光遅延装置、光回路および光遅延方法
【課題】小規模な構成で光信号に所定の遅延時間を与えること。
【解決手段】光経路ｒ１においては、入力された光信号が同一の経路を繰り返し通過する。光スイッチ１５０は、光経路ｒ１へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、光経路ｒ１へ入力された光信号を出力する出力状態と、に切り替え可能である。制御部１６０は、光スイッチ１５０を、光信号が光経路ｒ１へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは非出力状態にし、光信号が光経路ｒ１へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点で出力状態に切り替える。
【解決手段】光経路ｒ１においては、入力された光信号が同一の経路を繰り返し通過する。光スイッチ１５０は、光経路ｒ１へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、光経路ｒ１へ入力された光信号を出力する出力状態と、に切り替え可能である。制御部１６０は、光スイッチ１５０を、光信号が光経路ｒ１へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは非出力状態にし、光信号が光経路ｒ１へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点で出力状態に切り替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を遅延させる光遅延装置、光回路および光遅延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のインターネットなどの普及により通信トラフィックの需要が増加している。通信トラフィックの需要の増加に応える技術として、たとえば、１本の光ファイバに光信号を通して通信を行う光ファイバ伝送技術が用いられている。大容量情報化社会に向け、幹線系の長距離化および大容量システムに加え、より柔軟でより経済的なトランスポート網が構築され、フォトニックネットワークが構成されている。これらはメトロ（市街地網）だけでなく、オフィスや家庭の近くまで引き込まれることが想定され、さらなる低コスト化および柔軟なフォトニックネットワークが求められている。
【０００３】
このようなシステムの各ノードにおいては、従来の複数の光セルまたはタイムスロット（光パケット）に対して、所定の宛先に対応してルートを切り替えて出力機能を有することが求められる。フレキシブルなネットワークを構築する通信方式においては、複数の光パケットが同一のルートに出力される場合があり、光信号同士が衝突する場合もある。衝突した光信号同士は、たとえば、読み取り不能で受信エラーとなり、廃棄される。光パケットの廃棄は、システムの信頼性に影響するだけでなく、正常に受信できるまで送信者は再送を繰り返すことになり、ネットワークの効率が低下する。
【０００４】
このような事態を回避するために、ノードに対して多方面から任意に送付されてくる各種の光信号に対して、スケジューラやバッファが求められる。スケジューラは、光信号の宛先に応じて光信号を送出するタイミングを管理する。バッファとしては、光信号を電気信号に変換して電気バッファに格納し、電気バッファから取り出した信号を再度光信号に変換して送出する構成が知られている。しかし、光から電気への変換および電気から光への変換を利用するため、大容量および高速化に限界があり、消費電力の増加および装置の複雑化／大規模化をまねく。
【０００５】
これに対して、光信号を光のまま遅延させる光バッファが検討されている（たとえば、下記特許文献１〜４参照。）。光バッファは、同じタイミングで入力してきた光信号同士の衝突を回避して光パケットの廃棄率を下げるだけでなく、優先度の高い光信号を先に通すといった順序制御にも用いられる。従来の光バッファとしては、たとえば、長さの異なる複数の光ファイバをパラレルに配置する構成が知られている。この構成においては、光信号を長時間遅延させる場合には長い距離の光ファイバを通過させ、短時間遅延させる場合には短い距離の光ファイバを通過させて、所望の遅延時間に調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２３３０６号公報
【特許文献２】特開２００３−５７６９８号公報
【特許文献３】特開２００３−２０７８１２号公報
【特許文献４】特開２００１−２４２４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術では、光信号に所定の遅延時間を与えるための構成が大規模になるという問題がある。たとえば、長さの異なる複数の光ファイバをパラレルに配置する構成では、たとえば数百［ｍ］から数［ｋｍ］といった長い光ファイバをあらかじめ複数設けることになるため、ハードウェアが大型化する。
【０００８】
たとえば従来のように異なるファイバ長を用意するという方法では、大型のハードウェアが複雑に構成され、実システムへの導入は非現実となるだけでなく、選択できる遅延時間が不連続であるため、パケット間に無効な隙間（パケット間ギャップ）が発生する。パケット間に活用することができない無効なすき間はパケット廃棄率の減少に対して効率的ではなく、フレキシブルに交通渋滞を整理することは困難である。このボトルネックを回避する手段として、光バッファ機能には、簡易な光回路構造、小型化、および遅延時間が細かく変えられる可変機能が求められる。
【０００９】
また、従来技術において、遅延時間のフレキシブル性を得ようとすると、非現実なほどの大規模な設備が必要になる。たとえば、光パケットの１スロット時間が１［μｓ］でその光路長がたとえば２００［ｍ］の場合に、伝送路は０［ｍ］、２００［ｍ］、４００［ｍ］、６００［ｍ］、８００［ｍ］、１０００［ｍ］、１２００［ｍ］、１４００［ｍ］、１６００［ｍ］、１８００［ｍ］、２０００［ｍ］…∞となる。
【００１０】
また、従来技術においては、遅延時間のフレキシブル性を得ようとすると、たとえば光スイッチのマトリクス数や、光スイッチの後段のファイバの長さの種類も増加し、多くの光路が必要となることで、マトリクス光スイッチやｍ×１やＫ×ｍカプラにおける挿入損失も増加し、ＳＮが劣化するなど、光伝送特性を劣化させてしまう。
【００１１】
また、光パケットをループさせながらＳＳＢ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｉｄｅ Ｂａｎｄ）変調器などによって変調して、変調による波長の変化によりループから光パケットを取り出す構成では、ＳＳＢ変調器の挿入損失が大きい（たとえば１０［ｄＢ］）ため、光パケットが周回するたびに大きな損失を受けるという問題がある。これにより光伝送特性を劣化させてしまう。これを避けるために、光アンプを挿入することによって、この大きな挿入損失を補償することが考えられるが周回の回数のたびに、光アンプが発生させる雑音光が蓄積し増えること、また大きな利得を有する光増幅器は高価であるという問題がある。また、ＳＳＢ変調器は高速の信号では特性が出にくいという問題があり、一般的には最大でも２０〜２５［Ｇｂ／ｓ］程度の信号光にしか対応できず、たとえば４０［Ｇｂ／ｓ］といった高速には対応が困難である。
【００１２】
また、従来技術においては、遅延時間は波長をシフトさせる回数（周回数）に依存する。また、光アンプを設けることで、増幅帯域はたとえば３０［ｎｍ］程度に制限される。したがって、波長の変調の精度が仮に０．１［ｎｍ］であったとしても、光パケットはたとえば３００回しか周回できない。このため、実現できる遅延時間が制限されるという問題がある。このため、たとえばＷＤＭの広い帯域に適用することは困難と思われる。
【００１３】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、小規模な構成で光信号に所定の遅延時間を与えることができる光遅延装置、光回路および光遅延方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、光が同一の経路を繰り返し通過する光経路へ光信号を入力し、前記光経路へ入力された光信号を出力する出力状態と、前記光経路へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、に切り替え可能な光スイッチを、前記光信号が前記光経路へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは前記非出力状態にし、前記時点で前記出力状態に切り替える光遅延装置、光回路および光遅延方法が提案される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一側面によれば、小規模な構成で光信号に所定の遅延時間を与えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる光遅延装置の構成例を示す図である。
【図２−１】図２−１は、光パケットの反射回数と光路長との関係の一例を示す図である。
【図２−２】図２−２は、光パケットの反射回数と遅延時間との関係の一例を示す図である。
【図２−３】図２−３は、光パケットの反射回数とパワーとの関係の一例を示す図である。
【図３】図３は、光パケットに与える遅延時間の一例を示す図である。
【図４】図４は、光スイッチの切り替えタイミングの一例を示す図である。
【図５】図５は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、光遅延装置を備える光遅延回路の装置構成の基本構成例の概略を示す図である。
【図７−１】図７−１は、光遅延装置を備える光回路の構成例１を示す図である。
【図７−２】図７−２は、図７−１に示した光回路による光パケットの制御の一例を示す図である。
【図８−１】図８−１は、光遅延装置を備える光回路の構成例２を示す図である。
【図８−２】図８−２は、図８−１に示した光回路による光パケットの制御の一例を示す図である。
【図９−１】図９−１は、実施の形態２にかかる光遅延装置の構成例を示す図である。
【図９−２】図９−２は、図９−１に示した光遅延装置の変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施の形態３にかかる光遅延装置の構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施の形態４にかかる光遅延装置の構成例１を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３の光回路構造を用いた場合の光パケットの反射回数とパワーとの関係の一例を示すイメージ図である。
【図１５】図１５は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、実施の形態５にかかる光遅延装置の構成例１を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態５にかかる光遅延装置の構成例２を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態５にかかる光遅延装置の構成例３を示す図である。
【図１９】図１９は、図１８に示した光フィルタの特性の例１を示す図である。
【図２０】図２０は、図１８に示した光フィルタの特性の例２を示す図である。
【図２１】図２１は、光遅延装置の変形例１を示す図である。
【図２２】図２２は、光遅延装置の変形例２を示す図である。
【図２３】図２３は、光遅延装置の変形例３を示す図である。
【図２４−１】図２４−１は、一部透過のミラーと光ファイバとの接続例１を示す図である。
【図２４−２】図２４−２は、一部透過のミラーと光ファイバとの接続例２を示す図である。
【図２５−１】図２５−１は、全反射のミラーと光ファイバとの接続例１を示す図である。
【図２５−２】図２５−２は、全反射のミラーと光ファイバとの接続例２を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる光遅延装置、光回路および光遅延方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる光遅延装置の構成例を示す図である。図１に示す光遅延装置１００は、入力された光パケット（光信号）を所定（可変）の遅延量（遅延時間）だけ遅延させて出力する光遅延装置（光バッファ）である。遅延量は、たとえば、光パケットに実施されるべき遅延時間の情報を基に決定される。図１に示すように、光遅延装置１００は、たとえば、サーキュレータ１１０と、ミラー１２０と、遅延線１３０と、ミラー１４０と、光スイッチ１５０と、制御部１６０と、を備えている。
【００１９】
サーキュレータ１１０、ミラー１２０、遅延線１３０、ミラー１４０および光スイッチ１５０を接続する光経路は、たとえば光ファイバによって実現することができる。サーキュレータ１１０は、光遅延装置１００へ入力された光パケットをミラー１２０へ出力する。また、サーキュレータ１１０は、ミラー１２０から出力された光パケットを光スイッチ１５０へ出力する。
【００２０】
サーキュレータ１１０を用いることで、ミラー１２０から戻ってきた光パケットを、光遅延装置１００の入力部に戻さずに光スイッチ１５０へ出力することができる。すなわち、サーキュレータ１１０の適用により光の進行方向を一定方向に保ち、逆方向の進行を抑えることができる。
【００２１】
ミラー１２０は、所定の透過率（たとえば５０％）を有する一部透過の反射媒体である（ハーフミラーのようなもの）。具体的には、ミラー１２０は、サーキュレータ１１０から出力された光を所定の反射率（たとえば５０％）でサーキュレータ１１０へ反射させ、残りの光を遅延線１３０へ透過させる。また、ミラー１２０は、遅延線１３０からミラー１２０へ向かう光に対しても、その所定の反射率（たとえば５０％）で遅延線１３０へ反射させ、残りの光をサーキュレータ１１０へ透過させる。
【００２２】
遅延線１３０は、ミラー１２０から出力された光パケットを所定の時間遅延させ、遅延せた光パケットをミラー１４０へ出力する。また、遅延線１３０は、ミラー１４０から出力された光パケットを所定の時間遅延させ、遅延せた光パケットをミラー１２０へ出力する。遅延線１３０は、たとえば巻いた光ファイバによって実現することができる。
【００２３】
ミラー１４０は、遅延線１３０から出力された光パケットを遅延線１３０へ反射させる。ミラー１４０の反射率は、たとえば理想的には１００％である。ミラー１２０、遅延線１３０およびミラー１４０は、入力された光パケットが同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１（光回路）を形成する。具体的には、サーキュレータ１１０から入力された光パケットは、ミラー１２０，１４０（複数の反射媒体）の間を繰り返し往復する。この場合は、サーキュレータ１１０およびミラー１２０は、遅延対象の光パケットを光経路ｒ１へ入力する入力部となる。
【００２４】
ミラー１２０とミラー１４０との間の遅延線１３０を含む光路長は、光遅延装置１００へ入力される光パケットの最大のスロット時間（時間長）で光が進む光路長の１／２以上とする。これにより、光パケットが光経路ｒ１を１往復するためにかかる時間は、光パケットの最大のスロット時間（時間長）以上となる。
【００２５】
すなわち、光経路ｒ１は、入力される光パケットの最大のスロット時間以下の周期で光経路ｒ１の同一の経路（たとえばミラー１２０からミラー１４０への往路）を通過する光路長を有する。したがって、光経路ｒ１は、時間軸方向に光パケットの先端から末尾までが進む光路長以上の光路長を有する。これにより、光経路ｒ１において、往復する光パケットの異なる部分同士（たとえば先頭と末尾）が干渉して光パケット内における反射回数が混在することを回避することができる。このため、光パケットの波形劣化を回避することができる。
【００２６】
したがって、光遅延装置１００へ入力された光パケットは、一部がミラー１２０によって反射して光スイッチ１５０へ出力されるとともに、残りはミラー１２０とミラー１４０との間で反射を繰り返す。また、ミラー１２０とミラー１４０との間で反射を繰り返す光パケットも、ミラー１２０へ入射するごとに一部がミラー１２０を透過して光スイッチ１５０へ出力される。このため、光スイッチ１５０には、光遅延装置１００へ入力された光パケットに対して異なる遅延時間（往復回数）が与えられた各光パケットが入力される。
【００２７】
光スイッチ１５０は、光経路ｒ１へ入力された光パケットを出力しない非出力状態と、光経路ｒ１へ入力された光パケットを出力する出力状態と、に切り替え可能な光スイッチである。具体的には、光スイッチ１５０は、光経路ｒ１からミラー１２０を透過し、サーキュレータ１１０から出力された光を、通過させ（オン）、または遮断（オフ）する。また、光スイッチ１５０は、制御部１６０から出力される制御信号に応じて光のオン／オフを切り替える。
【００２８】
制御部１６０には、たとえば、光遅延装置１００へ光パケットが入力されるタイミングと、入力された光パケットに与える遅延時間と、を示す情報が入力される。制御部１６０は、入力された情報に基づいて、光スイッチ１５０へ制御運号を出力することで光スイッチ１５０のオン／オフ（出力状態／非出力状態）を切り替える。遅延時間は、たとえば、光が光経路ｒ１を往復する周期の整数倍（ゼロ倍を含んでもよい）の時間である。
【００２９】
具体的には、制御部１６０は、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点を計時する。制御部１６０は、所望の遅延時間になったら、その光パケットを光スイッチから通過させるように制御するものである。そして、制御部１６０は、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは光スイッチ１５０をオフ（非出力状態）にする。また、制御部１６０は、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点で光スイッチ１５０をオン（出力状態）に切り替える。これにより、光スイッチ１５０へ入力される光パケットのうちの、所定の遅延時間が与えられた光パケットを出力させることができる。
【００３０】
また、制御部１６０は、光スイッチ１５０をオンにする場合に、光パケットの時間長より長く光スイッチ１５０をオンにする。光スイッチ１５０をオンにする時間は、たとえば光パケットの１スロット分以上の時間である（１スロット分未満の時間の場合には、光パケット信号の先頭から末尾までのすべてが光スイッチを通過しないことになってしまうため）。制御部１６０は、光スイッチ１５０をオンに切り替えてから光パケットの時間長が経過すると、光スイッチ１５０をオフに切り替える。これにより、光スイッチ１５０へ入力される光パケットのうちの、所定の遅延時間が与えられた光パケットのみを出力させることができる。
【００３１】
このため、光遅延装置１００へ入力された光パケットを所定の遅延時間だけ遅延させて出力することができる。制御部１６０は、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサなどによって実現することができる。また、制御部１６０は、光遅延装置１００の外部に設けられていてもよい。この場合は、光スイッチ１５０は、光遅延装置１００の外部からの制御信号によって制御される。また、制御部１６０は、スケジューラ（Ｂｕｆｆｅｒ Ｍａｎａｇｅｒやルーティングコントロール）の機能を有していてもよい。
【００３２】
ここで、光遅延装置１００による光パケットの遅延時間について説明する。光が１秒間に進む距離は、屈折率を１とすると２９９７９２４５８［ｍ］であり、一般的な光ファイバの屈折率である１．４５の場合には２０６７５３４１９［ｍ］となる。ミラー１２０とミラー１４０との間の距離をＡ［ｍ］とする。光が光遅延装置１００へ入力されてからサーキュレータ１１０までの経路の距離をＢ［ｍ］とする。サーキュレータ１１０とミラー１２０との間の距離をＣ［ｍ］とする。サーキュレータ１１０と光スイッチ１５０との間の距離をＤ［ｍ］とする。ミラー１２０とミラー１４０との間における光パケットの往復回数をＮとする。
【００３３】
この場合は、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから光スイッチ１５０によって出力されるまでの経路の距離は、（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）＋２Ａ×Ｎとなる。したがって、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから光スイッチ１５０によって出力されるまでの時間（遅延時間）は、一般的な光ファイバの屈折率である１．４５を条件とした場合には（（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）＋２Ａ×Ｎ）／２０６７５３４１９となる。
【００３４】
図２−１は、光パケットの反射回数と光路長との関係の一例を示す図である。図２−１において、横軸は、ミラー１２０とミラー１４０との間を光パケットが往復する回数を示している。縦軸は、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復する光パケットが進む光路長「ｍ」を示している。また、ミラー１２０とミラー１４０との間の光路長が１００［ｍ］（往復では２００［ｍ］）である場合について説明する。
【００３５】
図２−１の座標点２１１〜２１６に示すように、ミラー１２０とミラー１４０との間を光パケットが往復する回数が多くなるほど、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復する光パケットが進む光路長が長くなる。たとえば、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復する光パケットが進む光路長は、ミラー１２０とミラー１４０との間を光パケットが往復する回数に２００［ｍ］を乗じた長さになる。
【００３６】
なお、サーキュレータ１１０とミラー１２０との間の光路長や、サーキュレータ１１０と光スイッチ１５０との間の光路長などについては、遅延線１３０を含む光経路ｒ１の光路長に対して十分に短いため、ここでは考慮していない。
【００３７】
図２−２は、光パケットの反射回数と遅延時間との関係の一例を示す図である。図２−２において、図２−１に示した部分と同様の部分については説明を省略する。図２−２の縦軸は、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復した光パケットに与えられる遅延時間［μｓ］を示している。
【００３８】
図２−２の座標点２２１〜２２６に示すように、ミラー１２０とミラー１４０との間を光パケットが往復する回数が多くなるほど、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復した光パケットに与えられる遅延時間が長くなる。たとえば、ミラー１２０とミラー１４０との間を光パケットが１［μｓ］で１往復するとする。この場合は、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復した光パケットに与えられる遅延時間は、ミラー１２０とミラー１４０との間を光パケットが往復した回数に１［μｓ］を乗じた長さになる。
【００３９】
図２−３は、光パケットの反射回数とパワーとの関係の一例を示す図である。図２−３において、図２−１に示した部分と同様の部分については説明を省略する。図２−３の縦軸は、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復した光パケットのパワーを、光遅延装置１００へ入力された光パケットのパワーに対する相対値［ｄＢ］によって示している。図２−３においては、ミラー１２０の透過率が５０％である場合について説明する。
【００４０】
図２−３の座標点２３１〜２３６に示すように、ミラー１２０とミラー１４０との間を光パケットが往復する回数が多くなるほど、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復した光パケットのパワーが小さくなる。たとえば、光経路ｒ１を往復する光パケットは、ミラー１２０によって反射するごとにパワーが３［ｄＢ］低下する。
【００４１】
図３は、光パケットに与える遅延時間の一例を示す図である。図３において、横軸は時間（Ｔｉｍｅ）を示している。縦軸は光のパワーを示している。スロット時間ｔ１は、光パケット３１１の最長のスロット時間である。図３においてはスロット時間ｔ１を１［μｓ］とする。グラフ３１０の光パケット３１１は、光遅延装置１００へ入力された光パケットである。
【００４２】
グラフ３２０の光パケット３２１は、光経路ｒ１を往復せずに光スイッチ１５０へ入力される光パケットである。すなわち、光パケット３２１は、サーキュレータ１１０からミラー１２０へ出力され、ミラー１２０によってサーキュレータ１１０へ反射した光パケットである。したがって、光遅延装置１００へ入力された光パケット３１１に対して、光パケット３２１の遅延量はほぼゼロになる。制御部１６０は、光パケット３２１が光スイッチ１５０へ入力される期間Ｔ２２においては光スイッチ１５０をオンにする。また、制御部１６０は、期間Ｔ２２の後の期間Ｔ２３においては光スイッチ１５０をオフにする。これにより、遅延量がほぼゼロの光パケット３２１を出力することができる。
【００４３】
グラフ３３０の光パケット３３１は、光経路ｒ１を１回往復して光スイッチ１５０へ入力される光パケットである。したがって、光遅延装置１００へ入力された光パケット３１１に対して、光パケット３３１の遅延量は約１［μｓ］になる。制御部１６０は、光パケット３３１が光スイッチ１５０へ入力される期間Ｔ３３においては光スイッチ１５０をオンにする。また、制御部１６０は、期間Ｔ３３とは異なる期間Ｔ３２，Ｔ３４においては光スイッチ１５０をオフにする。これにより、遅延量が約１［μｓ］の光パケット３３１を出力することができる。
【００４４】
グラフ３４０の光パケット３４１は、光経路ｒ１を３回往復して光スイッチ１５０へ入力される光パケットである。したがって、光遅延装置１００へ入力された光パケット３１１に対して、光パケット３４１の遅延量は約３［μｓ］になる。制御部１６０は、光パケット３４１が光スイッチ１５０へ入力される期間Ｔ４３においては光スイッチ１５０をオンにする。また、制御部１６０は、期間Ｔ４３とは異なる期間Ｔ４２，Ｔ４４においては光スイッチ１５０をオフにする。これにより、遅延量が約３［μｓ］の光パケット３４１を出力することができる。
【００４５】
このように、図１に示した光遅延装置１００によれば、入力された光パケットを所定の遅延時間によって遅延させて出力することができる。光パケットの遅延時間は、たとえば、光が光経路ｒ１を往復する周期を単位として変化させることができる。また、光が光経路ｒ１を往復する周期は、光パケットの最大のスロット長以上に設定されるため、光パケットの遅延時間は、光パケットのスロット長の単位で変化させることができる。これにより、たとえば光通信システムのノード内において、複数の光パケットを衝突しないように制御することが容易になる。
【００４６】
なお、ミラー１２０とミラー１４０との間の光路長を長くし過ぎると、可変遅延時間が長くなる。したがって、適用する通信システムにおける所要の遅延時間に配慮して、ミラー１２０とミラー１４０との間の光路長を設定することが好ましい。たとえば、通信システムの例として、光パケットの１スロット時間が１［μｓ］で、所要の可変遅延時間が１［μｓ］〜１０［μｓ］とし、光経路ｒ１の屈折率を約１．４５とする。
【００４７】
この場合は、ミラー１２０とミラー１４０との間の光路長をたとえば１００［ｍ］（往復で２００［ｍ］）に設定する。これにより、光パケットの光経路ｒ１における反射回数を１回〜１０回に変化させることで、光パケットの遅延時間を１［μｓ］〜１０［μｓ］に変化させることができる。
【００４８】
ただし、光が光経路ｒ１を往復する時間は、光経路ｒ１の屈折率により異なる。具体的には、光経路ｒ１の屈折率が高いほど、光が光経路ｒ１を往復する時間は長くなる。したがって、屈折率が約１．４５より高い光媒体（たとえばシリコン）を光経路ｒ１に用いれば、光経路ｒ１の長さをより短くすることもできる。このため、光遅延装置１００のさらなる小型化を図ることができる。
【００４９】
また、光パケットの１スロット分の最小の遅延時間を満たすには、パケット信号と精度よくタイミング（同期）をとるために、光スイッチ１５０の切り替えが、光パケットの１スロット時間の少なくとも１／１００以下の高速性を有することが好ましい。たとえば、光パケットの１スロット時間が１［μｓ］の場合で、１スロット分の最小の遅延時間を満たすには、たとえば１０［ｎｓ］以下の応答速度の光スイッチ１５０を用いることが好ましい。
【００５０】
高速な光スイッチ１５０としては、電気光学効果を有するＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）を用いる光スイッチやＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：半導体光増幅器）などを適用することができる。ただし、光パケットを送信する時間間隔が長い装置や光パケットの先頭と末尾には捨ててもよい重要度の低い情報しか入っていない場合などは、光スイッチ１５０は必ずしも高速である必要はなくなる。
【００５１】
また、ミラー１２０とミラー１４０との間の光路長の２倍が、光パケットの１スロット分の光路長より長い場合は、遅延時間が異なる各光パケットが間隔を空けて光スイッチ１５０へ入力される。このため、光スイッチ１５０による特定の光パケットの切り出しが容易になる。このため、たとえば、光スイッチ１５０は必ずしも高速なスイッチでなくてもよい。または、制御部１６０による制御が必ずしも高速でなくてもよい。
【００５２】
図４は、光スイッチの切り替えタイミングの一例を示す図である。図４において、横軸は時間（Ｔｉｍｅ）を示している。縦軸は光の強度「ｄＢｍ」を示している。スロット時間ｔ１は、最長のスロット時間（たとえば１［μｓ］）である。グラフ４１０の光パケット４１１は、光遅延装置１００へ入力された光パケットである。グラフ４２０の光パケット４２１〜４２６は、光パケット４２１が光経路ｒ１をそれぞれ０〜５回往復して光スイッチ１５０へ入力された光パケットである。ここでは、光経路ｒ１を４往復した光パケット４２５（遅延時間はたとえば４［μｓ］）を出力する場合について説明する。
【００５３】
この場合は、制御部１６０は、光パケット４２１〜４２４，４２６が光スイッチ１５０へ入力される期間Ｔ３１，Ｔ３３においては光スイッチ１５０をオフにする。また、制御部１６０は、光パケット４２５が入力される期間Ｔ３２において、光パケット４２５の先頭が光スイッチ１５０へ到達していない期間Ｔ３２ａにおいて光スイッチ１５０をオフからオンに切り替える。
【００５４】
また、制御部１６０は、期間Ｔ３２において、光パケット４２５の末尾が光スイッチ１５０から出力されてから、つぎの光パケット４２６が光スイッチ１５０へ到達するまでの期間Ｔ３２ｂにおいて光スイッチ１５０をオンからオフに切り替える。これにより、光パケット４２５の先頭から末尾までを光スイッチ１５０から出力させるとともに、光パケット４２５の前後の光パケット４２４，４２６は光スイッチ１５０から出力させないようにすることができる。
【００５５】
図５は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。制御部１６０は、たとえば図５に示す各ステップを繰り返し実行する。なお、図５に示す各ステップの実行前は、光スイッチ１５０はオフ（光を通さない状態）になっているとする。まず、制御部１６０は、光遅延装置１００への光パケットの入力タイミングと、入力される光パケットに与えるべき遅延時間と、が通知されたか否かを判断し（ステップＳ５０１）、通知されるまで待つ（ステップＳ５０１：Ｎｏのループ）。入力タイミングおよび遅延時間は、たとえば光遅延装置１００を管理する外部のスケジューラなどから通知される。
【００５６】
ステップＳ５０１において、入力タイミングと遅延時間が通知されると（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、通知された入力タイミングから、通知された遅延時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ５０２）。そして、制御部１６０は、所定の遅延時間が経過するまで待つ（ステップＳ５０２：Ｎｏのループ）。
【００５７】
ステップＳ５０２において、遅延時間が経過すると（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、光スイッチ１５０をオンにする（ステップＳ５０３）。つぎに、制御部１６０は、ステップＳ５０３によって光スイッチ１５０をオンにしてから一定時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ５０４）、一定時間が経過するまで待つ（ステップＳ５０４：Ｎｏのループ）。この一定時間とは、所定の遅延時間を有した光パケットの信号の先頭から末尾までを光スイッチから通過させるための時間であり、たとえばその装置仕様で定まっている光パケットの最長のスロット時間が好ましい。なお、光パケットの最長のスロット時間は、あらかじめ光遅延装置１００のメモリに記憶されていてもよいし、スケジューラなどから通知されてもよい。
【００５８】
ステップＳ５０４において、一定時間が経過すると（ステップＳ５０４：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、光スイッチ１５０をオフにし（ステップＳ５０５）、一連の処理を終了する。以上の各ステップにより、通知された遅延時間だけ遅延させた光パケットを出力することができる。
【００５９】
図６は、光遅延装置を備える光遅延回路の装置構成の基本構成例の概略を示す図である。図６に示すように、光遅延回路６００は、分岐部６１０と、遅延部６２０と、光電変換部６３０と、光遅延装置１００と、を備えている。分岐部６１０は、光遅延回路６００へ入力された光パケットを分岐する。分岐部６１０は、分岐した各光パケットをそれぞれ遅延部６２０および光電変換部６３０へ出力する。遅延部６２０は、分岐部６１０から出力された光パケットを一定時間遅延させて光遅延装置１００へ出力する。
【００６０】
光遅延装置１００の前段に遅延部６２０と分岐部６１０を設置しておくことで、光パケット信号が光遅延装置に入力する前に、光電変換部６３０でその光パケット信号情報を取り出した光パケット信号情報に応じた処理を光遅延装置１００に通知（指示）することができる。
【００６１】
光電変換部６３０（Ｏ／Ｅ）は、分岐部６１０から出力された光パケットを電気信号に変換し、変換した電気信号を光遅延装置１００へ出力する。光遅延装置１００は、たとえば図１に示した光遅延装置１００である。光遅延装置１００は、遅延部６２０から出力された光パケットを所定の遅延時間によって遅延させて出力する。
【００６２】
たとえば、光遅延装置１００の制御部１６０は、光電変換部６３０から出力された電気信号に基づいて光パケットの入力タイミングおよび遅延時間を取得し、取得した入力タイミングおよび遅延時間に基づいて光パケットを遅延させて出力する。遅延部６２０における光パケットの遅延時間は、たとえば、光遅延装置１００へ入力される光パケットに対して、光電変換部６３０を経由して行われる遅延の制御が間に合うように設定する。
【００６３】
なお、図６に示した光遅延装置１００を備える光遅延回路６００の装置構成は一例であり、光遅延装置１００の構成はこのような構成に限らない。
【００６４】
図７−１は、光遅延装置を備える光回路の構成例１を示す図である。図７−１に示すように、光回路７００は、Ｍ（Ｍは１以上の自然数）個の分岐部７１１〜７１Ｍと、Ｍ個の遅延部７２１〜７２Ｍと、マトリックス光スイッチ７３０と、Ｍ個の光電変換部７４１〜７４Ｍと、スケジューラ７５０と、Ｎ個（Ｎは１以上でＭ以下の自然数）の光遅延装置７６１〜７６Ｎと、光カプラ７７０と、を備えている。
【００６５】
光回路７００には、Ｍ本の経路から光パケットが入力されるとする。分岐部７１１〜７１Ｍは、それぞれＭ本の経路に対応して設けられている。分岐部７１１は、対応する経路から入力された光パケットを分岐し、分岐した各光パケットをそれぞれ遅延部７２１および光電変換部７４１へ出力する。同様に、分岐部７１２〜７１Ｍは、それぞれ対応する経路から入力された光パケットを分岐し、分岐した各光パケットをそれぞれ遅延部７２２〜７２Ｍおよび光電変換部７４２〜７４Ｍへ出力する。
【００６６】
遅延部７２１〜７２Ｍは、それぞれ分岐部７１１〜７１Ｍから出力された光パケットを一定時間遅延させてマトリックス光スイッチ７３０へ出力する。マトリックス光スイッチ７３０は、遅延部７２１〜７２Ｍから出力される各光パケットを、光遅延装置７６１〜７６Ｎのうちの任意の光遅延装置へ出力するＭ×Ｎの光経路スイッチ（光クロスコネクト）である。マトリックス光スイッチ７３０における経路切替は、たとえばスケジューラ７５０によって制御される。
【００６７】
光電変換部７４１〜７４Ｍは、それぞれ分岐部７１１〜７１Ｍから出力された光パケットを電気信号に変換し、電気信号に変換したパケットをスケジューラ７５０へ出力する。スケジューラ７５０は、光電変換部７４１〜７４Ｍから出力された各光パケットに基づいて、マトリックス光スイッチ７３０における経路切替および光遅延装置７６１〜７６Ｎにおける光パケットの遅延時間を制御する。たとえば、スケジューラ７５０は、光電変換部７４１〜７４Ｍから出力された各光パケットに含まれるヘッダ情報などに基づいて各経路の光パケットの優先度を取得し、取得した優先度に基づいて各制御を行う。
【００６８】
光遅延装置７６１〜７６Ｎのそれぞれは、マトリックス光スイッチ７３０から出力された光パケットを所定の遅延時間だけ遅延させ、遅延させた光パケットを光カプラ７７０へ出力する。光遅延装置７６１〜７６Ｎのそれぞれの遅延時間はスケジューラ７５０によって制御される。光遅延装置７６１〜７６Ｎのそれぞれには、たとえば図１に示した光遅延装置１００を適用することができる。
【００６９】
光カプラ７７０は、光遅延装置７６１〜７６Ｎから出力される光パケットを合波して出力するＮ×１の合波器である。スケジューラ７５０は、たとえば、光カプラ７７０において光パケットが衝突しないように光遅延装置７６１〜７６Ｎのそれぞれの遅延時間を調整する。光遅延装置７６１〜７６Ｎによれば、たとえば光パケットのスロット長の単位で遅延時間を調整することができるため、光カプラ７７０において光パケットが衝突しないように容易に制御することができる。
【００７０】
図７−２は、図７−１に示した光回路による光パケットの制御の一例を示す図である。図７−２において、図７−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図７−２に示すように、光回路７００に対して、各経路から光パケット７０１〜７０３が入力されたとする。また、光パケット７０１〜７０３の各ヘッダには、光パケット７０３，７０２，７０１の順に高い優先順位が設定されていたとする。
【００７１】
この場合は、スケジューラ７５０は、たとえば光パケット７０１〜７０３をそれぞれ光遅延装置７６１，７６２，７６Ｎへ入力するようにマトリックス光スイッチ７３０を制御する。また、スケジューラ７５０は、光遅延装置７６１，７６２，７６Ｎの順に長い遅延時間を設定する。これにより、光カプラ７７０の出力は光パケット７０３，７０２，７０１の順になり、優先順位にしたがって各パケットの順序を制御することができる。また、光パケット７０３，７０２，７０１が衝突しないようにすることができる。
【００７２】
図７−１，図７−２に示したように、光回路７００においては、光遅延装置７６１〜７６Ｎから出力される各光信号を光カプラ７７０（合波部）によって合波する。そして、スケジューラ７５０（決定部）は、光カプラ７７０において各光信号が衝突しないように、光遅延装置７６１〜７６Ｎにおける遅延時間をそれぞれ決定する。光遅延装置７６１〜７６Ｎのそれぞれの制御部１６０は、スケジューラ７５０によって決定された遅延時間によって光信号を遅延させる。
【００７３】
図８−１は、光遅延装置を備える光回路の構成例２を示す図である。図８−１に示すように、光回路８００は、分岐部８１１，８１２と、遅延部８２１，８２２と、波長分離部８３１，８３２と、光電変換部８４１，８４２と、スケジューラ８５０と、ｎ個（ｎは１以上の自然数）の光遅延装置８６１〜８６ｎと、ｎ個の光遅延装置８７１〜８７ｎと、マトリックス光スイッチ８８０と、波長多重部８９１，８９２と、を備えている。
【００７４】
分岐部８１１，８１２のそれぞれには、波長が異なる複数の光パケットを多重化した波長多重光が入力される。分岐部８１１は、入力された波長多重光を分岐し、分岐した各波長多重光をそれぞれ遅延部８２１および光電変換部８４１へ出力する。分岐部８１２は、入力された波長多重光を分岐し、分岐した各波長多重光をそれぞれ遅延部８２２および光電変換部８４２へ出力する。
【００７５】
遅延部８２１は、分岐部８１１から出力された波長多重光を一定時間遅延させて波長分離部８３１へ出力する。遅延部８２２は、分岐部８１２から出力された波長多重光を一定時間遅延させて波長分離部８３２へ出力する。波長分離部８３１は、遅延部８２１から出力された波長多重光を波長ごとの各光パケットに分離し、分離した各光パケットをそれぞれ光遅延装置８６１〜８６ｎへ出力する。波長分離部８３２は、遅延部８２２から出力された波長多重光を波長ごとの各光パケットに分離し、分離した各光パケットをそれぞれ光遅延装置８７１〜８７ｎへ出力する。
【００７６】
光電変換部８４１，８４２は、それぞれ分岐部８１１，８１２から出力された波長多重光を電気信号に変換し、電気信号に変換した信号をスケジューラ８５０へ出力する。スケジューラ８５０は、光電変換部８４１，８４２から出力された各波長多重信号に基づいて、光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎにおける光パケットの遅延時間およびマトリックス光スイッチ８８０における経路切替を制御する。たとえば、スケジューラ８５０は、光電変換部８４１，８４２から出力された各信号に含まれるヘッダ情報などに基づいて各光パケットの優先度を取得し、取得した優先度に基づいて各制御を行う。
【００７７】
光遅延装置８６１〜８６ｎのそれぞれは、波長分離部８３１から出力された光パケットを所定の遅延時間だけ遅延させ、遅延させた光パケットをマトリックス光スイッチ８８０へ出力する。光遅延装置８７１〜８７ｎのそれぞれは、波長分離部８３２から出力された光パケットを所定の遅延時間だけ遅延させ、遅延させた光パケットをマトリックス光スイッチ８８０へ出力する。光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎのそれぞれの遅延時間はスケジューラ８５０によって制御される。光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎのそれぞれには、たとえば図１に示した光遅延装置１００を適用することができる。
【００７８】
マトリックス光スイッチ８８０は、光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎから出力される各光パケットを、波長多重部８９１，８９２のうちの任意の波長多重部の入力部へ出力する光経路スイッチ（光クロスコネクト）である。マトリックス光スイッチ８８０における経路切替は、たとえばスケジューラ８５０によって制御される。
【００７９】
波長多重部８９１，８９２のそれぞれは、マトリックス光スイッチ８８０から出力される各光パケットを多重化し、多重化により得られた波長多重光を出力する。スケジューラ８５０は、たとえば、波長多重部８９１，８９２において同一波長の光パケットが衝突しないように光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎのそれぞれの遅延時間を調整する。光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎによれば、たとえば光パケットのスロット長の単位で遅延時間を調整することができるため、波長多重部８９１，８９２において同一波長の光パケットが衝突しないように容易に制御することができる。
【００８０】
図８−２は、図８−１に示した光回路による光パケットの制御の一例を示す図である。図８−２において、図８−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図８−２に示すように、光回路８００に対して、分岐部８１１，８１２にそれぞれ光パケット８０１，８０２が入力されたとする。光パケット８０１，８０２の宛先はともに波長多重部８９２の出力に接続されているとする。また、光パケット８０１，８０２の各ヘッダには、光パケット８０１，８０２の順に高い優先順位が設定されていたとする。また、光パケット８０１，８０２の波長はともにλ２であり、光パケット８０１，８０２はそれぞれ光遅延装置８６２，８７２へ入力されるとする。
【００８１】
この場合は、スケジューラ８５０は、光遅延装置８６２の遅延時間を光遅延装置８７２より短く設定する。また、スケジューラ８５０は、光遅延装置８６２，８７２から出力される光パケット８０１，８０２をともに波長多重部８９２へ出力するようにマトリックス光スイッチ８８０を制御する。これにより、波長多重部８９２の出力は光パケット８０１，８０２の順になり、優先順位にしたがって各パケットの順序を制御することができる。また、同一波長の光パケット８０１，８０２が衝突しないようにすることができる。
【００８２】
図８−１，図８−２に示したように、光回路８００においては、光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎから出力される各光信号を波長多重部８９１，８９２（合波部）によって合波する。スケジューラ８５０（決定部）は、波長多重部８９１，８９２において各光信号が衝突しないように、光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎにおける遅延時間をそれぞれ決定する。光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎのそれぞれの制御部１６０は、スケジューラ８５０によって決定された遅延時間によって光信号を遅延させる。
【００８３】
このように、実施の形態１にかかる光遅延装置１００は、光が同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１へ光パケットを入力し、入力してから所定の遅延時間が経過した時点で光経路ｒ１の光パケットを光スイッチ１５０から出力する。具体的には、光経路ｒ１は、入力された光の一部を透過させる一部透過のミラー１２０を含む。光スイッチ１５０は、光経路ｒ１からミラー１２０を透過して出力される光パケットのオン／オフを切り替える。これにより、小規模な構成で光パケットに所定の遅延時間を与えることができる。
【００８４】
たとえば、設定可能な遅延時間ごとに長距離の光経路を設け、光スイッチによって光パケットを各経路に振り分ける構成に比べて、光遅延装置１００は小規模な構成によって実現することができる。このため、たとえば光回路７００や光回路８００のような光遅延装置を含む光回路を小規模にすることができる。また、たとえば、光パケットをループさせながら変調し、変調による波長の変化によりループから光パケットを取り出す構成に比べて、光遅延装置１００は、光パケットの波長に依存せずに光パケットを遅延させることができる。
【００８５】
また、光遅延装置１００は、光経路ｒ１に設けられ、光パケットを遅延させる遅延線１３０を備えることで、光経路ｒ１の光路長を確保しつつ光経路ｒ１を小型化することができる。このため、光遅延装置１００の小型化を図ることができる。また、光経路ｒ１が、光パケットの最大の時間長（スロット長）によって光が進む光路長以上の光路長を有することで、光パケットの異なる部分同士（たとえば先頭と末尾）が衝突することによる光パケットの劣化を抑えることができる。
【００８６】
また、制御部１６０は、光スイッチ１５０をオンにする場合に、光パケットの時間長だけ光スイッチ１５０をオンにする。これにより、特定の遅延時間（反射回数）の光パケット以外の光パケットが出力されることを回避し、出力される光パケットの劣化を抑えることができる。また、一部透過のミラー１２０に対して光パケットを垂直に入射する構成とすることができるため、たとえば、波長依存性、偏波依存性、偏波モード分散などを抑えることができる。このため、伝送品質の低下を抑えることができる。
【００８７】
（実施の形態２）
図９−１は、実施の形態２にかかる光遅延装置の構成例を示す図である。図９−１において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図９−１に示すように、実施の形態２にかかる光遅延装置１００は、図１に示した光スイッチ１５０に代えてＳＯＡ９１０を備えている。サーキュレータ１１０は、ミラー１２０から出力された光パケットをＳＯＡ９１０へ出力する。
【００８８】
ＳＯＡ９１０は、サーキュレータ１１０から出力された光を可変の増幅率によって増幅する半導体光増幅器である。ＳＯＡ９１０の増幅率は、制御部１６０から出力される駆動電流によって制御される。制御部１６０は、ＳＯＡ９１０へ出力する駆動電流によってＳＯＡ９１０の増幅率を制御する。
【００８９】
たとえば、駆動電流をオフにすることでＳＯＡ９１０の増幅率がゼロになると、サーキュレータ１１０から出力された光を遮断（オフ）することができる。また、駆動電流をオンにすることでＳＯＡ９１０の増幅率がゼロより大きくなると、サーキュレータ１１０から出力された光を出力（オン）することができる。また、駆動電流の大きさを制御することでＳＯＡ９１０の増幅率を変化させることができる。
【００９０】
このように、ＳＯＡ９１０を用いることで、光のオン／オフを切り替える機能とともに、光を可変の増幅率によって増幅させることができる。これにより、光パケットが光経路ｒ１を往復することによる光パケットの低下を補償することができる。また、駆動電流に対するＳＯＡ９１０の増幅率の応答は高速（たとえば［ｎｓ］オーダ）であるため、光のオン／オフの切り替えを高速に行うことができる。このため、特定の往復回数の光パケットをＳＯＡ９１０から精度よく出力することができる。
【００９１】
たとえば、光遅延装置１００のメモリには、光パケットに与える遅延時間と、ＳＯＡ９１０の駆動電流の値と、を対応付ける対応情報（たとえばテーブルや計算式）が記憶されている。対応情報においては、たとえば、長い遅延時間ほど大きな駆動電流の値が対応付けられている。制御部１６０は、光パケットに与える遅延時間と、光遅延装置１００のメモリに記憶された対応情報と、に基づいてＳＯＡ９１０における駆動電流の値を取得する。そして、制御部１６０は、取得した値の駆動電流をＳＯＡ９１０へ入力する。
【００９２】
このように、制御部１６０は、たとえば、光パケットに与える遅延時間が長いほどＳＯＡ９１０の増幅率を大きくするようにＳＯＡ９１０を制御する。これにより、光パケットが光経路ｒ１を往復することによる光パケットのパワーの低下を抑え、光パケットの伝送特性を高い品質に維持することができる。
【００９３】
図９−２は、図９−１に示した光遅延装置の変形例を示す図である。図９−２において、図９−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図９−２に示すように、光遅延装置１００は、図９−１に示した構成に加えて、分岐部９２１と、光電変換部９２２と、を備えていてもよい。分岐部９２１は、サーキュレータ１１０から出力される光パケットを分岐し、分岐した各光パケットをそれぞれＳＯＡ９１０および光電変換部９２２へ出力する。
【００９４】
光電変換部９２２は、分岐部９２１から出力された光パケットを光電変換し、光パケットのパワーを示す信号を制御部１６０へ出力する。制御部１６０は、光電変換部９２２から出力された信号に基づいて、ＳＯＡ９１０へ入力される光パケットのパワーを取得する。そして、制御部１６０は、取得したパワーに基づいてＳＯＡ９１０の増幅率を変化させる。
【００９５】
たとえば、光遅延装置１００のメモリには、光電変換部９２２から出力された信号に基づいて取得されるパワーと、ＳＯＡ９１０の駆動電流の値と、を対応付ける対応情報（たとえばテーブルや計算式）が記憶されている。対応情報においては、たとえば、小さなパワーほど大きな駆動電流の値が対応付けられている。制御部１６０は、光電変換部９２２から出力された信号に基づいて取得したパワーと、光遅延装置１００のメモリに記憶された対応情報と、に基づいてＳＯＡ９１０における駆動電流の値を取得する。そして、制御部１６０は、取得した値の駆動電流をＳＯＡ９１０へ入力する。
【００９６】
この光回路構成では、図２−３に示したように、所定の遅延時間を長くとると、光パワーは小さくなるため、この小さくなった分、ＳＯＡ９１０の増幅率を大きくすればいいことが分かる。たとえば、光電変換部９２２でモニタした信号に基づいてその光パワーの減少をキャッチして、その結果に基づいてＳＯＡ９１０の駆動電力を大きくするように制御するのが好ましい。
【００９７】
図９−１または図９−２に示した光遅延装置１００によれば、ＳＯＡ９１０から出力される光パケットのパワーを、遅延時間にかかわらず所定の一定値に制御することができる。これにより、出力される光パケットの光レベルが小さ過ぎてＳＮ比（Ｓｉｇｎａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：信号雑音比）が劣化することを回避することができる。また、出力される光パケットの光レベルが大き過ぎて非線形効果の影響により伝送特性が劣化することを回避することができる。このため、光パケットの伝送特性を高い品質に維持できる。
【００９８】
ただし、制御部１６０による制御は、ＳＯＡ９１０から出力されるパワーを一定にする制御に限らない。たとえば、制御部１６０は、ＳＯＡ９１０から出力されるパワーを、光遅延装置１００へ入力されたときのパワーより大きくするように制御してもよい。これにより、光遅延装置１００に光パケットの増幅機能を持たせることができる。このため、たとえば光遅延装置１００の前段におけるパワーの低下などを補償することもできる。
【００９９】
図１０は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。図９−２に示した制御部１６０は、たとえば図１０に示す各ステップを繰り返し実行する。なお、図１０に示す各ステップの実行前は、ＳＯＡ９１０はオフになっているとする。図１０に示すステップＳ１００１，Ｓ１００２は、図５に示したステップＳ５０１，Ｓ５０２と同様である。ステップＳ１００２において遅延時間が経過すると（ステップＳ１００２：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、光電変換部９２２からモニタされる情報を取得する（ステップＳ１００３）。
【０１００】
ステップＳ１００３によって取得した情報に基づいて、所定の光パワーがＳＯＡ９１０から出力されるようにＳＯＡ９１０の駆動電流を制御する（ステップＳ１００４）。つぎに、制御部１６０は、ステップＳ１００４によって駆動電流を制御してから一定時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ１００５）、一定時間が経過するまで待つ（ステップＳ１００５：Ｎｏのループ）。
【０１０１】
ステップＳ１００５において、一定時間が経過すると（ステップＳ１００５：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、ＳＯＡ９１０の駆動電流をゼロにし（ステップＳ１００６）、一連の処理を終了する。以上の各ステップにより、通知された遅延時間だけ遅延させた光パケットを出力するとともに、ＳＯＡ９１０へ入力される光パケットのパワーに応じて光パケットを増幅して出力することができる。
【０１０２】
このように、実施の形態２にかかる光遅延装置１００によれば、実施の形態１にかかる光遅延装置１００と同様の効果を奏するとともに、光経路ｒ１の光パケットをＳＯＡ９１０から出力することができる。これにより、光経路ｒ１において往復することによって低下した光パケットのパワーを補償することができる。また、駆動電流のオン／オフが高速なＳＯＡ９１０を用いることで、特定の往復回数の光パケットをＳＯＡ９１０から精度よく出力し、光パケットの品質を向上させることができる。なお、ＳＯＡ９１０の入出力側には光の進行方向が一定に保つように、アイソレータを適用することが好ましい。ただし、本光回路構成ではＳＯＡ９１０の入力側には既にサーキュレータが備えてあるため、アイソレータは出力側だけでもよい。
【０１０３】
また、実施の形態２にかかる光遅延装置１００は、図６に示した光遅延回路６００の光遅延装置１００や、図７−１〜図８−２に示した光回路７００，８００の光遅延装置７６１〜７６Ｎ，８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎなどに適用することもできる。
【０１０４】
（実施の形態３）
図１１は、実施の形態３にかかる光遅延装置の構成例を示す図である。図１１において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１１に示すように、実施の形態３にかかる光遅延装置１００は、図１に示した構成に加えて、光経路ｒ１に設けられたＳＯＡ１１１０を備えている。図１１に示す例では、ＳＯＡ１１１０はミラー１２０と遅延線１３０との間に設けられている。ただし、ＳＯＡ１１１０は遅延線１３０とミラー１４０との間に設けられていてもよい。
【０１０５】
ＳＯＡ１１１０は、光経路ｒ１を往復する光パケットを増幅する。ここで、ＳＯＡ１１１０は可逆性があるため、ＳＯＡ１１１０へ駆動電流を供給している間は、光経路ｒ１を往復する光パケットは、ＳＯＡ１１１０を双方向に通過する。
【０１０６】
制御部１６０は、光パケットが光経路ｒ１へ入力されると、ＳＯＡ１１１０をオンにする。これにより、光パケットは、ＳＯＡ１１１０を双方向に通過しながら光経路ｒ１を往復する。このため、たとえばＳＯＡ１１１０の増幅率を１以上にすれば、光パケットがミラー１２０において反射するごとに低下するパワーを補償することも可能である。
【０１０７】
また、制御部１６０は、光スイッチ１５０をオンにして光パケットを出力する際に、出力すべき光パケットが光スイッチ１５０によって反射してＳＯＡ１１１０を通過した後にＳＯＡ１１１０をオフにする。これにより、所定の遅延時間を有した光パケットだけを出力できるとともに、光経路ｒ１に残った光パケットをＳＯＡ１１１０によって遮断することができる（ＳＯＡ１１１０の媒体に光は吸収され、熱として周りに放出される）。
【０１０８】
ＳＯＡ１１１０によって吸収された光パケットは熱となって光経路ｒ１からなくなる。このため、光パケットを出力後も光パケットが光経路ｒ１に残り、光遅延装置１００へつぎに入力される光パケットと衝突することを回避することができる。このため、上述の図１や図９よりも優れた好ましい光回路構造と言える。
【０１０９】
ここで、増幅媒体であるＳＯＡ１１１０が反射媒体であるミラー１２０とミラー１４０とにはさまれているため、物理現象として発振が生じることがある（たとえば、ＧをＳＯＡ１１１０の増幅率、Ｒ１，Ｒ２をそれぞれミラー１２０，１４０の反射率とすると、Ｇ√Ｒ１Ｒ２＞０の場合）。図１１のようにＳＯＡ１１１０を双方向の光路として用いる場合には、ＳＯＡ１１１０の入出力側にアイソレータを挿入できない構成となるため、ＳＯＡ１１１０の利得を大きくするとこの発振の現象が生じてしまう。従って、図１１のＳＯＡ１１１０の利得は、図９と比べて小さいという特徴がある。図９で用いるＳＯＡ９１０はその入出力側にアイソレータを挿入できるので発振の影響を生じさせずに利得を大きくできる。
【０１１０】
たとえば図１１のＳＯＡ１１１０について、制御部１６０は、ＳＯＡ１１１０の利得を、光経路ｒ１を往復する光パケットのパワーを一定にする利得以下に設定するとよい。たとえば、ミラー１２０の透過率が５０％の場合は、光パワーが３［ｄＢ］小さくなることと等価のため、ＳＯＡ１１１０の利得は３［ｄＢ］以下に設定する。これにより、光経路ｒ１における利得は１となり（増幅もしないし減少もしない）、ミラー１２０による光パワー減少を補償しつつも、光経路ｒ１における発振を抑え、高い品質を維持することができる。
【０１１１】
たとえば、ＳＯＡ１１１０の利得を、光経路ｒ１を往復する光パケットのパワーを一定にするように設定する。これにより、光パケットがミラー１２０において反射するごとに低下する光パケットのパワーを補償するとともに、発振を抑えて光伝送特性を向上させることができる。
【０１１２】
なお、一般的なＳＯＡはその用途から利得は１０［ｄＢ］以上がのぞまれているが、本発明の図１１で用いるＳＯＡ１１１０は、上述のように、ｒ１範囲において利得は１（増幅もしないし減少もしない）のように小さい利得で動作させる。そこで、ＳＯＡ１１１０の利得をたとえば３［ｄＢ］以下のように小さく設定するため、ＳＯＡ１１１０半導体チップ長は一般的なＳＯＡよりも短くて済む。また、ＳＯＡ１１１０の利得をたとえば３［ｄＢ］以下のように小さく設定するため、ＳＯＡ１１１０のＰＤＬ（偏向依存性）も小さくて済む為、好都合である。
【０１１３】
図１２は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。図１１に示した制御部１６０は、たとえば図５に示す各ステップを繰り返し実行する。なお、図１２に示す各ステップの実行前は、光スイッチ１５０およびＳＯＡ１１１０はオフになっているとする。まず、制御部１６０は、光遅延装置１００への光パケットの入力タイミングと、入力される光パケットに与えるべき遅延時間と、が通知されたか否かを判断し（ステップＳ１２０１）、通知されるまで待つ（ステップＳ１２０１：Ｎｏのループ）。
【０１１４】
ステップＳ１２０１において、入力タイミングと遅延時間が通知されると（ステップＳ１２０１：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、ミラー間（ミラー１２０，１４０の間）のＳＯＡ１１１０をオンにする（ステップＳ１２０２）。これにより、光遅延装置１００へ入力された光パケットが、ミラー１２０とミラー１４０との間でＳＯＡ１１１０を繰り返し通過するようになる。なお、制御部１６０は、ステップＳ１２０１において通知された入力タイミングになるのを待ってからＳＯＡ１１１０をオンにしてもよい。
【０１１５】
図１２に示すステップＳ１２０３〜Ｓ１２０５は、図５に示したステップＳ５０３〜Ｓ５０５と同様である。ステップＳ１２０５において、一定時間が経過すると（ステップＳ１２０５：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、ミラー間（ミラー１２０，１４０の間）のＳＯＡ１１１０をオフにする（ステップＳ１２０６）。また、制御部１６０は、光スイッチ１５０をオフにし（ステップＳ１２０７）、一連の処理を終了する。なお、ステップＳ１２０６とステップＳ１２０７の順序は逆でもよい。
【０１１６】
以上の各ステップにより、通知された遅延時間だけ遅延させた光パケットを出力することができるとともに、ミラー１２０とミラー１４０との間に残った光パケットをＳＯＡ１１１０によって吸収することができる。このため、光経路ｒ１に光パケットが残り、つぎに光遅延装置１００へ入力される光パケットと衝突することを回避することができる。
【０１１７】
このように、実施の形態３にかかる光遅延装置１００によれば、光スイッチ１５０から光パケットを出力した後に光経路ｒ１の内部に残る光パケットをＳＯＡ１１１０によって吸収することができる。これにより、実施の形態１にかかる光遅延装置１００と同様の効果を奏するとともに、光伝送特性の劣化を抑えることができる。また、ＳＯＡ１１１０によって光パケットを増幅することで、光経路ｒ１を往復することによる光パケットのパワーの低下を補償することも可能である。
【０１１８】
また、実施の形態３にかかる光遅延装置１００は、図６に示した光遅延回路６００の光遅延装置１００や、図７−１〜図８−２に示した光回路７００，８００の光遅延装置７６１〜７６Ｎ，８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎなどに適用することもできる。また、実施の形態３にかかる光遅延装置１００において、光スイッチ１５０に代えてＳＯＡ９１０（図９−１，図９−２参照）を設ける構成としてもよい。
【０１１９】
（実施の形態４）
図１３は、実施の形態４にかかる光遅延装置の構成例１を示す図である。図１３において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１３に示すように、実施の形態４にかかる光遅延装置１００は、図１に示したミラー１２０に代えて、ミラー１３１０と、経路スイッチ１３２０と、を備えている。
【０１２０】
ミラー１３１０は、経路スイッチ１３２０から出力された光パケットを経路スイッチ１３２０へ反射させる。ミラー１３１０の反射率は、たとえば理想的には１００％である。サーキュレータ１１０は、光遅延装置１００へ入力された光パケットを経路スイッチ１３２０へ出力する。また、サーキュレータ１１０は、経路スイッチ１３２０から出力された光パケットを光スイッチ１５０へ出力する。
【０１２１】
経路スイッチ１３２０は、第１経路１３２１と第２経路１３２２とを切り替え可能な経路スイッチである。経路スイッチ１３２０は、第１経路１３２１に設定された場合は、サーキュレータ１１０から出力された光パケットを遅延線１３０へ出力するとともに、遅延線１３０から出力された光パケットをサーキュレータ１１０へ出力する。また、経路スイッチ１３２０は、第２経路１３２２に設定された場合は、遅延線１３０から出力された光パケットをミラー１３１０へ出力するとともに、ミラー１３１０から出力された光パケットを遅延線１３０へ出力する。
【０１２２】
この光回路構成に用いる経路スイッチ１３２０も、第１経路１３２１で光パケット信号を遅延線１３０に導きつつ、光パケット信号の先頭から末尾までが遅延線１３０にいる時間内で、第１経路１３２１から第２経路１３２２に切り替えて、光パケット信号をミラー１３１０とミラー１４０の間に閉じ込めるために、その応答に高速性がのぞまれる。たとえば、経路スイッチ１３２０には、たとえば、鉛（Ｐｂ）、ランタン（Ｌａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）の酸化化合物を用いたＰＬＺＴ光スイッチや、マッハツェンダ型光スイッチなどを用いることができる。これにより、第１経路１３２１と第２経路１３２２とを高速（たとえばナノ秒オーダ）に切り替えることができる。
【０１２３】
したがって、ミラー１３１０、経路スイッチ１３２０の第２経路１３２２、遅延線１３０およびミラー１４０は、入力された光パケットが同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１を形成する。この場合は、サーキュレータ１１０および経路スイッチ１３２０の第１経路１３２１は、遅延対象の光パケットを光経路ｒ１へ入力する入力部となる。
【０１２４】
制御部１６０は、光遅延装置１００へ光パケットが入力されると、経路スイッチ１３２０を第１経路１３２１に切り替える。これにより、光パケットが第１経路１３２１を通過して光経路ｒ１へ入力される。光パケットが経路スイッチ１３２０を通過すると、制御部１６０は、経路スイッチ１３２０を第２経路１３２２に切り替える。これにより、光パケットは、ミラー１３１０とミラー１４０との間を往復する。
【０１２５】
光パケットが経路スイッチ１３２０を通過する時点は、たとえば、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから一定の時間が経過した時点である。一定の時間は、光遅延装置１００へ入力された光パケットが遅延線１３０を通過するまでの光路長によって決まる時間（固定値）であり、たとえばあらかじめ光遅延装置１００のメモリに記憶される。
【０１２６】
また、制御部１６０は、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点で経路スイッチ１３２０を第１経路１３２１に切り替える。これにより、光経路ｒ１を往復していた光パケットが第１経路１３２１を通過してサーキュレータ１１０へ出力され、サーキュレータ１１０から光スイッチ１５０へ出力される。また、制御部１６０は、光スイッチ１５０をオン（出力状態）に切り替える。これにより、光スイッチ１５０へ入力される光パケットのうちの、所定の遅延時間が与えられた光パケットを出力させることができる。
【０１２７】
また、制御部１６０は、経路スイッチ１３２０を第１経路１３２１に切り替えることによって光パケットを光経路ｒ１へ入力した後に、経路スイッチ１３２０を第１経路１３２１に維持してもよい。この場合は、光経路ｒ１へ入力された光パケットは、ミラー１４０によって反射し、第１経路１３２１を通過してサーキュレータ１１０へ出力され、サーキュレータ１１０から光スイッチ１５０へ出力される。この場合は、光パケットは、最小の遅延時間を与えられて出力される。
【０１２８】
図１３に示した光遅延装置１００においては、光経路ｒ１において一部透過の反射媒体を用いていないため（理想的に１００％反射を用いているため）、光経路ｒ１を往復する光パケットが挿入損失をほとんど受けない。このため、光パケットが光経路ｒ１を往復する回数が多くても、光パケットのパワーはほとんど低下しない。このため、光遅延装置１００は、入力された光パケットを、所定の遅延時間を与えつつ、ほとんど劣化させずに出力することができるため、図１より好ましい光回路構造と言える。
【０１２９】
また、経路スイッチ１３２０を第２経路１３２２から第１経路１３２１に切り替えて光パケットを出力することで、特定の遅延時間を与えた光パケットを光スイッチ１５０から出力した後に、光経路ｒ１には光パケットが残らない。このため、光経路ｒ１に光パケットが残り、光遅延装置１００へつぎに入力される光パケットと衝突することを回避することができる。このため、図９よりも好ましい光回路構造と言える。
【０１３０】
図１４は、図１３の光回路構造を用いた場合の光パケットの反射回数とパワーとの関係の一例を示すイメージ図である。図１４において、図２−３に示した部分と同様の部分については説明を省略する。図１４の座標点１４０１〜１４０６に示すように、図１３に示した光遅延装置１００においては、ミラー１３１０とミラー１４０との間の光経路ｒ１を光パケットが往復する回数によらず、光パケットのパワーがほぼ一定になる。このため、光遅延装置１００は、入力された光パケットを、所定の遅延時間を与えつつ、ほとんど劣化させずに出力することができる。
【０１３１】
図１５は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。図１３に示した制御部１６０は、たとえば図１５に示す各ステップを繰り返し実行する。なお、図１５に示す各ステップの実行前は、光スイッチ１５０はオフになっており、経路スイッチ１３２０は第１経路１３２１に設定されているとする。まず、制御部１６０は、光遅延装置１００への光パケットの入力タイミングと、光遅延装置１００へ入力される光パケットに与えるべき遅延時間と、が通知されたか否かを判断し（ステップＳ１５０１）、通知されるまで待つ（ステップＳ１５０１：Ｎｏのループ）。
【０１３２】
ステップＳ１５０１において、入力タイミングと遅延時間が通知されると（ステップＳ１５０１：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、入力された光パケットが経路スイッチ１３２０を通過する時点を過ぎたか否かを判断する（ステップＳ１５０２）。そして、制御部１６０は、光パケットが経路スイッチ１３２０を通過する時点を過ぎるまで待つ（ステップＳ１５０２：Ｎｏのループ）。
【０１３３】
ステップＳ１５０２において、光パケットが経路スイッチ１３２０を通過する時点を過ぎると（ステップＳ１５０２：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、経路スイッチ１３２０を第１経路１３２１から第２経路１３２２へ切り替える（ステップＳ１５０３）。つぎに、制御部１６０は、ステップＳ１５０１において通知された入力タイミングから、通知された遅延時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ１５０４）、遅延時間が経過するまで待つ（ステップＳ１５０４：Ｎｏのループ）。遅延時間が経過すると（ステップＳ１５０４：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、経路スイッチ１３２０を第２経路１３２２から第１経路１３２１へ切り替える（ステップＳ１５０５）。
【０１３４】
図１５に示すステップＳ１５０６〜Ｓ１５０８は、図５に示したステップＳ５０３〜Ｓ５０５と同様である。以上の各ステップにより、通知された遅延時間だけ遅延させた光パケットを出力することができるとともに、光パケットのパワーをほとんど低下させないようにすることができる。また、光経路ｒ１に光パケットが残らないようにすることができる。このため、光経路ｒ１に光パケットが残り、つぎに光遅延装置１００へ入力される光パケットと衝突することを回避することができる。
【０１３５】
このように、実施の形態４にかかる光遅延装置１００によれば、光が同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１へ光パケットを入力し、入力してから所定の遅延時間が経過した時点で光経路ｒ１の光パケットを光スイッチ１５０から出力する。具体的には、第１経路１３２１と第２経路１３２２とに切り替え可能な経路スイッチ１３２０を備える。
【０１３６】
第１経路１３２１は、光パケットを光経路ｒ１へ入力し、光経路ｒ１から光パケットを出力する経路である。第２経路１３２２は、光経路ｒ１へ入力された光パケットが同一の経路を繰り返し通過する経路である。また、光スイッチ１５０は、非出力状態では光経路ｒ１から第１経路１３２１により出力される光パケットのオン／オフを切り替える。これにより、小規模な構成で光パケットに所定の遅延時間を与えることができる。
【０１３７】
このため、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、出力する光パケットのパワーの低下を抑えることができる。このため、伝送品質を向上させることができる。また、光経路ｒ１にＳＯＡ１１１０を設けなくても、光経路ｒ１に光パケットが残ることを回避することができる。
【０１３８】
（実施の形態５）
図１６は、実施の形態５にかかる光遅延装置の構成例１を示す図である。図１６において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１６に示すように、実施の形態５にかかる光遅延装置１００は、図１に示した遅延線１３０に代えて、励起光源１６１０と、合波器１６２０と、増幅媒体１６３０と、を備えている。励起光源１６１０は、励起光を生成して合波器１６２０へ出力する。励起光源１６１０が生成する励起光は、増幅媒体の希土類を励起するための用途であり、増幅媒体がエルビウムドープ光ファイバの場合は０．９８［μｍ］や１．４８［μｍ］の波長であることが望ましい。
【０１３９】
合波器１６２０は、サーキュレータ１１０から出力された光パケットと、励起光源１６１０から出力された励起光と、を合波してミラー１２０へ出力する。また、合波器１６２０は、ミラー１２０から出力された光パケットをサーキュレータ１１０へ出力する。ミラー１２０は、合波器１６２０から出力された光パケットの一部を合波器１６２０へ反射させ、残りの光パケットを増幅媒体１６３０へ透過させる。また、ミラー１２０は、増幅媒体１６３０から出力された光パケットの一部を増幅媒体１６３０へ反射させ、残りの光パケットを合波器１６２０へ透過させる。
【０１４０】
増幅媒体１６３０は、たとえば巻いたＥＤＦ（Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ：希土類ドープ光ファイバ）によって実現された遅延線である。増幅媒体１６３０は、ミラー１２０から出力された光パケットを所定の時間遅延させ、遅延させた光パケットをミラー１４０へ出力する。また、増幅媒体１６３０は、ミラー１４０から出力された光パケットの時間遅延させ、遅延させた光パケットをミラー１２０へ出力する。また、増幅媒体１６３０は、励起光と合波されて通過する光パケットを、励起光に応じて増幅する。
【０１４１】
一般的な希土類ドープ光ファイバ増幅器に適用されている希土類ドープ光ファイバは、一般的に数十メートルであり、その希土類ドープ濃度は１０００［ｐｐｍ］程度であるが、本発明に適用する増幅媒体１６３０は遅延線としての機能を有するため、長い距離を有することが条件になる（上述したように少なくとも往復で光パケット１スロット分以上の光路長が必要）。そこで、たとえば１００［ｍ］必要となり、一般的な光増幅器に用いられている光増幅媒体長よりも一桁長い。そこで、一般的な光増幅器と同じように良好な増幅特性を得ようとすると、一般的な光増幅媒体に比べて長さが一桁長い分、その光増幅媒体への希土類ドープ濃度は一桁薄くなる。増幅媒体１６３０をＥＤＦによって実現することで、光パケットを低雑音かつ高利得で増幅することができる。これにより、光経路ｒ１を光パケットが往復することによる光パケットのパワーの低下を高品質に補償することが可能になる。
【０１４２】
光パケットのパワーの低下を補償することで、光通信システムの全体の光伝送特性の向上を図ることができる。また、光遅延装置１００によって光パケットを増幅することで、光通信システムに設ける光増幅器の数を削減することも可能である。なお、ここでは増幅媒体１６３０の前段に合波器１６２０を設ける構成について説明したが、このような構成に限らず、合波器１６２０の挿入位置は限定しないし、各種の励起方法（前方励起、後方励起、双方向励起、クラッド励起など）を適用することができる。また、光経路ｒ１として希土類ドープ光ファイバを実施例に挙げたが、光ファイバよりも屈折率の高いＥＤＷ（希土類ドープ導波路）も必要な光路長を短くできるため将来的に候補になる可能性が考えられる。
【０１４３】
図１７は、実施の形態５にかかる光遅延装置の構成例２を示す図である。図１７において、図１１または図１６に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１７に示すように、実施の形態５にかかる光遅延装置１００は、図１１に示した遅延線１３０に代えて、励起光源１６１０と、合波器１６２０と、増幅媒体１６３０と、を備えている。このように、励起光源１６１０、合波器１６２０および増幅媒体１６３０を、実施の形態３にかかる光遅延装置１００に適用してもよい。
【０１４４】
図１８は、実施の形態５にかかる光遅延装置の構成例３を示す図である。図１８において、図１６に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１８に示すように、実施の形態５にかかる光遅延装置１００においては、図１１に示したミラー１２０および合波器１６２０を光フィルタ１８１０によって実現してもよい。
【０１４５】
励起光源１６１０は、励起光を生成して光フィルタ１８１０へ出力する。光フィルタ１８１０は、サーキュレータ１１０から出力された光パケットの一部をサーキュレータ１１０へ反射させる。また、光フィルタ１８１０は、残りの光パケットと、励起光源１６１０から出力された励起光と、を合波して増幅媒体１６３０へ透過させる。
【０１４６】
また、光フィルタ１８１０は、増幅媒体１６３０から出力された光パケットの一部を増幅媒体１６３０へ反射させ、残りの光パケットをサーキュレータ１１０へ透過させる。このように、ミラー１２０および合波器１６２０を光フィルタ１８１０によって実現することで、光遅延装置１００の部品点数を減らすことができる。光フィルタ１８１０は、たとえば誘電体多層膜によって実現することができる。
【０１４７】
図１９は、図１８に示した光フィルタの特性の例１を示す図である。図１９において、横軸は波長を示し、縦軸は透過特性［ｄＢ］を示している。波長透過特性１９１０は、図１８に示した光フィルタ１８１０の特性の例である。励起光帯域Ｂ１は、励起光源１６１０から出力される励起光の波長帯域（たとえば１５３０〜１５６０［ｎｍ］）である。信号光帯域Ｂ２は、サーキュレータ１１０から出力される光パケットの波長帯域（たとえば９６０〜９８０［ｎｍ］や１４５０〜１４９０［ｎｍ］）である。
【０１４８】
波長透過特性１９１０に示すように、励起光帯域Ｂ１の透過特性は０［ｄＢ］であり、光フィルタ１８１０は、励起光をすべて増幅媒体１６３０へ透過させる。また、信号光帯域Ｂ２の透過特性は−３［ｄＢ］であり、光フィルタ１８１０は、光パケットを５０％だけ増幅媒体１６３０へ透過させ、残りの５０％をサーキュレータ１１０へ反射させる。
【０１４９】
図２０は、図１８に示した光フィルタの特性の例２を示す図である。図２０において、図１９に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。光フィルタ１８１０は、図２０に示す波長透過特性２０１０を有していてもよい。雑音帯域Ｂ３，Ｂ４は、光パケットの波長も励起光の波長も設定されておらず、雑音のみが含まれている波長帯域（たとえば１５２０〜１５３０［ｎｍ］や１５６０−１５７０［ｎｍ］）である。波長透過特性２０１０は、雑音帯域Ｂ３，Ｂ４においてたとえば−３０［ｄＢ］の透過特性を有する。
【０１５０】
このように、励起光帯域Ｂ１、信号光帯域Ｂ２とは異なる雑音帯域Ｂ３，Ｂ４においては入力された光を透過させない波長透過特性２０１０を有する光フィルタ１８１０を用いることで、光パケットを増幅することによって発生する雑音を抑制することができる。
【０１５１】
このように、実施の形態５にかかる光遅延装置１００においては、光経路ｒ１に増幅媒体１６３０を設け、励起光源１６１０によって発振された励起光を、光経路ｒ１の光パケットに合波する。これにより、増幅媒体１６３０によって、光経路ｒ１の光パケットを遅延させるとともに増幅することができる。
【０１５２】
（光遅延装置の変形例）
図２１は、光遅延装置の変形例１を示す図である。図２１において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２１に示すように、光遅延装置１００は、光カプラ２１１０と、ループファイバ２１２０と、光スイッチ１５０と、制御部１６０と、を備えていてもよい。
【０１５３】
光カプラ２１１０は、２入力２出力の１：１カプラ（３［ｄＢ］カプラ）である。光カプラ２１１０の入力部の一方には光カプラ２１１０の一端が接続される。光カプラ２１１０の入力部の他方には光遅延装置１００へ入力された光パケットが入力される。光カプラ２１１０の出力部の一方はループファイバ２１２０の他端が接続されている。光カプラ２１１０の出力部の他方は光スイッチ１５０へ出力されている。光スイッチ１５０は、光カプラ２１１０から出力される光パケットのオン／オフを切り替える。
【０１５４】
したがって、ループファイバ２１２０は、入力された光パケットが同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１を形成する。具体的には、光遅延装置１００へ入力された光パケットは、ループファイバ２１２０を循環するとともに、光カプラ２１１０を通過するたびに一部が分岐されて光スイッチ１５０へ出力される。このように、入力された光パケットが同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１は、ミラー間を反射させながら往復させる構成に限らない。
【０１５５】
また、図２１に示す光遅延装置１００によれば、サーキュレータ１１０を用いなくても、光経路ｒ１へ光パケットを入力するとともに、光経路ｒ１から光パケットを出力することができる。なお、ループファイバ２１２０は、たとえば巻いた光ファイバによって実現することができる。これにより、光パケットが光経路ｒ１を１循環するための時間を長くすることができる。たとえば、ループファイバ２１２０は、２００［ｍ］以上の長さの光ファイバとする。これにより、光パケットが光経路ｒ１を１循環するための時間を１［μｓ］以上にすることができる。
【０１５６】
また、ここではループファイバ２１２０によって光パケットを循環させる光経路ｒ１を形成したが、たとえば、３つ以上のミラーを組み合わせることで光パケットを循環させる環状の光経路ｒ１を形成してもよい。
【０１５７】
図２２は、光遅延装置の変形例２を示す図である。図２２において、図１３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２２に示すように、光遅延装置１００は、図１３に示したサーキュレータ１１０および光スイッチ１５０に変えて、経路スイッチ２２１０を備えていてもよい。光遅延装置１００へ入力された光パケットは、経路スイッチ１３２０の第１経路１３２１へ入力される。
【０１５８】
経路スイッチ２２１０は、図１に示した光スイッチ１５０に対応する構成であり、光経路ｒ１に設けられている。図２２に示す例では、経路スイッチ２２１０は遅延線１３０とミラー１４０との間に設けられている。経路スイッチ２２１０は、第３経路２２１１と第４経路２２１２とを切り替え可能な経路スイッチである。経路スイッチ２２１０は、第３経路２２１１に設定された場合は、遅延線１３０から出力された光パケットをミラー１４０へ通過させるとともに、ミラー１４０から出力された光パケットを遅延線１３０へ通過させる。また、経路スイッチ２２１０は、第４経路２２１２に設定された場合に、光経路ｒ１の光パケットを光遅延装置１００の後段へ出力する。
【０１５９】
制御部１６０は、光遅延装置１００へ光パケットが入力されると、経路スイッチ１３２０を第１経路１３２１に切り替えるとともに、経路スイッチ２２１０を第３経路２２１１に切り替える。これにより、光パケットが第１経路１３２１を通過して光経路ｒ１へ入力される。光パケットが経路スイッチ１３２０を通過すると、制御部１６０は、経路スイッチ１３２０を第２経路１３２２に切り替える。これにより、光パケットは、ミラー１３１０とミラー１４０との間を往復する。
【０１６０】
また、制御部１６０は、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点で経路スイッチ２２１０を第４経路２２１２に切り替える。これにより、光経路ｒ１を往復していた光パケットが第４経路２２１２を通過して光遅延装置１００の後段へ出力される。これにより、所定の遅延時間が与えられた光パケットを光遅延装置１００の後段へ出力させることができる。
【０１６１】
このように、光経路ｒ１からの光パケットの取り出しに経路スイッチ２２１０を用いることで、サーキュレータ１１０を省いた構成にすることもできる。経路スイッチ２２１０には、たとえば、鉛（Ｐｂ）、ランタン（Ｌａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）の酸化化合物を用いたＰＬＺＴ光スイッチや、マッハツェンダ型光スイッチなどを用いることができる。これにより、第３経路２２１１および第４経路２２１２を高速に切り替えることができる。
【０１６２】
図２３は、光遅延装置の変形例３を示す図である。図２３において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２３に示すように、光遅延装置１００は、レンズ２３１１〜２３１４と、光ファイバ２３２０と、ミラー２３３０と、を備えていてもよい。光遅延装置１００へ入力された光パケットは、レンズ２３１１を介してミラー２３３０へ斜め（たとえば４５度）に入力される。
【０１６３】
ミラー２３３０は、所定の透過率（たとえば５０％）を有する一部透過の反射媒体である。具体的には、ミラー２３３０は、レンズ２３１１から出力された光パケットを所定の反射率（たとえば５０％）で反射させ、レンズ２３１４を介して光スイッチ１５０へ出力する。また、ミラー２３３０は、レンズ２３１１から出力された残りの光パケットを透過させ、レンズ２３１２を介して光ファイバ２３２０へ出力する。
【０１６４】
また、ミラー２３３０は、レンズ２３１３から出力された光パケットを所定の反射率（たとえば５０％）で反射させ、レンズ２３１２を介して光ファイバ２３２０へ出力する。また、ミラー２３３０は、レンズ２３１３から出力された残りの光パケットを透過させ、レンズ２３１４を介して光スイッチ１５０へ出力する。光ファイバ２３２０は、レンズ２３１２から出力された光パケットをレンズ２３１３へ出力する。光ファイバ２３２０には遅延線１３０が設けられており、光パケットを遅延させる。
【０１６５】
したがって、ミラー２３３０、レンズ２３１２、光ファイバ２３２０およびレンズ２３１３は、入力された光パケットが同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１を形成する。具体的には、光遅延装置１００へ入力された光パケットは、ミラー２３３０、レンズ２３１２、光ファイバ２３２０およびレンズ２３１３を循環するとともに、ミラー２３３０を通過するたびに一部が透過して光スイッチ１５０へ出力される。このように、入力された光パケットが同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１は、ミラー間を反射させながら往復させる構成に限らない。
【０１６６】
また、図２３に示す光遅延装置１００によれば、サーキュレータ１１０を用いなくても、光経路ｒ１へ光パケットを入力するとともに、光経路ｒ１から光パケットを出力することができる。
【０１６７】
また、ここではレンズ２３１２からの光パケットを光ファイバ２３２０によってレンズ２３１３へ入力することで光パケットを循環させる構成について説明したが、このような構成に限らない。たとえば、ここではレンズ２３１２からの光パケットをレンズ２３１３へ入力する光学系を、複数のミラーなどを用いて実現してもよい。
【０１６８】
なお、上述した各実施の形態および各変形例はそれぞれ組み合わせることも可能である。また、上述した各実施の形態および各変形例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形を行うこともできる。たとえば、図１に示した光遅延装置１００において、サーキュレータ１１０に代えて経路スイッチを設ける構成としてもよい。サーキュレータ１１０に代えて設ける経路スイッチは、たとえば、入力された光パケットをミラー１２０へ出力する経路と、ミラー１２０から出力された光パケットを光スイッチ１５０へ出力する経路と、に切り替え可能な経路スイッチである。
【０１６９】
（ミラーと光ファイバとの接続例）
図２４−１は、一部透過のミラーと光ファイバとの接続例１を示す図である。図２４−１に示すミラー１２０は、たとえば図１に示したミラー１２０である。光ファイバ２４１１は、ミラー１２０のサーキュレータ１１０の側の光ファイバである。光ファイバ２４１２は、ミラー１２０の遅延線１３０の側の光ファイバである。光コネクタ２４３１は、光ファイバ２４１１の端部に設けられた光コネクタである。光コネクタ２４３２は、光ファイバ２４１２の端部に設けられた光コネクタである。
【０１７０】
図２４−１に示すように、光コネクタ２４３１と光コネクタ２４３２のいずれか一方の端面に反射膜を蒸着しておく。この反射膜がたとえばミラー１２０として機能することができる。なお、光コネクタ２４３１と光コネクタ２４３２の接続は、一般的な接続手段である光アダプタを用いればよい。これにより、簡易かつ低コストにミラー１２０を形成することができる。また、光遅延装置１００の小型化を図ることができる。また、ミラー１２０と光ファイバ２４１１，２４１２に光を結合するためのレンズなどを設けなくてもよいため、サイズの縮小およびコストの低下を図ることができる。
【０１７１】
図２４−２は、一部透過のミラーと光ファイバとの接続例２を示す図である。図２４−２において、図２４−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２４−２に示すように、たとえば、ミラー１２０と光ファイバ２４１１の間にレンズ２４２１を設け、ミラー１２０と光ファイバ２４１２の間にレンズ２４２２を設けてもよい。
【０１７２】
レンズ２４２１は、光ファイバ２４１１の端部から出射される光をコリメートしてミラー１２０へ入射する。また、光ファイバ２４１１は、ミラー１２０から出射される光を光ファイバ２４１１の端部へ集光する。レンズ２４２２は、光ファイバ２４１２の端部から出射される光をコリメートしてミラー１２０へ入射する。また、光ファイバ２４１２は、ミラー１２０から出射される光を光ファイバ２４１２の端部へ集光する。
【０１７３】
図２５−１は、全反射のミラーと光ファイバとの接続例１を示す図である。図２５−１に示すミラー１４０は、たとえば図１に示したミラー１４０である。光ファイバ２５１１は、ミラー１４０の遅延線１３０の側の光ファイバである。光コネクタ２５３１は、光ファイバ２５１１の端部に設けられた光コネクタである。図２５−１に示すように、光コネクタ２５３１のファイバ端面に対して反射膜を蒸着させればよい。この場合は、光コネクタ２５３１に蒸着した反射膜がミラー１４０となる。これにより、簡易かつ低コストにミラー１４０を形成することができる。また、光遅延装置１００の小型化を図ることができる。また、ミラー１４０と光ファイバ２５１１に光を結合するためのレンズなどを設けなくてもよいため、サイズの縮小およびコストの低下を図ることができる。
【０１７４】
図２５−２は、全反射のミラーと光ファイバとの接続例２を示す図である。図２５−２において、図２５−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２５−２に示すように、たとえば、ミラー１４０と光ファイバ２５１１の間にレンズ２５２１を設けてもよい。レンズ２５２１は、光ファイバ２５１１の端部から出射される光をコリメートしてミラー１４０へ入射する。また、光ファイバ２５１１は、ミラー１４０から出射される光を光ファイバ２５１１の端部へ集光する。
【０１７５】
以上説明したように、光遅延装置、光回路および光遅延方法によれば、小規模な構成で光パケットに所定の遅延時間を与えることができる。なお、上述した各実施の形態においては、遅延対象の光信号の一例として光パケットを挙げたが、遅延対象の光パケットは光パケットに限らず、所定の長さを有する各種の光信号を適用することができる。
【０１７６】
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１７７】
（付記１）入力された光信号が同一の経路を繰り返し通過する光経路と、
前記光経路へ入力された光信号を出力する出力状態と、前記光経路へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、に切り替え可能な光スイッチと、
前記光スイッチを、前記光信号が前記光経路へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは前記非出力状態にし、前記時点で前記出力状態に切り替える制御部と、
を備えることを特徴とする光遅延装置。
【０１７８】
（付記２）前記所定の遅延時間は、前記光信号に実施されるべき遅延時間の情報を基に決定されることを特徴とする付記１に記載の光遅延装置。
【０１７９】
（付記３）前記光経路に設けられ、前記光信号を遅延させる遅延線を備えることを特徴とする付記１または２に記載の光遅延装置。
【０１８０】
（付記４）前記光経路は、時間軸方向に前記光信号の先端から末尾までが進む光路長以上の光路長を有することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【０１８１】
（付記５）前記制御部は、前記時点で、前記光信号の時間長だけ前記光スイッチを前記出力状態にす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遅延装置。
【０１８２】
（付記６）前記光経路は、複数の反射媒体の間を前記光信号が繰り返し往復する光経路であることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【０１８３】
（付記７）前記複数の反射媒体の少なくともいずれかは、入力された光の一部を透過させる一部透過の反射媒体であり、
前記光スイッチは、前記非出力状態では前記光経路から前記一部透過の反射媒体を透過して出力される光信号を遮断し、前記出力状態では前記光経路から前記一部透過の反射媒体を透過して出力される光信号を通過させることを特徴とする付記６に記載の光遅延装置。
【０１８４】
（付記８）遅延対象の光信号を前記一部透過の反射媒体へ入力するとともに、前記光経路から前記一部透過の反射媒体を透過して出力される光信号を前記光スイッチへ入力するサーキュレータを備えることを特徴とする付記７に記載の光遅延装置。
【０１８５】
（付記９）前記光スイッチは、半導体光増幅器であり、前記出力状態において前記光信号を増幅して出力することを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【０１８６】
（付記１０）前記制御部は、前記光スイッチを前記出力状態に切り替える場合に、前記遅延時間が長いほど前記光スイッチによる前記光信号の増幅率を大きくすることを特徴とする付記９に記載の光遅延装置。
【０１８７】
（付記１１）前記光経路に設けられ、前記光信号を通過させる半導体光増幅器を備え、
前記制御部は、前記光スイッチを前記出力状態に切り替える場合に前記光経路の内部の光信号を前記光経路に設けられた前記半導体光増幅器によって吸収させることを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【０１８８】
（付記１２）前記光経路に設けられた前記半導体光増幅器は、繰り返し通過する光信号のパワーが一定になるように、前記繰り返し通過する光信号を増幅することを特徴とする付記１１に記載の光遅延装置。
【０１８９】
（付記１３）前記光信号を前記光経路へ入力するとともに前記光経路から前記光信号を出力する第１経路と、前記光経路へ入力された光信号が前記同一の経路を繰り返し通過するようにする第２経路と、に切り替え可能な経路スイッチを備え、
前記光スイッチは、前記出力状態では前記光経路から前記第１経路により出力される光信号を通過させることを特徴とする付記６に記載の光遅延装置。
【０１９０】
（付記１４）光信号を前記第１経路から前記光経路へ入力するとともに、前記第２経路から出力される光信号を前記光スイッチへ入力するサーキュレータを備えることを特徴とする付記１３に記載の光遅延装置。
【０１９１】
（付記１５）励起光を発振する光源と、
前記光源によって発振された励起光を、前記光経路の前記光信号に合波する合波部と、
前記光経路に設けられ、前記光信号を遅延させるとともに、前記光信号を前記励起光に応じて増幅させる希土類ドープ光ファイバと、
を備えることを特徴とする付記１〜１４のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【０１９２】
（付記１６）前記複数の反射媒体の少なくともいずれかは、入力された光の一部を透過させる一部透過の反射媒体であり、
前記合波部と前記一部透過の反射媒体は、前記光信号の波長帯域においては入力された光の一部を透過させるとともに、前記励起光の波長帯域においては入力された光を透過させる光フィルタによって実現されることを特徴とする付記１５に記載の光遅延装置。
【０１９３】
（付記１７）前記光フィルタは、前記光信号および前記励起光の各波長帯域とは異なる波長帯域においては入力された光を透過させないことを特徴とする付記１６に記載の光遅延装置。
【０１９４】
（付記１８）前記光経路は、前記光信号が循環する環状の光経路であることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【０１９５】
（付記１９）前記光信号を前記光経路へ入力する第１経路と、前記光経路へ入力された光信号が前記同一の経路を繰り返し通過するようにする第２経路と、に切り替え可能な経路スイッチを備え、
前記光スイッチは、前記光経路へ入力された光信号が前記同一の経路を繰り返し通過するようにする第３経路と、前記光経路から前記光信号を出力する第４経路と、に切り替え可能な経路スイッチであることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【０１９６】
（付記２０）入力された光信号が同一の経路を繰り返し通過する光経路と、
前記光経路へ入力された光信号を出力する出力状態と、前記光経路へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、に切り替え可能な光スイッチと、
前記光スイッチを、前記光信号が前記光経路へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは前記非出力状態にし、前記時点で前記出力状態に切り替える制御部と、
を備える複数の光遅延装置と、
前記複数の光遅延装置から出力される各光信号を合波する合波部と、
前記合波部において前記各光信号が衝突しないように、前記複数の光遅延装置における前記遅延時間をそれぞれ決定する決定部と、
を備え、
前記複数の光遅延装置のそれぞれの前記制御部は、前記決定部によって決定された遅延時間によって前記光信号を遅延させることを特徴とする光回路。
【０１９７】
（付記２１）光が同一の経路を繰り返し通過する光経路へ光信号を入力し、
前記光経路へ入力された光信号を出力する出力状態と、前記光経路へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、に切り替え可能な光スイッチを、前記光信号が前記光経路へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは前記非出力状態にし、前記時点で前記出力状態に切り替える、
ことを特徴とする光遅延方法。
【符号の説明】
【０１９８】
ｒ１ 光経路
１００，７６１〜７６Ｎ，８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎ 光遅延装置
１１０ サーキュレータ
１２０，１４０，１３１０，２３３０ ミラー
１３０ 遅延線
３１０，３２０，３３０，３４０，４１０，４２０ グラフ
３１１，３２１，３３１，３４１，４１１，４２１〜４２６，７０１〜７０３，８０１，８０２ 光パケット
６００ 光遅延回路
６１０，７１１〜７１Ｍ，８１１，８１２，９２１ 分岐部
６２０，７２１〜７２Ｍ，８２１，８２２ 遅延部
６３０，７４１〜７４Ｍ，８４１，８４２，９２２ 光電変換部
７００，８００ 光回路
７３０，８８０ マトリックス光スイッチ
７７０，２１１０ 光カプラ
８３１，８３２ 波長分離部
８９１，８９２ 波長多重部
９１０，１１１０ ＳＯＡ
１３２０，２２１０ 経路スイッチ
１３２１ 第１経路
１３２２ 第２経路
１６１０ 励起光源
１６２０ 合波器
１６３０ 増幅媒体
１８１０ 光フィルタ
１９１０，２０１０ 波長透過特性
２１２０ ループファイバ
２２１１ 第３経路
２２１２ 第４経路
２３１１〜２３１４，２４２１，２４２２，２５２１ レンズ
２３２０，２４１１，２４１２，２５１１ 光ファイバ
２４３１，２４３２，２５３１ 光コネクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を遅延させる光遅延装置、光回路および光遅延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のインターネットなどの普及により通信トラフィックの需要が増加している。通信トラフィックの需要の増加に応える技術として、たとえば、１本の光ファイバに光信号を通して通信を行う光ファイバ伝送技術が用いられている。大容量情報化社会に向け、幹線系の長距離化および大容量システムに加え、より柔軟でより経済的なトランスポート網が構築され、フォトニックネットワークが構成されている。これらはメトロ（市街地網）だけでなく、オフィスや家庭の近くまで引き込まれることが想定され、さらなる低コスト化および柔軟なフォトニックネットワークが求められている。
【０００３】
このようなシステムの各ノードにおいては、従来の複数の光セルまたはタイムスロット（光パケット）に対して、所定の宛先に対応してルートを切り替えて出力機能を有することが求められる。フレキシブルなネットワークを構築する通信方式においては、複数の光パケットが同一のルートに出力される場合があり、光信号同士が衝突する場合もある。衝突した光信号同士は、たとえば、読み取り不能で受信エラーとなり、廃棄される。光パケットの廃棄は、システムの信頼性に影響するだけでなく、正常に受信できるまで送信者は再送を繰り返すことになり、ネットワークの効率が低下する。
【０００４】
このような事態を回避するために、ノードに対して多方面から任意に送付されてくる各種の光信号に対して、スケジューラやバッファが求められる。スケジューラは、光信号の宛先に応じて光信号を送出するタイミングを管理する。バッファとしては、光信号を電気信号に変換して電気バッファに格納し、電気バッファから取り出した信号を再度光信号に変換して送出する構成が知られている。しかし、光から電気への変換および電気から光への変換を利用するため、大容量および高速化に限界があり、消費電力の増加および装置の複雑化／大規模化をまねく。
【０００５】
これに対して、光信号を光のまま遅延させる光バッファが検討されている（たとえば、下記特許文献１〜４参照。）。光バッファは、同じタイミングで入力してきた光信号同士の衝突を回避して光パケットの廃棄率を下げるだけでなく、優先度の高い光信号を先に通すといった順序制御にも用いられる。従来の光バッファとしては、たとえば、長さの異なる複数の光ファイバをパラレルに配置する構成が知られている。この構成においては、光信号を長時間遅延させる場合には長い距離の光ファイバを通過させ、短時間遅延させる場合には短い距離の光ファイバを通過させて、所望の遅延時間に調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２３３０６号公報
【特許文献２】特開２００３−５７６９８号公報
【特許文献３】特開２００３−２０７８１２号公報
【特許文献４】特開２００１−２４２４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術では、光信号に所定の遅延時間を与えるための構成が大規模になるという問題がある。たとえば、長さの異なる複数の光ファイバをパラレルに配置する構成では、たとえば数百［ｍ］から数［ｋｍ］といった長い光ファイバをあらかじめ複数設けることになるため、ハードウェアが大型化する。
【０００８】
たとえば従来のように異なるファイバ長を用意するという方法では、大型のハードウェアが複雑に構成され、実システムへの導入は非現実となるだけでなく、選択できる遅延時間が不連続であるため、パケット間に無効な隙間（パケット間ギャップ）が発生する。パケット間に活用することができない無効なすき間はパケット廃棄率の減少に対して効率的ではなく、フレキシブルに交通渋滞を整理することは困難である。このボトルネックを回避する手段として、光バッファ機能には、簡易な光回路構造、小型化、および遅延時間が細かく変えられる可変機能が求められる。
【０００９】
また、従来技術において、遅延時間のフレキシブル性を得ようとすると、非現実なほどの大規模な設備が必要になる。たとえば、光パケットの１スロット時間が１［μｓ］でその光路長がたとえば２００［ｍ］の場合に、伝送路は０［ｍ］、２００［ｍ］、４００［ｍ］、６００［ｍ］、８００［ｍ］、１０００［ｍ］、１２００［ｍ］、１４００［ｍ］、１６００［ｍ］、１８００［ｍ］、２０００［ｍ］…∞となる。
【００１０】
また、従来技術においては、遅延時間のフレキシブル性を得ようとすると、たとえば光スイッチのマトリクス数や、光スイッチの後段のファイバの長さの種類も増加し、多くの光路が必要となることで、マトリクス光スイッチやｍ×１やＫ×ｍカプラにおける挿入損失も増加し、ＳＮが劣化するなど、光伝送特性を劣化させてしまう。
【００１１】
また、光パケットをループさせながらＳＳＢ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｉｄｅ Ｂａｎｄ）変調器などによって変調して、変調による波長の変化によりループから光パケットを取り出す構成では、ＳＳＢ変調器の挿入損失が大きい（たとえば１０［ｄＢ］）ため、光パケットが周回するたびに大きな損失を受けるという問題がある。これにより光伝送特性を劣化させてしまう。これを避けるために、光アンプを挿入することによって、この大きな挿入損失を補償することが考えられるが周回の回数のたびに、光アンプが発生させる雑音光が蓄積し増えること、また大きな利得を有する光増幅器は高価であるという問題がある。また、ＳＳＢ変調器は高速の信号では特性が出にくいという問題があり、一般的には最大でも２０〜２５［Ｇｂ／ｓ］程度の信号光にしか対応できず、たとえば４０［Ｇｂ／ｓ］といった高速には対応が困難である。
【００１２】
また、従来技術においては、遅延時間は波長をシフトさせる回数（周回数）に依存する。また、光アンプを設けることで、増幅帯域はたとえば３０［ｎｍ］程度に制限される。したがって、波長の変調の精度が仮に０．１［ｎｍ］であったとしても、光パケットはたとえば３００回しか周回できない。このため、実現できる遅延時間が制限されるという問題がある。このため、たとえばＷＤＭの広い帯域に適用することは困難と思われる。
【００１３】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、小規模な構成で光信号に所定の遅延時間を与えることができる光遅延装置、光回路および光遅延方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、光が同一の経路を繰り返し通過する光経路へ光信号を入力し、前記光経路へ入力された光信号を出力する出力状態と、前記光経路へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、に切り替え可能な光スイッチを、前記光信号が前記光経路へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは前記非出力状態にし、前記時点で前記出力状態に切り替える光遅延装置、光回路および光遅延方法が提案される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一側面によれば、小規模な構成で光信号に所定の遅延時間を与えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる光遅延装置の構成例を示す図である。
【図２−１】図２−１は、光パケットの反射回数と光路長との関係の一例を示す図である。
【図２−２】図２−２は、光パケットの反射回数と遅延時間との関係の一例を示す図である。
【図２−３】図２−３は、光パケットの反射回数とパワーとの関係の一例を示す図である。
【図３】図３は、光パケットに与える遅延時間の一例を示す図である。
【図４】図４は、光スイッチの切り替えタイミングの一例を示す図である。
【図５】図５は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、光遅延装置を備える光遅延回路の装置構成の基本構成例の概略を示す図である。
【図７−１】図７−１は、光遅延装置を備える光回路の構成例１を示す図である。
【図７−２】図７−２は、図７−１に示した光回路による光パケットの制御の一例を示す図である。
【図８−１】図８−１は、光遅延装置を備える光回路の構成例２を示す図である。
【図８−２】図８−２は、図８−１に示した光回路による光パケットの制御の一例を示す図である。
【図９−１】図９−１は、実施の形態２にかかる光遅延装置の構成例を示す図である。
【図９−２】図９−２は、図９−１に示した光遅延装置の変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施の形態３にかかる光遅延装置の構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施の形態４にかかる光遅延装置の構成例１を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３の光回路構造を用いた場合の光パケットの反射回数とパワーとの関係の一例を示すイメージ図である。
【図１５】図１５は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、実施の形態５にかかる光遅延装置の構成例１を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態５にかかる光遅延装置の構成例２を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態５にかかる光遅延装置の構成例３を示す図である。
【図１９】図１９は、図１８に示した光フィルタの特性の例１を示す図である。
【図２０】図２０は、図１８に示した光フィルタの特性の例２を示す図である。
【図２１】図２１は、光遅延装置の変形例１を示す図である。
【図２２】図２２は、光遅延装置の変形例２を示す図である。
【図２３】図２３は、光遅延装置の変形例３を示す図である。
【図２４−１】図２４−１は、一部透過のミラーと光ファイバとの接続例１を示す図である。
【図２４−２】図２４−２は、一部透過のミラーと光ファイバとの接続例２を示す図である。
【図２５−１】図２５−１は、全反射のミラーと光ファイバとの接続例１を示す図である。
【図２５−２】図２５−２は、全反射のミラーと光ファイバとの接続例２を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる光遅延装置、光回路および光遅延方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる光遅延装置の構成例を示す図である。図１に示す光遅延装置１００は、入力された光パケット（光信号）を所定（可変）の遅延量（遅延時間）だけ遅延させて出力する光遅延装置（光バッファ）である。遅延量は、たとえば、光パケットに実施されるべき遅延時間の情報を基に決定される。図１に示すように、光遅延装置１００は、たとえば、サーキュレータ１１０と、ミラー１２０と、遅延線１３０と、ミラー１４０と、光スイッチ１５０と、制御部１６０と、を備えている。
【００１９】
サーキュレータ１１０、ミラー１２０、遅延線１３０、ミラー１４０および光スイッチ１５０を接続する光経路は、たとえば光ファイバによって実現することができる。サーキュレータ１１０は、光遅延装置１００へ入力された光パケットをミラー１２０へ出力する。また、サーキュレータ１１０は、ミラー１２０から出力された光パケットを光スイッチ１５０へ出力する。
【００２０】
サーキュレータ１１０を用いることで、ミラー１２０から戻ってきた光パケットを、光遅延装置１００の入力部に戻さずに光スイッチ１５０へ出力することができる。すなわち、サーキュレータ１１０の適用により光の進行方向を一定方向に保ち、逆方向の進行を抑えることができる。
【００２１】
ミラー１２０は、所定の透過率（たとえば５０％）を有する一部透過の反射媒体である（ハーフミラーのようなもの）。具体的には、ミラー１２０は、サーキュレータ１１０から出力された光を所定の反射率（たとえば５０％）でサーキュレータ１１０へ反射させ、残りの光を遅延線１３０へ透過させる。また、ミラー１２０は、遅延線１３０からミラー１２０へ向かう光に対しても、その所定の反射率（たとえば５０％）で遅延線１３０へ反射させ、残りの光をサーキュレータ１１０へ透過させる。
【００２２】
遅延線１３０は、ミラー１２０から出力された光パケットを所定の時間遅延させ、遅延せた光パケットをミラー１４０へ出力する。また、遅延線１３０は、ミラー１４０から出力された光パケットを所定の時間遅延させ、遅延せた光パケットをミラー１２０へ出力する。遅延線１３０は、たとえば巻いた光ファイバによって実現することができる。
【００２３】
ミラー１４０は、遅延線１３０から出力された光パケットを遅延線１３０へ反射させる。ミラー１４０の反射率は、たとえば理想的には１００％である。ミラー１２０、遅延線１３０およびミラー１４０は、入力された光パケットが同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１（光回路）を形成する。具体的には、サーキュレータ１１０から入力された光パケットは、ミラー１２０，１４０（複数の反射媒体）の間を繰り返し往復する。この場合は、サーキュレータ１１０およびミラー１２０は、遅延対象の光パケットを光経路ｒ１へ入力する入力部となる。
【００２４】
ミラー１２０とミラー１４０との間の遅延線１３０を含む光路長は、光遅延装置１００へ入力される光パケットの最大のスロット時間（時間長）で光が進む光路長の１／２以上とする。これにより、光パケットが光経路ｒ１を１往復するためにかかる時間は、光パケットの最大のスロット時間（時間長）以上となる。
【００２５】
すなわち、光経路ｒ１は、入力される光パケットの最大のスロット時間以下の周期で光経路ｒ１の同一の経路（たとえばミラー１２０からミラー１４０への往路）を通過する光路長を有する。したがって、光経路ｒ１は、時間軸方向に光パケットの先端から末尾までが進む光路長以上の光路長を有する。これにより、光経路ｒ１において、往復する光パケットの異なる部分同士（たとえば先頭と末尾）が干渉して光パケット内における反射回数が混在することを回避することができる。このため、光パケットの波形劣化を回避することができる。
【００２６】
したがって、光遅延装置１００へ入力された光パケットは、一部がミラー１２０によって反射して光スイッチ１５０へ出力されるとともに、残りはミラー１２０とミラー１４０との間で反射を繰り返す。また、ミラー１２０とミラー１４０との間で反射を繰り返す光パケットも、ミラー１２０へ入射するごとに一部がミラー１２０を透過して光スイッチ１５０へ出力される。このため、光スイッチ１５０には、光遅延装置１００へ入力された光パケットに対して異なる遅延時間（往復回数）が与えられた各光パケットが入力される。
【００２７】
光スイッチ１５０は、光経路ｒ１へ入力された光パケットを出力しない非出力状態と、光経路ｒ１へ入力された光パケットを出力する出力状態と、に切り替え可能な光スイッチである。具体的には、光スイッチ１５０は、光経路ｒ１からミラー１２０を透過し、サーキュレータ１１０から出力された光を、通過させ（オン）、または遮断（オフ）する。また、光スイッチ１５０は、制御部１６０から出力される制御信号に応じて光のオン／オフを切り替える。
【００２８】
制御部１６０には、たとえば、光遅延装置１００へ光パケットが入力されるタイミングと、入力された光パケットに与える遅延時間と、を示す情報が入力される。制御部１６０は、入力された情報に基づいて、光スイッチ１５０へ制御運号を出力することで光スイッチ１５０のオン／オフ（出力状態／非出力状態）を切り替える。遅延時間は、たとえば、光が光経路ｒ１を往復する周期の整数倍（ゼロ倍を含んでもよい）の時間である。
【００２９】
具体的には、制御部１６０は、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点を計時する。制御部１６０は、所望の遅延時間になったら、その光パケットを光スイッチから通過させるように制御するものである。そして、制御部１６０は、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは光スイッチ１５０をオフ（非出力状態）にする。また、制御部１６０は、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点で光スイッチ１５０をオン（出力状態）に切り替える。これにより、光スイッチ１５０へ入力される光パケットのうちの、所定の遅延時間が与えられた光パケットを出力させることができる。
【００３０】
また、制御部１６０は、光スイッチ１５０をオンにする場合に、光パケットの時間長より長く光スイッチ１５０をオンにする。光スイッチ１５０をオンにする時間は、たとえば光パケットの１スロット分以上の時間である（１スロット分未満の時間の場合には、光パケット信号の先頭から末尾までのすべてが光スイッチを通過しないことになってしまうため）。制御部１６０は、光スイッチ１５０をオンに切り替えてから光パケットの時間長が経過すると、光スイッチ１５０をオフに切り替える。これにより、光スイッチ１５０へ入力される光パケットのうちの、所定の遅延時間が与えられた光パケットのみを出力させることができる。
【００３１】
このため、光遅延装置１００へ入力された光パケットを所定の遅延時間だけ遅延させて出力することができる。制御部１６０は、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサなどによって実現することができる。また、制御部１６０は、光遅延装置１００の外部に設けられていてもよい。この場合は、光スイッチ１５０は、光遅延装置１００の外部からの制御信号によって制御される。また、制御部１６０は、スケジューラ（Ｂｕｆｆｅｒ Ｍａｎａｇｅｒやルーティングコントロール）の機能を有していてもよい。
【００３２】
ここで、光遅延装置１００による光パケットの遅延時間について説明する。光が１秒間に進む距離は、屈折率を１とすると２９９７９２４５８［ｍ］であり、一般的な光ファイバの屈折率である１．４５の場合には２０６７５３４１９［ｍ］となる。ミラー１２０とミラー１４０との間の距離をＡ［ｍ］とする。光が光遅延装置１００へ入力されてからサーキュレータ１１０までの経路の距離をＢ［ｍ］とする。サーキュレータ１１０とミラー１２０との間の距離をＣ［ｍ］とする。サーキュレータ１１０と光スイッチ１５０との間の距離をＤ［ｍ］とする。ミラー１２０とミラー１４０との間における光パケットの往復回数をＮとする。
【００３３】
この場合は、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから光スイッチ１５０によって出力されるまでの経路の距離は、（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）＋２Ａ×Ｎとなる。したがって、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから光スイッチ１５０によって出力されるまでの時間（遅延時間）は、一般的な光ファイバの屈折率である１．４５を条件とした場合には（（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）＋２Ａ×Ｎ）／２０６７５３４１９となる。
【００３４】
図２−１は、光パケットの反射回数と光路長との関係の一例を示す図である。図２−１において、横軸は、ミラー１２０とミラー１４０との間を光パケットが往復する回数を示している。縦軸は、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復する光パケットが進む光路長「ｍ」を示している。また、ミラー１２０とミラー１４０との間の光路長が１００［ｍ］（往復では２００［ｍ］）である場合について説明する。
【００３５】
図２−１の座標点２１１〜２１６に示すように、ミラー１２０とミラー１４０との間を光パケットが往復する回数が多くなるほど、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復する光パケットが進む光路長が長くなる。たとえば、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復する光パケットが進む光路長は、ミラー１２０とミラー１４０との間を光パケットが往復する回数に２００［ｍ］を乗じた長さになる。
【００３６】
なお、サーキュレータ１１０とミラー１２０との間の光路長や、サーキュレータ１１０と光スイッチ１５０との間の光路長などについては、遅延線１３０を含む光経路ｒ１の光路長に対して十分に短いため、ここでは考慮していない。
【００３７】
図２−２は、光パケットの反射回数と遅延時間との関係の一例を示す図である。図２−２において、図２−１に示した部分と同様の部分については説明を省略する。図２−２の縦軸は、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復した光パケットに与えられる遅延時間［μｓ］を示している。
【００３８】
図２−２の座標点２２１〜２２６に示すように、ミラー１２０とミラー１４０との間を光パケットが往復する回数が多くなるほど、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復した光パケットに与えられる遅延時間が長くなる。たとえば、ミラー１２０とミラー１４０との間を光パケットが１［μｓ］で１往復するとする。この場合は、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復した光パケットに与えられる遅延時間は、ミラー１２０とミラー１４０との間を光パケットが往復した回数に１［μｓ］を乗じた長さになる。
【００３９】
図２−３は、光パケットの反射回数とパワーとの関係の一例を示す図である。図２−３において、図２−１に示した部分と同様の部分については説明を省略する。図２−３の縦軸は、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復した光パケットのパワーを、光遅延装置１００へ入力された光パケットのパワーに対する相対値［ｄＢ］によって示している。図２−３においては、ミラー１２０の透過率が５０％である場合について説明する。
【００４０】
図２−３の座標点２３１〜２３６に示すように、ミラー１２０とミラー１４０との間を光パケットが往復する回数が多くなるほど、ミラー１２０とミラー１４０との間で往復した光パケットのパワーが小さくなる。たとえば、光経路ｒ１を往復する光パケットは、ミラー１２０によって反射するごとにパワーが３［ｄＢ］低下する。
【００４１】
図３は、光パケットに与える遅延時間の一例を示す図である。図３において、横軸は時間（Ｔｉｍｅ）を示している。縦軸は光のパワーを示している。スロット時間ｔ１は、光パケット３１１の最長のスロット時間である。図３においてはスロット時間ｔ１を１［μｓ］とする。グラフ３１０の光パケット３１１は、光遅延装置１００へ入力された光パケットである。
【００４２】
グラフ３２０の光パケット３２１は、光経路ｒ１を往復せずに光スイッチ１５０へ入力される光パケットである。すなわち、光パケット３２１は、サーキュレータ１１０からミラー１２０へ出力され、ミラー１２０によってサーキュレータ１１０へ反射した光パケットである。したがって、光遅延装置１００へ入力された光パケット３１１に対して、光パケット３２１の遅延量はほぼゼロになる。制御部１６０は、光パケット３２１が光スイッチ１５０へ入力される期間Ｔ２２においては光スイッチ１５０をオンにする。また、制御部１６０は、期間Ｔ２２の後の期間Ｔ２３においては光スイッチ１５０をオフにする。これにより、遅延量がほぼゼロの光パケット３２１を出力することができる。
【００４３】
グラフ３３０の光パケット３３１は、光経路ｒ１を１回往復して光スイッチ１５０へ入力される光パケットである。したがって、光遅延装置１００へ入力された光パケット３１１に対して、光パケット３３１の遅延量は約１［μｓ］になる。制御部１６０は、光パケット３３１が光スイッチ１５０へ入力される期間Ｔ３３においては光スイッチ１５０をオンにする。また、制御部１６０は、期間Ｔ３３とは異なる期間Ｔ３２，Ｔ３４においては光スイッチ１５０をオフにする。これにより、遅延量が約１［μｓ］の光パケット３３１を出力することができる。
【００４４】
グラフ３４０の光パケット３４１は、光経路ｒ１を３回往復して光スイッチ１５０へ入力される光パケットである。したがって、光遅延装置１００へ入力された光パケット３１１に対して、光パケット３４１の遅延量は約３［μｓ］になる。制御部１６０は、光パケット３４１が光スイッチ１５０へ入力される期間Ｔ４３においては光スイッチ１５０をオンにする。また、制御部１６０は、期間Ｔ４３とは異なる期間Ｔ４２，Ｔ４４においては光スイッチ１５０をオフにする。これにより、遅延量が約３［μｓ］の光パケット３４１を出力することができる。
【００４５】
このように、図１に示した光遅延装置１００によれば、入力された光パケットを所定の遅延時間によって遅延させて出力することができる。光パケットの遅延時間は、たとえば、光が光経路ｒ１を往復する周期を単位として変化させることができる。また、光が光経路ｒ１を往復する周期は、光パケットの最大のスロット長以上に設定されるため、光パケットの遅延時間は、光パケットのスロット長の単位で変化させることができる。これにより、たとえば光通信システムのノード内において、複数の光パケットを衝突しないように制御することが容易になる。
【００４６】
なお、ミラー１２０とミラー１４０との間の光路長を長くし過ぎると、可変遅延時間が長くなる。したがって、適用する通信システムにおける所要の遅延時間に配慮して、ミラー１２０とミラー１４０との間の光路長を設定することが好ましい。たとえば、通信システムの例として、光パケットの１スロット時間が１［μｓ］で、所要の可変遅延時間が１［μｓ］〜１０［μｓ］とし、光経路ｒ１の屈折率を約１．４５とする。
【００４７】
この場合は、ミラー１２０とミラー１４０との間の光路長をたとえば１００［ｍ］（往復で２００［ｍ］）に設定する。これにより、光パケットの光経路ｒ１における反射回数を１回〜１０回に変化させることで、光パケットの遅延時間を１［μｓ］〜１０［μｓ］に変化させることができる。
【００４８】
ただし、光が光経路ｒ１を往復する時間は、光経路ｒ１の屈折率により異なる。具体的には、光経路ｒ１の屈折率が高いほど、光が光経路ｒ１を往復する時間は長くなる。したがって、屈折率が約１．４５より高い光媒体（たとえばシリコン）を光経路ｒ１に用いれば、光経路ｒ１の長さをより短くすることもできる。このため、光遅延装置１００のさらなる小型化を図ることができる。
【００４９】
また、光パケットの１スロット分の最小の遅延時間を満たすには、パケット信号と精度よくタイミング（同期）をとるために、光スイッチ１５０の切り替えが、光パケットの１スロット時間の少なくとも１／１００以下の高速性を有することが好ましい。たとえば、光パケットの１スロット時間が１［μｓ］の場合で、１スロット分の最小の遅延時間を満たすには、たとえば１０［ｎｓ］以下の応答速度の光スイッチ１５０を用いることが好ましい。
【００５０】
高速な光スイッチ１５０としては、電気光学効果を有するＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）を用いる光スイッチやＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：半導体光増幅器）などを適用することができる。ただし、光パケットを送信する時間間隔が長い装置や光パケットの先頭と末尾には捨ててもよい重要度の低い情報しか入っていない場合などは、光スイッチ１５０は必ずしも高速である必要はなくなる。
【００５１】
また、ミラー１２０とミラー１４０との間の光路長の２倍が、光パケットの１スロット分の光路長より長い場合は、遅延時間が異なる各光パケットが間隔を空けて光スイッチ１５０へ入力される。このため、光スイッチ１５０による特定の光パケットの切り出しが容易になる。このため、たとえば、光スイッチ１５０は必ずしも高速なスイッチでなくてもよい。または、制御部１６０による制御が必ずしも高速でなくてもよい。
【００５２】
図４は、光スイッチの切り替えタイミングの一例を示す図である。図４において、横軸は時間（Ｔｉｍｅ）を示している。縦軸は光の強度「ｄＢｍ」を示している。スロット時間ｔ１は、最長のスロット時間（たとえば１［μｓ］）である。グラフ４１０の光パケット４１１は、光遅延装置１００へ入力された光パケットである。グラフ４２０の光パケット４２１〜４２６は、光パケット４２１が光経路ｒ１をそれぞれ０〜５回往復して光スイッチ１５０へ入力された光パケットである。ここでは、光経路ｒ１を４往復した光パケット４２５（遅延時間はたとえば４［μｓ］）を出力する場合について説明する。
【００５３】
この場合は、制御部１６０は、光パケット４２１〜４２４，４２６が光スイッチ１５０へ入力される期間Ｔ３１，Ｔ３３においては光スイッチ１５０をオフにする。また、制御部１６０は、光パケット４２５が入力される期間Ｔ３２において、光パケット４２５の先頭が光スイッチ１５０へ到達していない期間Ｔ３２ａにおいて光スイッチ１５０をオフからオンに切り替える。
【００５４】
また、制御部１６０は、期間Ｔ３２において、光パケット４２５の末尾が光スイッチ１５０から出力されてから、つぎの光パケット４２６が光スイッチ１５０へ到達するまでの期間Ｔ３２ｂにおいて光スイッチ１５０をオンからオフに切り替える。これにより、光パケット４２５の先頭から末尾までを光スイッチ１５０から出力させるとともに、光パケット４２５の前後の光パケット４２４，４２６は光スイッチ１５０から出力させないようにすることができる。
【００５５】
図５は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。制御部１６０は、たとえば図５に示す各ステップを繰り返し実行する。なお、図５に示す各ステップの実行前は、光スイッチ１５０はオフ（光を通さない状態）になっているとする。まず、制御部１６０は、光遅延装置１００への光パケットの入力タイミングと、入力される光パケットに与えるべき遅延時間と、が通知されたか否かを判断し（ステップＳ５０１）、通知されるまで待つ（ステップＳ５０１：Ｎｏのループ）。入力タイミングおよび遅延時間は、たとえば光遅延装置１００を管理する外部のスケジューラなどから通知される。
【００５６】
ステップＳ５０１において、入力タイミングと遅延時間が通知されると（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、通知された入力タイミングから、通知された遅延時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ５０２）。そして、制御部１６０は、所定の遅延時間が経過するまで待つ（ステップＳ５０２：Ｎｏのループ）。
【００５７】
ステップＳ５０２において、遅延時間が経過すると（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、光スイッチ１５０をオンにする（ステップＳ５０３）。つぎに、制御部１６０は、ステップＳ５０３によって光スイッチ１５０をオンにしてから一定時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ５０４）、一定時間が経過するまで待つ（ステップＳ５０４：Ｎｏのループ）。この一定時間とは、所定の遅延時間を有した光パケットの信号の先頭から末尾までを光スイッチから通過させるための時間であり、たとえばその装置仕様で定まっている光パケットの最長のスロット時間が好ましい。なお、光パケットの最長のスロット時間は、あらかじめ光遅延装置１００のメモリに記憶されていてもよいし、スケジューラなどから通知されてもよい。
【００５８】
ステップＳ５０４において、一定時間が経過すると（ステップＳ５０４：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、光スイッチ１５０をオフにし（ステップＳ５０５）、一連の処理を終了する。以上の各ステップにより、通知された遅延時間だけ遅延させた光パケットを出力することができる。
【００５９】
図６は、光遅延装置を備える光遅延回路の装置構成の基本構成例の概略を示す図である。図６に示すように、光遅延回路６００は、分岐部６１０と、遅延部６２０と、光電変換部６３０と、光遅延装置１００と、を備えている。分岐部６１０は、光遅延回路６００へ入力された光パケットを分岐する。分岐部６１０は、分岐した各光パケットをそれぞれ遅延部６２０および光電変換部６３０へ出力する。遅延部６２０は、分岐部６１０から出力された光パケットを一定時間遅延させて光遅延装置１００へ出力する。
【００６０】
光遅延装置１００の前段に遅延部６２０と分岐部６１０を設置しておくことで、光パケット信号が光遅延装置に入力する前に、光電変換部６３０でその光パケット信号情報を取り出した光パケット信号情報に応じた処理を光遅延装置１００に通知（指示）することができる。
【００６１】
光電変換部６３０（Ｏ／Ｅ）は、分岐部６１０から出力された光パケットを電気信号に変換し、変換した電気信号を光遅延装置１００へ出力する。光遅延装置１００は、たとえば図１に示した光遅延装置１００である。光遅延装置１００は、遅延部６２０から出力された光パケットを所定の遅延時間によって遅延させて出力する。
【００６２】
たとえば、光遅延装置１００の制御部１６０は、光電変換部６３０から出力された電気信号に基づいて光パケットの入力タイミングおよび遅延時間を取得し、取得した入力タイミングおよび遅延時間に基づいて光パケットを遅延させて出力する。遅延部６２０における光パケットの遅延時間は、たとえば、光遅延装置１００へ入力される光パケットに対して、光電変換部６３０を経由して行われる遅延の制御が間に合うように設定する。
【００６３】
なお、図６に示した光遅延装置１００を備える光遅延回路６００の装置構成は一例であり、光遅延装置１００の構成はこのような構成に限らない。
【００６４】
図７−１は、光遅延装置を備える光回路の構成例１を示す図である。図７−１に示すように、光回路７００は、Ｍ（Ｍは１以上の自然数）個の分岐部７１１〜７１Ｍと、Ｍ個の遅延部７２１〜７２Ｍと、マトリックス光スイッチ７３０と、Ｍ個の光電変換部７４１〜７４Ｍと、スケジューラ７５０と、Ｎ個（Ｎは１以上でＭ以下の自然数）の光遅延装置７６１〜７６Ｎと、光カプラ７７０と、を備えている。
【００６５】
光回路７００には、Ｍ本の経路から光パケットが入力されるとする。分岐部７１１〜７１Ｍは、それぞれＭ本の経路に対応して設けられている。分岐部７１１は、対応する経路から入力された光パケットを分岐し、分岐した各光パケットをそれぞれ遅延部７２１および光電変換部７４１へ出力する。同様に、分岐部７１２〜７１Ｍは、それぞれ対応する経路から入力された光パケットを分岐し、分岐した各光パケットをそれぞれ遅延部７２２〜７２Ｍおよび光電変換部７４２〜７４Ｍへ出力する。
【００６６】
遅延部７２１〜７２Ｍは、それぞれ分岐部７１１〜７１Ｍから出力された光パケットを一定時間遅延させてマトリックス光スイッチ７３０へ出力する。マトリックス光スイッチ７３０は、遅延部７２１〜７２Ｍから出力される各光パケットを、光遅延装置７６１〜７６Ｎのうちの任意の光遅延装置へ出力するＭ×Ｎの光経路スイッチ（光クロスコネクト）である。マトリックス光スイッチ７３０における経路切替は、たとえばスケジューラ７５０によって制御される。
【００６７】
光電変換部７４１〜７４Ｍは、それぞれ分岐部７１１〜７１Ｍから出力された光パケットを電気信号に変換し、電気信号に変換したパケットをスケジューラ７５０へ出力する。スケジューラ７５０は、光電変換部７４１〜７４Ｍから出力された各光パケットに基づいて、マトリックス光スイッチ７３０における経路切替および光遅延装置７６１〜７６Ｎにおける光パケットの遅延時間を制御する。たとえば、スケジューラ７５０は、光電変換部７４１〜７４Ｍから出力された各光パケットに含まれるヘッダ情報などに基づいて各経路の光パケットの優先度を取得し、取得した優先度に基づいて各制御を行う。
【００６８】
光遅延装置７６１〜７６Ｎのそれぞれは、マトリックス光スイッチ７３０から出力された光パケットを所定の遅延時間だけ遅延させ、遅延させた光パケットを光カプラ７７０へ出力する。光遅延装置７６１〜７６Ｎのそれぞれの遅延時間はスケジューラ７５０によって制御される。光遅延装置７６１〜７６Ｎのそれぞれには、たとえば図１に示した光遅延装置１００を適用することができる。
【００６９】
光カプラ７７０は、光遅延装置７６１〜７６Ｎから出力される光パケットを合波して出力するＮ×１の合波器である。スケジューラ７５０は、たとえば、光カプラ７７０において光パケットが衝突しないように光遅延装置７６１〜７６Ｎのそれぞれの遅延時間を調整する。光遅延装置７６１〜７６Ｎによれば、たとえば光パケットのスロット長の単位で遅延時間を調整することができるため、光カプラ７７０において光パケットが衝突しないように容易に制御することができる。
【００７０】
図７−２は、図７−１に示した光回路による光パケットの制御の一例を示す図である。図７−２において、図７−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図７−２に示すように、光回路７００に対して、各経路から光パケット７０１〜７０３が入力されたとする。また、光パケット７０１〜７０３の各ヘッダには、光パケット７０３，７０２，７０１の順に高い優先順位が設定されていたとする。
【００７１】
この場合は、スケジューラ７５０は、たとえば光パケット７０１〜７０３をそれぞれ光遅延装置７６１，７６２，７６Ｎへ入力するようにマトリックス光スイッチ７３０を制御する。また、スケジューラ７５０は、光遅延装置７６１，７６２，７６Ｎの順に長い遅延時間を設定する。これにより、光カプラ７７０の出力は光パケット７０３，７０２，７０１の順になり、優先順位にしたがって各パケットの順序を制御することができる。また、光パケット７０３，７０２，７０１が衝突しないようにすることができる。
【００７２】
図７−１，図７−２に示したように、光回路７００においては、光遅延装置７６１〜７６Ｎから出力される各光信号を光カプラ７７０（合波部）によって合波する。そして、スケジューラ７５０（決定部）は、光カプラ７７０において各光信号が衝突しないように、光遅延装置７６１〜７６Ｎにおける遅延時間をそれぞれ決定する。光遅延装置７６１〜７６Ｎのそれぞれの制御部１６０は、スケジューラ７５０によって決定された遅延時間によって光信号を遅延させる。
【００７３】
図８−１は、光遅延装置を備える光回路の構成例２を示す図である。図８−１に示すように、光回路８００は、分岐部８１１，８１２と、遅延部８２１，８２２と、波長分離部８３１，８３２と、光電変換部８４１，８４２と、スケジューラ８５０と、ｎ個（ｎは１以上の自然数）の光遅延装置８６１〜８６ｎと、ｎ個の光遅延装置８７１〜８７ｎと、マトリックス光スイッチ８８０と、波長多重部８９１，８９２と、を備えている。
【００７４】
分岐部８１１，８１２のそれぞれには、波長が異なる複数の光パケットを多重化した波長多重光が入力される。分岐部８１１は、入力された波長多重光を分岐し、分岐した各波長多重光をそれぞれ遅延部８２１および光電変換部８４１へ出力する。分岐部８１２は、入力された波長多重光を分岐し、分岐した各波長多重光をそれぞれ遅延部８２２および光電変換部８４２へ出力する。
【００７５】
遅延部８２１は、分岐部８１１から出力された波長多重光を一定時間遅延させて波長分離部８３１へ出力する。遅延部８２２は、分岐部８１２から出力された波長多重光を一定時間遅延させて波長分離部８３２へ出力する。波長分離部８３１は、遅延部８２１から出力された波長多重光を波長ごとの各光パケットに分離し、分離した各光パケットをそれぞれ光遅延装置８６１〜８６ｎへ出力する。波長分離部８３２は、遅延部８２２から出力された波長多重光を波長ごとの各光パケットに分離し、分離した各光パケットをそれぞれ光遅延装置８７１〜８７ｎへ出力する。
【００７６】
光電変換部８４１，８４２は、それぞれ分岐部８１１，８１２から出力された波長多重光を電気信号に変換し、電気信号に変換した信号をスケジューラ８５０へ出力する。スケジューラ８５０は、光電変換部８４１，８４２から出力された各波長多重信号に基づいて、光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎにおける光パケットの遅延時間およびマトリックス光スイッチ８８０における経路切替を制御する。たとえば、スケジューラ８５０は、光電変換部８４１，８４２から出力された各信号に含まれるヘッダ情報などに基づいて各光パケットの優先度を取得し、取得した優先度に基づいて各制御を行う。
【００７７】
光遅延装置８６１〜８６ｎのそれぞれは、波長分離部８３１から出力された光パケットを所定の遅延時間だけ遅延させ、遅延させた光パケットをマトリックス光スイッチ８８０へ出力する。光遅延装置８７１〜８７ｎのそれぞれは、波長分離部８３２から出力された光パケットを所定の遅延時間だけ遅延させ、遅延させた光パケットをマトリックス光スイッチ８８０へ出力する。光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎのそれぞれの遅延時間はスケジューラ８５０によって制御される。光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎのそれぞれには、たとえば図１に示した光遅延装置１００を適用することができる。
【００７８】
マトリックス光スイッチ８８０は、光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎから出力される各光パケットを、波長多重部８９１，８９２のうちの任意の波長多重部の入力部へ出力する光経路スイッチ（光クロスコネクト）である。マトリックス光スイッチ８８０における経路切替は、たとえばスケジューラ８５０によって制御される。
【００７９】
波長多重部８９１，８９２のそれぞれは、マトリックス光スイッチ８８０から出力される各光パケットを多重化し、多重化により得られた波長多重光を出力する。スケジューラ８５０は、たとえば、波長多重部８９１，８９２において同一波長の光パケットが衝突しないように光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎのそれぞれの遅延時間を調整する。光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎによれば、たとえば光パケットのスロット長の単位で遅延時間を調整することができるため、波長多重部８９１，８９２において同一波長の光パケットが衝突しないように容易に制御することができる。
【００８０】
図８−２は、図８−１に示した光回路による光パケットの制御の一例を示す図である。図８−２において、図８−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図８−２に示すように、光回路８００に対して、分岐部８１１，８１２にそれぞれ光パケット８０１，８０２が入力されたとする。光パケット８０１，８０２の宛先はともに波長多重部８９２の出力に接続されているとする。また、光パケット８０１，８０２の各ヘッダには、光パケット８０１，８０２の順に高い優先順位が設定されていたとする。また、光パケット８０１，８０２の波長はともにλ２であり、光パケット８０１，８０２はそれぞれ光遅延装置８６２，８７２へ入力されるとする。
【００８１】
この場合は、スケジューラ８５０は、光遅延装置８６２の遅延時間を光遅延装置８７２より短く設定する。また、スケジューラ８５０は、光遅延装置８６２，８７２から出力される光パケット８０１，８０２をともに波長多重部８９２へ出力するようにマトリックス光スイッチ８８０を制御する。これにより、波長多重部８９２の出力は光パケット８０１，８０２の順になり、優先順位にしたがって各パケットの順序を制御することができる。また、同一波長の光パケット８０１，８０２が衝突しないようにすることができる。
【００８２】
図８−１，図８−２に示したように、光回路８００においては、光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎから出力される各光信号を波長多重部８９１，８９２（合波部）によって合波する。スケジューラ８５０（決定部）は、波長多重部８９１，８９２において各光信号が衝突しないように、光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎにおける遅延時間をそれぞれ決定する。光遅延装置８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎのそれぞれの制御部１６０は、スケジューラ８５０によって決定された遅延時間によって光信号を遅延させる。
【００８３】
このように、実施の形態１にかかる光遅延装置１００は、光が同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１へ光パケットを入力し、入力してから所定の遅延時間が経過した時点で光経路ｒ１の光パケットを光スイッチ１５０から出力する。具体的には、光経路ｒ１は、入力された光の一部を透過させる一部透過のミラー１２０を含む。光スイッチ１５０は、光経路ｒ１からミラー１２０を透過して出力される光パケットのオン／オフを切り替える。これにより、小規模な構成で光パケットに所定の遅延時間を与えることができる。
【００８４】
たとえば、設定可能な遅延時間ごとに長距離の光経路を設け、光スイッチによって光パケットを各経路に振り分ける構成に比べて、光遅延装置１００は小規模な構成によって実現することができる。このため、たとえば光回路７００や光回路８００のような光遅延装置を含む光回路を小規模にすることができる。また、たとえば、光パケットをループさせながら変調し、変調による波長の変化によりループから光パケットを取り出す構成に比べて、光遅延装置１００は、光パケットの波長に依存せずに光パケットを遅延させることができる。
【００８５】
また、光遅延装置１００は、光経路ｒ１に設けられ、光パケットを遅延させる遅延線１３０を備えることで、光経路ｒ１の光路長を確保しつつ光経路ｒ１を小型化することができる。このため、光遅延装置１００の小型化を図ることができる。また、光経路ｒ１が、光パケットの最大の時間長（スロット長）によって光が進む光路長以上の光路長を有することで、光パケットの異なる部分同士（たとえば先頭と末尾）が衝突することによる光パケットの劣化を抑えることができる。
【００８６】
また、制御部１６０は、光スイッチ１５０をオンにする場合に、光パケットの時間長だけ光スイッチ１５０をオンにする。これにより、特定の遅延時間（反射回数）の光パケット以外の光パケットが出力されることを回避し、出力される光パケットの劣化を抑えることができる。また、一部透過のミラー１２０に対して光パケットを垂直に入射する構成とすることができるため、たとえば、波長依存性、偏波依存性、偏波モード分散などを抑えることができる。このため、伝送品質の低下を抑えることができる。
【００８７】
（実施の形態２）
図９−１は、実施の形態２にかかる光遅延装置の構成例を示す図である。図９−１において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図９−１に示すように、実施の形態２にかかる光遅延装置１００は、図１に示した光スイッチ１５０に代えてＳＯＡ９１０を備えている。サーキュレータ１１０は、ミラー１２０から出力された光パケットをＳＯＡ９１０へ出力する。
【００８８】
ＳＯＡ９１０は、サーキュレータ１１０から出力された光を可変の増幅率によって増幅する半導体光増幅器である。ＳＯＡ９１０の増幅率は、制御部１６０から出力される駆動電流によって制御される。制御部１６０は、ＳＯＡ９１０へ出力する駆動電流によってＳＯＡ９１０の増幅率を制御する。
【００８９】
たとえば、駆動電流をオフにすることでＳＯＡ９１０の増幅率がゼロになると、サーキュレータ１１０から出力された光を遮断（オフ）することができる。また、駆動電流をオンにすることでＳＯＡ９１０の増幅率がゼロより大きくなると、サーキュレータ１１０から出力された光を出力（オン）することができる。また、駆動電流の大きさを制御することでＳＯＡ９１０の増幅率を変化させることができる。
【００９０】
このように、ＳＯＡ９１０を用いることで、光のオン／オフを切り替える機能とともに、光を可変の増幅率によって増幅させることができる。これにより、光パケットが光経路ｒ１を往復することによる光パケットの低下を補償することができる。また、駆動電流に対するＳＯＡ９１０の増幅率の応答は高速（たとえば［ｎｓ］オーダ）であるため、光のオン／オフの切り替えを高速に行うことができる。このため、特定の往復回数の光パケットをＳＯＡ９１０から精度よく出力することができる。
【００９１】
たとえば、光遅延装置１００のメモリには、光パケットに与える遅延時間と、ＳＯＡ９１０の駆動電流の値と、を対応付ける対応情報（たとえばテーブルや計算式）が記憶されている。対応情報においては、たとえば、長い遅延時間ほど大きな駆動電流の値が対応付けられている。制御部１６０は、光パケットに与える遅延時間と、光遅延装置１００のメモリに記憶された対応情報と、に基づいてＳＯＡ９１０における駆動電流の値を取得する。そして、制御部１６０は、取得した値の駆動電流をＳＯＡ９１０へ入力する。
【００９２】
このように、制御部１６０は、たとえば、光パケットに与える遅延時間が長いほどＳＯＡ９１０の増幅率を大きくするようにＳＯＡ９１０を制御する。これにより、光パケットが光経路ｒ１を往復することによる光パケットのパワーの低下を抑え、光パケットの伝送特性を高い品質に維持することができる。
【００９３】
図９−２は、図９−１に示した光遅延装置の変形例を示す図である。図９−２において、図９−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図９−２に示すように、光遅延装置１００は、図９−１に示した構成に加えて、分岐部９２１と、光電変換部９２２と、を備えていてもよい。分岐部９２１は、サーキュレータ１１０から出力される光パケットを分岐し、分岐した各光パケットをそれぞれＳＯＡ９１０および光電変換部９２２へ出力する。
【００９４】
光電変換部９２２は、分岐部９２１から出力された光パケットを光電変換し、光パケットのパワーを示す信号を制御部１６０へ出力する。制御部１６０は、光電変換部９２２から出力された信号に基づいて、ＳＯＡ９１０へ入力される光パケットのパワーを取得する。そして、制御部１６０は、取得したパワーに基づいてＳＯＡ９１０の増幅率を変化させる。
【００９５】
たとえば、光遅延装置１００のメモリには、光電変換部９２２から出力された信号に基づいて取得されるパワーと、ＳＯＡ９１０の駆動電流の値と、を対応付ける対応情報（たとえばテーブルや計算式）が記憶されている。対応情報においては、たとえば、小さなパワーほど大きな駆動電流の値が対応付けられている。制御部１６０は、光電変換部９２２から出力された信号に基づいて取得したパワーと、光遅延装置１００のメモリに記憶された対応情報と、に基づいてＳＯＡ９１０における駆動電流の値を取得する。そして、制御部１６０は、取得した値の駆動電流をＳＯＡ９１０へ入力する。
【００９６】
この光回路構成では、図２−３に示したように、所定の遅延時間を長くとると、光パワーは小さくなるため、この小さくなった分、ＳＯＡ９１０の増幅率を大きくすればいいことが分かる。たとえば、光電変換部９２２でモニタした信号に基づいてその光パワーの減少をキャッチして、その結果に基づいてＳＯＡ９１０の駆動電力を大きくするように制御するのが好ましい。
【００９７】
図９−１または図９−２に示した光遅延装置１００によれば、ＳＯＡ９１０から出力される光パケットのパワーを、遅延時間にかかわらず所定の一定値に制御することができる。これにより、出力される光パケットの光レベルが小さ過ぎてＳＮ比（Ｓｉｇｎａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：信号雑音比）が劣化することを回避することができる。また、出力される光パケットの光レベルが大き過ぎて非線形効果の影響により伝送特性が劣化することを回避することができる。このため、光パケットの伝送特性を高い品質に維持できる。
【００９８】
ただし、制御部１６０による制御は、ＳＯＡ９１０から出力されるパワーを一定にする制御に限らない。たとえば、制御部１６０は、ＳＯＡ９１０から出力されるパワーを、光遅延装置１００へ入力されたときのパワーより大きくするように制御してもよい。これにより、光遅延装置１００に光パケットの増幅機能を持たせることができる。このため、たとえば光遅延装置１００の前段におけるパワーの低下などを補償することもできる。
【００９９】
図１０は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。図９−２に示した制御部１６０は、たとえば図１０に示す各ステップを繰り返し実行する。なお、図１０に示す各ステップの実行前は、ＳＯＡ９１０はオフになっているとする。図１０に示すステップＳ１００１，Ｓ１００２は、図５に示したステップＳ５０１，Ｓ５０２と同様である。ステップＳ１００２において遅延時間が経過すると（ステップＳ１００２：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、光電変換部９２２からモニタされる情報を取得する（ステップＳ１００３）。
【０１００】
ステップＳ１００３によって取得した情報に基づいて、所定の光パワーがＳＯＡ９１０から出力されるようにＳＯＡ９１０の駆動電流を制御する（ステップＳ１００４）。つぎに、制御部１６０は、ステップＳ１００４によって駆動電流を制御してから一定時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ１００５）、一定時間が経過するまで待つ（ステップＳ１００５：Ｎｏのループ）。
【０１０１】
ステップＳ１００５において、一定時間が経過すると（ステップＳ１００５：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、ＳＯＡ９１０の駆動電流をゼロにし（ステップＳ１００６）、一連の処理を終了する。以上の各ステップにより、通知された遅延時間だけ遅延させた光パケットを出力するとともに、ＳＯＡ９１０へ入力される光パケットのパワーに応じて光パケットを増幅して出力することができる。
【０１０２】
このように、実施の形態２にかかる光遅延装置１００によれば、実施の形態１にかかる光遅延装置１００と同様の効果を奏するとともに、光経路ｒ１の光パケットをＳＯＡ９１０から出力することができる。これにより、光経路ｒ１において往復することによって低下した光パケットのパワーを補償することができる。また、駆動電流のオン／オフが高速なＳＯＡ９１０を用いることで、特定の往復回数の光パケットをＳＯＡ９１０から精度よく出力し、光パケットの品質を向上させることができる。なお、ＳＯＡ９１０の入出力側には光の進行方向が一定に保つように、アイソレータを適用することが好ましい。ただし、本光回路構成ではＳＯＡ９１０の入力側には既にサーキュレータが備えてあるため、アイソレータは出力側だけでもよい。
【０１０３】
また、実施の形態２にかかる光遅延装置１００は、図６に示した光遅延回路６００の光遅延装置１００や、図７−１〜図８−２に示した光回路７００，８００の光遅延装置７６１〜７６Ｎ，８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎなどに適用することもできる。
【０１０４】
（実施の形態３）
図１１は、実施の形態３にかかる光遅延装置の構成例を示す図である。図１１において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１１に示すように、実施の形態３にかかる光遅延装置１００は、図１に示した構成に加えて、光経路ｒ１に設けられたＳＯＡ１１１０を備えている。図１１に示す例では、ＳＯＡ１１１０はミラー１２０と遅延線１３０との間に設けられている。ただし、ＳＯＡ１１１０は遅延線１３０とミラー１４０との間に設けられていてもよい。
【０１０５】
ＳＯＡ１１１０は、光経路ｒ１を往復する光パケットを増幅する。ここで、ＳＯＡ１１１０は可逆性があるため、ＳＯＡ１１１０へ駆動電流を供給している間は、光経路ｒ１を往復する光パケットは、ＳＯＡ１１１０を双方向に通過する。
【０１０６】
制御部１６０は、光パケットが光経路ｒ１へ入力されると、ＳＯＡ１１１０をオンにする。これにより、光パケットは、ＳＯＡ１１１０を双方向に通過しながら光経路ｒ１を往復する。このため、たとえばＳＯＡ１１１０の増幅率を１以上にすれば、光パケットがミラー１２０において反射するごとに低下するパワーを補償することも可能である。
【０１０７】
また、制御部１６０は、光スイッチ１５０をオンにして光パケットを出力する際に、出力すべき光パケットが光スイッチ１５０によって反射してＳＯＡ１１１０を通過した後にＳＯＡ１１１０をオフにする。これにより、所定の遅延時間を有した光パケットだけを出力できるとともに、光経路ｒ１に残った光パケットをＳＯＡ１１１０によって遮断することができる（ＳＯＡ１１１０の媒体に光は吸収され、熱として周りに放出される）。
【０１０８】
ＳＯＡ１１１０によって吸収された光パケットは熱となって光経路ｒ１からなくなる。このため、光パケットを出力後も光パケットが光経路ｒ１に残り、光遅延装置１００へつぎに入力される光パケットと衝突することを回避することができる。このため、上述の図１や図９よりも優れた好ましい光回路構造と言える。
【０１０９】
ここで、増幅媒体であるＳＯＡ１１１０が反射媒体であるミラー１２０とミラー１４０とにはさまれているため、物理現象として発振が生じることがある（たとえば、ＧをＳＯＡ１１１０の増幅率、Ｒ１，Ｒ２をそれぞれミラー１２０，１４０の反射率とすると、Ｇ√Ｒ１Ｒ２＞０の場合）。図１１のようにＳＯＡ１１１０を双方向の光路として用いる場合には、ＳＯＡ１１１０の入出力側にアイソレータを挿入できない構成となるため、ＳＯＡ１１１０の利得を大きくするとこの発振の現象が生じてしまう。従って、図１１のＳＯＡ１１１０の利得は、図９と比べて小さいという特徴がある。図９で用いるＳＯＡ９１０はその入出力側にアイソレータを挿入できるので発振の影響を生じさせずに利得を大きくできる。
【０１１０】
たとえば図１１のＳＯＡ１１１０について、制御部１６０は、ＳＯＡ１１１０の利得を、光経路ｒ１を往復する光パケットのパワーを一定にする利得以下に設定するとよい。たとえば、ミラー１２０の透過率が５０％の場合は、光パワーが３［ｄＢ］小さくなることと等価のため、ＳＯＡ１１１０の利得は３［ｄＢ］以下に設定する。これにより、光経路ｒ１における利得は１となり（増幅もしないし減少もしない）、ミラー１２０による光パワー減少を補償しつつも、光経路ｒ１における発振を抑え、高い品質を維持することができる。
【０１１１】
たとえば、ＳＯＡ１１１０の利得を、光経路ｒ１を往復する光パケットのパワーを一定にするように設定する。これにより、光パケットがミラー１２０において反射するごとに低下する光パケットのパワーを補償するとともに、発振を抑えて光伝送特性を向上させることができる。
【０１１２】
なお、一般的なＳＯＡはその用途から利得は１０［ｄＢ］以上がのぞまれているが、本発明の図１１で用いるＳＯＡ１１１０は、上述のように、ｒ１範囲において利得は１（増幅もしないし減少もしない）のように小さい利得で動作させる。そこで、ＳＯＡ１１１０の利得をたとえば３［ｄＢ］以下のように小さく設定するため、ＳＯＡ１１１０半導体チップ長は一般的なＳＯＡよりも短くて済む。また、ＳＯＡ１１１０の利得をたとえば３［ｄＢ］以下のように小さく設定するため、ＳＯＡ１１１０のＰＤＬ（偏向依存性）も小さくて済む為、好都合である。
【０１１３】
図１２は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。図１１に示した制御部１６０は、たとえば図５に示す各ステップを繰り返し実行する。なお、図１２に示す各ステップの実行前は、光スイッチ１５０およびＳＯＡ１１１０はオフになっているとする。まず、制御部１６０は、光遅延装置１００への光パケットの入力タイミングと、入力される光パケットに与えるべき遅延時間と、が通知されたか否かを判断し（ステップＳ１２０１）、通知されるまで待つ（ステップＳ１２０１：Ｎｏのループ）。
【０１１４】
ステップＳ１２０１において、入力タイミングと遅延時間が通知されると（ステップＳ１２０１：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、ミラー間（ミラー１２０，１４０の間）のＳＯＡ１１１０をオンにする（ステップＳ１２０２）。これにより、光遅延装置１００へ入力された光パケットが、ミラー１２０とミラー１４０との間でＳＯＡ１１１０を繰り返し通過するようになる。なお、制御部１６０は、ステップＳ１２０１において通知された入力タイミングになるのを待ってからＳＯＡ１１１０をオンにしてもよい。
【０１１５】
図１２に示すステップＳ１２０３〜Ｓ１２０５は、図５に示したステップＳ５０３〜Ｓ５０５と同様である。ステップＳ１２０５において、一定時間が経過すると（ステップＳ１２０５：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、ミラー間（ミラー１２０，１４０の間）のＳＯＡ１１１０をオフにする（ステップＳ１２０６）。また、制御部１６０は、光スイッチ１５０をオフにし（ステップＳ１２０７）、一連の処理を終了する。なお、ステップＳ１２０６とステップＳ１２０７の順序は逆でもよい。
【０１１６】
以上の各ステップにより、通知された遅延時間だけ遅延させた光パケットを出力することができるとともに、ミラー１２０とミラー１４０との間に残った光パケットをＳＯＡ１１１０によって吸収することができる。このため、光経路ｒ１に光パケットが残り、つぎに光遅延装置１００へ入力される光パケットと衝突することを回避することができる。
【０１１７】
このように、実施の形態３にかかる光遅延装置１００によれば、光スイッチ１５０から光パケットを出力した後に光経路ｒ１の内部に残る光パケットをＳＯＡ１１１０によって吸収することができる。これにより、実施の形態１にかかる光遅延装置１００と同様の効果を奏するとともに、光伝送特性の劣化を抑えることができる。また、ＳＯＡ１１１０によって光パケットを増幅することで、光経路ｒ１を往復することによる光パケットのパワーの低下を補償することも可能である。
【０１１８】
また、実施の形態３にかかる光遅延装置１００は、図６に示した光遅延回路６００の光遅延装置１００や、図７−１〜図８−２に示した光回路７００，８００の光遅延装置７６１〜７６Ｎ，８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎなどに適用することもできる。また、実施の形態３にかかる光遅延装置１００において、光スイッチ１５０に代えてＳＯＡ９１０（図９−１，図９−２参照）を設ける構成としてもよい。
【０１１９】
（実施の形態４）
図１３は、実施の形態４にかかる光遅延装置の構成例１を示す図である。図１３において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１３に示すように、実施の形態４にかかる光遅延装置１００は、図１に示したミラー１２０に代えて、ミラー１３１０と、経路スイッチ１３２０と、を備えている。
【０１２０】
ミラー１３１０は、経路スイッチ１３２０から出力された光パケットを経路スイッチ１３２０へ反射させる。ミラー１３１０の反射率は、たとえば理想的には１００％である。サーキュレータ１１０は、光遅延装置１００へ入力された光パケットを経路スイッチ１３２０へ出力する。また、サーキュレータ１１０は、経路スイッチ１３２０から出力された光パケットを光スイッチ１５０へ出力する。
【０１２１】
経路スイッチ１３２０は、第１経路１３２１と第２経路１３２２とを切り替え可能な経路スイッチである。経路スイッチ１３２０は、第１経路１３２１に設定された場合は、サーキュレータ１１０から出力された光パケットを遅延線１３０へ出力するとともに、遅延線１３０から出力された光パケットをサーキュレータ１１０へ出力する。また、経路スイッチ１３２０は、第２経路１３２２に設定された場合は、遅延線１３０から出力された光パケットをミラー１３１０へ出力するとともに、ミラー１３１０から出力された光パケットを遅延線１３０へ出力する。
【０１２２】
この光回路構成に用いる経路スイッチ１３２０も、第１経路１３２１で光パケット信号を遅延線１３０に導きつつ、光パケット信号の先頭から末尾までが遅延線１３０にいる時間内で、第１経路１３２１から第２経路１３２２に切り替えて、光パケット信号をミラー１３１０とミラー１４０の間に閉じ込めるために、その応答に高速性がのぞまれる。たとえば、経路スイッチ１３２０には、たとえば、鉛（Ｐｂ）、ランタン（Ｌａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）の酸化化合物を用いたＰＬＺＴ光スイッチや、マッハツェンダ型光スイッチなどを用いることができる。これにより、第１経路１３２１と第２経路１３２２とを高速（たとえばナノ秒オーダ）に切り替えることができる。
【０１２３】
したがって、ミラー１３１０、経路スイッチ１３２０の第２経路１３２２、遅延線１３０およびミラー１４０は、入力された光パケットが同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１を形成する。この場合は、サーキュレータ１１０および経路スイッチ１３２０の第１経路１３２１は、遅延対象の光パケットを光経路ｒ１へ入力する入力部となる。
【０１２４】
制御部１６０は、光遅延装置１００へ光パケットが入力されると、経路スイッチ１３２０を第１経路１３２１に切り替える。これにより、光パケットが第１経路１３２１を通過して光経路ｒ１へ入力される。光パケットが経路スイッチ１３２０を通過すると、制御部１６０は、経路スイッチ１３２０を第２経路１３２２に切り替える。これにより、光パケットは、ミラー１３１０とミラー１４０との間を往復する。
【０１２５】
光パケットが経路スイッチ１３２０を通過する時点は、たとえば、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから一定の時間が経過した時点である。一定の時間は、光遅延装置１００へ入力された光パケットが遅延線１３０を通過するまでの光路長によって決まる時間（固定値）であり、たとえばあらかじめ光遅延装置１００のメモリに記憶される。
【０１２６】
また、制御部１６０は、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点で経路スイッチ１３２０を第１経路１３２１に切り替える。これにより、光経路ｒ１を往復していた光パケットが第１経路１３２１を通過してサーキュレータ１１０へ出力され、サーキュレータ１１０から光スイッチ１５０へ出力される。また、制御部１６０は、光スイッチ１５０をオン（出力状態）に切り替える。これにより、光スイッチ１５０へ入力される光パケットのうちの、所定の遅延時間が与えられた光パケットを出力させることができる。
【０１２７】
また、制御部１６０は、経路スイッチ１３２０を第１経路１３２１に切り替えることによって光パケットを光経路ｒ１へ入力した後に、経路スイッチ１３２０を第１経路１３２１に維持してもよい。この場合は、光経路ｒ１へ入力された光パケットは、ミラー１４０によって反射し、第１経路１３２１を通過してサーキュレータ１１０へ出力され、サーキュレータ１１０から光スイッチ１５０へ出力される。この場合は、光パケットは、最小の遅延時間を与えられて出力される。
【０１２８】
図１３に示した光遅延装置１００においては、光経路ｒ１において一部透過の反射媒体を用いていないため（理想的に１００％反射を用いているため）、光経路ｒ１を往復する光パケットが挿入損失をほとんど受けない。このため、光パケットが光経路ｒ１を往復する回数が多くても、光パケットのパワーはほとんど低下しない。このため、光遅延装置１００は、入力された光パケットを、所定の遅延時間を与えつつ、ほとんど劣化させずに出力することができるため、図１より好ましい光回路構造と言える。
【０１２９】
また、経路スイッチ１３２０を第２経路１３２２から第１経路１３２１に切り替えて光パケットを出力することで、特定の遅延時間を与えた光パケットを光スイッチ１５０から出力した後に、光経路ｒ１には光パケットが残らない。このため、光経路ｒ１に光パケットが残り、光遅延装置１００へつぎに入力される光パケットと衝突することを回避することができる。このため、図９よりも好ましい光回路構造と言える。
【０１３０】
図１４は、図１３の光回路構造を用いた場合の光パケットの反射回数とパワーとの関係の一例を示すイメージ図である。図１４において、図２−３に示した部分と同様の部分については説明を省略する。図１４の座標点１４０１〜１４０６に示すように、図１３に示した光遅延装置１００においては、ミラー１３１０とミラー１４０との間の光経路ｒ１を光パケットが往復する回数によらず、光パケットのパワーがほぼ一定になる。このため、光遅延装置１００は、入力された光パケットを、所定の遅延時間を与えつつ、ほとんど劣化させずに出力することができる。
【０１３１】
図１５は、制御部による制御の一例を示すフローチャートである。図１３に示した制御部１６０は、たとえば図１５に示す各ステップを繰り返し実行する。なお、図１５に示す各ステップの実行前は、光スイッチ１５０はオフになっており、経路スイッチ１３２０は第１経路１３２１に設定されているとする。まず、制御部１６０は、光遅延装置１００への光パケットの入力タイミングと、光遅延装置１００へ入力される光パケットに与えるべき遅延時間と、が通知されたか否かを判断し（ステップＳ１５０１）、通知されるまで待つ（ステップＳ１５０１：Ｎｏのループ）。
【０１３２】
ステップＳ１５０１において、入力タイミングと遅延時間が通知されると（ステップＳ１５０１：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、入力された光パケットが経路スイッチ１３２０を通過する時点を過ぎたか否かを判断する（ステップＳ１５０２）。そして、制御部１６０は、光パケットが経路スイッチ１３２０を通過する時点を過ぎるまで待つ（ステップＳ１５０２：Ｎｏのループ）。
【０１３３】
ステップＳ１５０２において、光パケットが経路スイッチ１３２０を通過する時点を過ぎると（ステップＳ１５０２：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、経路スイッチ１３２０を第１経路１３２１から第２経路１３２２へ切り替える（ステップＳ１５０３）。つぎに、制御部１６０は、ステップＳ１５０１において通知された入力タイミングから、通知された遅延時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ１５０４）、遅延時間が経過するまで待つ（ステップＳ１５０４：Ｎｏのループ）。遅延時間が経過すると（ステップＳ１５０４：Ｙｅｓ）、制御部１６０は、経路スイッチ１３２０を第２経路１３２２から第１経路１３２１へ切り替える（ステップＳ１５０５）。
【０１３４】
図１５に示すステップＳ１５０６〜Ｓ１５０８は、図５に示したステップＳ５０３〜Ｓ５０５と同様である。以上の各ステップにより、通知された遅延時間だけ遅延させた光パケットを出力することができるとともに、光パケットのパワーをほとんど低下させないようにすることができる。また、光経路ｒ１に光パケットが残らないようにすることができる。このため、光経路ｒ１に光パケットが残り、つぎに光遅延装置１００へ入力される光パケットと衝突することを回避することができる。
【０１３５】
このように、実施の形態４にかかる光遅延装置１００によれば、光が同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１へ光パケットを入力し、入力してから所定の遅延時間が経過した時点で光経路ｒ１の光パケットを光スイッチ１５０から出力する。具体的には、第１経路１３２１と第２経路１３２２とに切り替え可能な経路スイッチ１３２０を備える。
【０１３６】
第１経路１３２１は、光パケットを光経路ｒ１へ入力し、光経路ｒ１から光パケットを出力する経路である。第２経路１３２２は、光経路ｒ１へ入力された光パケットが同一の経路を繰り返し通過する経路である。また、光スイッチ１５０は、非出力状態では光経路ｒ１から第１経路１３２１により出力される光パケットのオン／オフを切り替える。これにより、小規模な構成で光パケットに所定の遅延時間を与えることができる。
【０１３７】
このため、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、出力する光パケットのパワーの低下を抑えることができる。このため、伝送品質を向上させることができる。また、光経路ｒ１にＳＯＡ１１１０を設けなくても、光経路ｒ１に光パケットが残ることを回避することができる。
【０１３８】
（実施の形態５）
図１６は、実施の形態５にかかる光遅延装置の構成例１を示す図である。図１６において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１６に示すように、実施の形態５にかかる光遅延装置１００は、図１に示した遅延線１３０に代えて、励起光源１６１０と、合波器１６２０と、増幅媒体１６３０と、を備えている。励起光源１６１０は、励起光を生成して合波器１６２０へ出力する。励起光源１６１０が生成する励起光は、増幅媒体の希土類を励起するための用途であり、増幅媒体がエルビウムドープ光ファイバの場合は０．９８［μｍ］や１．４８［μｍ］の波長であることが望ましい。
【０１３９】
合波器１６２０は、サーキュレータ１１０から出力された光パケットと、励起光源１６１０から出力された励起光と、を合波してミラー１２０へ出力する。また、合波器１６２０は、ミラー１２０から出力された光パケットをサーキュレータ１１０へ出力する。ミラー１２０は、合波器１６２０から出力された光パケットの一部を合波器１６２０へ反射させ、残りの光パケットを増幅媒体１６３０へ透過させる。また、ミラー１２０は、増幅媒体１６３０から出力された光パケットの一部を増幅媒体１６３０へ反射させ、残りの光パケットを合波器１６２０へ透過させる。
【０１４０】
増幅媒体１６３０は、たとえば巻いたＥＤＦ（Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ：希土類ドープ光ファイバ）によって実現された遅延線である。増幅媒体１６３０は、ミラー１２０から出力された光パケットを所定の時間遅延させ、遅延させた光パケットをミラー１４０へ出力する。また、増幅媒体１６３０は、ミラー１４０から出力された光パケットの時間遅延させ、遅延させた光パケットをミラー１２０へ出力する。また、増幅媒体１６３０は、励起光と合波されて通過する光パケットを、励起光に応じて増幅する。
【０１４１】
一般的な希土類ドープ光ファイバ増幅器に適用されている希土類ドープ光ファイバは、一般的に数十メートルであり、その希土類ドープ濃度は１０００［ｐｐｍ］程度であるが、本発明に適用する増幅媒体１６３０は遅延線としての機能を有するため、長い距離を有することが条件になる（上述したように少なくとも往復で光パケット１スロット分以上の光路長が必要）。そこで、たとえば１００［ｍ］必要となり、一般的な光増幅器に用いられている光増幅媒体長よりも一桁長い。そこで、一般的な光増幅器と同じように良好な増幅特性を得ようとすると、一般的な光増幅媒体に比べて長さが一桁長い分、その光増幅媒体への希土類ドープ濃度は一桁薄くなる。増幅媒体１６３０をＥＤＦによって実現することで、光パケットを低雑音かつ高利得で増幅することができる。これにより、光経路ｒ１を光パケットが往復することによる光パケットのパワーの低下を高品質に補償することが可能になる。
【０１４２】
光パケットのパワーの低下を補償することで、光通信システムの全体の光伝送特性の向上を図ることができる。また、光遅延装置１００によって光パケットを増幅することで、光通信システムに設ける光増幅器の数を削減することも可能である。なお、ここでは増幅媒体１６３０の前段に合波器１６２０を設ける構成について説明したが、このような構成に限らず、合波器１６２０の挿入位置は限定しないし、各種の励起方法（前方励起、後方励起、双方向励起、クラッド励起など）を適用することができる。また、光経路ｒ１として希土類ドープ光ファイバを実施例に挙げたが、光ファイバよりも屈折率の高いＥＤＷ（希土類ドープ導波路）も必要な光路長を短くできるため将来的に候補になる可能性が考えられる。
【０１４３】
図１７は、実施の形態５にかかる光遅延装置の構成例２を示す図である。図１７において、図１１または図１６に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１７に示すように、実施の形態５にかかる光遅延装置１００は、図１１に示した遅延線１３０に代えて、励起光源１６１０と、合波器１６２０と、増幅媒体１６３０と、を備えている。このように、励起光源１６１０、合波器１６２０および増幅媒体１６３０を、実施の形態３にかかる光遅延装置１００に適用してもよい。
【０１４４】
図１８は、実施の形態５にかかる光遅延装置の構成例３を示す図である。図１８において、図１６に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１８に示すように、実施の形態５にかかる光遅延装置１００においては、図１１に示したミラー１２０および合波器１６２０を光フィルタ１８１０によって実現してもよい。
【０１４５】
励起光源１６１０は、励起光を生成して光フィルタ１８１０へ出力する。光フィルタ１８１０は、サーキュレータ１１０から出力された光パケットの一部をサーキュレータ１１０へ反射させる。また、光フィルタ１８１０は、残りの光パケットと、励起光源１６１０から出力された励起光と、を合波して増幅媒体１６３０へ透過させる。
【０１４６】
また、光フィルタ１８１０は、増幅媒体１６３０から出力された光パケットの一部を増幅媒体１６３０へ反射させ、残りの光パケットをサーキュレータ１１０へ透過させる。このように、ミラー１２０および合波器１６２０を光フィルタ１８１０によって実現することで、光遅延装置１００の部品点数を減らすことができる。光フィルタ１８１０は、たとえば誘電体多層膜によって実現することができる。
【０１４７】
図１９は、図１８に示した光フィルタの特性の例１を示す図である。図１９において、横軸は波長を示し、縦軸は透過特性［ｄＢ］を示している。波長透過特性１９１０は、図１８に示した光フィルタ１８１０の特性の例である。励起光帯域Ｂ１は、励起光源１６１０から出力される励起光の波長帯域（たとえば１５３０〜１５６０［ｎｍ］）である。信号光帯域Ｂ２は、サーキュレータ１１０から出力される光パケットの波長帯域（たとえば９６０〜９８０［ｎｍ］や１４５０〜１４９０［ｎｍ］）である。
【０１４８】
波長透過特性１９１０に示すように、励起光帯域Ｂ１の透過特性は０［ｄＢ］であり、光フィルタ１８１０は、励起光をすべて増幅媒体１６３０へ透過させる。また、信号光帯域Ｂ２の透過特性は−３［ｄＢ］であり、光フィルタ１８１０は、光パケットを５０％だけ増幅媒体１６３０へ透過させ、残りの５０％をサーキュレータ１１０へ反射させる。
【０１４９】
図２０は、図１８に示した光フィルタの特性の例２を示す図である。図２０において、図１９に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。光フィルタ１８１０は、図２０に示す波長透過特性２０１０を有していてもよい。雑音帯域Ｂ３，Ｂ４は、光パケットの波長も励起光の波長も設定されておらず、雑音のみが含まれている波長帯域（たとえば１５２０〜１５３０［ｎｍ］や１５６０−１５７０［ｎｍ］）である。波長透過特性２０１０は、雑音帯域Ｂ３，Ｂ４においてたとえば−３０［ｄＢ］の透過特性を有する。
【０１５０】
このように、励起光帯域Ｂ１、信号光帯域Ｂ２とは異なる雑音帯域Ｂ３，Ｂ４においては入力された光を透過させない波長透過特性２０１０を有する光フィルタ１８１０を用いることで、光パケットを増幅することによって発生する雑音を抑制することができる。
【０１５１】
このように、実施の形態５にかかる光遅延装置１００においては、光経路ｒ１に増幅媒体１６３０を設け、励起光源１６１０によって発振された励起光を、光経路ｒ１の光パケットに合波する。これにより、増幅媒体１６３０によって、光経路ｒ１の光パケットを遅延させるとともに増幅することができる。
【０１５２】
（光遅延装置の変形例）
図２１は、光遅延装置の変形例１を示す図である。図２１において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２１に示すように、光遅延装置１００は、光カプラ２１１０と、ループファイバ２１２０と、光スイッチ１５０と、制御部１６０と、を備えていてもよい。
【０１５３】
光カプラ２１１０は、２入力２出力の１：１カプラ（３［ｄＢ］カプラ）である。光カプラ２１１０の入力部の一方には光カプラ２１１０の一端が接続される。光カプラ２１１０の入力部の他方には光遅延装置１００へ入力された光パケットが入力される。光カプラ２１１０の出力部の一方はループファイバ２１２０の他端が接続されている。光カプラ２１１０の出力部の他方は光スイッチ１５０へ出力されている。光スイッチ１５０は、光カプラ２１１０から出力される光パケットのオン／オフを切り替える。
【０１５４】
したがって、ループファイバ２１２０は、入力された光パケットが同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１を形成する。具体的には、光遅延装置１００へ入力された光パケットは、ループファイバ２１２０を循環するとともに、光カプラ２１１０を通過するたびに一部が分岐されて光スイッチ１５０へ出力される。このように、入力された光パケットが同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１は、ミラー間を反射させながら往復させる構成に限らない。
【０１５５】
また、図２１に示す光遅延装置１００によれば、サーキュレータ１１０を用いなくても、光経路ｒ１へ光パケットを入力するとともに、光経路ｒ１から光パケットを出力することができる。なお、ループファイバ２１２０は、たとえば巻いた光ファイバによって実現することができる。これにより、光パケットが光経路ｒ１を１循環するための時間を長くすることができる。たとえば、ループファイバ２１２０は、２００［ｍ］以上の長さの光ファイバとする。これにより、光パケットが光経路ｒ１を１循環するための時間を１［μｓ］以上にすることができる。
【０１５６】
また、ここではループファイバ２１２０によって光パケットを循環させる光経路ｒ１を形成したが、たとえば、３つ以上のミラーを組み合わせることで光パケットを循環させる環状の光経路ｒ１を形成してもよい。
【０１５７】
図２２は、光遅延装置の変形例２を示す図である。図２２において、図１３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２２に示すように、光遅延装置１００は、図１３に示したサーキュレータ１１０および光スイッチ１５０に変えて、経路スイッチ２２１０を備えていてもよい。光遅延装置１００へ入力された光パケットは、経路スイッチ１３２０の第１経路１３２１へ入力される。
【０１５８】
経路スイッチ２２１０は、図１に示した光スイッチ１５０に対応する構成であり、光経路ｒ１に設けられている。図２２に示す例では、経路スイッチ２２１０は遅延線１３０とミラー１４０との間に設けられている。経路スイッチ２２１０は、第３経路２２１１と第４経路２２１２とを切り替え可能な経路スイッチである。経路スイッチ２２１０は、第３経路２２１１に設定された場合は、遅延線１３０から出力された光パケットをミラー１４０へ通過させるとともに、ミラー１４０から出力された光パケットを遅延線１３０へ通過させる。また、経路スイッチ２２１０は、第４経路２２１２に設定された場合に、光経路ｒ１の光パケットを光遅延装置１００の後段へ出力する。
【０１５９】
制御部１６０は、光遅延装置１００へ光パケットが入力されると、経路スイッチ１３２０を第１経路１３２１に切り替えるとともに、経路スイッチ２２１０を第３経路２２１１に切り替える。これにより、光パケットが第１経路１３２１を通過して光経路ｒ１へ入力される。光パケットが経路スイッチ１３２０を通過すると、制御部１６０は、経路スイッチ１３２０を第２経路１３２２に切り替える。これにより、光パケットは、ミラー１３１０とミラー１４０との間を往復する。
【０１６０】
また、制御部１６０は、光パケットが光遅延装置１００へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点で経路スイッチ２２１０を第４経路２２１２に切り替える。これにより、光経路ｒ１を往復していた光パケットが第４経路２２１２を通過して光遅延装置１００の後段へ出力される。これにより、所定の遅延時間が与えられた光パケットを光遅延装置１００の後段へ出力させることができる。
【０１６１】
このように、光経路ｒ１からの光パケットの取り出しに経路スイッチ２２１０を用いることで、サーキュレータ１１０を省いた構成にすることもできる。経路スイッチ２２１０には、たとえば、鉛（Ｐｂ）、ランタン（Ｌａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）の酸化化合物を用いたＰＬＺＴ光スイッチや、マッハツェンダ型光スイッチなどを用いることができる。これにより、第３経路２２１１および第４経路２２１２を高速に切り替えることができる。
【０１６２】
図２３は、光遅延装置の変形例３を示す図である。図２３において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２３に示すように、光遅延装置１００は、レンズ２３１１〜２３１４と、光ファイバ２３２０と、ミラー２３３０と、を備えていてもよい。光遅延装置１００へ入力された光パケットは、レンズ２３１１を介してミラー２３３０へ斜め（たとえば４５度）に入力される。
【０１６３】
ミラー２３３０は、所定の透過率（たとえば５０％）を有する一部透過の反射媒体である。具体的には、ミラー２３３０は、レンズ２３１１から出力された光パケットを所定の反射率（たとえば５０％）で反射させ、レンズ２３１４を介して光スイッチ１５０へ出力する。また、ミラー２３３０は、レンズ２３１１から出力された残りの光パケットを透過させ、レンズ２３１２を介して光ファイバ２３２０へ出力する。
【０１６４】
また、ミラー２３３０は、レンズ２３１３から出力された光パケットを所定の反射率（たとえば５０％）で反射させ、レンズ２３１２を介して光ファイバ２３２０へ出力する。また、ミラー２３３０は、レンズ２３１３から出力された残りの光パケットを透過させ、レンズ２３１４を介して光スイッチ１５０へ出力する。光ファイバ２３２０は、レンズ２３１２から出力された光パケットをレンズ２３１３へ出力する。光ファイバ２３２０には遅延線１３０が設けられており、光パケットを遅延させる。
【０１６５】
したがって、ミラー２３３０、レンズ２３１２、光ファイバ２３２０およびレンズ２３１３は、入力された光パケットが同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１を形成する。具体的には、光遅延装置１００へ入力された光パケットは、ミラー２３３０、レンズ２３１２、光ファイバ２３２０およびレンズ２３１３を循環するとともに、ミラー２３３０を通過するたびに一部が透過して光スイッチ１５０へ出力される。このように、入力された光パケットが同一の経路を繰り返し通過する光経路ｒ１は、ミラー間を反射させながら往復させる構成に限らない。
【０１６６】
また、図２３に示す光遅延装置１００によれば、サーキュレータ１１０を用いなくても、光経路ｒ１へ光パケットを入力するとともに、光経路ｒ１から光パケットを出力することができる。
【０１６７】
また、ここではレンズ２３１２からの光パケットを光ファイバ２３２０によってレンズ２３１３へ入力することで光パケットを循環させる構成について説明したが、このような構成に限らない。たとえば、ここではレンズ２３１２からの光パケットをレンズ２３１３へ入力する光学系を、複数のミラーなどを用いて実現してもよい。
【０１６８】
なお、上述した各実施の形態および各変形例はそれぞれ組み合わせることも可能である。また、上述した各実施の形態および各変形例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形を行うこともできる。たとえば、図１に示した光遅延装置１００において、サーキュレータ１１０に代えて経路スイッチを設ける構成としてもよい。サーキュレータ１１０に代えて設ける経路スイッチは、たとえば、入力された光パケットをミラー１２０へ出力する経路と、ミラー１２０から出力された光パケットを光スイッチ１５０へ出力する経路と、に切り替え可能な経路スイッチである。
【０１６９】
（ミラーと光ファイバとの接続例）
図２４−１は、一部透過のミラーと光ファイバとの接続例１を示す図である。図２４−１に示すミラー１２０は、たとえば図１に示したミラー１２０である。光ファイバ２４１１は、ミラー１２０のサーキュレータ１１０の側の光ファイバである。光ファイバ２４１２は、ミラー１２０の遅延線１３０の側の光ファイバである。光コネクタ２４３１は、光ファイバ２４１１の端部に設けられた光コネクタである。光コネクタ２４３２は、光ファイバ２４１２の端部に設けられた光コネクタである。
【０１７０】
図２４−１に示すように、光コネクタ２４３１と光コネクタ２４３２のいずれか一方の端面に反射膜を蒸着しておく。この反射膜がたとえばミラー１２０として機能することができる。なお、光コネクタ２４３１と光コネクタ２４３２の接続は、一般的な接続手段である光アダプタを用いればよい。これにより、簡易かつ低コストにミラー１２０を形成することができる。また、光遅延装置１００の小型化を図ることができる。また、ミラー１２０と光ファイバ２４１１，２４１２に光を結合するためのレンズなどを設けなくてもよいため、サイズの縮小およびコストの低下を図ることができる。
【０１７１】
図２４−２は、一部透過のミラーと光ファイバとの接続例２を示す図である。図２４−２において、図２４−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２４−２に示すように、たとえば、ミラー１２０と光ファイバ２４１１の間にレンズ２４２１を設け、ミラー１２０と光ファイバ２４１２の間にレンズ２４２２を設けてもよい。
【０１７２】
レンズ２４２１は、光ファイバ２４１１の端部から出射される光をコリメートしてミラー１２０へ入射する。また、光ファイバ２４１１は、ミラー１２０から出射される光を光ファイバ２４１１の端部へ集光する。レンズ２４２２は、光ファイバ２４１２の端部から出射される光をコリメートしてミラー１２０へ入射する。また、光ファイバ２４１２は、ミラー１２０から出射される光を光ファイバ２４１２の端部へ集光する。
【０１７３】
図２５−１は、全反射のミラーと光ファイバとの接続例１を示す図である。図２５−１に示すミラー１４０は、たとえば図１に示したミラー１４０である。光ファイバ２５１１は、ミラー１４０の遅延線１３０の側の光ファイバである。光コネクタ２５３１は、光ファイバ２５１１の端部に設けられた光コネクタである。図２５−１に示すように、光コネクタ２５３１のファイバ端面に対して反射膜を蒸着させればよい。この場合は、光コネクタ２５３１に蒸着した反射膜がミラー１４０となる。これにより、簡易かつ低コストにミラー１４０を形成することができる。また、光遅延装置１００の小型化を図ることができる。また、ミラー１４０と光ファイバ２５１１に光を結合するためのレンズなどを設けなくてもよいため、サイズの縮小およびコストの低下を図ることができる。
【０１７４】
図２５−２は、全反射のミラーと光ファイバとの接続例２を示す図である。図２５−２において、図２５−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２５−２に示すように、たとえば、ミラー１４０と光ファイバ２５１１の間にレンズ２５２１を設けてもよい。レンズ２５２１は、光ファイバ２５１１の端部から出射される光をコリメートしてミラー１４０へ入射する。また、光ファイバ２５１１は、ミラー１４０から出射される光を光ファイバ２５１１の端部へ集光する。
【０１７５】
以上説明したように、光遅延装置、光回路および光遅延方法によれば、小規模な構成で光パケットに所定の遅延時間を与えることができる。なお、上述した各実施の形態においては、遅延対象の光信号の一例として光パケットを挙げたが、遅延対象の光パケットは光パケットに限らず、所定の長さを有する各種の光信号を適用することができる。
【０１７６】
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１７７】
（付記１）入力された光信号が同一の経路を繰り返し通過する光経路と、
前記光経路へ入力された光信号を出力する出力状態と、前記光経路へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、に切り替え可能な光スイッチと、
前記光スイッチを、前記光信号が前記光経路へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは前記非出力状態にし、前記時点で前記出力状態に切り替える制御部と、
を備えることを特徴とする光遅延装置。
【０１７８】
（付記２）前記所定の遅延時間は、前記光信号に実施されるべき遅延時間の情報を基に決定されることを特徴とする付記１に記載の光遅延装置。
【０１７９】
（付記３）前記光経路に設けられ、前記光信号を遅延させる遅延線を備えることを特徴とする付記１または２に記載の光遅延装置。
【０１８０】
（付記４）前記光経路は、時間軸方向に前記光信号の先端から末尾までが進む光路長以上の光路長を有することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【０１８１】
（付記５）前記制御部は、前記時点で、前記光信号の時間長だけ前記光スイッチを前記出力状態にす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遅延装置。
【０１８２】
（付記６）前記光経路は、複数の反射媒体の間を前記光信号が繰り返し往復する光経路であることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【０１８３】
（付記７）前記複数の反射媒体の少なくともいずれかは、入力された光の一部を透過させる一部透過の反射媒体であり、
前記光スイッチは、前記非出力状態では前記光経路から前記一部透過の反射媒体を透過して出力される光信号を遮断し、前記出力状態では前記光経路から前記一部透過の反射媒体を透過して出力される光信号を通過させることを特徴とする付記６に記載の光遅延装置。
【０１８４】
（付記８）遅延対象の光信号を前記一部透過の反射媒体へ入力するとともに、前記光経路から前記一部透過の反射媒体を透過して出力される光信号を前記光スイッチへ入力するサーキュレータを備えることを特徴とする付記７に記載の光遅延装置。
【０１８５】
（付記９）前記光スイッチは、半導体光増幅器であり、前記出力状態において前記光信号を増幅して出力することを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【０１８６】
（付記１０）前記制御部は、前記光スイッチを前記出力状態に切り替える場合に、前記遅延時間が長いほど前記光スイッチによる前記光信号の増幅率を大きくすることを特徴とする付記９に記載の光遅延装置。
【０１８７】
（付記１１）前記光経路に設けられ、前記光信号を通過させる半導体光増幅器を備え、
前記制御部は、前記光スイッチを前記出力状態に切り替える場合に前記光経路の内部の光信号を前記光経路に設けられた前記半導体光増幅器によって吸収させることを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【０１８８】
（付記１２）前記光経路に設けられた前記半導体光増幅器は、繰り返し通過する光信号のパワーが一定になるように、前記繰り返し通過する光信号を増幅することを特徴とする付記１１に記載の光遅延装置。
【０１８９】
（付記１３）前記光信号を前記光経路へ入力するとともに前記光経路から前記光信号を出力する第１経路と、前記光経路へ入力された光信号が前記同一の経路を繰り返し通過するようにする第２経路と、に切り替え可能な経路スイッチを備え、
前記光スイッチは、前記出力状態では前記光経路から前記第１経路により出力される光信号を通過させることを特徴とする付記６に記載の光遅延装置。
【０１９０】
（付記１４）光信号を前記第１経路から前記光経路へ入力するとともに、前記第２経路から出力される光信号を前記光スイッチへ入力するサーキュレータを備えることを特徴とする付記１３に記載の光遅延装置。
【０１９１】
（付記１５）励起光を発振する光源と、
前記光源によって発振された励起光を、前記光経路の前記光信号に合波する合波部と、
前記光経路に設けられ、前記光信号を遅延させるとともに、前記光信号を前記励起光に応じて増幅させる希土類ドープ光ファイバと、
を備えることを特徴とする付記１〜１４のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【０１９２】
（付記１６）前記複数の反射媒体の少なくともいずれかは、入力された光の一部を透過させる一部透過の反射媒体であり、
前記合波部と前記一部透過の反射媒体は、前記光信号の波長帯域においては入力された光の一部を透過させるとともに、前記励起光の波長帯域においては入力された光を透過させる光フィルタによって実現されることを特徴とする付記１５に記載の光遅延装置。
【０１９３】
（付記１７）前記光フィルタは、前記光信号および前記励起光の各波長帯域とは異なる波長帯域においては入力された光を透過させないことを特徴とする付記１６に記載の光遅延装置。
【０１９４】
（付記１８）前記光経路は、前記光信号が循環する環状の光経路であることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【０１９５】
（付記１９）前記光信号を前記光経路へ入力する第１経路と、前記光経路へ入力された光信号が前記同一の経路を繰り返し通過するようにする第２経路と、に切り替え可能な経路スイッチを備え、
前記光スイッチは、前記光経路へ入力された光信号が前記同一の経路を繰り返し通過するようにする第３経路と、前記光経路から前記光信号を出力する第４経路と、に切り替え可能な経路スイッチであることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【０１９６】
（付記２０）入力された光信号が同一の経路を繰り返し通過する光経路と、
前記光経路へ入力された光信号を出力する出力状態と、前記光経路へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、に切り替え可能な光スイッチと、
前記光スイッチを、前記光信号が前記光経路へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは前記非出力状態にし、前記時点で前記出力状態に切り替える制御部と、
を備える複数の光遅延装置と、
前記複数の光遅延装置から出力される各光信号を合波する合波部と、
前記合波部において前記各光信号が衝突しないように、前記複数の光遅延装置における前記遅延時間をそれぞれ決定する決定部と、
を備え、
前記複数の光遅延装置のそれぞれの前記制御部は、前記決定部によって決定された遅延時間によって前記光信号を遅延させることを特徴とする光回路。
【０１９７】
（付記２１）光が同一の経路を繰り返し通過する光経路へ光信号を入力し、
前記光経路へ入力された光信号を出力する出力状態と、前記光経路へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、に切り替え可能な光スイッチを、前記光信号が前記光経路へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは前記非出力状態にし、前記時点で前記出力状態に切り替える、
ことを特徴とする光遅延方法。
【符号の説明】
【０１９８】
ｒ１ 光経路
１００，７６１〜７６Ｎ，８６１〜８６ｎ，８７１〜８７ｎ 光遅延装置
１１０ サーキュレータ
１２０，１４０，１３１０，２３３０ ミラー
１３０ 遅延線
３１０，３２０，３３０，３４０，４１０，４２０ グラフ
３１１，３２１，３３１，３４１，４１１，４２１〜４２６，７０１〜７０３，８０１，８０２ 光パケット
６００ 光遅延回路
６１０，７１１〜７１Ｍ，８１１，８１２，９２１ 分岐部
６２０，７２１〜７２Ｍ，８２１，８２２ 遅延部
６３０，７４１〜７４Ｍ，８４１，８４２，９２２ 光電変換部
７００，８００ 光回路
７３０，８８０ マトリックス光スイッチ
７７０，２１１０ 光カプラ
８３１，８３２ 波長分離部
８９１，８９２ 波長多重部
９１０，１１１０ ＳＯＡ
１３２０，２２１０ 経路スイッチ
１３２１ 第１経路
１３２２ 第２経路
１６１０ 励起光源
１６２０ 合波器
１６３０ 増幅媒体
１８１０ 光フィルタ
１９１０，２０１０ 波長透過特性
２１２０ ループファイバ
２２１１ 第３経路
２２１２ 第４経路
２３１１〜２３１４，２４２１，２４２２，２５２１ レンズ
２３２０，２４１１，２４１２，２５１１ 光ファイバ
２４３１，２４３２，２５３１ 光コネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された光信号が同一の経路を繰り返し通過する光経路と、
前記光経路へ入力された光信号を出力する出力状態と、前記光経路へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、に切り替え可能な光スイッチと、
前記光スイッチを、前記光信号が前記光経路へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは前記非出力状態にし、前記時点で前記出力状態に切り替える制御部と、
を備えることを特徴とする光遅延装置。
【請求項２】
前記所定の遅延時間は、前記光信号に実施されるべき遅延時間の情報を基に決定されることを特徴とする請求項１に記載の光遅延装置。
【請求項３】
前記光経路に設けられ、前記光信号を遅延させる遅延線を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光遅延装置。
【請求項４】
前記光経路は、時間軸方向に前記光信号の先端から末尾までが進む光路長以上の光路長を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記時点で、前記光信号の時間長だけ前記光スイッチを前記出力状態にす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遅延装置。
【請求項６】
前記光経路は、複数の反射媒体の間を前記光信号が繰り返し往復する光経路であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【請求項７】
前記複数の反射媒体の少なくともいずれかは、入力された光の一部を透過させる一部透過の反射媒体であり、
前記光スイッチは、前記非出力状態では前記光経路から前記一部透過の反射媒体を透過して出力される光信号を遮断し、前記出力状態では前記光経路から前記一部透過の反射媒体を透過して出力される光信号を通過させることを特徴とする請求項６に記載の光遅延装置。
【請求項８】
遅延対象の光信号を前記一部透過の反射媒体へ入力するとともに、前記光経路から前記一部透過の反射媒体を透過して出力される光信号を前記光スイッチへ入力するサーキュレータを備えることを特徴とする請求項７に記載の光遅延装置。
【請求項９】
前記光スイッチは、半導体光増幅器であり、前記出力状態において前記光信号を増幅して出力することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【請求項１０】
前記光経路に設けられ、前記光信号を通過させる半導体光増幅器を備え、
前記制御部は、前記光スイッチを前記出力状態に切り替える場合に前記光経路の内部の光信号を前記光経路に設けられた前記半導体光増幅器によって吸収させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【請求項１１】
前記光信号を前記光経路へ入力するとともに前記光経路から前記光信号を出力する第１経路と、前記光経路へ入力された光信号が前記同一の経路を繰り返し通過するようにする第２経路と、に切り替え可能な経路スイッチを備え、
前記光スイッチは、前記出力状態では前記光経路から前記第１経路により出力される光信号を通過させることを特徴とする請求項６に記載の光遅延装置。
【請求項１２】
励起光を発振する光源と、
前記光源によって発振された励起光を、前記光経路の前記光信号に合波する合波部と、
前記光経路に設けられ、前記光信号を遅延させるとともに、前記光信号を前記励起光に応じて増幅させる希土類ドープ光ファイバと、
を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【請求項１３】
入力された光信号が同一の経路を繰り返し通過する光経路と、
前記光経路へ入力された光信号を出力する出力状態と、前記光経路へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、に切り替え可能な光スイッチと、
前記光スイッチを、前記光信号が前記光経路へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは前記非出力状態にし、前記時点で前記出力状態に切り替える制御部と、
を備える複数の光遅延装置と、
前記複数の光遅延装置から出力される各光信号を合波する合波部と、
前記合波部において前記各光信号が衝突しないように、前記複数の光遅延装置における前記遅延時間をそれぞれ決定する決定部と、
を備え、
前記複数の光遅延装置のそれぞれの前記制御部は、前記決定部によって決定された遅延時間によって前記光信号を遅延させることを特徴とする光回路。
【請求項１４】
光が同一の経路を繰り返し通過する光経路へ光信号を入力し、
前記光経路へ入力された光信号を出力する出力状態と、前記光経路へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、に切り替え可能な光スイッチを、前記光信号が前記光経路へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは前記非出力状態にし、前記時点で前記出力状態に切り替える、
ことを特徴とする光遅延方法。
【請求項１】
入力された光信号が同一の経路を繰り返し通過する光経路と、
前記光経路へ入力された光信号を出力する出力状態と、前記光経路へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、に切り替え可能な光スイッチと、
前記光スイッチを、前記光信号が前記光経路へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは前記非出力状態にし、前記時点で前記出力状態に切り替える制御部と、
を備えることを特徴とする光遅延装置。
【請求項２】
前記所定の遅延時間は、前記光信号に実施されるべき遅延時間の情報を基に決定されることを特徴とする請求項１に記載の光遅延装置。
【請求項３】
前記光経路に設けられ、前記光信号を遅延させる遅延線を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光遅延装置。
【請求項４】
前記光経路は、時間軸方向に前記光信号の先端から末尾までが進む光路長以上の光路長を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記時点で、前記光信号の時間長だけ前記光スイッチを前記出力状態にす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遅延装置。
【請求項６】
前記光経路は、複数の反射媒体の間を前記光信号が繰り返し往復する光経路であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【請求項７】
前記複数の反射媒体の少なくともいずれかは、入力された光の一部を透過させる一部透過の反射媒体であり、
前記光スイッチは、前記非出力状態では前記光経路から前記一部透過の反射媒体を透過して出力される光信号を遮断し、前記出力状態では前記光経路から前記一部透過の反射媒体を透過して出力される光信号を通過させることを特徴とする請求項６に記載の光遅延装置。
【請求項８】
遅延対象の光信号を前記一部透過の反射媒体へ入力するとともに、前記光経路から前記一部透過の反射媒体を透過して出力される光信号を前記光スイッチへ入力するサーキュレータを備えることを特徴とする請求項７に記載の光遅延装置。
【請求項９】
前記光スイッチは、半導体光増幅器であり、前記出力状態において前記光信号を増幅して出力することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【請求項１０】
前記光経路に設けられ、前記光信号を通過させる半導体光増幅器を備え、
前記制御部は、前記光スイッチを前記出力状態に切り替える場合に前記光経路の内部の光信号を前記光経路に設けられた前記半導体光増幅器によって吸収させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【請求項１１】
前記光信号を前記光経路へ入力するとともに前記光経路から前記光信号を出力する第１経路と、前記光経路へ入力された光信号が前記同一の経路を繰り返し通過するようにする第２経路と、に切り替え可能な経路スイッチを備え、
前記光スイッチは、前記出力状態では前記光経路から前記第１経路により出力される光信号を通過させることを特徴とする請求項６に記載の光遅延装置。
【請求項１２】
励起光を発振する光源と、
前記光源によって発振された励起光を、前記光経路の前記光信号に合波する合波部と、
前記光経路に設けられ、前記光信号を遅延させるとともに、前記光信号を前記励起光に応じて増幅させる希土類ドープ光ファイバと、
を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の光遅延装置。
【請求項１３】
入力された光信号が同一の経路を繰り返し通過する光経路と、
前記光経路へ入力された光信号を出力する出力状態と、前記光経路へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、に切り替え可能な光スイッチと、
前記光スイッチを、前記光信号が前記光経路へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは前記非出力状態にし、前記時点で前記出力状態に切り替える制御部と、
を備える複数の光遅延装置と、
前記複数の光遅延装置から出力される各光信号を合波する合波部と、
前記合波部において前記各光信号が衝突しないように、前記複数の光遅延装置における前記遅延時間をそれぞれ決定する決定部と、
を備え、
前記複数の光遅延装置のそれぞれの前記制御部は、前記決定部によって決定された遅延時間によって前記光信号を遅延させることを特徴とする光回路。
【請求項１４】
光が同一の経路を繰り返し通過する光経路へ光信号を入力し、
前記光経路へ入力された光信号を出力する出力状態と、前記光経路へ入力された光信号を出力しない非出力状態と、に切り替え可能な光スイッチを、前記光信号が前記光経路へ入力されてから所定の遅延時間が経過する時点までは前記非出力状態にし、前記時点で前記出力状態に切り替える、
ことを特徴とする光遅延方法。
【図１】
【図２−１】
【図２−２】
【図２−３】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７−１】
【図７−２】
【図８−１】
【図８−２】
【図９−１】
【図９−２】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４−１】
【図２４−２】
【図２５−１】
【図２５−２】
【図２−１】
【図２−２】
【図２−３】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７−１】
【図７−２】
【図８−１】
【図８−２】
【図９−１】
【図９−２】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４−１】
【図２４−２】
【図２５−１】
【図２５−２】
【公開番号】特開２０１２−２４２６１９（Ｐ２０１２−２４２６１９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２７７０（Ｐ２０１１−１１２７７０）
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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