出力することでＯＦＦに切り替える。また、制御回路２７０は、ゲートスイッチ２３１へ出力するＯＮ信号およびＯＦＦ信号（切替情報）を、補充光出力部１３０に対しても出力する。
【００４１】
ここでは波長可変送信機１１１の構成について説明したが、波長可変送信機１１２および波長可変送信機１１３も同様の構成を備えている。また、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれの制御回路２７０は、波長可変ＬＤ２１１が送信する連続光の波長、変調器２２１による連続光の変調、ゲートスイッチ２３１のＯＮ／ＯＦＦを変化させるタイミングを、パケットスケジューラ２８０から出力される命令に基づいて決定する。
【００４２】
パケットスケジューラ２８０は、波長可変送信機１１１〜１１３が共有する構成として光パケットスイッチ装置１００に設けられている。パケットスケジューラ２８０は、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれの光パケット信号を送信するタイミングと経路を管理する。具体的には、パケットスケジューラ２８０は、光パケット信号の送信を開始させる送信命令、光パケット信号の送信を停止させる停止命令、光パケット信号の経路を切り替えさせるパス切替命令、光パケット信号の経路を削除させるパス削除命令などを波長可変送信機１１１〜１１３の各制御回路２７０へ出力する。
【００４３】
補充光出力部１３０は、ＬＤ２９１と、補充光制御回路２９２と、を備えている。ＬＤ２９１は、固定波長の連続光を補充光として多重化部１４０へ出力する光源である。また、ＬＤ２９１は、出力する補充光のパワーを、補充光制御回路２９２の制御によって変化させる。ＬＤ２９１が出力する補充光の波長は、波長可変送信機１１１〜１１３が送信する光パケット信号の波長と異なり、かつ増幅器１５０の増幅帯域に含まれる波長である。
【００４４】
補充光制御回路２９２は、たとえば制御回路２７０と共通のＣＰＵによって構成される。補充光制御回路２９２は、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれの制御回路２７０から出力されたＯＮ情報またはＯＦＦ情報に基づいて、つぎの信号出力期間に多重化部１２０から出力される波長多重光の波長多重数（ここでは０〜３）を算出する。
【００４５】
補充光制御回路２９２は、算出した波長多重数に基づいて、多重化部１４０から出力される波長多重光のパワーを算出する。補充光制御回路２９２は、算出した波長多重光のパワーと、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーと、の総和が一定になるように、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを動的に制御する。
【００４６】
制御回路２７０の制御によって送信され、ゲートスイッチ２３１、多重化部１２０を経由して多重化部１４０へ入力される光パケット信号と、制御回路２７０からのＯＮ情報またはＯＦＦ情報に基づいて補充光出力部１３０から出力されて多重化部１４０へ入力される補充光と、には、各経路の長さなどの物理特性によって遅延差が生じる場合がある。
【００４７】
補充光制御回路２９２は、多重化部１４０へ入力される光パケット信号と補充光との遅延差を補償するように、ＬＤ２９１から補充光を出力させるタイミングを制御する。具体的には、補充光制御回路２９２は、制御回路２７０からＯＮ情報またはＯＦＦ情報を取得した後に、所定時間待機してから補充光を出力することで補充光を遅延させる。
【００４８】
補充光制御回路２９２は、補充光の遅延量を制御することで多重化部１４０へ入力される光パケット信号と補充光との遅延差を補償する。なお、各経路の長さなどの物理特性によっては、補充光制御回路２９２が遅延なしで補充光を出力したときに、補充光が光パケット信号よりも先に多重化部１４０へ入力される場合もありうる。
【００４９】
この場合は、制御回路２７０の制御によって多重化部１４０へ送信される光パケット信号を遅延させる遅延手段を設け、補充光制御回路２９２が遅延なしで補充光を出力したときに、補充光が光パケット信号よりも後に多重化部１４０へ入力されるようにする。これにより、補充光制御回路２９２が補充光の遅延量を制御することで、多重化部１４０へ入力される光パケット信号と補充光との遅延差を補償することができる。
【００５０】
光パケット信号が多重化部１４０へ入力されるタイミングは、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれと多重化部１２０との間の各経路の長さなどの物理特性によって、波長可変送信機１１１〜１１３ごとに異なる場合がある。このため、補充光制御回路２９２は、波長可変送信機１１１〜１１３ごとに最適な遅延量を記憶しておく。
【００５１】
この場合は、補充光制御回路２９２は、ＯＮ情報またはＯＦＦ情報を取得した後補充光の出力を待機する待機時間を、波長可変送信機１１１〜１１３のうちのＯＮ情報またはＯＦＦ情報を出力した波長可変送信機に対応する遅延量に応じて設定する。補充光の最適な遅延量は、たとえば時間（ナノ秒単位）や、補充光制御回路２９２を構成するＣＰＵのクロック数や、補充光の位相として設定する。
【００５２】
図３は、図２に示したゲートスイッチによる光信号の遮断を示す図である。図３において、横軸は時間を示している。光信号３１０は、変調器２２１から出力された光信号を示している。光信号３１０における縦軸は、光信号３１０の波長を示している。ここでは、制御回路２７０が、時刻ｔ１以前の期間は光信号３１０の波長がλ１となるように波長可変ＬＤ２１１を制御し、時刻ｔ１より後の時刻ｔ２以降の期間は光信号３１０の波長がλ３となるように波長可変ＬＤ２１１を制御する場合について説明する。
【００５３】
時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間Ｔは、変調器２２１から出力される光信号の波長がλ１からλ３に切り替わる波長切替期間である。期間Ｔにおいて、変調器２２１から出力される光信号の波長は、λ１からλ２を経由してλ３へ変化する。また、期間Ｔにおいては、変調器２２１から出力された光信号の波長が、符号３１１に示すように不安定となる。
【００５４】
光信号３２０は、ゲートスイッチ２３１から出力された光信号を示している。光信号３２０における縦軸は、光信号３２０の強度（１または０）を示している。ゲートスイッチ２３１がＯＮのときは、光信号３１０がゲートスイッチ２３１を通過するため、光信号３２０の強度は１になる。ゲートスイッチ２３１がＯＦＦのときは、光信号３１０がゲートスイッチ２３１によって遮断されるため、光信号３２０の強度は０になる。
【００５５】
制御回路２７０は、少なくとも期間Ｔにゲートスイッチ２３１をＯＦＦにすることで、光信号３１０の波長がλ２となる部分を遮断する。これにより、光信号３２０の波長をλ１からλ３へ変化させることで、光信号３２０を出力するポートをポート１６１からポート１６３に切り替えるとともに、ポートを切り替える途中で光信号３２０がポート１６２へ漏れ込むクロストークを回避することができる。
【００５６】
図４は、図２に示した補充光制御回路による補充光のパワー制御を示す図である。図４において、横軸は時間を示している。横軸の期間Ｔ１〜Ｔ７は連続した期間である。波形４１１〜４１３のそれぞれは、波長可変送信機１１１〜１１３が多重化部１２０へ出力する各光パケット信号の波形を示している。期間Ｔ１〜Ｔ７のうちの期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５は、波長可変送信機１１１〜１１３の共通の信号出力期間である。波長可変送信機１１１〜１１３は、信号出力期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５において光パケット信号を出力する。
【００５７】
期間Ｔ１〜Ｔ７のうちの期間Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６は、波長可変送信機１１１〜１１３の共通の波長切替期間である。波長可変送信機１１１〜１１３は、波長切替期間Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６において光パケット信号の波長の切替を行う。信号出力期間Ｔ１においては、波長可変送信機１１１は波長λ１の光パケット信号を出力し、波長可変送信機１１２は波長λ３の光パケット信号を出力し、波長可変送信機１１３は光パケット信号を出力しない。
【００５８】
信号出力期間Ｔ３においては、波長可変送信機１１１は波長λ１０の光パケット信号を出力し、波長可変送信機１１２および波長可変送信機１１３は光パケット信号を出力しない。信号出力期間Ｔ５においては、波長可変送信機１１１〜１１３はいずれも光パケット信号を出力しない。信号出力期間Ｔ７においては、波長可変送信機１１１〜１１３は、それぞれ波長λ３、λ２０、λ１の光パケット信号を出力する。
【００５９】
波形４２０は、多重化部１２０から出力される波長多重光の波形を示している。多重化部１２０から出力される波長多重光のパワーは、波長可変送信機１１１〜１１３が出力する各光パケット信号のパワーの総和である。１つの光パケット信号のパワーを「１」とすると、信号出力期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７において多重化部１２０から出力される波長多重光のパワーはそれぞれ「２」，「１」，「０」，「３」となる。
【００６０】
波形４３０は、補充光出力部１３０が出力する補充光の波形を示している。ここでは、補充光制御回路２９２は、多重化部１２０から出力される波長多重光のパワーと補充光のパワーとの総和が「３」となるように、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを制御する。この場合は、信号出力期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７においてＬＤ２９１が出力する補充光のパワーはそれぞれ「１」，「２」，「３」，「０」となる。
【００６１】
補充光制御回路２９２は、信号出力期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７において出力する補充光のパワーを、各信号出力期間の前の信号出力期間においてそれぞれあらかじめ算出する。ここで、補充光制御回路２９２が補充光のパワーを算出するタイミングおよびＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを変化させるタイミングについて具体的に説明する。
【００６２】
補充光制御回路２９２は、信号出力期間Ｔ１の前の信号出力期間（不図示）に、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれから出力されたＯＮ情報またはＯＦＦ情報に基づいて、信号出力期間Ｔ１において多重化部１２０から出力される波長多重光のパワー（ここでは「２」）を算出し、算出した波長多重光のパワーに基づいて必要な補充光のパワー（ここでは「１」）を算出する。補充光制御回路２９２は、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを、信号出力期間Ｔ１の直前の波長切替期間において「１」に変化させる。
【００６３】
また、補充光制御回路２９２は、信号出力期間Ｔ１において、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれから出力されたＯＮ情報またはＯＦＦ情報に基づいて、信号出力期間Ｔ３に多重化部１２０から出力される波長多重光のパワー（ここでは「１」）をあらかじめ算出し、算出した波長多重光のパワーに基づいて必要な補充光のパワー（ここでは「２」）を算出する。補充光制御回路２９２は、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを、信号出力期間Ｔ３の直前の波長切替期間Ｔ２において「２」に変化させる。
【００６４】
また、補充光制御回路２９２は、信号出力期間Ｔ３において、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれから出力されたＯＮ情報またはＯＦＦ情報に基づいて、信号出力期間Ｔ５に多重化部１２０から出力される波長多重光のパワー（ここでは「０」）をあらかじめ算出し、算出した波長多重光のパワーに基づいて必要な補充光のパワー（ここでは「３」）を算出する。補充光制御回路２９２は、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを、信号出力期間Ｔ５の直前の波長切替期間Ｔ４において「３」に変化させる。
【００６５】
また、補充光制御回路２９２は、信号出力期間Ｔ５において、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれから出力されたＯＮ情報またはＯＦＦ情報に基づいて、信号出力期間Ｔ７に多重化部１２０から出力される波長多重光のパワー（ここでは「３」）をあらかじめ算出し、算出した波長多重光のパワーに基づいて必要な補充光のパワー（ここでは「０」）を算出する。補充光制御回路２９２は、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを、信号出力期間Ｔ７の直前の波長切替期間Ｔ６において「０」に変化させる。
【００６６】
これにより、少なくとも信号出力期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５においては、多重化部１４０から増幅器１５０へ出力される波長多重光のパワーは常に「３」で一定となる。このため、増幅器１５０における光サージを抑制することができる。
【００６７】
図５は、図２に示した制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。図５においては、波長可変送信機１１１の動作を説明する。図５に示すように、まず、制御回路２７０が、パケットスケジューラ２８０から命令を受信したか否かを判断し（ステップＳ５０１）、命令を受信するまで待つ（ステップＳ５０１：Ｎｏのループ）。
【００６８】
ステップＳ５０１において、命令を受信した場合（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）は、ステップＳ５０１によって受信した命令がパス切替命令であるか否かを判断する（ステップＳ５０２）。命令がパス切替命令でない場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）は、ステップＳ５０１によって受信した命令がパス削除命令か否かを判断する（ステップＳ５０３）。
【００６９】
ステップＳ５０３において、命令がパス削除命令でない場合（ステップＳ５０３：Ｎｏ）は、ステップＳ５０１へ戻って処理を続行する。なお、この場合は、受信した命令に基づく各種処理を行うが、ここでは説明を省略する。命令がパス削除命令である場合（ステップＳ５０３：Ｙｅｓ）は、ステップＳ５１２へ進んで処理を続行する。
【００７０】
ステップＳ５０２において、命令がパス切替命令である場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）は、ポート１６１，１６２，１６３…のうちのパス切替先のポートに対応する波長情報（λ１，λ２，λ３…）を取得する（ステップＳ５０４）。つぎに、ＯＦＦ信号をゲートスイッチ２３１へ出力する（ステップＳ５０５）。つぎに、ステップＳ５０４によって取得した波長情報の波長で波長可変ＬＤ２１１を駆動する（ステップＳ５０６）。
【００７１】
つぎに、波長監視回路２４５から出力される波長の情報に基づいて、波長可変ＬＤ２１１から出力される連続光の波長を監視する（ステップＳ５０７）。つぎに、ステップＳ５０７によって監視した波長に基づいて、波長可変ＬＤ２１１から出力される連続光の波長が安定したか否かを判断する（ステップＳ５０８）。
【００７２】
ステップＳ５０８において、連続光の波長が安定していない場合（ステップＳ５０８：Ｎｏ）は、ステップＳ５０７に戻って処理を続行する。連続光の波長が安定している場合（ステップＳ５０８：Ｙｅｓ）は、ＯＮ信号をゲートスイッチ２３１および補充光出力部１３０へ出力する（ステップＳ５０９）。
【００７３】
つぎに、変調器２２１を制御して、データバッファ２６０に蓄積されたデータに基づいて、波長可変ＬＤ２１１から出力された連続光を変調する（ステップＳ５１０）。つぎに、パケットスケジューラ２８０から停止命令を受信したか否かを判断し（ステップＳ５１１）、停止命令を受信するまで待つ（ステップＳ５１１：Ｎｏのループ）。停止命令を受信した場合（ステップＳ５１１：Ｙｅｓ）は、ＯＦＦ信号をゲートスイッチ２３１および補充光出力部１３０へ出力する（ステップＳ５１２）。
【００７４】
つぎに、終了条件を満たすか否かを判断し（ステップＳ５１３）、終了条件を満たしていない場合（ステップＳ５１３：Ｎｏ）はステップＳ５０１に戻って処理を続行する。終了条件を満たしている場合（ステップＳ５１３：Ｙｅｓ）は一連の動作を終了する。以上の各ステップを、パケットスケジューラ２８０の制御によって、波長可変送信機１１２および波長可変送信機１１３も波長可変送信機１１１と同期しながら行う。
【００７５】
図６は、図２に示した補充光制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。図６に示すように、まず、補充光制御回路２９２は、波長可変送信機１１１〜１１３からＯＮ信号またはＯＦＦ信号を受信したか否かを判断し（ステップＳ６０１）、ＯＮ信号またはＯＦＦ信号を受信するまで待つ（ステップＳ６０１：Ｎｏのループ）。
【００７６】
ステップＳ６０１において、ＯＮ信号またはＯＦＦ信号を受信した場合（ステップＳ６０１：Ｙｅｓ）は、受信したＯＮ信号またはＯＦＦ信号に基づいて、つぎの信号出力期間に多重化部１２０から出力される波長多重光の波長多重数を算出し（ステップＳ６０２）、ステップＳ６０２によって算出した波長多重数に基づいて、つぎの信号出力期間に多重化部１２０から出力される波長多重光のパワーを算出する（ステップＳ６０３）。
【００７７】
つぎに、ステップＳ６０３によって算出したパワーに基づいて、つぎの信号出力期間に出力する補充光のパワーを算出する（ステップＳ６０４）。つぎに、ステップＳ６０１によってＯＮ信号またはＯＦＦ信号を受信してから、あらかじめ設定された所定の遅延量に応じた待機時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ６０５）、待機時間が経過するまで待つ（ステップＳ６０５：Ｎｏのループ）。
【００７８】
待機時間が経過すると（ステップＳ６０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ６０４によって算出したパワーに基づいてＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを制御する（ステップＳ６０６）。つぎに、終了条件を満たすか否かを判断し（ステップＳ６０７）、終了条件を満たしていない場合（ステップＳ６０７：Ｎｏ）はステップＳ６０１に戻って処理を続行する。終了条件を満たしている場合（ステップＳ６０７：Ｙｅｓ）は一連の処理を終了する。
【００７９】
このように、実施の形態１にかかる光パケットスイッチ装置１００によれば、増幅器１５０へ入力される波長多重光に対して、パワーを動的に制御した補充光を波長多重することで、増幅器１５０へ入力される波長多重光のパワーを一定にすることができる。これにより、増幅器１５０へ入力される波長多重光の波長多重数が変化した場合の増幅器１５０における光サージを抑制することができる。また、ゲートスイッチ２３１によって、波長切替期間に光信号を遮断することで、ポート１６１，１６２，１６３…のうちの意図しないポートへ光パケット信号が漏れ込むクロストークを抑制することができる。
【００８０】
また、ゲートスイッチ２３１によって光信号を断続的に区切るように遮断することで、波長可変ＬＤ２１１のパワーを一定にしつつ光パケット信号を生成することができる。このため、波長可変ＬＤ２１１のパワーのパワー変化による波長変動を回避し、経路切換制御を安定して行うことができる。波長切替期間に光信号を遮断しつつ、波長可変ＬＤ２１１が出力する連続光のパワーは一定のまま光パケット信号を生成することができる。
【００８１】
また、波長可変送信機１１１〜１１３の各ゲートスイッチ２３１のＯＮ／ＯＦＦの切替情報に基づいて多重化部１２０から出力される波長多重光の波長多重数を算出し、算出した波長多重数に基づいて補充光のパワーを制御することで、多重化部１２０から出力される波長多重光のパワーを測定するための部品を設けることなく、増幅器１５０へ入力される波長多重光のパワーを一定にすることができる。
【００８２】
なお、ここでは、補充光制御回路２９２が、つぎの信号出力期間に多重化部１２０から出力される波長多重光の波長多重数を算出し、算出した波長多重数に基づいて波長多重光のパワーを算出し、算出したパワーに基づいて補充光のパワーを制御する場合について説明したが、波長多重光のパワーを算出しない構成としてもよい。
【００８３】
たとえば、補充光制御回路２９２は、波長多重数ごとに対応させて、多重化部１２０から出力される波長多重光のパワーとの総和が一定となる補充光のパワーを記憶しておく。補充光制御回路２９２は、波長多重光の波長多重数を算出し、算出した波長多重数に対応するパワーとなるように、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを制御する。
【００８４】
（実施の形態２）
図７は、実施の形態２にかかる光パケットスイッチ装置の機能的構成を示すブロック図である。図７において、図１および図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図７に示すように、実施の形態２にかかる光パケットスイッチ装置１００は、実施の形態１にかかる光パケットスイッチ装置１００の構成に加えて、分岐部７１１と、ＰＤ７１２と、遅延部７２０と、を備えている。
【００８５】
分岐部７１１は、多重化部１２０と多重化部１４０との間に設けられている（分岐手段）。分岐部７１１は、多重化部１２０から多重化部１４０へ出力される波長多重光を分岐して、分岐した各波長多重光をそれぞれ遅延部７２０およびＰＤ７１２へ出力する。ＰＤ７１２は、分岐部７１１から出力された波長多重光のパワーに応じた電気信号を補充光出力部１３０へ出力する（監視手段）。
【００８６】
補充光制御回路２９２は、ＰＤ７１２から出力された電気信号のパワーに基づいて、多重化部１２０から多重化部１４０へ出力される波長多重光のパワーを算出する。補充光制御回路２９２は、算出した波長多重光のパワーと、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーと、の総和が一定になるようにＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを制御する。
【００８７】
遅延部７２０は、分岐部７１１から出力された波長多重光を一定時間遅延させて多重化部１４０へ出力する（遅延手段）。分岐部７１１から遅延部７２０へ波長多重光が出力されてから、この波長多重光が多重化部１４０へ入力されるまでの時間をＴａとする。分岐部７１１からＰＤ７１２へ波長多重光が出力されてから、この波長多重光に基づいて補充光出力部１３０が遅延なしで出力した補充光が多重化部１４０へ入力されるまでの時間をＴｂとする。遅延部７２０の遅延量は、時間Ｔａが時間Ｔｂ以上となる遅延量である。
【００８８】
遅延部７２０は、たとえば冗長な光ファイバである。この場合は、遅延部７２０による遅延量は、光ファイバの長さによって設定することができる。時間Ｔａが時間Ｔｂより大きい場合は、補充光制御回路２９２は、ＰＤ７１２から出力された電気信号を取得してから補充光を出力するまでの遅延量を時間差Ｔａ−Ｔｂに設定する。これにより、分岐部７１１から遅延部７２０を経由して多重化部１４０へ入力される波長多重光と、補充光出力部１３０から多重化部１４０へ入力される補充光と、の遅延差を補償することができる。
【００８９】
このように、実施の形態２にかかる光パケットスイッチ装置１００によれば、実施の形態１にかかる光パケットスイッチ装置１００と同様に、増幅器１５０へ入力される波長多重光のパワーを一定にし、増幅器１５０へ入力される波長多重光の波長多重数が変化した場合の増幅器１５０における光サージを抑制することができる。
【００９０】
また、ゲートスイッチ２３１によって、波長切替期間に光信号を遮断することで、ポート１６１，１６２，１６３…のうちの意図しないポートへ光パケット信号が漏れ込むクロストークを抑制することができる。また、ゲートスイッチ２３１によって光信号を断続的に区切るように遮断することで、波長切替期間に光信号を遮断しつつ、波長可変ＬＤ２１１が出力する連続光のパワーは一定のまま光パケット信号を生成することができる。
【００９１】
また、分岐部７１１およびＰＤ７１２によって監視されたパワーに基づいて多重化部１２０から出力される波長多重光の波長多重数を算出し、算出した波長多重数に基づいて補充光のパワーを制御することで、多重化部１２０、多重化部１４０および多重分離部１６０から構成されるインターコネクト部内で閉じた簡単な構成によって、増幅器１５０へ入力される波長多重光のパワーを一定にすることができる。
【００９２】
なお、ここでは、補充光制御回路２９２が、ＰＤ７１２から出力された電気信号のパワーに基づいて波長多重光の波長多重数を算出し、算出した波長多重数に基づいて波長多重光のパワーを算出し、算出したパワーに基づいて補充光のパワーを制御する場合について説明したが、波長多重光のパワーを算出しない構成としてもよい。
【００９３】
たとえば、補充光制御回路２９２は、ＰＤ７１２から出力される電気信号のパワーごとに対応させて、多重化部１２０から出力される波長多重光のパワーとの総和が一定となる補充光のパワーを記憶しておく。補充光制御回路２９２は、出力する補充光のパワーを、ＰＤ７１２から出力される電気信号のパワーに対応するパワーに制御する。
【００９４】
（実施の形態３）
図８は、実施の形態３にかかる光パケットスイッチ装置の機能的構成を示すブロック図である。図８において、図７に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図７に示すように、実施の形態３にかかる光パケットスイッチ装置１００は、実施の形態２にかかる光パケットスイッチ装置１００の構成に加えて、分岐部８１１と、ＰＤ８１２と、を備えている。光パケットスイッチ装置１００は、光パケット信号の送信前に、補充光の最適な遅延量を設定するキャリブレーションを行う。
【００９５】
分岐部８１１およびＰＤ８１２は、多重化部１４０によって補充光が波長多重された波長多重光のパワーを監視する第２監視手段である。具体的には、分岐部８１１は、増幅器１５０と多重分離部１６０との間に設けられている。分岐部８１１は、増幅器１５０から多重分離部１６０へ出力される波長多重光を分岐して、分岐した各波長多重光をそれぞれ多重分離部１６０およびＰＤ８１２へ出力する。
【００９６】
ＰＤ８１２は、分岐部８１１から出力された波長多重光のパワーに応じた電気信号を補充光出力部１３０へ出力する。波長可変送信機１１１〜１１３は、光パケット信号の送信前のキャリブレーションにおいて、固定パターンの光信号を出力する。補充光出力部１３０の補充光制御回路２９２は、キャリブレーションにおいて、波長可変送信機１１１〜１１３が出力する光信号の反転パターンの補充光をＬＤ２９１から出力させる。
【００９７】
また、補充光制御回路２９２は、ＰＤ８１２から出力される電気信号に基づいて、光パケット信号の送信時における補充光の最適な遅延量を設定する。具体的には、補充光制御回路２９２は、反転パターンの補充光の遅延量を変化させながらＰＤ８１２から出力される電気信号が示すパワーのばらつきを取得する。補充光制御回路２９２は、取得したばらつきが最小となる補充光の遅延量を仮設定し、仮設定した遅延量を半周期ずらした遅延量を、光パケット信号の送信時における補充光の最適な遅延量として設定する。
【００９８】
図９は、図７に示した光パケットスイッチ装置のキャリブレーションを示す図である。図９において、横軸は時間を示している。上述したキャリブレーションは、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれについて行う。ここでは、波長可変送信機１１１についてのキャリブレーションを説明する。波長可変送信機１１１は、「１，０，１，０…」の交番固定パターンの光信号を出力するものとする。このときは、波長可変送信機１１２および波長可変送信機１１３は光信号を出力しない。
【００９９】
波形１２０Ａは、多重化部１２０から遅延部７２０を介して多重化部１４０へ出力される波長多重光の波形を示している。ここでは、波長可変送信機１１２および波長可変送信機１１３は光信号を出力しないため、波形１２０Ａに示す光は、波長可変送信機１１１が出力する交番固定パターンの光信号そのものである。
【０１００】
波形１３０Ａは、補充光出力部１３０から出力された反転パターンの補充光の波形を示している。ここでは、補充光出力部１３０は、波長可変送信機１１１が出力する光信号を反転させた「０，１，０，１…」の交番反転パターンの光信号を出力する。波形８１２Ａは、ＰＤ８１２から出力された電気信号の波形を示している。波形８１２Ａに示す電気信号の波形は、多重化部１４０へ入力された光信号（波形１２０Ａ）と補充光（波形１３０Ａ）を重ね合わせた波形になる。
【０１０１】
補充光制御回路２９２が補充光の遅延量を変化させると、波形１３０Ａが、波形１２０Ａに対して横軸方向に変化する。波形１３０Ａが図の実線の状態となったときに、波形１２０Ａに示す光信号に対して、波形１３０Ａに示す補充光が完全に反転した状態となり、波形８１２Ａに示す電気信号のパワーのばらつきが最小になる。
【０１０２】
補充光制御回路２９２は、このときの波形１３０Ａに示す補充光の遅延量を仮設定する。仮設定した遅延量をさらに半周期ずらすと、波形１２０Ａに示す光信号に対して、波形１３０Ａに示す補充光が完全に一致した状態となり、分岐部７１１から遅延部７２０を経由して多重化部１４０へ入力される波長多重光と、補充光出力部１３０から多重化部１４０へ入力される補充光と、の遅延差を補償することができる。
【０１０３】
図１０は、図８に示した補充光制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、補充光の遅延量を、補充光のパルス位相φによって表す。波長可変送信機１１１が固定パターンの光信号を送信している状態で、まず、補充光制御回路２９２は、ＬＤ２９１が出力するパルス位相φを初期値φｓに設定する（ステップＳ１００１）。
【０１０４】
つぎに、ステップＳ１００１によって設定したパルス位相φによって補充光の出力を開始する（ステップＳ１００２）。つぎに、ＰＤ８１２から出力された電気信号のパワーの変動幅Ｐｓを取得する（ステップＳ１００３）。つぎに、パルス位相φの１周期分の変動幅ＰｓをステップＳ１００３により取得したか否かを判断する（ステップＳ１００４）。
【０１０５】
ステップＳ１００４において、パルス位相φの１周期分の変動幅Ｐｓを取得していない場合（ステップＳ１００４：Ｎｏ）は、パルス位相φを単位変化量Δφだけ変化させ（ステップＳ１００５）、ステップＳ１００３に戻って処理を続行する。パルス位相φの１周期分の変動幅Ｐｓを取得した場合（ステップＳ１００４：Ｙｅｓ）は、ステップＳ１００５によって変化させた各パルス位相φのうちの、ステップＳ１００３によって取得した変動幅Ｐｓが最小となるパルス位相φｍｉｎを検索する（ステップＳ１００６）。
【０１０６】
つぎに、最適なパルス位相φｏｐｔとして、ステップＳ１００６によって検索したφｍｉｎを半周期ずらしたφｍｉｎ＋πを算出する（ステップＳ１００７）。つぎに、ステップＳ１００７によって算出した最適なパルス位相φｏｐｔを、波長可変送信機１１１についての遅延量として設定し（ステップＳ１００８）、一連の動作を終了する。
【０１０７】
以上の各ステップを、波長可変送信機１１２および波長可変送信機１１３についても同様に行うことで、補充光制御回路２９２は、波長可変送信機１１１〜１１３についての各遅延量を設定する。なお、パルス位相φｏｐｔ（０≦φｏｐｔ＜２π）を遅延量として設定する際は、パルス位相φｏｐｔを遅延時間、遅延クロック数などに変換して設定する。
【０１０８】
図１１は、図８に示した光パケットスイッチ装置の駆動動作の一例を示すフローチャートである。図１１に示すように、まず、波長可変送信機１１１〜１１３の各制御回路２７０が、波長可変ＬＤ２１１および変調器２２１の初期設定を行う（ステップＳ１１０１）。ステップＳ１１０１における初期設定は、波長可変ＬＤ２１１および変調器２２１の起動、初期化や、波長可変ＬＤ２１１の温度制御などである。
【０１０９】
つぎに、ＯＦＦ信号をゲートスイッチ２３１へ出力する（ステップＳ１１０２）。つぎに、補充光制御回路２９２がＬＤ２９１の初期設定を行う（ステップＳ１１０３）。ステップＳ１１０３における初期設定は、たとえばＬＤ２９１の起動、初期化や、温度制御などである。つぎに、初期波長で波長可変ＬＤ２１１を駆動する（ステップＳ１１０４）。
【０１１０】
つぎに、波長監視回路２４５から出力される波長の情報に基づいて、波長可変ＬＤ２１１から出力される連続光の波長を監視する（ステップＳ１１０５）。つぎに、ステップＳ１１０５によって監視した波長に基づいて、波長可変ＬＤ２１１から出力される連続光の波長が安定したか否かを判断する（ステップＳ１１０６）。
【０１１１】
ステップＳ１１０６において、連続光の波長が安定していない場合（ステップＳ１１０６：Ｎｏ）は、ステップＳ１１０５に戻って処理を続行する。連続光の波長が安定している場合（ステップＳ１１０６：Ｙｅｓ）は、波長可変送信機１１１〜１１３のうちのキャリブレーションを行う波長可変送信機の番号ｋを１に設定する（ステップＳ１１０７）。
【０１１２】
つぎに、波長可変送信機１１１〜１１３のうちの、設定されている番号ｋに対応する波長可変送信機についてキャリブレーションを行う（ステップＳ１１０８）。ステップＳ１１０８によって行うキャリブレーションの詳細は図１０に示した通りである。つぎに、波長可変送信機１１１〜１１３のすべての波長可変送信機についてキャリブレーションが完了したか否かを判断する（ステップＳ１１０９）。
【０１１３】
ステップＳ１１０９において、すべての波長可変送信機についてキャリブレーションが完了していない場合（ステップＳ１１０９：Ｎｏ）は、キャリブレーションを行う波長可変送信機の番号ｋをｋ＋１に変更し（ステップＳ１１１０）、ステップＳ１１０８に戻って処理を続行する。すべての波長可変送信機についてキャリブレーションが完了した場合（ステップＳ１１０９：Ｙｅｓ）は、一連の動作を終了し、光パケットスイッチ装置１００の運用を開始する。たとえば図５，図６の動作を開始する。
【０１１４】
このように、実施の形態３にかかる光パケットスイッチ装置１００によれば、実施の形態２にかかる光パケットスイッチ装置１００と同様の効果を奏するとともに、多重化部１４０から出力された波長多重光のパワーを監視しながら反転パターンの補充光の遅延量を変化させることで、多重化部１４０へ入力される波長多重光と補充光との遅延差を補償する最適な補充光の遅延量を設定することができる。
【０１１５】
なお、ここでは、増幅器１５０と多重分離部１６０の間に分岐部８１１を設ける構成について説明したが、分岐部８１１を設ける位置は多重化部１４０の後段であればよい。たとえば、分岐部８１１を多重化部１４０と増幅器１５０の間に設けてもよい。
【０１１６】
また、実施の形態２にかかる光パケットスイッチ装置１００の構成に加えて、分岐部８１１およびＰＤ８１２を設ける場合について説明したが、図２に示した実施の形態１にかかる光パケットスイッチ装置１００の構成に加えて、分岐部８１１およびＰＤ８１２を設けてもよい。この場合も、補充光制御回路２９２は、実施の形態３において説明したキャリブレーションと同様の動作を行う。
【０１１７】
また、ここでは、波長可変送信機１１１が「１，０，１，０…」の交番固定パターンの光信号を出力する場合について説明したが、波長可変送信機１１１が出力する光信号の固定パターンは交番に限らず任意のパターンでよい。補充光出力部１３０が出力する補充光の反転固定パターンは、光信号の固定パターンの反転パターンとする。
【０１１８】
（実施例）
図１２は、実施例１にかかる光パケットスイッチ装置の構成を示すブロック図である。図１２において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１２に示すように、実施例１にかかる光パケットスイッチ装置１２００は、複数の波長多重光送信部１２１０Ａ〜１２１０Ｃと、多重化部１２２０と、多重分離部１２３１〜１２３３と、増幅器１２４１，１２４２と、受信機群１２５０とを備えている。
【０１１９】
波長多重光送信部１２１０Ａ〜１２１０Ｃのそれぞれは、図１に示した多重化部１２０と、補充光出力部１３０と、多重化部１４０と、増幅器１５０と、を備えている。波長多重光送信部１２１０Ａ〜１２１０Ｃの各増幅器１５０は、増幅した波長多重光を多重化部１２２１へ出力する。多重化部１２２０は、波長多重光送信部１２１０Ａ〜１２１０Ｃのそれぞれから出力された各波長多重光を波長多重して多重分離部１２３１へ出力する。
【０１２０】
多重分離部１２３１は、多重化部１２２０から出力された波長多重光を帯域ごと（たとえばＣバンドとＬバンド）に分離して、分離した各波長多重光をそれぞれ多重分離部１２３２および多重分離部１２３３へ出力する。ここでは、多重分離部１２３１は、波長λ１〜λ１２８までの波長多重光を多重分離部１２３２へ出力し、波長λ１２９〜λ２５６までの波長多重光を多重分離部１２３２へ出力する。
【０１２１】
増幅器１２４１は、多重分離部１２３２の前段に設けられている。増幅器１２４１は、多重分離部１２３１から多重分離部１２３２へ出力される波長多重光を増幅する。増幅器１２４１の増幅帯域は、波長λ１〜λ１２８を含む帯域に設定される。増幅器１２４２は、多重分離部１２３３の前段に設けられている。増幅器１２４２は、多重分離部１２３１から多重分離部１２３３へ出力される波長多重光を増幅する。増幅器１２４２の増幅帯域は、波長λ１２９〜λ２５６を含む帯域に設定される。
【０１２２】
多重分離部１２３２は、多重分離部１２３１から出力された波長多重光を波長多重分離する。多重分離部１２３２には、１２８個のポートが設けられている。多重分離部１２３２の各ポートは、それぞれ波長λ１〜λ１２８（λ１＜λ２＜…＜λ１２７＜λ１２８）に対応している。多重分離部１２３２は、分離した各光パケット信号を、各ポートのうちの波長に対応したポートからそれぞれ出力する。
【０１２３】
多重分離部１２３３は、多重分離部１２３１から出力された波長多重光を波長多重分離する。多重分離部１２３３には、１２８個のポートが設けられている。多重分離部１２３３の各ポートは、それぞれ波長λ１２９〜λ２５６（λ１２９＜λ１３０＜…＜λ２５５＜λ２５６）に対応している。多重分離部１２３３は、分離した各光パケット信号を、各ポートのうちの波長に対応したポートからそれぞれ出力する。
【０１２４】
受信機群１２５０は、λ１〜λ２５６に対応した２５６個の受信機から構成されている。多重分離部１２３２および多重分離部１２３３から出力された各光パケット信号は、受信機群１２５０のうちの対応する波長の受信機によって受信される。なお、多重分離部１２３２，１２３３の後段は受信機群１２５０でなくてもよい。たとえば、光パケットスイッチ装置１２００を光伝送路中の経路切換スイッチとして用いる場合には、多重分離部１２３２，１２３３の各ポートはそれぞれ異なる経路の光ファイバに接続される。
【０１２５】
このように、複数の多重化部１２０，１４０，１２２０が多段に構成され、各多重化部によって波長多重された波長多重光を増幅する増幅器１５０が複数ある場合には、補充手段を構成する補充光出力部１３０および多重化部１４０は、各増幅器１５０の前段にそれぞれ設けられる。これにより、光パケットスイッチ装置１２００の各増幅器１５０における光サージを抑制することができる。
【０１２６】
図１３は、実施例２にかかる光パケットスイッチ装置の構成を示すブロック図である。図１３において、図１２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施例２にかかる光パケットスイッチ装置１２００は、実施例１にかかる光パケットスイッチ装置１２００の多重分離部１２３２，１２３３に代えて、インターリーバ１３１１〜１３１６と、多重分離部１３２１〜１３２８と、を備えている。
【０１２７】
多重分離部１２３１は、波長λ１〜λ１２８までの波長多重光をインターリーバ１３１１へ出力し、波長λ１２９〜λ２５６までの波長多重光をインターリーバ１３１２へ出力する。インターリーバ１３１１は、多重分離部１２３１から出力された波長多重光を多重分離し、波長λ１〜λ６４までの波長多重光をインターリーバ１３１３へ出力し、λ６５〜λ１２８までの波長多重光をインターリーバ１３１４へ出力する。
【０１２８】
インターリーバ１３１３は、インターリーバ１３１１から出力された波長多重光を多重分離し、波長λ１〜λ３２までの波長多重光を多重分離部１３２１へ出力し、波長λ３３〜λ６４までの波長多重光を多重分離部１３２２へ出力する。インターリーバ１３１４は、インターリーバ１３１１から出力された波長多重光を多重分離し、波長λ６５〜λ９６の波長多重光を多重分離部１３２３へ出力し、波長λ９７〜λ１２８までの波長多重光を多重分離部１３２４へ出力する。
【０１２９】
インターリーバ１３１２は、多重分離部１２３１から出力された波長多重光を多重分離し、波長λ１２９〜λ１９２までの波長多重光をインターリーバ１３１５へ出力し、λ１９３〜λ２５６までの波長多重光をインターリーバ１３１６へ出力する。
【０１３０】
インターリーバ１３１５は、インターリーバ１３１２から出力された波長多重光を多重分離し、波長λ１２９〜λ１６０までの波長多重光を多重分離部１３２５へ出力し、波長λ１６１〜λ１９２までの波長多重光を多重分離部１３２６へ出力する。インターリーバ１３１６は、インターリーバ１３１２から出力された波長多重光を多重分離し、波長λ１９３〜λ２２４までの波長多重光を多重分離部１３２７へ出力し、波長λ２２５〜λ２５６までの波長多重光を多重分離部１３２８へ出力する。
【０１３１】
多重分離部１３２１は、インターリーバ１３１３から出力された波長多重光を波長多重分離する。多重分離部１３２１には、３２個のポートが設けられている。多重分離部１３２１の各ポートは、それぞれ波長λ１〜λ３２に対応している。多重分離部１３２１は、分離した各光パケット信号を、各ポートのうちの波長に対応したポートから出力する。
【０１３２】
多重分離部１３２２〜１３２８も多重分離部１３２１と同様の構成であり、多重分離部１３２２〜１３２８における各ポートは、それぞれ波長λ３３〜λ６４，λ６５〜λ９６，λ９７〜λ１２８，λ１２９〜λ１６０，λ１６１〜１９２，λ１９３〜λ２２４，λ２２５〜λ２５６に対応している。多重分離部１３２１〜１３２８から出力された各光パケット信号は、受信機群１２５０のうちの対応する波長の受信機によって受信される。
【０１３３】
以上説明したように、開示の光パケットスイッチ装置および光パケットスイッチ方法によれば、波長選択型の光スイッチ装置において光サージおよびクロストークを抑制することができる。これにより、波長選択型のＮ×Ｎ光スイッチ装置の実現が可能となる。このため、分配合流型の光スイッチ装置を用いる場合と比べて装置の大幅な小型化および低コスト化を図ることができる。上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１３４】
（付記１）可変波長の光パケット信号を送信する複数の送信機と、
前記複数の送信機によって送信された各光パケット信号を波長多重する多重化手段と、
前記多重化手段によって波長多重された波長多重光を増幅する増幅器と、
前記増幅器によって増幅された波長多重光を波長多重分離して、分離した各光パケット信号を波長に応じた各ポートからそれぞれ出力する多重分離手段と、
前記増幅器へ入力される前記波長多重光のパワーと補充光のパワーの総和が一定となる前記補充光を前記増幅器の前段で前記波長多重光に波長多重する補充手段と、
を備えることを特徴とする光パケットスイッチ装置。
【０１３５】
（付記２）前記複数の送信機のそれぞれは、
可変波長の光信号を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された光信号の波長切替期間に前記光信号を遮断するゲートスイッチと、
を備えることを特徴とする付記１に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１３６】
（付記３）前記ゲートスイッチは、前記光パケット信号のＯＮ／ＯＦＦを切り替え、
前記補充手段は、前記複数の送信機のそれぞれにおける前記ゲートスイッチのＯＮ／ＯＦＦの切替情報に基づいて前記波長多重光の波長多重数を算出し、算出した波長多重数に基づいて、前記補充光のパワーを前記総和が一定となるパワーに制御することを特徴とする付記２に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１３７】
（付記４）前記ゲートスイッチは、前記光信号を光パケット信号単位で区切るように断続的に遮断することで前記光信号を前記光パケット信号として送信することを特徴とする付記２または３に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１３８】
（付記５）前記補充手段は、
前記補充光を出力する光源と、
前記光源によって出力された補充光を前記多重化手段によって波長多重された波長多重光に波長多重する第２多重化手段と、
前記補充光が出力する前記補充光のパワーを前記総和が一定となるパワーに制御する補充光制御手段と、を備えることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の光パケットスイッチ装置。
【０１３９】
（付記６）前記多重化手段によって波長多重された波長多重光の一部を前記第２多重化手段の前段で分岐する分岐手段と、
前記分岐手段によって分岐された波長多重光のパワーを監視する監視手段と、を備え、
前記補充手段は、前記監視手段によって監視されたパワーに基づいて、前記補充光のパワーを前記総和が一定となるパワーに制御することを特徴とする付記５に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４０】
（付記７）前記多重化手段から前記第２多重化手段へ出力される前記波長多重光を遅延させる遅延手段を備えることを特徴とする付記５または６に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４１】
（付記８）前記補充光制御手段は、前記補充光を所定の遅延量だけ遅延させて出力するように前記光源を制御することで、前記第２多重化手段へ入力される前記補充光および前記波長多重光の遅延差を補償することを特徴とする付記５〜７のいずれか一つに記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４２】
（付記９）前記補充手段によって前記補充光が波長多重された波長多重のパワーを監視する第２監視手段を備え、
前記送信機は、前記光パケット信号の送信前に固定パターンの光信号を送信し、
前記補充光制御手段は、前記光パケット信号の送信前に前記固定パターンの反転パターンの補充光を出力するとともに、前記第２監視手段によって監視されるパワーに基づいて前記遅延量を設定することを特徴とする付記８に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４３】
（付記１０）前記補充光制御手段は、前記第２監視手段によって監視されるパワーのばらつきが最小となる遅延量を半周期ずらした遅延量を前記遅延量として設定することを特徴とする付記９に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４４】
（付記１１）前記補充光制御手段は、前記補充光を遅延させる所定の遅延量を前記複数の送信機ごとに設定することを特徴とする付記８〜１０のいずれか一つに記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４５】
（付記１２）前記補充手段は、光パケット信号の波長と異なる波長であり、かつ前記増幅器の増幅帯域に含まれる波長の前記補充光を波長多重することを特徴とする付記１〜１１のいずれか一つに記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４６】
（付記１３）複数の送信機によって可変波長の光パケット信号を送信する送信工程と、
前記送信工程によって送信された各光パケット信号を波長多重する多重化工程と、
前記多重化工程によって波長多重された波長多重光のパワーと補充光のパワーの総和が一定となる前記補充光を前記波長多重光に波長多重する補充工程と、
前記補充工程によって波長多重された波長多重光を増幅する増幅工程と、
前記増幅工程によって増幅された波長多重光を波長多重分離して、分離した各光パケット信号を波長に応じた各ポートからそれぞれ出力する多重分離工程と、
を含むことを特徴とする光パケットスイッチ方法。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】実施の形態１にかかる光パケットスイッチ装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した光パケットスイッチ装置の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図３】図２に示したゲートスイッチによる光信号の遮断を示す図である。
【図４】図２に示した補充光制御回路による補充光のパワー制御を示す図である。
【図５】図２に示した制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図２に示した補充光制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２にかかる光パケットスイッチ装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態３にかかる光パケットスイッチ装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図９】図７に示した光パケットスイッチ装置のキャリブレーションを示す図である。
【図１０】図８に示した補充光制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図８に示した光パケットスイッチ装置の駆動動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】実施例１にかかる光パケットスイッチ装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施例２にかかる光パケットスイッチ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１００，１２００ 光パケットスイッチ装置
１２０，１４０，１２２０ 多重化部
１３０ 補充光出力部
１５０，１２４１，１２４２ 増幅器
１６０，１２３１，１２３２，１２３３，１３２１，１３２２，１３２３，１３２４，１３２５，１３２６，１３２７，１３２８ 多重分離部
１６１，１６２，１６３ ポート
２３１ ゲートスイッチ
２４１，２５１，７１１，８１１ 分岐部
２４２ カプラ
７２０ 遅延部
１２１０Ａ，１２１０Ｂ，１２１０Ｃ 波長多重光送信部
１２５０ 受信機群
１３１１〜１３１６ インターリーバ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光パケット信号の経路を切り替える光パケットスイッチ装置および光パケットスイッチ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送システムが幹線系光通信ネットワークシステムの主流である。今後はネットワーク利用効率の向上の観点から、さらに光信号の粒度を細かくし、秒〜ミリ秒オーダーではなくマイクロ秒〜ナノ秒オーダーで、光パケットを光のまま経路切替することができる光パケットスイッチングネットワークが期待されている。
【０００３】
ＷＤＭ伝送システムにおいて光パケットスイッチングネットワークを実現するには多元接続を可能にするＮ×Ｎの大規模マトリクス光パケットスイッチ装置が必要であるが、このような光パケットスイッチ装置は実用化されていない。また、小型光パケットスイッチ装置を多段に接続する構成で多元接続を実現しようとした場合は、膨大な光パケットスイッチ装置や光部品が必要となり、大きさ、価格の面で実現することが困難であった。
【０００４】
広帯域で柔軟なネットワーク構成を可能とする光パケットスイッチングネットワークにおいては、高速で小規模の光信号をスイッチする素子、もしくは光信号をＯＮ／ＯＦＦする半導体光増幅器（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などを多段に接続した分配合流型の光スイッチ装置が提案されている。
【０００５】
また、このような分配合流型の光スイッチ装置においては、光ＳＮ（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）比の劣化を最小限に抑えるために、１：Ｘ分岐カプラを何段か従属接続させ、光信号を分岐するたびにＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などの増幅器で増幅することで分岐損失を補償する。
【０００６】
一方で、複数の波長可変送信機と波長合分波器を利用して、ポートごとに波長を割り当て、多元接続する波長選択型の光スイッチ装置が提案されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。波長選択型の光スイッチ装置においては、複数の波長可変送信機が送信する各光信号の波長を切り替えることで、各光信号が出力されるポートを切り替える。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２４４６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の分配合流型の光スイッチ装置では、ポート数Ｎが増え、スイッチ規模が大きくなると、必要となる増幅器、光スイッチ素子、光カプラなどの数がポート数Ｎに対して指数関数的に増大するため、装置が大型化、高コスト化するという問題がある。たとえば、２５６×２５６の光スイッチ装置を構成する場合は、分岐損失を補償する増幅器が約４３００台、光信号をＯＮ／ＯＦＦするＳＯＡなどの光スイッチ素子が約７６０００台、光信号を分岐する光カプラが約１５０００個と莫大な数が必要となる。
【０００９】
また、従来の波長選択型の光スイッチ装置では、光パケット信号の伝送システムに適用することが困難であるという問題がある。たとえば、波長可変送信機によって光信号を断続的にＯＦＦにすることで光パケット信号を生成すると、光信号のパワーの変化によって波長が変動し、経路切換制御が不安定になるという問題がある。
【００１０】
また、上述した従来の波長選択型の光スイッチ装置では、複数の波長可変送信機が同時に送信する光パケット信号の数により、増幅器へ入力される波長多重光のパワーが変化するため、増幅器において光サージが発生するという問題がある。たとえばＮ×Ｎの波長選択型の光スイッチ装置の場合は、複数の波長可変送信機が同時に送信する光パケット信号の数は、０〜Ｎの間で常に変化する。光サージが発生すると、伝送特性が著しく劣化したり、後段の光部品を破損させたりするという問題がある。
【００１１】
これに対して、増幅器へ入力される波長多重光のパワーが一定になるように、増幅器の後段の光を監視してＡＬＣ（Ａｕｔｏ Ｌｅｖｅｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）などを行うことが考えられるが、光パケット信号の伝送システムに適用する場合、光パケットは一瞬で増幅器を通過するためフィードバック制御が間に合わないという問題がある。
【００１２】
また、従来の波長選択型の光スイッチ装置では、光信号の波長の切替によってスイッチングを行うため、意図しないポートへ光信号が漏れ込むクロストークが発生するという問題がある。たとえば、光信号の出力ポートを波長λ１に対応するポートから波長λ３に対応するポートに切り替えるとする。この場合に、光信号の波長を波長λ１から波長λ３へ切り替える途中に光信号の波長が波長λ２となり、光信号が波長λ２に対応するポートへ漏れ込んでしまう（λ１＜λ２＜λ３）。
【００１３】
このように、従来の波長選択型のＮ×Ｎの光スイッチ装置は、送信される光パケット信号の数の変化による光サージや、光パケット信号の経路切替時のクロストークなどが障害となって、実現が困難であった。
【００１４】
開示の光パケットスイッチ装置および光パケットスイッチ方法は、上述した問題点を解消するものであり、波長選択型の光スイッチ装置において光サージおよびクロストークを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この光パケットスイッチ装置は、可変波長の光パケット信号を送信する複数の送信機と、前記複数の送信機によって送信された各光パケット信号を波長多重する多重化手段と、前記多重化手段によって波長多重された波長多重光を増幅する増幅器と、前記増幅器によって増幅された波長多重光を波長多重分離して、分離した各光パケット信号を波長に応じた各ポートからそれぞれ出力する多重分離手段と、前記増幅器へ入力される前記波長多重光のパワーと補充光のパワーの総和が一定となる前記補充光を前記増幅器の前段で前記波長多重光に波長多重する補充手段と、を備えることを要件とする。
【００１６】
上記構成によれば、増幅器へ入力される波長多重光に対して、パワーを動的に制御した補充光を波長多重することで、増幅器へ入力される波長多重光のパワーを一定にすることができる。これにより、増幅器へ入力される波長多重光の波長多重数が変化した場合の増幅器における光サージを抑制することができる。
【００１７】
また、前記複数の送信機のそれぞれは、可変波長の光信号を生成する生成手段と、前記生成手段によって生成された光信号の波長切替期間に前記光信号を遮断するゲートスイッチと、を備えることを要件とする。
【００１８】
上記構成によれば、ゲートスイッチによって波長切替期間に光信号を遮断することで、意図しないポートへ光パケット信号が漏れ込むクロストークを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、開示の光パケットスイッチ装置および光パケットスイッチ方法によれば、波長選択型の光スイッチ装置において光サージおよびクロストークを抑制することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光パケットスイッチ装置および光パケットスイッチ方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる光パケットスイッチ装置の機能的構成を示すブロック図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる光パケットスイッチ装置１００は、複数の波長可変送信機１１１〜１１３と、多重化部１２０と、補充光出力部１３０と、多重化部１４０と、増幅器１５０と、多重分離部１６０と、複数の受信機１７１，１７２，１７３…と、を備えている。光パケットスイッチ装置１００は、光パケット信号の波長を制御して各光パケット信号を任意の経路から出力する波長選択型のスイッチ装置である。
【００２２】
波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれは、可変波長の光パケット信号を生成する。波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれは、生成した各光パケットをそれぞれ多重化部１２０へ出力する。多重化部１２０は、波長可変送信機１１１〜１１３から出力された各光パケット信号を波長多重する多重化段である。多重化部１２０は、波長多重した波長多重光を多重化部１４０へ出力する。多重化部１２０は、たとえば、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇｓ）などの合分波器によって構成される。
【００２３】
補充光出力部１３０および多重化部１４０（第２多重化手段）は、多重化部１２０によって波長多重された波長多重光のパワーとの総和が一定となるパワーの補充光（アシスト光）を、増幅器１５０の前段で波長多重光に波長多重する補充手段を構成している。具体的には、補充光出力部１３０は、補充光を多重化部１４０へ出力する。
【００２４】
多重化部１４０は、多重化部１２０から出力された波長多重光と、補充光出力部１３０から出力された補充光と、を波長多重する。多重化部１４０は、波長多重した波長多重光を増幅器１５０へ出力する。多重化部１４０は、たとえば、ＡＷＧなどの合分波器によって構成される。また、多重化部１２０および多重化部１４０を一つの合分波器によって構成し、波長可変送信機１１１〜１１３から出力された各光パケット信号と、補充光出力部１３０から出力された補充光と、をまとめて波長多重してもよい。
【００２５】
増幅器１５０は、多重化部１４０から出力された波長多重光を増幅する。増幅器１５０は、増幅した波長多重光を多重分離部１６０へ出力する。増幅器１５０は、出力する波長多重光のパワーが一定になるように自動強度制御（ＡＰＣ）を行う増幅装置であってもよいし、多重化部１４０から出力された波長多重光に対して一定の利得を与える増幅器であってもよい。増幅器１５０の増幅によって、多重化部１２０および多重化部１４０における各光の損失を補償することができる。
【００２６】
多重分離部１６０は、増幅器１５０から出力された波長多重光を波長多重分離する。多重分離部１６０は、ＡＷＧなどの合分波器によって構成される。多重分離部１６０には、複数のポート１６１，１６２，１６３…が設けられている。ポート１６１，１６２，１６３…は、それぞれ波長λ１，λ２，λ３…（λ１＜λ２＜λ３＜…）に対応している。
【００２７】
多重分離部１６０は、分離した各光パケット信号を、ポート１６１，１６２，１６３…のうちの波長に対応するポートからそれぞれ出力する。たとえば、多重分離部１６０は、分離した各光パケット信号のうちの波長λ１の光パケット信号をポート１６１から受信機１７１へ出力し、波長λ２の光パケット信号をポート１６２から受信機１７２へ出力し、波長λ３の光パケット信号をポート１６３から受信機１７３へ出力する。
【００２８】
ここでは、多重分離部１６０の複数のポート１６１，１６２，１６３…から出力された各光パケット信号は、それぞれ受信機１７１，１７２，１７３…によって受信される。なお、多重分離部１６０の後段は受信機１７１，１７２，１７３…でなくてもよい。たとえば、光パケットスイッチ装置１００を光伝送路中の経路切換スイッチとして用いる場合には、ポート１６１，１６２，１６３…はそれぞれ異なる経路の光ファイバに接続される。
【００２９】
図２は、図１に示した光パケットスイッチ装置の具体的な構成例を示すブロック図である。図２において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図２に示すように、波長可変送信機１１１は、波長可変ＬＤ２１１と、ＬＤ駆動回路２１２と、変調器２２１と、変調器駆動回路２２２と、ゲートスイッチ２３１と、スイッチ駆動回路２３２と、分岐部２４１と、カプラ２４２と、ＰＤ２４３と、ＰＤ２４４と、波長監視回路２４５と、分岐部２５１と、ＰＤ２５２と、バイアス監視回路２５３と、データバッファ２６０と、制御回路２７０と、を備えている。
【００３０】
波長可変ＬＤ２１１および変調器２２１は、可変波長の光信号を生成する生成手段である。波長可変ＬＤ２１１は、連続光を変調器２２１へ出力する。また、波長可変ＬＤ２１１は、出力する連続光の波長をＬＤ駆動回路２１２の制御によって変化させる。変調器２２１は、波長可変ＬＤ２１１から出力された連続光を、変調器駆動回路２２２の制御によって変調する。変調器２２１は、変調した光信号をゲートスイッチ２３１へ出力する。
【００３１】
ゲートスイッチ２３１は、スイッチ駆動回路２３２の制御によって、変調器２２１から出力された光信号を通過（ＯＮ）させ、または遮断（ＯＦＦ）する。ゲートスイッチ２３１は、ＳＯＡなどによって構成される。ゲートスイッチ２３１は、変調器２２１から出力された光信号を波長切替期間において遮断する。波長切替期間は、波長可変ＬＤ２１１が出力する連続光の波長が、ＬＤ駆動回路２１２の制御によって切り替わる期間である。
【００３２】
ゲートスイッチ２３１は、たとえば、変調器２２１から出力された光信号を、光パケット信号単位で区切るように断続的に遮断する。波長の切替は光パケット信号単位で行われるため、光信号を光パケット信号単位で区切るように断続的に遮断することで、光信号を波長切替期間において遮断することができる。ゲートスイッチ２３１は、光信号を区切って生成した光パケット信号を多重化部１２０へ出力する。また、ゲートスイッチ２３１は、スイッチ駆動回路２３２の制御によって光パケット信号のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
【００３３】
波長可変ＬＤ２１１と変調器２２１の間には分岐部２４１が設けられている。分岐部２４１は、波長可変ＬＤ２１１から変調器２２１へ出力される連続光の一部を分岐してカプラ２４２へ出力する。カプラ２４２は、分岐部２４１から出力された連続光を波長に応じて分離して、分離した各波長の光をＰＤ２４３およびＰＤ２４４へそれぞれ出力する。
【００３４】
ＰＤ２４３およびＰＤ２４４のそれぞれは、カプラ２４２から出力された光のパワーに応じた電気信号を波長監視回路２４５へ出力する。波長監視回路２４５は、ＰＤ２４３およびＰＤ２４４から出力された各電気信号のパワーの比率に基づいて、波長可変ＬＤ２１１から変調器２２１へ出力されている連続光の波長を監視する。波長監視回路２４５は、監視した連続光の波長の情報を制御回路２７０へ出力する。
【００３５】
変調器２２１とゲートスイッチ２３１との間には分岐部２５１が設けられている。分岐部２５１は、変調器２２１からゲートスイッチ２３１へ出力される光信号の一部を分岐してＰＤ２５２へ出力する。ＰＤ２５２は、分岐部２５１から出力された光のパワーに応じた電気信号をバイアス監視回路２５３へ出力する。バイアス監視回路２５３は、ＰＤ２４３から出力された電気信号に基づいて変調器２２１のバイアス（消光比）の状態を監視する。バイアス監視回路２５３は、監視したバイアスの情報を制御回路２７０へ出力する。
【００３６】
データバッファ２６０には、波長可変送信機１１１が光パケット信号として送信するためのデータが光パケットスイッチ装置１００の外部から入力される。データバッファ２６０は、入力されたデータを蓄積する。また、データバッファ２６０は、制御回路２７０の制御によって、蓄積したデータを蓄積した順に制御回路２７０へ出力する。
【００３７】
制御回路２７０は、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって構成される。制御回路２７０は、波長可変ＬＤ２１１が送信する連続光の波長、変調器２２１による連続光の変調、ゲートスイッチ２３１のＯＮ／ＯＦＦおよびこれらを変化させるタイミングを制御する。具体的には、制御回路２７０は、ＬＤ駆動回路２１２を介して波長可変ＬＤ２１１が出力する連続光の波長を制御する。制御回路２７０は、波長監視回路２４５から出力される波長の情報に基づいて連続光の波長を制御する。
【００３８】
制御回路２７０は、波長可変ＬＤ２１１が出力する連続光の波長を、λ１，λ２，λ３…のうちのいずれかに選択的かつ動的に制御する。これにより、制御回路２７０は、波長可変送信機１１１が出力する各光パケット信号を多重分離部１６０のポート１６１，１６２，１６３…のうちの任意のポートから出力することができる。
【００３９】
また、制御回路２７０は、データバッファ２６０から出力されたデータに基づいて、変調器駆動回路２２２を介して変調器２２１による連続光の変調を制御する。これにより、変調器２２１から出力される光信号が、データバッファ２６０から出力されたデータに基づいた光信号になる。また、制御回路２７０は、バイアス監視回路２５３から出力されたバイアスの情報に基づいて、変調器２２１におけるバイアスの状態を制御する。
【００４０】
また、制御回路２７０は、スイッチ駆動回路２３２を介してゲートスイッチ２３１のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。制御回路２７０は、ゲートスイッチ２３１に対して、ＯＮ信号を出力することでゲートスイッチ２３１をＯＮに切り替え、ＯＦＦ信号を出力することでＯＦＦに切り替える。また、制御回路２７０は、ゲートスイッチ２３１へ出力するＯＮ信号およびＯＦＦ信号（切替情報）を、補充光出力部１３０に対しても出力する。
【００４１】
ここでは波長可変送信機１１１の構成について説明したが、波長可変送信機１１２および波長可変送信機１１３も同様の構成を備えている。また、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれの制御回路２７０は、波長可変ＬＤ２１１が送信する連続光の波長、変調器２２１による連続光の変調、ゲートスイッチ２３１のＯＮ／ＯＦＦを変化させるタイミングを、パケットスケジューラ２８０から出力される命令に基づいて決定する。
【００４２】
パケットスケジューラ２８０は、波長可変送信機１１１〜１１３が共有する構成として光パケットスイッチ装置１００に設けられている。パケットスケジューラ２８０は、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれの光パケット信号を送信するタイミングと経路を管理する。具体的には、パケットスケジューラ２８０は、光パケット信号の送信を開始させる送信命令、光パケット信号の送信を停止させる停止命令、光パケット信号の経路を切り替えさせるパス切替命令、光パケット信号の経路を削除させるパス削除命令などを波長可変送信機１１１〜１１３の各制御回路２７０へ出力する。
【００４３】
補充光出力部１３０は、ＬＤ２９１と、補充光制御回路２９２と、を備えている。ＬＤ２９１は、固定波長の連続光を補充光として多重化部１４０へ出力する光源である。また、ＬＤ２９１は、出力する補充光のパワーを、補充光制御回路２９２の制御によって変化させる。ＬＤ２９１が出力する補充光の波長は、波長可変送信機１１１〜１１３が送信する光パケット信号の波長と異なり、かつ増幅器１５０の増幅帯域に含まれる波長である。
【００４４】
補充光制御回路２９２は、たとえば制御回路２７０と共通のＣＰＵによって構成される。補充光制御回路２９２は、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれの制御回路２７０から出力されたＯＮ情報またはＯＦＦ情報に基づいて、つぎの信号出力期間に多重化部１２０から出力される波長多重光の波長多重数（ここでは０〜３）を算出する。
【００４５】
補充光制御回路２９２は、算出した波長多重数に基づいて、多重化部１４０から出力される波長多重光のパワーを算出する。補充光制御回路２９２は、算出した波長多重光のパワーと、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーと、の総和が一定になるように、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを動的に制御する。
【００４６】
制御回路２７０の制御によって送信され、ゲートスイッチ２３１、多重化部１２０を経由して多重化部１４０へ入力される光パケット信号と、制御回路２７０からのＯＮ情報またはＯＦＦ情報に基づいて補充光出力部１３０から出力されて多重化部１４０へ入力される補充光と、には、各経路の長さなどの物理特性によって遅延差が生じる場合がある。
【００４７】
補充光制御回路２９２は、多重化部１４０へ入力される光パケット信号と補充光との遅延差を補償するように、ＬＤ２９１から補充光を出力させるタイミングを制御する。具体的には、補充光制御回路２９２は、制御回路２７０からＯＮ情報またはＯＦＦ情報を取得した後に、所定時間待機してから補充光を出力することで補充光を遅延させる。
【００４８】
補充光制御回路２９２は、補充光の遅延量を制御することで多重化部１４０へ入力される光パケット信号と補充光との遅延差を補償する。なお、各経路の長さなどの物理特性によっては、補充光制御回路２９２が遅延なしで補充光を出力したときに、補充光が光パケット信号よりも先に多重化部１４０へ入力される場合もありうる。
【００４９】
この場合は、制御回路２７０の制御によって多重化部１４０へ送信される光パケット信号を遅延させる遅延手段を設け、補充光制御回路２９２が遅延なしで補充光を出力したときに、補充光が光パケット信号よりも後に多重化部１４０へ入力されるようにする。これにより、補充光制御回路２９２が補充光の遅延量を制御することで、多重化部１４０へ入力される光パケット信号と補充光との遅延差を補償することができる。
【００５０】
光パケット信号が多重化部１４０へ入力されるタイミングは、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれと多重化部１２０との間の各経路の長さなどの物理特性によって、波長可変送信機１１１〜１１３ごとに異なる場合がある。このため、補充光制御回路２９２は、波長可変送信機１１１〜１１３ごとに最適な遅延量を記憶しておく。
【００５１】
この場合は、補充光制御回路２９２は、ＯＮ情報またはＯＦＦ情報を取得した後補充光の出力を待機する待機時間を、波長可変送信機１１１〜１１３のうちのＯＮ情報またはＯＦＦ情報を出力した波長可変送信機に対応する遅延量に応じて設定する。補充光の最適な遅延量は、たとえば時間（ナノ秒単位）や、補充光制御回路２９２を構成するＣＰＵのクロック数や、補充光の位相として設定する。
【００５２】
図３は、図２に示したゲートスイッチによる光信号の遮断を示す図である。図３において、横軸は時間を示している。光信号３１０は、変調器２２１から出力された光信号を示している。光信号３１０における縦軸は、光信号３１０の波長を示している。ここでは、制御回路２７０が、時刻ｔ１以前の期間は光信号３１０の波長がλ１となるように波長可変ＬＤ２１１を制御し、時刻ｔ１より後の時刻ｔ２以降の期間は光信号３１０の波長がλ３となるように波長可変ＬＤ２１１を制御する場合について説明する。
【００５３】
時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間Ｔは、変調器２２１から出力される光信号の波長がλ１からλ３に切り替わる波長切替期間である。期間Ｔにおいて、変調器２２１から出力される光信号の波長は、λ１からλ２を経由してλ３へ変化する。また、期間Ｔにおいては、変調器２２１から出力された光信号の波長が、符号３１１に示すように不安定となる。
【００５４】
光信号３２０は、ゲートスイッチ２３１から出力された光信号を示している。光信号３２０における縦軸は、光信号３２０の強度（１または０）を示している。ゲートスイッチ２３１がＯＮのときは、光信号３１０がゲートスイッチ２３１を通過するため、光信号３２０の強度は１になる。ゲートスイッチ２３１がＯＦＦのときは、光信号３１０がゲートスイッチ２３１によって遮断されるため、光信号３２０の強度は０になる。
【００５５】
制御回路２７０は、少なくとも期間Ｔにゲートスイッチ２３１をＯＦＦにすることで、光信号３１０の波長がλ２となる部分を遮断する。これにより、光信号３２０の波長をλ１からλ３へ変化させることで、光信号３２０を出力するポートをポート１６１からポート１６３に切り替えるとともに、ポートを切り替える途中で光信号３２０がポート１６２へ漏れ込むクロストークを回避することができる。
【００５６】
図４は、図２に示した補充光制御回路による補充光のパワー制御を示す図である。図４において、横軸は時間を示している。横軸の期間Ｔ１〜Ｔ７は連続した期間である。波形４１１〜４１３のそれぞれは、波長可変送信機１１１〜１１３が多重化部１２０へ出力する各光パケット信号の波形を示している。期間Ｔ１〜Ｔ７のうちの期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５は、波長可変送信機１１１〜１１３の共通の信号出力期間である。波長可変送信機１１１〜１１３は、信号出力期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５において光パケット信号を出力する。
【００５７】
期間Ｔ１〜Ｔ７のうちの期間Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６は、波長可変送信機１１１〜１１３の共通の波長切替期間である。波長可変送信機１１１〜１１３は、波長切替期間Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６において光パケット信号の波長の切替を行う。信号出力期間Ｔ１においては、波長可変送信機１１１は波長λ１の光パケット信号を出力し、波長可変送信機１１２は波長λ３の光パケット信号を出力し、波長可変送信機１１３は光パケット信号を出力しない。
【００５８】
信号出力期間Ｔ３においては、波長可変送信機１１１は波長λ１０の光パケット信号を出力し、波長可変送信機１１２および波長可変送信機１１３は光パケット信号を出力しない。信号出力期間Ｔ５においては、波長可変送信機１１１〜１１３はいずれも光パケット信号を出力しない。信号出力期間Ｔ７においては、波長可変送信機１１１〜１１３は、それぞれ波長λ３、λ２０、λ１の光パケット信号を出力する。
【００５９】
波形４２０は、多重化部１２０から出力される波長多重光の波形を示している。多重化部１２０から出力される波長多重光のパワーは、波長可変送信機１１１〜１１３が出力する各光パケット信号のパワーの総和である。１つの光パケット信号のパワーを「１」とすると、信号出力期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７において多重化部１２０から出力される波長多重光のパワーはそれぞれ「２」，「１」，「０」，「３」となる。
【００６０】
波形４３０は、補充光出力部１３０が出力する補充光の波形を示している。ここでは、補充光制御回路２９２は、多重化部１２０から出力される波長多重光のパワーと補充光のパワーとの総和が「３」となるように、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを制御する。この場合は、信号出力期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７においてＬＤ２９１が出力する補充光のパワーはそれぞれ「１」，「２」，「３」，「０」となる。
【００６１】
補充光制御回路２９２は、信号出力期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７において出力する補充光のパワーを、各信号出力期間の前の信号出力期間においてそれぞれあらかじめ算出する。ここで、補充光制御回路２９２が補充光のパワーを算出するタイミングおよびＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを変化させるタイミングについて具体的に説明する。
【００６２】
補充光制御回路２９２は、信号出力期間Ｔ１の前の信号出力期間（不図示）に、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれから出力されたＯＮ情報またはＯＦＦ情報に基づいて、信号出力期間Ｔ１において多重化部１２０から出力される波長多重光のパワー（ここでは「２」）を算出し、算出した波長多重光のパワーに基づいて必要な補充光のパワー（ここでは「１」）を算出する。補充光制御回路２９２は、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを、信号出力期間Ｔ１の直前の波長切替期間において「１」に変化させる。
【００６３】
また、補充光制御回路２９２は、信号出力期間Ｔ１において、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれから出力されたＯＮ情報またはＯＦＦ情報に基づいて、信号出力期間Ｔ３に多重化部１２０から出力される波長多重光のパワー（ここでは「１」）をあらかじめ算出し、算出した波長多重光のパワーに基づいて必要な補充光のパワー（ここでは「２」）を算出する。補充光制御回路２９２は、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを、信号出力期間Ｔ３の直前の波長切替期間Ｔ２において「２」に変化させる。
【００６４】
また、補充光制御回路２９２は、信号出力期間Ｔ３において、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれから出力されたＯＮ情報またはＯＦＦ情報に基づいて、信号出力期間Ｔ５に多重化部１２０から出力される波長多重光のパワー（ここでは「０」）をあらかじめ算出し、算出した波長多重光のパワーに基づいて必要な補充光のパワー（ここでは「３」）を算出する。補充光制御回路２９２は、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを、信号出力期間Ｔ５の直前の波長切替期間Ｔ４において「３」に変化させる。
【００６５】
また、補充光制御回路２９２は、信号出力期間Ｔ５において、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれから出力されたＯＮ情報またはＯＦＦ情報に基づいて、信号出力期間Ｔ７に多重化部１２０から出力される波長多重光のパワー（ここでは「３」）をあらかじめ算出し、算出した波長多重光のパワーに基づいて必要な補充光のパワー（ここでは「０」）を算出する。補充光制御回路２９２は、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを、信号出力期間Ｔ７の直前の波長切替期間Ｔ６において「０」に変化させる。
【００６６】
これにより、少なくとも信号出力期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５においては、多重化部１４０から増幅器１５０へ出力される波長多重光のパワーは常に「３」で一定となる。このため、増幅器１５０における光サージを抑制することができる。
【００６７】
図５は、図２に示した制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。図５においては、波長可変送信機１１１の動作を説明する。図５に示すように、まず、制御回路２７０が、パケットスケジューラ２８０から命令を受信したか否かを判断し（ステップＳ５０１）、命令を受信するまで待つ（ステップＳ５０１：Ｎｏのループ）。
【００６８】
ステップＳ５０１において、命令を受信した場合（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）は、ステップＳ５０１によって受信した命令がパス切替命令であるか否かを判断する（ステップＳ５０２）。命令がパス切替命令でない場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）は、ステップＳ５０１によって受信した命令がパス削除命令か否かを判断する（ステップＳ５０３）。
【００６９】
ステップＳ５０３において、命令がパス削除命令でない場合（ステップＳ５０３：Ｎｏ）は、ステップＳ５０１へ戻って処理を続行する。なお、この場合は、受信した命令に基づく各種処理を行うが、ここでは説明を省略する。命令がパス削除命令である場合（ステップＳ５０３：Ｙｅｓ）は、ステップＳ５１２へ進んで処理を続行する。
【００７０】
ステップＳ５０２において、命令がパス切替命令である場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）は、ポート１６１，１６２，１６３…のうちのパス切替先のポートに対応する波長情報（λ１，λ２，λ３…）を取得する（ステップＳ５０４）。つぎに、ＯＦＦ信号をゲートスイッチ２３１へ出力する（ステップＳ５０５）。つぎに、ステップＳ５０４によって取得した波長情報の波長で波長可変ＬＤ２１１を駆動する（ステップＳ５０６）。
【００７１】
つぎに、波長監視回路２４５から出力される波長の情報に基づいて、波長可変ＬＤ２１１から出力される連続光の波長を監視する（ステップＳ５０７）。つぎに、ステップＳ５０７によって監視した波長に基づいて、波長可変ＬＤ２１１から出力される連続光の波長が安定したか否かを判断する（ステップＳ５０８）。
【００７２】
ステップＳ５０８において、連続光の波長が安定していない場合（ステップＳ５０８：Ｎｏ）は、ステップＳ５０７に戻って処理を続行する。連続光の波長が安定している場合（ステップＳ５０８：Ｙｅｓ）は、ＯＮ信号をゲートスイッチ２３１および補充光出力部１３０へ出力する（ステップＳ５０９）。
【００７３】
つぎに、変調器２２１を制御して、データバッファ２６０に蓄積されたデータに基づいて、波長可変ＬＤ２１１から出力された連続光を変調する（ステップＳ５１０）。つぎに、パケットスケジューラ２８０から停止命令を受信したか否かを判断し（ステップＳ５１１）、停止命令を受信するまで待つ（ステップＳ５１１：Ｎｏのループ）。停止命令を受信した場合（ステップＳ５１１：Ｙｅｓ）は、ＯＦＦ信号をゲートスイッチ２３１および補充光出力部１３０へ出力する（ステップＳ５１２）。
【００７４】
つぎに、終了条件を満たすか否かを判断し（ステップＳ５１３）、終了条件を満たしていない場合（ステップＳ５１３：Ｎｏ）はステップＳ５０１に戻って処理を続行する。終了条件を満たしている場合（ステップＳ５１３：Ｙｅｓ）は一連の動作を終了する。以上の各ステップを、パケットスケジューラ２８０の制御によって、波長可変送信機１１２および波長可変送信機１１３も波長可変送信機１１１と同期しながら行う。
【００７５】
図６は、図２に示した補充光制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。図６に示すように、まず、補充光制御回路２９２は、波長可変送信機１１１〜１１３からＯＮ信号またはＯＦＦ信号を受信したか否かを判断し（ステップＳ６０１）、ＯＮ信号またはＯＦＦ信号を受信するまで待つ（ステップＳ６０１：Ｎｏのループ）。
【００７６】
ステップＳ６０１において、ＯＮ信号またはＯＦＦ信号を受信した場合（ステップＳ６０１：Ｙｅｓ）は、受信したＯＮ信号またはＯＦＦ信号に基づいて、つぎの信号出力期間に多重化部１２０から出力される波長多重光の波長多重数を算出し（ステップＳ６０２）、ステップＳ６０２によって算出した波長多重数に基づいて、つぎの信号出力期間に多重化部１２０から出力される波長多重光のパワーを算出する（ステップＳ６０３）。
【００７７】
つぎに、ステップＳ６０３によって算出したパワーに基づいて、つぎの信号出力期間に出力する補充光のパワーを算出する（ステップＳ６０４）。つぎに、ステップＳ６０１によってＯＮ信号またはＯＦＦ信号を受信してから、あらかじめ設定された所定の遅延量に応じた待機時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ６０５）、待機時間が経過するまで待つ（ステップＳ６０５：Ｎｏのループ）。
【００７８】
待機時間が経過すると（ステップＳ６０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ６０４によって算出したパワーに基づいてＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを制御する（ステップＳ６０６）。つぎに、終了条件を満たすか否かを判断し（ステップＳ６０７）、終了条件を満たしていない場合（ステップＳ６０７：Ｎｏ）はステップＳ６０１に戻って処理を続行する。終了条件を満たしている場合（ステップＳ６０７：Ｙｅｓ）は一連の処理を終了する。
【００７９】
このように、実施の形態１にかかる光パケットスイッチ装置１００によれば、増幅器１５０へ入力される波長多重光に対して、パワーを動的に制御した補充光を波長多重することで、増幅器１５０へ入力される波長多重光のパワーを一定にすることができる。これにより、増幅器１５０へ入力される波長多重光の波長多重数が変化した場合の増幅器１５０における光サージを抑制することができる。また、ゲートスイッチ２３１によって、波長切替期間に光信号を遮断することで、ポート１６１，１６２，１６３…のうちの意図しないポートへ光パケット信号が漏れ込むクロストークを抑制することができる。
【００８０】
また、ゲートスイッチ２３１によって光信号を断続的に区切るように遮断することで、波長可変ＬＤ２１１のパワーを一定にしつつ光パケット信号を生成することができる。このため、波長可変ＬＤ２１１のパワーのパワー変化による波長変動を回避し、経路切換制御を安定して行うことができる。波長切替期間に光信号を遮断しつつ、波長可変ＬＤ２１１が出力する連続光のパワーは一定のまま光パケット信号を生成することができる。
【００８１】
また、波長可変送信機１１１〜１１３の各ゲートスイッチ２３１のＯＮ／ＯＦＦの切替情報に基づいて多重化部１２０から出力される波長多重光の波長多重数を算出し、算出した波長多重数に基づいて補充光のパワーを制御することで、多重化部１２０から出力される波長多重光のパワーを測定するための部品を設けることなく、増幅器１５０へ入力される波長多重光のパワーを一定にすることができる。
【００８２】
なお、ここでは、補充光制御回路２９２が、つぎの信号出力期間に多重化部１２０から出力される波長多重光の波長多重数を算出し、算出した波長多重数に基づいて波長多重光のパワーを算出し、算出したパワーに基づいて補充光のパワーを制御する場合について説明したが、波長多重光のパワーを算出しない構成としてもよい。
【００８３】
たとえば、補充光制御回路２９２は、波長多重数ごとに対応させて、多重化部１２０から出力される波長多重光のパワーとの総和が一定となる補充光のパワーを記憶しておく。補充光制御回路２９２は、波長多重光の波長多重数を算出し、算出した波長多重数に対応するパワーとなるように、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを制御する。
【００８４】
（実施の形態２）
図７は、実施の形態２にかかる光パケットスイッチ装置の機能的構成を示すブロック図である。図７において、図１および図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図７に示すように、実施の形態２にかかる光パケットスイッチ装置１００は、実施の形態１にかかる光パケットスイッチ装置１００の構成に加えて、分岐部７１１と、ＰＤ７１２と、遅延部７２０と、を備えている。
【００８５】
分岐部７１１は、多重化部１２０と多重化部１４０との間に設けられている（分岐手段）。分岐部７１１は、多重化部１２０から多重化部１４０へ出力される波長多重光を分岐して、分岐した各波長多重光をそれぞれ遅延部７２０およびＰＤ７１２へ出力する。ＰＤ７１２は、分岐部７１１から出力された波長多重光のパワーに応じた電気信号を補充光出力部１３０へ出力する（監視手段）。
【００８６】
補充光制御回路２９２は、ＰＤ７１２から出力された電気信号のパワーに基づいて、多重化部１２０から多重化部１４０へ出力される波長多重光のパワーを算出する。補充光制御回路２９２は、算出した波長多重光のパワーと、ＬＤ２９１が出力する補充光のパワーと、の総和が一定になるようにＬＤ２９１が出力する補充光のパワーを制御する。
【００８７】
遅延部７２０は、分岐部７１１から出力された波長多重光を一定時間遅延させて多重化部１４０へ出力する（遅延手段）。分岐部７１１から遅延部７２０へ波長多重光が出力されてから、この波長多重光が多重化部１４０へ入力されるまでの時間をＴａとする。分岐部７１１からＰＤ７１２へ波長多重光が出力されてから、この波長多重光に基づいて補充光出力部１３０が遅延なしで出力した補充光が多重化部１４０へ入力されるまでの時間をＴｂとする。遅延部７２０の遅延量は、時間Ｔａが時間Ｔｂ以上となる遅延量である。
【００８８】
遅延部７２０は、たとえば冗長な光ファイバである。この場合は、遅延部７２０による遅延量は、光ファイバの長さによって設定することができる。時間Ｔａが時間Ｔｂより大きい場合は、補充光制御回路２９２は、ＰＤ７１２から出力された電気信号を取得してから補充光を出力するまでの遅延量を時間差Ｔａ−Ｔｂに設定する。これにより、分岐部７１１から遅延部７２０を経由して多重化部１４０へ入力される波長多重光と、補充光出力部１３０から多重化部１４０へ入力される補充光と、の遅延差を補償することができる。
【００８９】
このように、実施の形態２にかかる光パケットスイッチ装置１００によれば、実施の形態１にかかる光パケットスイッチ装置１００と同様に、増幅器１５０へ入力される波長多重光のパワーを一定にし、増幅器１５０へ入力される波長多重光の波長多重数が変化した場合の増幅器１５０における光サージを抑制することができる。
【００９０】
また、ゲートスイッチ２３１によって、波長切替期間に光信号を遮断することで、ポート１６１，１６２，１６３…のうちの意図しないポートへ光パケット信号が漏れ込むクロストークを抑制することができる。また、ゲートスイッチ２３１によって光信号を断続的に区切るように遮断することで、波長切替期間に光信号を遮断しつつ、波長可変ＬＤ２１１が出力する連続光のパワーは一定のまま光パケット信号を生成することができる。
【００９１】
また、分岐部７１１およびＰＤ７１２によって監視されたパワーに基づいて多重化部１２０から出力される波長多重光の波長多重数を算出し、算出した波長多重数に基づいて補充光のパワーを制御することで、多重化部１２０、多重化部１４０および多重分離部１６０から構成されるインターコネクト部内で閉じた簡単な構成によって、増幅器１５０へ入力される波長多重光のパワーを一定にすることができる。
【００９２】
なお、ここでは、補充光制御回路２９２が、ＰＤ７１２から出力された電気信号のパワーに基づいて波長多重光の波長多重数を算出し、算出した波長多重数に基づいて波長多重光のパワーを算出し、算出したパワーに基づいて補充光のパワーを制御する場合について説明したが、波長多重光のパワーを算出しない構成としてもよい。
【００９３】
たとえば、補充光制御回路２９２は、ＰＤ７１２から出力される電気信号のパワーごとに対応させて、多重化部１２０から出力される波長多重光のパワーとの総和が一定となる補充光のパワーを記憶しておく。補充光制御回路２９２は、出力する補充光のパワーを、ＰＤ７１２から出力される電気信号のパワーに対応するパワーに制御する。
【００９４】
（実施の形態３）
図８は、実施の形態３にかかる光パケットスイッチ装置の機能的構成を示すブロック図である。図８において、図７に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図７に示すように、実施の形態３にかかる光パケットスイッチ装置１００は、実施の形態２にかかる光パケットスイッチ装置１００の構成に加えて、分岐部８１１と、ＰＤ８１２と、を備えている。光パケットスイッチ装置１００は、光パケット信号の送信前に、補充光の最適な遅延量を設定するキャリブレーションを行う。
【００９５】
分岐部８１１およびＰＤ８１２は、多重化部１４０によって補充光が波長多重された波長多重光のパワーを監視する第２監視手段である。具体的には、分岐部８１１は、増幅器１５０と多重分離部１６０との間に設けられている。分岐部８１１は、増幅器１５０から多重分離部１６０へ出力される波長多重光を分岐して、分岐した各波長多重光をそれぞれ多重分離部１６０およびＰＤ８１２へ出力する。
【００９６】
ＰＤ８１２は、分岐部８１１から出力された波長多重光のパワーに応じた電気信号を補充光出力部１３０へ出力する。波長可変送信機１１１〜１１３は、光パケット信号の送信前のキャリブレーションにおいて、固定パターンの光信号を出力する。補充光出力部１３０の補充光制御回路２９２は、キャリブレーションにおいて、波長可変送信機１１１〜１１３が出力する光信号の反転パターンの補充光をＬＤ２９１から出力させる。
【００９７】
また、補充光制御回路２９２は、ＰＤ８１２から出力される電気信号に基づいて、光パケット信号の送信時における補充光の最適な遅延量を設定する。具体的には、補充光制御回路２９２は、反転パターンの補充光の遅延量を変化させながらＰＤ８１２から出力される電気信号が示すパワーのばらつきを取得する。補充光制御回路２９２は、取得したばらつきが最小となる補充光の遅延量を仮設定し、仮設定した遅延量を半周期ずらした遅延量を、光パケット信号の送信時における補充光の最適な遅延量として設定する。
【００９８】
図９は、図７に示した光パケットスイッチ装置のキャリブレーションを示す図である。図９において、横軸は時間を示している。上述したキャリブレーションは、波長可変送信機１１１〜１１３のそれぞれについて行う。ここでは、波長可変送信機１１１についてのキャリブレーションを説明する。波長可変送信機１１１は、「１，０，１，０…」の交番固定パターンの光信号を出力するものとする。このときは、波長可変送信機１１２および波長可変送信機１１３は光信号を出力しない。
【００９９】
波形１２０Ａは、多重化部１２０から遅延部７２０を介して多重化部１４０へ出力される波長多重光の波形を示している。ここでは、波長可変送信機１１２および波長可変送信機１１３は光信号を出力しないため、波形１２０Ａに示す光は、波長可変送信機１１１が出力する交番固定パターンの光信号そのものである。
【０１００】
波形１３０Ａは、補充光出力部１３０から出力された反転パターンの補充光の波形を示している。ここでは、補充光出力部１３０は、波長可変送信機１１１が出力する光信号を反転させた「０，１，０，１…」の交番反転パターンの光信号を出力する。波形８１２Ａは、ＰＤ８１２から出力された電気信号の波形を示している。波形８１２Ａに示す電気信号の波形は、多重化部１４０へ入力された光信号（波形１２０Ａ）と補充光（波形１３０Ａ）を重ね合わせた波形になる。
【０１０１】
補充光制御回路２９２が補充光の遅延量を変化させると、波形１３０Ａが、波形１２０Ａに対して横軸方向に変化する。波形１３０Ａが図の実線の状態となったときに、波形１２０Ａに示す光信号に対して、波形１３０Ａに示す補充光が完全に反転した状態となり、波形８１２Ａに示す電気信号のパワーのばらつきが最小になる。
【０１０２】
補充光制御回路２９２は、このときの波形１３０Ａに示す補充光の遅延量を仮設定する。仮設定した遅延量をさらに半周期ずらすと、波形１２０Ａに示す光信号に対して、波形１３０Ａに示す補充光が完全に一致した状態となり、分岐部７１１から遅延部７２０を経由して多重化部１４０へ入力される波長多重光と、補充光出力部１３０から多重化部１４０へ入力される補充光と、の遅延差を補償することができる。
【０１０３】
図１０は、図８に示した補充光制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、補充光の遅延量を、補充光のパルス位相φによって表す。波長可変送信機１１１が固定パターンの光信号を送信している状態で、まず、補充光制御回路２９２は、ＬＤ２９１が出力するパルス位相φを初期値φｓに設定する（ステップＳ１００１）。
【０１０４】
つぎに、ステップＳ１００１によって設定したパルス位相φによって補充光の出力を開始する（ステップＳ１００２）。つぎに、ＰＤ８１２から出力された電気信号のパワーの変動幅Ｐｓを取得する（ステップＳ１００３）。つぎに、パルス位相φの１周期分の変動幅ＰｓをステップＳ１００３により取得したか否かを判断する（ステップＳ１００４）。
【０１０５】
ステップＳ１００４において、パルス位相φの１周期分の変動幅Ｐｓを取得していない場合（ステップＳ１００４：Ｎｏ）は、パルス位相φを単位変化量Δφだけ変化させ（ステップＳ１００５）、ステップＳ１００３に戻って処理を続行する。パルス位相φの１周期分の変動幅Ｐｓを取得した場合（ステップＳ１００４：Ｙｅｓ）は、ステップＳ１００５によって変化させた各パルス位相φのうちの、ステップＳ１００３によって取得した変動幅Ｐｓが最小となるパルス位相φｍｉｎを検索する（ステップＳ１００６）。
【０１０６】
つぎに、最適なパルス位相φｏｐｔとして、ステップＳ１００６によって検索したφｍｉｎを半周期ずらしたφｍｉｎ＋πを算出する（ステップＳ１００７）。つぎに、ステップＳ１００７によって算出した最適なパルス位相φｏｐｔを、波長可変送信機１１１についての遅延量として設定し（ステップＳ１００８）、一連の動作を終了する。
【０１０７】
以上の各ステップを、波長可変送信機１１２および波長可変送信機１１３についても同様に行うことで、補充光制御回路２９２は、波長可変送信機１１１〜１１３についての各遅延量を設定する。なお、パルス位相φｏｐｔ（０≦φｏｐｔ＜２π）を遅延量として設定する際は、パルス位相φｏｐｔを遅延時間、遅延クロック数などに変換して設定する。
【０１０８】
図１１は、図８に示した光パケットスイッチ装置の駆動動作の一例を示すフローチャートである。図１１に示すように、まず、波長可変送信機１１１〜１１３の各制御回路２７０が、波長可変ＬＤ２１１および変調器２２１の初期設定を行う（ステップＳ１１０１）。ステップＳ１１０１における初期設定は、波長可変ＬＤ２１１および変調器２２１の起動、初期化や、波長可変ＬＤ２１１の温度制御などである。
【０１０９】
つぎに、ＯＦＦ信号をゲートスイッチ２３１へ出力する（ステップＳ１１０２）。つぎに、補充光制御回路２９２がＬＤ２９１の初期設定を行う（ステップＳ１１０３）。ステップＳ１１０３における初期設定は、たとえばＬＤ２９１の起動、初期化や、温度制御などである。つぎに、初期波長で波長可変ＬＤ２１１を駆動する（ステップＳ１１０４）。
【０１１０】
つぎに、波長監視回路２４５から出力される波長の情報に基づいて、波長可変ＬＤ２１１から出力される連続光の波長を監視する（ステップＳ１１０５）。つぎに、ステップＳ１１０５によって監視した波長に基づいて、波長可変ＬＤ２１１から出力される連続光の波長が安定したか否かを判断する（ステップＳ１１０６）。
【０１１１】
ステップＳ１１０６において、連続光の波長が安定していない場合（ステップＳ１１０６：Ｎｏ）は、ステップＳ１１０５に戻って処理を続行する。連続光の波長が安定している場合（ステップＳ１１０６：Ｙｅｓ）は、波長可変送信機１１１〜１１３のうちのキャリブレーションを行う波長可変送信機の番号ｋを１に設定する（ステップＳ１１０７）。
【０１１２】
つぎに、波長可変送信機１１１〜１１３のうちの、設定されている番号ｋに対応する波長可変送信機についてキャリブレーションを行う（ステップＳ１１０８）。ステップＳ１１０８によって行うキャリブレーションの詳細は図１０に示した通りである。つぎに、波長可変送信機１１１〜１１３のすべての波長可変送信機についてキャリブレーションが完了したか否かを判断する（ステップＳ１１０９）。
【０１１３】
ステップＳ１１０９において、すべての波長可変送信機についてキャリブレーションが完了していない場合（ステップＳ１１０９：Ｎｏ）は、キャリブレーションを行う波長可変送信機の番号ｋをｋ＋１に変更し（ステップＳ１１１０）、ステップＳ１１０８に戻って処理を続行する。すべての波長可変送信機についてキャリブレーションが完了した場合（ステップＳ１１０９：Ｙｅｓ）は、一連の動作を終了し、光パケットスイッチ装置１００の運用を開始する。たとえば図５，図６の動作を開始する。
【０１１４】
このように、実施の形態３にかかる光パケットスイッチ装置１００によれば、実施の形態２にかかる光パケットスイッチ装置１００と同様の効果を奏するとともに、多重化部１４０から出力された波長多重光のパワーを監視しながら反転パターンの補充光の遅延量を変化させることで、多重化部１４０へ入力される波長多重光と補充光との遅延差を補償する最適な補充光の遅延量を設定することができる。
【０１１５】
なお、ここでは、増幅器１５０と多重分離部１６０の間に分岐部８１１を設ける構成について説明したが、分岐部８１１を設ける位置は多重化部１４０の後段であればよい。たとえば、分岐部８１１を多重化部１４０と増幅器１５０の間に設けてもよい。
【０１１６】
また、実施の形態２にかかる光パケットスイッチ装置１００の構成に加えて、分岐部８１１およびＰＤ８１２を設ける場合について説明したが、図２に示した実施の形態１にかかる光パケットスイッチ装置１００の構成に加えて、分岐部８１１およびＰＤ８１２を設けてもよい。この場合も、補充光制御回路２９２は、実施の形態３において説明したキャリブレーションと同様の動作を行う。
【０１１７】
また、ここでは、波長可変送信機１１１が「１，０，１，０…」の交番固定パターンの光信号を出力する場合について説明したが、波長可変送信機１１１が出力する光信号の固定パターンは交番に限らず任意のパターンでよい。補充光出力部１３０が出力する補充光の反転固定パターンは、光信号の固定パターンの反転パターンとする。
【０１１８】
（実施例）
図１２は、実施例１にかかる光パケットスイッチ装置の構成を示すブロック図である。図１２において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１２に示すように、実施例１にかかる光パケットスイッチ装置１２００は、複数の波長多重光送信部１２１０Ａ〜１２１０Ｃと、多重化部１２２０と、多重分離部１２３１〜１２３３と、増幅器１２４１，１２４２と、受信機群１２５０とを備えている。
【０１１９】
波長多重光送信部１２１０Ａ〜１２１０Ｃのそれぞれは、図１に示した多重化部１２０と、補充光出力部１３０と、多重化部１４０と、増幅器１５０と、を備えている。波長多重光送信部１２１０Ａ〜１２１０Ｃの各増幅器１５０は、増幅した波長多重光を多重化部１２２１へ出力する。多重化部１２２０は、波長多重光送信部１２１０Ａ〜１２１０Ｃのそれぞれから出力された各波長多重光を波長多重して多重分離部１２３１へ出力する。
【０１２０】
多重分離部１２３１は、多重化部１２２０から出力された波長多重光を帯域ごと（たとえばＣバンドとＬバンド）に分離して、分離した各波長多重光をそれぞれ多重分離部１２３２および多重分離部１２３３へ出力する。ここでは、多重分離部１２３１は、波長λ１〜λ１２８までの波長多重光を多重分離部１２３２へ出力し、波長λ１２９〜λ２５６までの波長多重光を多重分離部１２３２へ出力する。
【０１２１】
増幅器１２４１は、多重分離部１２３２の前段に設けられている。増幅器１２４１は、多重分離部１２３１から多重分離部１２３２へ出力される波長多重光を増幅する。増幅器１２４１の増幅帯域は、波長λ１〜λ１２８を含む帯域に設定される。増幅器１２４２は、多重分離部１２３３の前段に設けられている。増幅器１２４２は、多重分離部１２３１から多重分離部１２３３へ出力される波長多重光を増幅する。増幅器１２４２の増幅帯域は、波長λ１２９〜λ２５６を含む帯域に設定される。
【０１２２】
多重分離部１２３２は、多重分離部１２３１から出力された波長多重光を波長多重分離する。多重分離部１２３２には、１２８個のポートが設けられている。多重分離部１２３２の各ポートは、それぞれ波長λ１〜λ１２８（λ１＜λ２＜…＜λ１２７＜λ１２８）に対応している。多重分離部１２３２は、分離した各光パケット信号を、各ポートのうちの波長に対応したポートからそれぞれ出力する。
【０１２３】
多重分離部１２３３は、多重分離部１２３１から出力された波長多重光を波長多重分離する。多重分離部１２３３には、１２８個のポートが設けられている。多重分離部１２３３の各ポートは、それぞれ波長λ１２９〜λ２５６（λ１２９＜λ１３０＜…＜λ２５５＜λ２５６）に対応している。多重分離部１２３３は、分離した各光パケット信号を、各ポートのうちの波長に対応したポートからそれぞれ出力する。
【０１２４】
受信機群１２５０は、λ１〜λ２５６に対応した２５６個の受信機から構成されている。多重分離部１２３２および多重分離部１２３３から出力された各光パケット信号は、受信機群１２５０のうちの対応する波長の受信機によって受信される。なお、多重分離部１２３２，１２３３の後段は受信機群１２５０でなくてもよい。たとえば、光パケットスイッチ装置１２００を光伝送路中の経路切換スイッチとして用いる場合には、多重分離部１２３２，１２３３の各ポートはそれぞれ異なる経路の光ファイバに接続される。
【０１２５】
このように、複数の多重化部１２０，１４０，１２２０が多段に構成され、各多重化部によって波長多重された波長多重光を増幅する増幅器１５０が複数ある場合には、補充手段を構成する補充光出力部１３０および多重化部１４０は、各増幅器１５０の前段にそれぞれ設けられる。これにより、光パケットスイッチ装置１２００の各増幅器１５０における光サージを抑制することができる。
【０１２６】
図１３は、実施例２にかかる光パケットスイッチ装置の構成を示すブロック図である。図１３において、図１２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施例２にかかる光パケットスイッチ装置１２００は、実施例１にかかる光パケットスイッチ装置１２００の多重分離部１２３２，１２３３に代えて、インターリーバ１３１１〜１３１６と、多重分離部１３２１〜１３２８と、を備えている。
【０１２７】
多重分離部１２３１は、波長λ１〜λ１２８までの波長多重光をインターリーバ１３１１へ出力し、波長λ１２９〜λ２５６までの波長多重光をインターリーバ１３１２へ出力する。インターリーバ１３１１は、多重分離部１２３１から出力された波長多重光を多重分離し、波長λ１〜λ６４までの波長多重光をインターリーバ１３１３へ出力し、λ６５〜λ１２８までの波長多重光をインターリーバ１３１４へ出力する。
【０１２８】
インターリーバ１３１３は、インターリーバ１３１１から出力された波長多重光を多重分離し、波長λ１〜λ３２までの波長多重光を多重分離部１３２１へ出力し、波長λ３３〜λ６４までの波長多重光を多重分離部１３２２へ出力する。インターリーバ１３１４は、インターリーバ１３１１から出力された波長多重光を多重分離し、波長λ６５〜λ９６の波長多重光を多重分離部１３２３へ出力し、波長λ９７〜λ１２８までの波長多重光を多重分離部１３２４へ出力する。
【０１２９】
インターリーバ１３１２は、多重分離部１２３１から出力された波長多重光を多重分離し、波長λ１２９〜λ１９２までの波長多重光をインターリーバ１３１５へ出力し、λ１９３〜λ２５６までの波長多重光をインターリーバ１３１６へ出力する。
【０１３０】
インターリーバ１３１５は、インターリーバ１３１２から出力された波長多重光を多重分離し、波長λ１２９〜λ１６０までの波長多重光を多重分離部１３２５へ出力し、波長λ１６１〜λ１９２までの波長多重光を多重分離部１３２６へ出力する。インターリーバ１３１６は、インターリーバ１３１２から出力された波長多重光を多重分離し、波長λ１９３〜λ２２４までの波長多重光を多重分離部１３２７へ出力し、波長λ２２５〜λ２５６までの波長多重光を多重分離部１３２８へ出力する。
【０１３１】
多重分離部１３２１は、インターリーバ１３１３から出力された波長多重光を波長多重分離する。多重分離部１３２１には、３２個のポートが設けられている。多重分離部１３２１の各ポートは、それぞれ波長λ１〜λ３２に対応している。多重分離部１３２１は、分離した各光パケット信号を、各ポートのうちの波長に対応したポートから出力する。
【０１３２】
多重分離部１３２２〜１３２８も多重分離部１３２１と同様の構成であり、多重分離部１３２２〜１３２８における各ポートは、それぞれ波長λ３３〜λ６４，λ６５〜λ９６，λ９７〜λ１２８，λ１２９〜λ１６０，λ１６１〜１９２，λ１９３〜λ２２４，λ２２５〜λ２５６に対応している。多重分離部１３２１〜１３２８から出力された各光パケット信号は、受信機群１２５０のうちの対応する波長の受信機によって受信される。
【０１３３】
以上説明したように、開示の光パケットスイッチ装置および光パケットスイッチ方法によれば、波長選択型の光スイッチ装置において光サージおよびクロストークを抑制することができる。これにより、波長選択型のＮ×Ｎ光スイッチ装置の実現が可能となる。このため、分配合流型の光スイッチ装置を用いる場合と比べて装置の大幅な小型化および低コスト化を図ることができる。上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１３４】
（付記１）可変波長の光パケット信号を送信する複数の送信機と、
前記複数の送信機によって送信された各光パケット信号を波長多重する多重化手段と、
前記多重化手段によって波長多重された波長多重光を増幅する増幅器と、
前記増幅器によって増幅された波長多重光を波長多重分離して、分離した各光パケット信号を波長に応じた各ポートからそれぞれ出力する多重分離手段と、
前記増幅器へ入力される前記波長多重光のパワーと補充光のパワーの総和が一定となる前記補充光を前記増幅器の前段で前記波長多重光に波長多重する補充手段と、
を備えることを特徴とする光パケットスイッチ装置。
【０１３５】
（付記２）前記複数の送信機のそれぞれは、
可変波長の光信号を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された光信号の波長切替期間に前記光信号を遮断するゲートスイッチと、
を備えることを特徴とする付記１に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１３６】
（付記３）前記ゲートスイッチは、前記光パケット信号のＯＮ／ＯＦＦを切り替え、
前記補充手段は、前記複数の送信機のそれぞれにおける前記ゲートスイッチのＯＮ／ＯＦＦの切替情報に基づいて前記波長多重光の波長多重数を算出し、算出した波長多重数に基づいて、前記補充光のパワーを前記総和が一定となるパワーに制御することを特徴とする付記２に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１３７】
（付記４）前記ゲートスイッチは、前記光信号を光パケット信号単位で区切るように断続的に遮断することで前記光信号を前記光パケット信号として送信することを特徴とする付記２または３に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１３８】
（付記５）前記補充手段は、
前記補充光を出力する光源と、
前記光源によって出力された補充光を前記多重化手段によって波長多重された波長多重光に波長多重する第２多重化手段と、
前記補充光が出力する前記補充光のパワーを前記総和が一定となるパワーに制御する補充光制御手段と、を備えることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の光パケットスイッチ装置。
【０１３９】
（付記６）前記多重化手段によって波長多重された波長多重光の一部を前記第２多重化手段の前段で分岐する分岐手段と、
前記分岐手段によって分岐された波長多重光のパワーを監視する監視手段と、を備え、
前記補充手段は、前記監視手段によって監視されたパワーに基づいて、前記補充光のパワーを前記総和が一定となるパワーに制御することを特徴とする付記５に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４０】
（付記７）前記多重化手段から前記第２多重化手段へ出力される前記波長多重光を遅延させる遅延手段を備えることを特徴とする付記５または６に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４１】
（付記８）前記補充光制御手段は、前記補充光を所定の遅延量だけ遅延させて出力するように前記光源を制御することで、前記第２多重化手段へ入力される前記補充光および前記波長多重光の遅延差を補償することを特徴とする付記５〜７のいずれか一つに記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４２】
（付記９）前記補充手段によって前記補充光が波長多重された波長多重のパワーを監視する第２監視手段を備え、
前記送信機は、前記光パケット信号の送信前に固定パターンの光信号を送信し、
前記補充光制御手段は、前記光パケット信号の送信前に前記固定パターンの反転パターンの補充光を出力するとともに、前記第２監視手段によって監視されるパワーに基づいて前記遅延量を設定することを特徴とする付記８に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４３】
（付記１０）前記補充光制御手段は、前記第２監視手段によって監視されるパワーのばらつきが最小となる遅延量を半周期ずらした遅延量を前記遅延量として設定することを特徴とする付記９に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４４】
（付記１１）前記補充光制御手段は、前記補充光を遅延させる所定の遅延量を前記複数の送信機ごとに設定することを特徴とする付記８〜１０のいずれか一つに記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４５】
（付記１２）前記補充手段は、光パケット信号の波長と異なる波長であり、かつ前記増幅器の増幅帯域に含まれる波長の前記補充光を波長多重することを特徴とする付記１〜１１のいずれか一つに記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４６】
（付記１３）複数の送信機によって可変波長の光パケット信号を送信する送信工程と、
前記送信工程によって送信された各光パケット信号を波長多重する多重化工程と、
前記多重化工程によって波長多重された波長多重光のパワーと補充光のパワーの総和が一定となる前記補充光を前記波長多重光に波長多重する補充工程と、
前記補充工程によって波長多重された波長多重光を増幅する増幅工程と、
前記増幅工程によって増幅された波長多重光を波長多重分離して、分離した各光パケット信号を波長に応じた各ポートからそれぞれ出力する多重分離工程と、
を含むことを特徴とする光パケットスイッチ方法。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】実施の形態１にかかる光パケットスイッチ装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した光パケットスイッチ装置の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図３】図２に示したゲートスイッチによる光信号の遮断を示す図である。
【図４】図２に示した補充光制御回路による補充光のパワー制御を示す図である。
【図５】図２に示した制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図２に示した補充光制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２にかかる光パケットスイッチ装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態３にかかる光パケットスイッチ装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図９】図７に示した光パケットスイッチ装置のキャリブレーションを示す図である。
【図１０】図８に示した補充光制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図８に示した光パケットスイッチ装置の駆動動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】実施例１にかかる光パケットスイッチ装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施例２にかかる光パケットスイッチ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１００，１２００ 光パケットスイッチ装置
１２０，１４０，１２２０ 多重化部
１３０ 補充光出力部
１５０，１２４１，１２４２ 増幅器
１６０，１２３１，１２３２，１２３３，１３２１，１３２２，１３２３，１３２４，１３２５，１３２６，１３２７，１３２８ 多重分離部
１６１，１６２，１６３ ポート
２３１ ゲートスイッチ
２４１，２５１，７１１，８１１ 分岐部
２４２ カプラ
７２０ 遅延部
１２１０Ａ，１２１０Ｂ，１２１０Ｃ 波長多重光送信部
１２５０ 受信機群
１３１１〜１３１６ インターリーバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変波長の光パケット信号を送信する複数の送信機と、
前記複数の送信機によって送信された各光パケット信号を波長多重する多重化手段と、
前記多重化手段によって波長多重された波長多重光を増幅する増幅器と、
前記増幅器によって増幅された波長多重光を波長多重分離して、分離した各光パケット信号を波長に応じた各ポートからそれぞれ出力する多重分離手段と、
前記増幅器へ入力される前記波長多重光のパワーと補充光のパワーの総和が一定となる前記補充光を前記増幅器の前段で前記波長多重光に波長多重する補充手段と、
を備えることを特徴とする光パケットスイッチ装置。
【請求項２】
前記複数の送信機のそれぞれは、
可変波長の光信号を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された光信号の波長切替期間に前記光信号を遮断するゲートスイッチと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項３】
前記ゲートスイッチは、前記光パケット信号のＯＮ／ＯＦＦを切り替え、
前記補充手段は、前記複数の送信機のそれぞれにおける前記ゲートスイッチのＯＮ／ＯＦＦの切替情報に基づいて前記波長多重光の波長多重数を算出し、算出した波長多重数に基づいて、前記補充光のパワーを前記総和が一定となるパワーに制御することを特徴とする請求項２に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項４】
前記ゲートスイッチは、前記光信号を光パケット信号単位で区切るように断続的に遮断することで前記光信号を前記光パケット信号として送信することを特徴とする請求項２または３に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項５】
前記補充手段は、
前記補充光を出力する光源と、
前記光源によって出力された補充光を前記多重化手段によって波長多重された波長多重光に波長多重する第２多重化手段と、
前記補充光が出力する前記補充光のパワーを前記総和が一定となるパワーに制御する補充光制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項６】
前記多重化手段によって波長多重された波長多重光の一部を前記第２多重化手段の前段で分岐する分岐手段と、
前記分岐手段によって分岐された波長多重光のパワーを監視する監視手段と、を備え、
前記補充手段は、前記監視手段によって監視されたパワーに基づいて、前記補充光のパワーを前記総和が一定となるパワーに制御することを特徴とする請求項５に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項７】
前記多重化手段から前記第２多重化手段へ出力される前記波長多重光を遅延させる遅延手段を備えることを特徴とする請求項５または６に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項８】
前記補充光制御手段は、前記補充光を所定の遅延量だけ遅延させて出力するように前記光源を制御することで、前記第２多重化手段へ入力される前記補充光および前記波長多重光の遅延差を補償することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項９】
前記補充手段によって前記補充光が波長多重された波長多重のパワーを監視する第２監視手段を備え、
前記送信機は、前記光パケット信号の送信前に固定パターンの光信号を送信し、
前記補充光制御手段は、前記光パケット信号の送信前に前記固定パターンの反転パターンの補充光を出力するとともに、前記第２監視手段によって監視されるパワーに基づいて前記遅延量を設定することを特徴とする請求項８に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項１０】
複数の送信機によって可変波長の光パケット信号を送信する送信工程と、
前記送信工程によって送信された各光パケット信号を波長多重する多重化工程と、
前記多重化工程によって波長多重された波長多重光のパワーと補充光のパワーの総和が一定となる前記補充光を前記波長多重光に波長多重する補充工程と、
前記補充工程によって波長多重された波長多重光を増幅する増幅工程と、
前記増幅工程によって増幅された波長多重光を波長多重分離して、分離した各光パケット信号を波長に応じた各ポートからそれぞれ出力する多重分離工程と、
を含むことを特徴とする光パケットスイッチ方法。
【請求項１】
可変波長の光パケット信号を送信する複数の送信機と、
前記複数の送信機によって送信された各光パケット信号を波長多重する多重化手段と、
前記多重化手段によって波長多重された波長多重光を増幅する増幅器と、
前記増幅器によって増幅された波長多重光を波長多重分離して、分離した各光パケット信号を波長に応じた各ポートからそれぞれ出力する多重分離手段と、
前記増幅器へ入力される前記波長多重光のパワーと補充光のパワーの総和が一定となる前記補充光を前記増幅器の前段で前記波長多重光に波長多重する補充手段と、
を備えることを特徴とする光パケットスイッチ装置。
【請求項２】
前記複数の送信機のそれぞれは、
可変波長の光信号を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された光信号の波長切替期間に前記光信号を遮断するゲートスイッチと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項３】
前記ゲートスイッチは、前記光パケット信号のＯＮ／ＯＦＦを切り替え、
前記補充手段は、前記複数の送信機のそれぞれにおける前記ゲートスイッチのＯＮ／ＯＦＦの切替情報に基づいて前記波長多重光の波長多重数を算出し、算出した波長多重数に基づいて、前記補充光のパワーを前記総和が一定となるパワーに制御することを特徴とする請求項２に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項４】
前記ゲートスイッチは、前記光信号を光パケット信号単位で区切るように断続的に遮断することで前記光信号を前記光パケット信号として送信することを特徴とする請求項２または３に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項５】
前記補充手段は、
前記補充光を出力する光源と、
前記光源によって出力された補充光を前記多重化手段によって波長多重された波長多重光に波長多重する第２多重化手段と、
前記補充光が出力する前記補充光のパワーを前記総和が一定となるパワーに制御する補充光制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項６】
前記多重化手段によって波長多重された波長多重光の一部を前記第２多重化手段の前段で分岐する分岐手段と、
前記分岐手段によって分岐された波長多重光のパワーを監視する監視手段と、を備え、
前記補充手段は、前記監視手段によって監視されたパワーに基づいて、前記補充光のパワーを前記総和が一定となるパワーに制御することを特徴とする請求項５に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項７】
前記多重化手段から前記第２多重化手段へ出力される前記波長多重光を遅延させる遅延手段を備えることを特徴とする請求項５または６に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項８】
前記補充光制御手段は、前記補充光を所定の遅延量だけ遅延させて出力するように前記光源を制御することで、前記第２多重化手段へ入力される前記補充光および前記波長多重光の遅延差を補償することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項９】
前記補充手段によって前記補充光が波長多重された波長多重のパワーを監視する第２監視手段を備え、
前記送信機は、前記光パケット信号の送信前に固定パターンの光信号を送信し、
前記補充光制御手段は、前記光パケット信号の送信前に前記固定パターンの反転パターンの補充光を出力するとともに、前記第２監視手段によって監視されるパワーに基づいて前記遅延量を設定することを特徴とする請求項８に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項１０】
複数の送信機によって可変波長の光パケット信号を送信する送信工程と、
前記送信工程によって送信された各光パケット信号を波長多重する多重化工程と、
前記多重化工程によって波長多重された波長多重光のパワーと補充光のパワーの総和が一定となる前記補充光を前記波長多重光に波長多重する補充工程と、
前記補充工程によって波長多重された波長多重光を増幅する増幅工程と、
前記増幅工程によって増幅された波長多重光を波長多重分離して、分離した各光パケット信号を波長に応じた各ポートからそれぞれ出力する多重分離工程と、
を含むことを特徴とする光パケットスイッチ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１８２９２０（Ｐ２００９−１８２９２０Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２４０２（Ｐ２００８−２２４０２）
【出願日】平成２０年２月１日（２００８．２．１）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１日（２００８．２．１）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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