JP3584901B2 - 光パケットセルフルーティング装置および光パケットセルフルーティング方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光パケットセルフルーティング装置および光パケットセルフルーティング方法に関し、特に、スイッチング素子に入力される光パケットを、上記の光パケットの入力と同期するように上記のスイッチング素子に入射する制御光に基づいて光パケットのスイッチングを行う光パケットセルフルーティング装置および光パケットセルフルーティング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光パケットを用いた高速光通信に係る技術が多数、開示されている。上記のような技術として、特開平４−２８０５２２号公報が開示するところの光接続装置とその駆動方法（以下、従来例１）があった。従来例１では、光信号を、タイミング光信号と、アドレス光信号と、情報信号と、に分離し、タイミング信号と同時に光電入出力素子に入射したアドレス信号のみをＯＮし、出力させ、情報信号の光セルフルーティングを行っていた。
【０００３】
また、光パケットのスイッチングに係る従来技術として、特開平６−２６１０７３号公報が開示するところの光パケットスイッチ（以下、従来例２）があった。従来例２では、光パケットからヘッダを示す光パルスを抽出し、上記のヘッダを示す光パルスを電気信号に変換し、上記の電気信号に基づいて、光パケットの出力先を制御していた。
【０００４】
また、特開平１１−７４９３５号公報が開示するところの光パケットスイッチ（以下、従来例３）では、光パケット信号をスターカプラで合流分配し、パケットの宛先に基づいて、光パケットをフィルタリングし、出力していた。
【０００５】
また、他の従来技術として、図８に示す光パケットセルフルーティング装置（以下、従来例４）があった。以下、図８を用いて、従来例４における光パケットセルフルーティング装置の構成および動作について説明する。
【０００６】
従来例４における光パケットセルフルーティング装置は、部位８１、８２、８３を有する。
【０００７】
部位８１は、入力ポート１０と、光複写機構１１と、通話路ルート８４と、制御系ルート８５と、光伝送路１ｍと、電気伝送路１ｎと、物理空間ｓと、部位８６と、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２と、バッファ１ｉ０〜１ｉ２と、多重化機構１ｊと、電気／光変換機構１ｋと、出力ポート１ｒと、を有する。通話路ルート８４は、光遅延機構１２を有する。制御系ルート８５は、光／電気変換機構１３と、宛先情報抽出機構１４と、電気制御信号生成機構１９と、を有する。部位８６は、電気制御光スイッチ４ｂを有する。
【０００８】
部位８２は、入力ポート２０と、光複写機構２１と、通話路ルート８７と、制御系ルート８８と、光伝送路２ｍと、電気伝送路２ｎと、物理空間ｔと、部位８９と、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２と、バッファ２ｉ０〜２ｉ２と、多重化機構２ｊと、電気／光変換機構２ｋと、出力ポート２ｒと、を有する。通話路ルート８７は、光遅延機構２２を有する。制御系ルート８８は、光／電気変換機構２３と、宛先情報抽出機構２４と、電気制御信号生成機構２９と、を有する。部位８９は、電気制御光スイッチ５ｂを有する。
【０００９】
部位８３は、入力ポート３０と、光複写機構３１と、通話路ルート８ａと、制御系ルート８ｂと、光伝送路３ｍと、電気伝送路３ｎと、物理空間ｕと、部位８ｃと、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２と、バッファ３ｉ０〜３ｉ２と、多重化機構３ｊと、電気／光変換機構３ｋと、出力ポート３ｒと、を有する。通話路ルート８ａは、光遅延機構３２を有する。制御系ルート８ｂは、光／電気変換機構２３と、宛先情報抽出機構２４と、電気制御信号生成機構２９と、を有する。部位８ｃは、電気制御光スイッチ６ｂを有する。
【００１０】
図８に示されている光パケットセルフルーティング装置における部位８２、８３は、部位８１と同様の構成を有し、同様の動作を行うとしてよい。以下、部位８１の構成および動作を中心に従来例４における光パケットセルフルーティング装置の動作について説明する。
【００１１】
入力ポート１０に入力された光パケットは、光複写機構１１により複写され、通話路ルート４および制御系ルート５に入力される。制御系ルート５に入力された光パケットは、光／電気変換機構１３により電気に変換される。
【００１２】
宛先情報抽出機構１４は、電気変換されたパケットのヘッダに記録されている宛先情報を読み取り、その読み取った宛先情報に基づいて、電気制御信号生成機構１９に電気的制御信号を生成させる。
【００１３】
電気制御信号生成機構１９は、宛先情報抽出機構１４により読み取られた宛先情報に基づいて、電気的制御信号を生成する。電気制御信号生成機構１９は、生成した電気的制御信号を電気制御光スイッチ素子４ｂに入力させ、電気制御光スイッチ素子４ｂを制御する。
【００１４】
光遅延機構１２は、通話路ルート４に入力された光パケットを所定時間遅延させ、通話路ルート４に入力された光パケットが電気制御光スイッチ素子４ｂに入力されるタイミングを、電気制御信号生成機構１９により生成された電気的制御信号が電気制御光スイッチ素子４ｂに入力されるタイミングに同期させる。
【００１５】
電気制御光スイッチ素子４ｂは、電気制御信号生成機構１９により生成された電気的制御信号に基づいて、入力された光パケットを光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２のうちのいずれかに入力させる。
【００１６】
上記の電気的制御信号に基づいて、光パケットが光／電気変換信号１ｈ０に入力された場合、光パケットは、光／電気変換機構１ｈ０により電気に変換され、変換後、バッファ１ｉ０に蓄積される。
【００１７】
バッファ１ｉ０に蓄積されたパケットは、多重化機構１ｊにより多重化される。多重化されたパケットは、電気／光変換機構１ｋにより光に変換され、変換後、出力ポート１ｒから出力される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従来例１では、各光電入出力素子に所定時間ずつ遅延させたタイミング光信号を入力させるとともに、アドレス光信号および情報信号に付加する遅延を光信号の出力先ごとに設定するといった複雑な動作が必要であった。
【００１９】
また、従来例２では、光パケットをルーティングする空間切替型スイッチを電気信号により制御していた。従って、空間切替型スイッチに入力される光パケットと電気信号との同期をとることが困難であった。
【００２０】
また、従来例３では、パケット分配器は、Ｎ個の入力モジュールにより光変換された光パケットを合流分配し、Ｎ個の可変波長フィルタモジュールに入力し、ルーティング制御回路は、各光パケットから宛先を抽出し、抽出した宛先に基づいてＮ個の可変波長フィルタモジュールを制御し、フィルタリングを行わせていた。しかしながら、ルーティング制御回路は、制御光により可変波長フィルタモジュールを制御する記載が無く、光パケットとルーティング制御回路から送出される制御信号との位相のズレを解消することが困難であった。
【００２１】
従来例４における光パケットセルフルーティング装置では、電気的制御信号により電気制御光スイッチ素子４ｂ、５ｂ、６ｂを制御していた。そのため、図８に示される物理空間ｓ、ｔ、ｕにおける電気電送が、電気的伝送の制約を受けるといった問題があった。電気的伝送の制約とは、高速電気伝送を行う際の距離の制約のことであり、例えば、数Ｇｂｐｓの伝送速度で電気信号を正確に伝送することが可能である距離の上限は、数十ｃｍ程度となっている。
【００２２】
また、従来例４における光パケットセルフルーティング装置では、伝送路の特性の違いにより、光伝送路１ｍ、２ｍ、３ｍを通過する光パケットと、電気伝送路１ｎ、２ｎ、３ｎを通過する電気的制御信号と、の間の同期化にズレが生じるといった問題があった。上記のズレを解消するために、同期の調整を常に行う必要があった。
【００２３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、光パケットを複写し、一方の光パケットを電気変換し、電気変換されたパケットのヘッダに記録されている宛先情報から制御光を生成し、他方の光パケットがスイッチング（ルーティング）を行う素子（スイッチング素子）に入力するタイミングと同期させて制御光を上記のスイッチング素子に入射させ、スイッチング素子の屈折率を変化させ、スイッチングを行うことにより、光パケットとスイッチングを制御する信号との同期のズレおよび電気的伝送の制約を容易に解消する光パケットセルフルーティング装置および光パケットセルフルーティング方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明は、１以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有し、１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング装置であって、所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写手段と、光パケット複写手段により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換手段と、第１の電気変換手段により電気変換したパケットから、入力された光パケットを出力させる所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出手段と、宛先情報抽出手段により抽出した宛先情報に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成手段と、光パケット複写手段により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する光パケット遅延手段と、制御光生成手段により生成した制御光に基づいて、光パケット遅延手段により遅延を付加した光パケットの経路を切り換える経路切換手段と、を有し、経路切換手段は、制御光生成手段により生成した制御光に基づいて、光パケット遅延手段により遅延を付加した光パケットの経路上の屈折率を変化させ、遅延を付加した光パケットを所定の角度屈折させ、遅延を付加したパケットの経路を切り換えることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の光パケットセルフルーティング装置において、光パケット経路切換手段により経路を切り換えた光パケットを電気変換する第２の電気変換手段と、第２の電気変換手段により電気変換したパケットを蓄積する蓄積手段と、蓄積手段により蓄積したパケットを多重化する多重化手段と、多重化手段により多重化したパケットを光変換する光変換手段と、光変換手段により光変換されたパケットを出力するパケット出力手段と、を有することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項３記載の発明は、１以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有し、１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング装置であって、所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写手段と、光パケット複写手段により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換手段と、第１の電気変換手段により電気変換したパケットから、入力された光パケットを出力させる所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出手段と、宛先情報抽出手段により抽出した宛先情報に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成手段と、光パケット複写手段により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する遅延手段と、光信号生成手段により生成した制御光と遅延手段により遅延が付加された光パケットとの波長を多重化する制御光波長多重手段と、制御光波長多重手段により波長多重した光信号を分離し、遅延が付加された光パケットと制御光とを生成する制御光波長分離手段と、制御光波長分離手段により生成した制御光に基づいて、制御光波長分離手段により生成した光パケットに、２以上の経路のうちいずれか１つを選択させる経路切換手段と、を有することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の光パケットセルフルーティング装置において、光パケット経路切換手段により所定の経路を選択した光パケットの波長を変換する波長変換手段と、波長変換手段により波長変換した光パケットの波長を多重化するパケット波長多重手段と、パケット波長多重手段により多重化した光パケットを波長多重前の光パケットに分離するパケット波長分離手段と、パケット波長分離手段により分離された光パケットを電気変換する第２の電気変換手段と、第２の電気変換手段により電気変換したパケットを蓄積する蓄積手段と、蓄積手段により蓄積したパケットを多重化する多重化手段と、多重化手段により多重化したパケットを光変換する光変換手段と、光変換手段により光変換されたパケットを出力するパケット出力手段と、を有することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の光パケットセルフルーティング装置において、第１、第２、および第３の入力ポートと、第１、第２、および第３の出力ポートと、を有し、第１、第２、および第３の入力ポートから入力された光パケットが入力される経路切換手段を、それぞれ第１、第２、および第３の経路切換手段とし、第１、第２、および第３の出力ポートから出力される光パケットが出力されるパケット波長多重手段を、それぞれ第１、第２、および第３のパケット波長多重手段とし、第Ｐ（Ｐ＝１、２、３）の経路切換手段と第Ｑ（Ｑ＝１、２、３）のパケット波長多重手段とを結ぶ経路上に設けられている波長変換手段を、波長変換手段（Ｐ、Ｑ）とし、波長変換手段（１、１）、（１、２）、（１、３）により変換される波長を、それぞれ波長λ1 、波長λ2 、波長λ3 とした場合、波長変換手段（２、１）、（２、２）、（２、３）により変換される波長を、それぞれ波長λ2 、波長λ3 、波長λ1 とし、波長変換手段（２、１）、（２、２）、（２、３）により変換される波長を、それぞれ波長λ3 、波長λ1 、波長λ2 として、変換する波長を循環させることを特徴とする。
【００３０】
また、請求項６記載の発明によれば、請求項３から５のいずれか１項に記載の光パケットセルフルーティング装置において、経路切換手段は、制御光波長分離手段により生成した制御光に基づいて、自身の屈折率を変化させ、制御光波長分離手段により生成した光パケットを所定の角度屈折させ、生成したパケットに、２以上の経路のうちいずれか１つを選択させることを特徴とする。
【００３１】
また、請求項７記載の発明は、１以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有し、１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング装置であって、所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写手段と、光パケット複写手段により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換手段と、第１の電気変換手段により電気変換したパケットから、入力された光パケットを出力させる所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出手段と、宛先情報抽出手段により抽出した宛先情報に基づいて、２以上の出力からいずれか１つを選択し、選択した出力から所定の制御信号を出力する制御信号出力手段と、制御信号出力手段により出力した制御信号に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成手段と、光パケット複写手段により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する遅延手段と、遅延手段により遅延が付加された光パケットの入力とともに、制御光生成手段により生成した制御光の入射を検出したか否かを判断する入射検出判断手段と、入射検出判断手段により制御光の入射を検出した場合、入力された光パケットを通過させ、制御光の入射を検出しなかった場合、入力された光パケットを破棄する経路選択手段と、を有することを特徴とする。
【００３２】
また、請求項８記載の発明によれば、請求項７記載の光パケットセルフルーティング装置において、光パケット経路選択手段により通過した光パケットを電気変換する第２の電気変換手段と、第２の電気変換手段により電気変換したパケットを蓄積する蓄積手段と、蓄積手段により蓄積したパケットを多重化する多重化手段と、多重化手段により多重化したパケットを光変換する光変換手段と、光変換手段により光変換されたパケットを出力するパケット出力手段と、を有することを特徴とする。
【００３３】
また、請求項９記載の発明は、１以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有する光パケットセルフルーティング装置を用いて、１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング方法であって、所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写工程と、光パケット複写工程により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換工程と、第１の電気変換工程により電気変換したパケットから、入力された光パケットを出力させる所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出工程と、宛先情報抽出工程により抽出した宛先情報に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成工程と、光パケット複写工程により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する光パケット遅延工程と、制御光生成工程により生成した制御光に基づいて、光パケット遅延工程により遅延を付加した光パケットの経路を切り換える経路切換工程と、を有し、経路切換工程は、制御光生成工程により生成した制御光に基づいて、光パケット遅延工程により遅延を付加した光パケットの経路上の屈折率を変化させ、遅延を付加した光パケットを所定の角度屈折させ、遅延を付加したパケットの経路を切り換えることを特徴とする。
【００３４】
また、請求項１０記載の発明によれば、請求項９記載の光パケットセルフルーティング方法において、光パケット経路切換工程により経路を切り換えた光パケットを電気変換する第２の電気変換工程と、第２の電気変換工程により電気変換したパケットを蓄積する蓄積工程と、蓄積工程により蓄積したパケットを多重化する多重化工程と、多重化工程により多重化したパケットを光変換する光変換工程と、光変換工程により光変換されたパケットを出力するパケット出力工程と、を有することを特徴とする。
【００３６】
また、請求項１１記載の発明は、１以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有する光パケットセルフルーティング装置を用いて、１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング方法であって、所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写工程と、光パケット複写工程により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換工程と、第１の電気変換工程により電気変換したパケットから、入力された光パケットを出力させる所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出工程と、宛先情報抽出工程により抽出した宛先情報に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成工程と、光パケット複写工程により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する遅延工程と、光信号生成工程により生成した制御光と遅延工程により遅延が付加された光パケットとの波長を多重化する制御光波長多重工程と、制御光波長多重工程により多重化した光信号を分離し、遅延が付加された光パケットと制御光とを生成する制御光波長分離工程と、制御光波長分離工程により生成した制御光に基づいて、制御光波長分離工程により生成した光パケットに、２以上の経路のうちいずれか１つを選択させる経路切換工程と、を有することを特徴とする。
【００３７】
また、請求項１２記載の発明によれば、請求項１１記載の光パケットセルフルーティング方法において、光パケット経路切換工程により所定の経路を選択した光パケットの波長を変換する波長変換工程と、波長変換工程により波長変換した光パケットの波長を多重化するパケット波長多重工程と、パケット波長多重工程により多重化した光パケットを波長多重前の光パケットに分離するパケット波長分離工程と、パケット波長分離工程により分離された光パケットを電気変換する第２の電気変換工程と、第２の電気変換工程により電気変換したパケットを蓄積する蓄積工程と、蓄積工程により蓄積したパケットを多重化する多重化工程と、多重化工程により多重化したパケットを光変換する光変換工程と、光変換工程により光変換されたパケットを出力するパケット出力工程と、を有することを特徴とする。
【００３８】
また、請求項１３記載の発明によれば、請求項１２記載の光パケットセルフルーティング方法において、第１、第２、および第３の入力ポートと、第１、第２、および第３の出力ポートと、を有し、第１、第２、および第３の入力ポートから入力された光パケットが入力される経路切換工程を、それぞれ第１、第２、および第３の経路切換工程とし、第１、第２、および第３の出力ポートから出力される光パケットが出力されるパケット波長多重工程を、それぞれ第１、第２、および第３のパケット波長多重工程とし、第Ｐ（Ｐ＝１、２、３）の経路切換工程と第Ｑ（Ｑ＝１、２、３）のパケット波長多重工程とを結ぶ経路上に設けられている波長変換工程を、波長変換工程（Ｐ、Ｑ）とし、波長変換工程（１、１）、（１、２）、（１、３）により変換される波長を、それぞれ波長λ1 、波長λ2 、波長λ3 とした場合、波長変換工程（２、１）、（２、２）、（２、３）により変換される波長を、それぞれ波長λ2 、波長λ3 、波長λ1 とし、波長変換工程（２、１）、（２、２）、（２、３）により変換される波長を、それぞれ波長λ3 、波長λ1 、波長λ2 として、変換する波長を循環させることを特徴とする。
【００３９】
また、請求項１４記載の発明によれば、請求項１１から１３のいずれか１項に記載の光パケットセルフルーティング方法において、経路切換工程は、制御光波長分離工程により生成した制御光に基づいて、自身の屈折率を変化させ、制御光波長分離工程により生成した光パケットを所定の角度屈折させ、生成したパケットに、２以上の経路のうちいずれか１つを選択させることを特徴とする。
【００４０】
また、請求項１５記載の発明は、１以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有する光パケットセルフルーティング装置を用いて、１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング方法であって、所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写工程と、光パケット複写工程により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換工程と、第１の電気変換工程により電気変換したパケットから、入力された光パケットを出力させる所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出工程と、宛先情報抽出工程により抽出した宛先情報に基づいて、２以上の出力からいずれか１つを選択し、選択した出力から所定の制御信号を出力する制御信号出力工程と、制御信号出力工程により出力した制御信号に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成工程と、光パケット複写工程により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する遅延工程と、遅延工程により遅延が付加された光パケットの入力とともに、制御光生成工程により生成した制御光の入射を検出したか否かを判断する入射検出判断工程と、入射検出判断工程により制御光の入射を検出した場合、入力された光パケットを通過させ、制御光の入射を検出しなかった場合、入力された光パケットを破棄する経路選択工程と、を有することを特徴とする。
【００４１】
また、請求項１６記載の発明によれば、請求項１５記載の光パケットセルフルーティング方法において、光パケット経路選択工程により通過した光パケットを電気変換する第２の電気変換工程と、第２の電気変換工程により電気変換したパケットを蓄積する蓄積工程と、蓄積工程により蓄積したパケットを多重化する多重化工程と、多重化工程により多重化したパケットを光変換する光変換工程と、光変換工程により光変換されたパケットを出力するパケット出力工程と、を有することを特徴とする。
【００４２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成を示す図である。以下、図１を用いて、本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成および動作について説明する。
【００４３】
本実施形態において、光パケットセルフルーティング装置は、部位１、２、３を有する。
【００４４】
部位１は、入力ポート１０と、光複写機構１１と、通話路ルート４と、制御系ルート５と、部位６と、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２と、バッファ１ｉ０〜１ｉ２と、多重化機構１ｊと、電気／光変換機構１ｋと、出力ポート１ｒと、を有する。通話路ルート４は、光遅延機構１２を有する。制御系ルート５は、光／電気変換機構１３と、宛先情報抽出機構１４と、光制御信号生成機構１５と、を有する。部位６は、三次非線形光学効果素子１ｂを有する。
【００４５】
部位２は、入力ポート２０と、光複写機構２１と、通話路ルート７と、制御系ルート８と、部位９と、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２と、バッファ２ｉ０〜２ｉ２と、多重化機構２ｊと、電気／光変換機構２ｋと、出力ポート２ｒと、を有する。通話路ルート７は、光遅延機構２２を有する。制御系ルート８は、光／電気変換機構２３と、宛先情報抽出機構２４と、光制御信号生成機構２５と、を有する。部位９は、三次非線形光学効果素子２ｂを有する。
【００４６】
部位３は、入力ポート３０と、光複写機構３１と、通話路ルートａと、制御系ルートｂと、部位ｃと、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２と、バッファ３ｉ０〜３ｉ２と、多重化機構３ｊと、電気／光変換機構３ｋと、出力ポート３ｒと、を有する。通話路ルートａは、光遅延機構３２を有する。制御系ルートｂは、光／電気変換機構３３と、宛先情報抽出機構３４と、光制御信号生成機構３５と、を有する。部位ｃは、三次非線形光学効果素子３ｂを有する。
【００４７】
入力ポート１０、２０、３０は、光パケットが入力される部位である。光複写機構１１、２１、３１は、入力ポート１０、２０、３０に入力された光パケットをそれぞれ複写する。光複写機構１１、２１、３１により複写された光パケットは、光遅延機構１２、２２、３２と、光／電気変換機構１３、２３、３３と、の２方路にそれぞれ入力される。
【００４８】
なお、光遅延機構１２、２２、３２をそれぞれ含む通話路ルート４、７、ａは、通話路データを含む光パケットが通過する経路である。また、光／電気変換機構１３、宛先情報抽出機構１４、および光制御信号生成機構１５を含む制御系ルート５は、制御用データ（例えば、三次非線形光学効果素子１ｂを制御する制御光）が生成され、通過する経路である。光／電気変換機構２３、宛先情報抽出機構２４、および光制御信号生成機構２５を含む制御系ルート８と、光／電気変換機構３３、宛先情報抽出機構３４、および光制御信号生成機構３５を含む制御系ルートｂとは、制御系ルート５の構成と同様である。
【００４９】
光遅延機構１２、２２、３２は、光制御信号生成機構１５、２５、３５から出力される制御光と光パケットとの同期をとるために、光パケットを所定時間遅延させる。例えば、光遅延機構１２、２２、３２は、光ファイバによる遅延線であってもよい。光遅延機構１２、２２、３２が光ファイバによる遅延線であったとして、その光ファイバ内の光速度を３．０×１０８ ｍ／秒であるとすると、１０ｎ秒の遅延を実現するためには、３ｍの長さの光ファイバ遅延線が必要となる。
【００５０】
光／電気変換機構１３、２３、３３、１ｈ０〜１ｈ２、２ｈ０〜２ｈ２、３ｈ０〜３ｈ２は、光信号を電気信号に変換する。宛先情報抽出機構１４、２４、３４は、光／電気変換機構１３、２３、３３により電気に変換されたパケットのヘッダに記録されている宛先情報（アドレス情報）を抽出する。光制御信号生成機構１５、２５、３５は、宛先情報抽出機構１４、２４、３４により抽出されたパケットの宛先情報を基にして、三次非線形光学効果素子１ｂ、２ｂ、３ｂを制御する制御光を生成する。
【００５１】
三次非線形光学効果素子１ｂ、２ｂ、３ｂは、光制御信号生成機構１５、２５、３５により生成された制御光に基づいて、光遅延機構１２、２２、３２から入力された光パケットを所定の方向に屈折させる。すなわち、三次非線形光学効果素子１ｂは、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２のいずれかに、光パケットが入力されるように屈折させる。また、同様に、三次非線形光学効果素子２ｂは、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２のいずれかに、三次非線形光学効果素子３ｂは、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２のいずれかに、光パケットが入力されるように屈折させる。
【００５２】
なお、三次元非線形光学効果素子１ｂ〜３ｂは、有機系材料であってもよいし、また、有機化合物超格子薄膜、無機化合物超格子薄膜、微粒子分散材料であってもよい。
【００５３】
光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２は、三次非線形光学効果素子１ｂから入力された光パケットを電気変換する。バッファ１ｉ０〜１ｉ２は、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２により電気変換されたパケットを一旦蓄積する。
【００５４】
また、同様に、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２は、三次非線形光学効果素子２ｂから入力された光パケットを電気変換する。バッファ２ｉ０〜２ｉ２は、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２により電気変換されたパケットを一旦蓄積する。
【００５５】
また、同様に、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２は、三次非線形光学効果素子３ｂから入力された光パケットを電気変換する。バッファ３ｉ０〜３ｉ２は、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２により電気変換されたパケットを一旦蓄積する。
【００５６】
なお、バッファ１ｉ０、２ｉ０、３ｉ０に一旦蓄積されたパケットは、多重化機構１ｊに入力される。また、同様に、バッファ１ｉ１、２ｉ１、３ｉ１に蓄積されたパケットは、多重化機構２ｊに、バッファ１ｉ２、２ｉ２、３ｉ２に蓄積されたパケットは、多重化機構３ｊに、それぞれ入力される。
【００５７】
多重化機構１ｊは、出力ポート１ｒ宛のパケットを調停し、多重化を行う。また、同様に、多重化機構２ｊ、３ｊは、それぞれ出力ポート２ｒ、３ｒ宛のパケットを調停し、多重化を行う。
【００５８】
電気／光変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋは、多重化機構１ｊ、２ｊ、３ｊから出力された電気パケットを光パケットに変換する。電気変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋにより光変換されたパケットは、それぞれ出力ポート１ｒ、２ｒ、３ｒから出力される。
【００５９】
図２は、本発明の第１の実施形態における三次非線形光学効果素子１ｂの動作を示す図である。以下、図２を用いて、本実施形態における三次非線形光学効果素子１ｂの構成および動作について説明する。なお、三次非線形光学効果素子２ｂ、３ｂの構成および動作は、三次非線形光学効果素子１ｂと同様であるとする。
【００６０】
三次非線形光学効果素子１ｂの屈折率は、光制御信号生成機構１５により生成された制御光の強度に基づいて決定される。制御光の強度が設定されることにより、光遅延機構１２から入力される光パケットが所定の方向へ屈折することが可能となる。
【００６１】
図２（ａ）は、制御光の強度がαであった場合の三次非線形光学効果素子１ｂの動作を示している。光制御信号生成機構１５から強度αの制御光が三次非線形光学効果素子１ｂに入射すると、三次非線形光学効果素子１ｂは、所定の屈折率に設定される。光遅延機構１２から出力された光パケットは、屈折し、非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔαから出力され、光／電気変換機構１ｈ０に入力される。
【００６２】
図２（ｂ）は、制御光の強度がβであった場合の三次非線形光学効果素子１ｂの動作を示している。光制御信号生成機構１５から強度βの制御光が三次非線形光学効果素子１ｂに入射すると、三次非線形光学効果素子１ｂは、所定の屈折率に設定される。光遅延機構１２から出力された光パケットは、直進し、非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔβから出力され、光／電気変換機構１ｈ１に入力される。
【００６３】
図２（ｃ）は、制御光の強度がγであった場合の三次非線形光学効果素子１ｂの動作を示している。光制御信号生成機構１５から強度γの制御光が三次非線形光学効果素子１ｂに入射すると、三次非線形光学効果素子１ｂは、所定の屈折率に設定される。光遅延機構１２から出力された光パケットは、屈折し、非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔγから出力され、光／電気変換機構１ｈ２に入力される。
【００６４】
なお、本実施形態では、三次非線形光学効果素子１ｂに入力される光パケットは、制御光の強度により、３方向に振り分けられていた（スイッチングされていた）が、振り分けられる方向の数は、他の値でもよい。
【００６５】
また、本実施形態における三次非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔαは光／電気変換機構１ｈ０に、出力ポートＯｕｔβは光／電気変換機構１ｈ１に、出力ポートＯｕｔγは光／電気変換機構１ｈ２に接続されているものとする。
【００６６】
また、同様に、本実施形態における三次非線形光学効果素子２ｂの出力ポートＯｕｔαは光／電気変換機構２ｈ０に、出力ポートＯｕｔβは光／電気変換機構２ｈ１に、出力ポートＯｕｔγは光／電気変換機構２ｈ２に接続されているものとする。
【００６７】
また、同様に、本実施形態における三次非線形光学効果素子３ｂの出力ポートＯｕｔαは光／電気変換機構３ｈ０に、出力ポートＯｕｔβは光／電気変換機構３ｈ１に、出力ポートＯｕｔγは光／電気変換機構３ｈ２に接続されているものとする。
【００６８】
図３は、本発明の第１の実施形態における光パケットｘ〜ｚの構成を示す図である。以下、図３を用いて、本実施形態における光パケットｘ〜ｚの構成について説明する。
【００６９】
図３に示されているように、光パケットｘ〜ｚは、それぞれヘッダおよびペイロードを有する。光パケットｘ〜ｚのペイロードには、それぞれ伝送目的となる情報を含む通話路データが記録されている。また、光パケットｘ〜ｚのヘッダには、光パケットが最終的に到達するアドレス（例えば、出力ポート）を含む宛先情報が記録されている。
【００７０】
光パケットｘのヘッダには、宛先情報：出力ポート１ｒが記録されている。光パケットｘは、上記の宛先情報に基づいて、光パケットセルフルーティング装置によりルーティングされ、出力ポート１ｒから出力される。
【００７１】
同様に、光パケットｙのヘッダには、宛先情報：出力ポート３ｒが記録されている。光パケットｙは、上記の宛先情報に基づいて、光パケットセルフルーティング装置によりルーティングされ、出力ポート３ｒから出力される。
【００７２】
また、光パケットｚのヘッダには、宛先情報：出力ポート２ｒが記録されている。光パケットｚは、上記の宛先情報に基づいて、光パケットセルフルーティング装置によりルーティングされ、出力ポート２ｒから出力される。
【００７３】
なお、図３に示されているように、光パケットｘ〜ｚは、光パケットｘ、光パケットｙ、光パケットｚの順に連続して入力ポート１０に入力される。
【００７４】
図９は、本発明の第１の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作の流れを示すフローチャートである。以下、図１および図３を用い、図９に沿って、本発明の第１の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作について説明する。
【００７５】
図１に示されている光パケットセルフルーティング装置は、破線で囲まれた部位１、２、３を有する。部位２、３は、部位１と同様の構成を有し、同様の動作を行うとしてよい。以下、部位１の構成および動作を中心に本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作について説明する。
【００７６】
光パケットｘ〜ｚが、光パケットｘ、光パケットｙ、光パケットｚの順に連続して入力ポート１０に入力された場合、光パケットｘは、光複写機構１１により複写される（ステップＳ９０１）。光複写機構１１により複写され、２個となった光パケットｘは、それぞれ、通話路ルート４と制御系ルート５とに入力される（ステップＳ９０２）。
【００７７】
制御系ルート５に入力された光パケットｘは、光／電気変換機構１３により電気変換が施され、光パケットｘから電気パケットｘに変換される（ステップＳ９０３）。光／電気変換機構１３により変換された電気パケットｘは、宛先情報抽出機構１４に入力される。
【００７８】
宛先情報抽出機構１４は、入力された電気パケットｘのヘッダに記録されている宛先情報を読み取る（ステップＳ９０４）。上記の宛先情報には、光パケットｘが出力される出力ポートの情報等が含まれている。宛先情報抽出機構１４は、光パケットｘの出力先が出力ポート１ｒであることを認識する。さらに、宛先情報抽出機構１４は、認識した光（電気）パケットｘの出力先：出力ポート１ｒに基づいて、光（電気）パケットｘが出力ポート１ｒから出力されるように、光制御信号生成機構１５を制御および駆動する。
【００７９】
光制御信号生成機構１５は、光パケットｘが三次非線形光学効果素子１ｂから光／電気変換機構１ｈ０に入力されるように制御する強度αの制御光を生成する（ステップＳ９０５）。光制御信号生成機構１５は、生成した強度αの制御光を、三次非線形光学効果素子１ｂに入射する。
【００８０】
光遅延機構１２は、通話路ルート４に入力された光パケットｘを所定時間遅延させ、光パケットｘが三次非線形光学効果素子１ｂに入力されるタイミングを、光制御信号生成機構１５により生成された制御光が三次非線形光学効果素子１ｂに入射するタイミングに、同期させる（ステップＳ９０６）。
【００８１】
三次非線形光学効果素子１ｂにおける屈折率は、光制御信号生成機構１５から入射した強度αの制御光により設定される。通話路ルート４を介して三次非線形光学効果素子１ｂに入力された光パケットｘは、上記の屈折率に基づいて屈折し、三次非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔαから出力される。三次非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔαから出力された光パケットｘは、光／電気変換機構１ｈ０に入力される（ステップＳ９０７）。
【００８２】
光パケットｘは、光／電気変換機構１ｈ０により電気パケットｘに変換される。電気パケットｘは、光／電気変換機構１ｈ０から出力され、バッファ１ｉ０に蓄積される（ステップＳ９０８）。また、複数の入力ポートに入力された光パケットが、同一の出力ポートから出力される場合、複数の入力ポートから単数の出力ポートへの経路内で光パケット同士が衝突する可能性がある。上記のように、パケットを一時バッファに蓄積しておくことにより、パケット同士の衝突は回避することが可能となる。
【００８３】
他のパケットとの衝突が回避されるように、電気パケットｘは、バッファ１ｉ０から多重化機構１ｊに入力される。多重化機構１ｊは、パケット同士が衝突しないように調停する形で、バッファ１ｉ０、２ｉ０、３ｉ０からパケットを引き取り、多重化する（ステップＳ９０９）。
【００８４】
多重化機構１ｊは、多重化したパケットを電気／光変換機構１ｋに送出する。電気／光変換機構１ｋに入力された電気パケットは、光パケットに変換され、出力ポート１ｒから出力される（ステップＳ９１０）。
【００８５】
また、光パケットｙは、光パケットｘと同様に、光複写機構１１、通話路ルート４を介して、三次非線形光学効果素子１ｂに入力される。光（電気）パケットｙのヘッダに記録されている宛先情報：出力ポート３ｒに基づいて、光パケットｙは、光／電気変換機構１ｈ２に入力され、電気パケットｙに変換された後、バッファ１ｉ２に蓄積される。電気パケットｙは、多重化機構３ｊにより他のパケットと多重化され、電気／光変換機構３ｋにより光変換された後、出力ポート３ｒから出力される。
【００８６】
また、光パケットｚは、光パケットｘと同様に、光複写機構１１、通話路ルート４を介して、三次非線形光学効果素子１ｂに入力される。光（電気）パケットｚのヘッダに記録されている宛先情報：出力ポート２ｒに基づいて、光パケットｚは、光／電気変換機構１ｈ１に入力され、電気パケットｚに変換された後、バッファ１ｉ１に蓄積される。電気パケットｚは、多重化機構２ｊにより他のパケットと多重化され、電気／光変換機構２ｋにより光変換された後、出力ポート２ｒから出力される。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態では、部位６、９、ｃにおける光パケットのスイッチング処理を光処理（電気処理非介在）で行うことによって、電気的伝送の制約と、通話路ルート４を通過し、部位６に入力する光パケットと制御系ルート５から部位６に入射する制御光との位相のズレと、を解消することが可能となっている。また、同様に、部位９、ｃに係る物理空間における電気的伝送の制約および位相のズレを解消する構成も実現している。
【００８８】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成を示す図である。以下、図４を用いて、本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成および動作について説明する。
【００８９】
本実施形態において、光パケットセルフルーティング装置は、部位ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊを有する。また、部位ｊは、部位４６、４９、４ｃを有する。
【００９０】
部位ｄは、入力ポート１０と、光複写機構１１と、通話路ルート４と、制御系ルート５と、波長多重機構１６と、を有する。通話路ルート４は、光遅延機構１２を有する。制御系ルート５は、光／電気変換機構１３と、宛先情報抽出機構１４と、光制御信号生成機構１５と、を有する。
【００９１】
また、部位ｅは、入力ポート２０と、光複写機構２１と、通話路ルート７と、制御系ルート８と、波長多重機構２６と、を有する。通話路ルート７は、光遅延機構２２を有する。制御系ルート８は、光／電気変換機構２３と、宛先情報抽出機構２４と、光制御信号生成機構２５と、を有する。
【００９２】
また、部位ｆは、入力ポート３０と、光複写機構３１と、通話路ルートａと、制御系ルートｂと、波長多重機構３６と、を有する。通話路ルートａは、光遅延機構３２を有する。制御系ルートｂは、光／電気変換機構３３と、宛先情報抽出機構３４と、光制御信号生成機構３５と、を有する。
【００９３】
部位４６は、インタフェース１７、１ｆと、伝送路１９、１ａと、波長分離機構１８と、三次非線形光学効果素子１ｂと、光波長変換素子１ｃ０〜１ｃ２と、波長多重機構１ｅと、を有する。
【００９４】
部位４９は、インタフェース２７、２ｆと、伝送路２９、２ａと、波長分離機構２８と、三次非線形光学効果素子２ｂと、光波長変換素子２ｃ０〜２ｃ２と、波長多重機構２ｅと、を有する。
【００９５】
部位４ｃは、インタフェース３７、３ｆと、伝送路３９、３ａと、波長分離機構３８と、三次非線形光学効果素子２ｂと、光波長変換素子３ｃ０〜３ｃ２と、波長多重機構３ｅと、を有する。
【００９６】
部位ｇは、波長分離機構１ｇと、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２と、バッファ１ｉ０〜１ｉ２と、多重化機構１ｊと、電気／光変換機構１ｋと、出力ポート１ｒと、を有する。
【００９７】
部位ｈは、波長分離機構２ｇと、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２と、バッファ２ｉ０〜２ｉ２と、多重化機構２ｊと、電気／光変換機構２ｋと、出力ポート２ｒと、を有する。
【００９８】
部位ｉは、波長分離機構３ｇと、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２と、バッファ３ｉ０〜３ｉ２と、多重化機構３ｊと、電気／光変換機構３ｋと、出力ポート３ｒと、を有する。
【００９９】
伝送路１ｄ０は、光波長変換素子１ｃ０と波長多重機構１ｅとを、伝送路１ｄ１は、光波長変換素子１ｃ１と波長多重機構２ｅとを、伝送路１ｄ２は、光波長変換素子１ｃ２と波長多重機構３ｅとを、それぞれ接続する。
【０１００】
また、伝送路２ｄ０は、光波長変換素子２ｃ０と波長多重機構１ｅとを、伝送路２ｄ１は、光波長変換素子２ｃ１と波長多重機構２ｅとを、伝送路２ｄ２は、光波長変換素子２ｃ２と波長多重機構３ｅとを、それぞれ接続する。
【０１０１】
また、伝送路３ｄ０は、光波長変換素子３ｃ０と波長多重機構１ｅとを、伝送路３ｄ１は、光波長変換素子３ｃ１と波長多重機構２ｅとを、伝送路３ｄ２は、光波長変換素子３ｃ２と波長多重機構３ｅとを、それぞれ接続する。
【０１０２】
入力ポート１０、２０、３０は、光パケットが入力される部位である。光複写機構１１、２１、３１は、入力ポート１０、２０、３０に入力された光パケットをそれぞれ複写する。光複写機構１１、２１、３１により複写された光パケットは、光遅延機構１２、２２、３２と、光／電気変換機構１３、２３、３３と、の２方路にそれぞれ入力される。
【０１０３】
なお、光遅延機構１２、２２、３２をそれぞれ含む通話路ルート４、７、ａは、通話路データを含む光パケットが通過する経路である。また、光／電気変換機構１３、宛先情報抽出機構１４、および光制御信号生成機構１５を含む制御系ルート５は、制御用データ（例えば、三次非線形光学効果素子１ｂを制御する制御光）が生成され、通過する経路である。光／電気変換機構２３、宛先情報抽出機構２４、および光制御信号生成機構２５を含む制御系ルート８と、光／電気変換機構３３、宛先情報抽出機構３４、および光制御信号生成機構３５を含む制御系ルートｂとは、制御系ルート５の構成と同様である。
【０１０４】
光遅延機構１２、２２、３２は、光制御信号生成機構１５、２５、３５から出力される制御光と光パケットとの同期をとるために、光パケットを所定時間遅延させる。例えば、光遅延機構１２、２２、３２は、光ファイバによる遅延線であってもよい。光遅延機構１２、２２、３２が光ファイバによる遅延線であったとして、その光ファイバ内の光速度を３．０×１０８ ｍ／秒であるとすると、１０ｎ秒の遅延を実現するためには、３ｍの長さの光ファイバ遅延線が必要となる。
【０１０５】
光／電気変換機構１３、２３、３３、１ｈ０〜１ｈ２、２ｈ０〜２ｈ２、３ｈ０〜３ｈ２は、光信号を電気信号に変換する。宛先情報抽出機構１４、２４、３４は、光／電気変換機構１３、２３、３３により電気に変換されたパケットのヘッダに記録されている宛先情報（アドレス情報）を抽出する。光制御信号生成機構１５、２５、３５は、宛先情報抽出機構１４、２４、３４により抽出されたパケットの宛先情報を基にして、三次非線形光学効果素子１ｂ、２ｂ、３ｂを制御する制御光を生成する。
【０１０６】
波長多重機構１６は、通話路ルート４を通過した光パケットの波長と、光制御信号生成機構１５により生成された制御光の波長と、を多重化する。また、同様に、波長多重機構２６は、通話路ルート７を通過した光パケットの波長と、光制御信号生成機構２５により生成された制御光の波長と、を多重化し、波長多重機構３６は、通話路ルートａを通過した光パケットの波長と、光制御信号生成機構３５により生成された制御光の波長と、を多重化する。なお、通話路ルートを通過した光パケットの波長と、制御光の波長と、は互いに異なるものとする。
【０１０７】
波長分離機構１８、２８、３８は、それぞれ波長多重機構１６、２６、３６により多重化された光波長を、光パケットの波長と制御光の波長とに分離する。分離された光パケットと制御光とは、三次非線形光学効果素子に入力される。
【０１０８】
三次非線形光学効果素子１ｂ、２ｂ、３ｂは、それぞれ光制御信号生成機構１５、２５、３５により生成され、波長分離機構１８、２８、３８から入力された制御光に基づいて、波長分離機構１８、２８、３８から入力された光パケットを所定の方向に屈折させる。すなわち、三次非線形光学効果素子１ｂは、光波長変換素子１ｃ０〜１ｃ２のいずれかに、光パケットが入力されるように屈折させる。また、同様に、三次非線形光学効果素子２ｂは、光波長変換素子２ｃ０〜２ｃ２のいずれかに、三次非線形光学効果素子３ｂは、光波長変換素子３ｃ０〜３ｃ２のいずれかに、光パケットが入力されるように屈折させる。
【０１０９】
光波長変換素子１ｃ０〜１ｃ２、２ｃ０〜２ｃ２、３ｃ０〜３ｃ２は、入力された光パケットの波長を所定の波長に変換する。光波長変換素子１ｃ０〜１ｃ２、２ｃ０〜２ｃ２、３ｃ０〜３ｃ２から出力された光パケットは、波長多重機構１ｅ、２ｅ、３ｅに入力される。光波長変換素子１ｃ０〜１ｃ２、２ｃ０〜２ｃ２、３ｃ０〜３ｃ２において光パケットの波長が変換されることによって、波長多重機構１ｅ、２ｅ、３ｅにおいて、同じ波長のパケット同士が混合することが抑制される。
【０１１０】
波長多重機構１ｅは、光波長変換素子１ｃ０、２ｃ０、３ｃ０から出力された光パケットの波長を多重化する。また、同様に、波長多重機構２ｅは、光波長変換素子１ｃ１、２ｃ１、３ｃ１から出力された光パケットの波長を多重化し、波長多重機構３ｅは、光波長変換素子１ｃ２、２ｃ２、３ｃ２から出力された光パケットの波長を多重化する。
【０１１１】
波長分離機構１ｇ、２ｇ、３ｇは、それぞれ波長多重機構１ｅ、２ｅ、３ｅから入力され、多重化された光パケットの波長を分離する。
【０１１２】
光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２は、波長分離機構１ｅから入力された光パケットを電気変換する。バッファ１ｉ０、１ｉ１、１ｉ２は、それぞれ光／電気変換機構１ｈ０、１ｈ１、１ｈ２により電気変換されたパケットを一旦蓄積する。
【０１１３】
また、同様に、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２は、波長分離機構２ｅから入力された光パケットを電気変換する。バッファ２ｉ０、２ｉ１、２ｉ２は、それぞれ光／電気変換機構２ｈ０、２ｈ１、２ｈ２により電気変換されたパケットを一旦蓄積する。
【０１１４】
また、同様に、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２は、波長分離機構３ｅから入力された光パケットを電気変換する。バッファ３ｉ０、３ｉ１、３ｉ２は、それぞれ光／電気変換機構１ｈ０、１ｈ１、１ｈ２により電気変換されたパケットを一旦蓄積する。
【０１１５】
多重化機構１ｊは、出力ポート１ｒ宛のパケットを調停し、多重化を行う。また、同様に、多重化機構２ｊ、３ｊは、それぞれ出力ポート２ｒ、３ｒ宛のパケットを調停し、多重化を行う。
【０１１６】
電気／光変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋは、多重化機構１ｊ、２ｊ、３ｊから出力された電気パケットを光パケットに変換する。電気変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋにより光変換されたパケットは、それぞれ出力ポート１ｒ、２ｒ、３ｒから出力される。
【０１１７】
インタフェース１７、２７、３７は、部位６、９、ｃそれぞれの入力側のインタフェースである。また、インタフェース１ｆ、２ｆ、３ｆは、部位６、９、ｃそれぞれの出力側のインタフェースである。
【０１１８】
伝送路１９、２９、３９は、波長分離機構１８、２８、３８によりそれぞれ分離された光パケットが、三次非線形光学効果素子１ｂ、２ｂ、３ｂにそれぞれ入力される際に通過する伝送路である。
【０１１９】
伝送路１ａ、２ａ、３ａは、波長分離機構１８、２８、３８によりそれぞれ分離された制御光が、三次非線形光学効果素子１ｂ、２ｂ、３ｂにそれぞれ入射する際に通過する伝送路である。
【０１２０】
なお、本実施形態における三次非線形光学効果素子は、以下特記しない限り、図２に示される本発明の第１の実施形態における三次非線形光学効果素子の構成および動作と同様であるとする。
【０１２１】
また、本実施形態における三次非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔαは光波長変換素子１ｃ０に、出力ポートＯｕｔβは光波長変換素子１ｃ１に、出力ポートＯｕｔγは光波長変換素子１ｃ２に接続されているものとする。
【０１２２】
また、同様に、本実施形態における三次非線形光学効果素子２ｂの出力ポートＯｕｔαは光波長変換素子２ｃ０に、出力ポートＯｕｔβは光波長変換素子２ｃ１に、出力ポートＯｕｔγは光波長変換素子２ｃ２に接続されているものとする。
【０１２３】
また、同様に、本実施形態における三次非線形光学効果素子３ｂの出力ポートＯｕｔαは光波長変換素子３ｃ０に、出力ポートＯｕｔβは光波長変換素子３ｃ１に、出力ポートＯｕｔγは光波長変換素子３ｃ２に接続されているものとする。
【０１２４】
図１０は、本発明の第２の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作の流れを示すフローチャートである。以下、本実施形態における光パケットの構成は、図３に示される本発明の第１の実施形態における光パケットの構成と同様であるとし、図３および図４を用い、図１０に沿って、本発明の第２の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作について説明する。
【０１２５】
図４に示されている光パケットセルフルーティング装置における部位ｅ、ｆは、部位ｄと同様の構成を有し、同様の動作を行うとしてよい。以下、部位ｄの構成および動作を中心に本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作について説明する。
【０１２６】
光パケットｘ〜ｚが、光パケットｘ、光パケットｙ、光パケットｚの順に連続して入力ポート１０に入力された場合、光パケットｘは、光複写機構１１により複写される（ステップＳ１００１）。光複写機構１１により複写され、２個となった光パケットｘは、それぞれ、通話路ルート４と制御系ルート５とに入力される（ステップＳ１００２）。
【０１２７】
制御系ルート５に入力された光パケットｘは、光／電気変換機構１３により電気変換が施され、光パケットｘから電気パケットｘに変換される（ステップＳ１００３）。光／電気変換機構１３により変換された電気パケットｘは、宛先情報抽出機構１４に入力される。
【０１２８】
宛先情報抽出機構１４は、入力された電気パケットｘのヘッダに記録されている宛先情報を読み取る（ステップＳ１００４）。上記の宛先情報には、光パケットｘが出力される出力ポートの情報等が含まれている。宛先情報抽出機構１４は、光パケットｘの出力先が出力ポート１ｒであることを認識する。さらに、宛先情報抽出機構１４は、認識した光（電気）パケットｘの出力先：出力ポート１ｒに基づいて、光（電気）パケットｘが出力ポート１ｒから出力されるように、光制御信号生成機構１５を制御および駆動する。
【０１２９】
光制御信号生成機構１５は、光パケットｘが三次非線形光学効果素子１ｂから光波長変換素子１ｃ０に入力するように、強度αの制御光を生成する（ステップＳ１００５）。
【０１３０】
波長多重機構１６は、通話路ルート４を通過した光パケットｘの波長と、光制御信号生成機構１５により生成された強度αの制御光の波長と、を多重化する（ステップＳ１００６）。なお、上記の多重化の際の波長の混合を抑制するため、光パケットｘの波長と制御光の波長とは、互いに異なるように予め設定されるものとする。
【０１３１】
波長分離機構１８は、波長多重機構１６により多重化された光波長を、光パケットｘと制御光とに分離する（ステップＳ１００７）。
【０１３２】
分離した光パケットｘと制御光とは、三次非線形光学効果素子１ｂに入力される。入力の際、光パケットｘが三次非線形光学効果素子１ｂに入力されるタイミングを、制御光が三次非線形光学効果素子１ｂに入射するタイミングに同期させる（ステップＳ１００８）。
【０１３３】
三次非線形光学効果素子１ｂにおける屈折率は、入射した強度αの制御光により設定される。通話路ルート４を介して三次非線形光学効果素子１ｂに入力された光パケットｘは、上記の屈折率に基づいて屈折し、三次非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔαから出力される。三次非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔαから出力された光パケットｘは、光波長変換素子１ｃ０に入力される（ステップＳ１００９）。
【０１３４】
光波長変換素子１ｃ０は、入力された光パケットｘの波長を所定の波長に変換する（ステップＳ１０１０）。光波長変換素子１ｃ０により波長の変換処理を施された光パケットは、波長多重機構１ｅに入力される。
【０１３５】
波長多重機構１ｅには、光波長変換素子１ｃ０により波長変換された光パケットｘの他に、光波長変換素子２ｃ０、３ｃ０により波長変換された光パケットも入力される。光波長変換素子１ｃ０、２ｃ０、３ｃ０により光パケットの波長を互いに異なるように変換することによって、光波長変換素子１ｃ０、２ｃ０、３ｃ０から入力された光パケットを、波長多重機構１ｅにより多重化する際に、光パケットの波長の混合を抑制することが可能となる。
【０１３６】
また、同様に、光波長変換素子１ｃ１、２ｃ１、３ｃ１により光パケットの波長を互いに異なるように変換することによって、光波長変換素子１ｃ１、２ｃ１、３ｃ１から入力された光パケットを、波長多重機構２ｅにより多重化する際に、光パケットの波長の混合を抑制することが可能となる。
【０１３７】
また、同様に、光波長変換素子１ｃ２、２ｃ２、３ｃ２により光パケットの波長を互いに異なるように変換することによって、光波長変換素子１ｃ２、２ｃ２、３ｃ２から入力された光パケットを、波長多重機構３ｅにより多重化する際に、光パケットの波長の混合を抑制することが可能となる。
【０１３８】
以上説明したように、波長多重機構１ｅの入力側に接続されている伝送路１ｄ０、２ｄ０、３ｄ０において伝送される光パケットの波長は、互いに異なる必要がある。また、波長多重機構２ｅの入力側の伝送路１ｄ１、２ｄ１、３ｄ１において伝送される光パケットの波長、および波長多重機構３ｅの入力側の伝送路１ｄ２、２ｄ２、３ｄ２において伝送される光パケットの波長も同様に、互いに異なる必要がある。
【０１３９】
例えば、光パケットの波長を、三次非線形光学効果素子１ｂの出力側に設けられている光波長変換素子１ｃ０により波長λ１ 、光波長変換素子１ｃ１により波長λ２ 、光波長変換素子１ｃ２により波長λ３ と変換した場合、三次非線形光学効果素子２ｂ、３ｂの出力側に設けられている各光波長変換素子は、光パケットの波長を、波長λ１ 、λ２ 、λ３ をローテーションさせた値に変換してもよい。つまり、光パケットの波長が、光波長変換素子１ｃ０により波長λ１ 、光波長変換素子１ｃ１により波長λ２ 、光波長変換素子１ｃ２により波長λ３ と変換された場合、光波長変換素子２ｃ０により波長λ２ 、光波長変換素子２ｃ１により波長λ３ 、光波長変換素子２ｃ２により波長λ１ と変換され、光波長変換素子３ｃ０により波長λ３ 、光波長変換素子３ｃ１により波長λ１ 、光波長変換素子３ｃ２により波長λ２ と変換されてもよい。
【０１４０】
波長多重機構１ｅは、光波長変換素子１ｄ０、２ｄ０、３ｄ０により波長が変換された光パケットを多重化する。また、同様に、波長多重機構２ｅは、光波長変換素子１ｄ１、２ｄ１、３ｄ１により波長が変換された光パケットを多重化し、波長多重機構３ｅは、光波長変換素子１ｄ２、２ｄ２、３ｄ２により波長が変換された光パケットを多重化する（ステップＳ１０１１）。
【０１４１】
波長多重機構１ｅ、２ｅ、３ｅにより多重化された光パケットは、それぞれインタフェース１ｆ、２ｆ、３ｆから送出され、波長分離機構１ｇ、２ｇ、３ｇに伝送される。
【０１４２】
波長分離機構１ｇ、２ｇ、３ｇは、多重化された光パケットを、多重化される前の段階の光パケットに分離する（ステップＳ１０１２）。波長分離機構１ｇにより分離した光パケット（光パケットｘを含む）は、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２へ送出される。また、同様に、波長分離機構２ｇにより分離した光パケットは、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２へ送出され、波長分離機構３ｇにより分離した光パケットは、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２へ送出される。
【０１４３】
光／電気変換機構１ｈ０、１ｈ１、１ｈ２により電気変換されたパケット（光パケットｘが電気変換された電気パケットｘを含む）は、それぞれバッファ１ｉ０、１ｉ１、１ｉ２へ送出され、蓄積される（ステップＳ１０１３）。また、同様に、光／電気変換機構２ｈ０、２ｈ１、２ｈ２により電気変換されたパケットは、それぞれバッファ２ｉ０、２ｉ１、２ｉ２へ送出され、蓄積される。さらに、光／電気変換機構３ｈ０、３ｈ１、３ｈ２により電気変換されたパケットは、それぞれバッファ３ｉ０、３ｉ１、３ｉ２へ送出され、蓄積される。
【０１４４】
また、複数の入力ポートに入力された光パケットが、同一の出力ポートから出力される場合、複数の入力ポートから単数の出力ポートへの経路内で光パケット同士が衝突する可能性がある。上記のように、パケットを一時バッファに蓄積しておくことにより、パケット同士の衝突は回避される。
【０１４５】
電気パケットｘを含む各電気パケットは、バッファ１ｉ０から多重化機構１ｊに入力される。多重化機構１ｊは、パケット同士が衝突しないように調停する形で、バッファ１ｉ０、１ｉ１、１ｉ２からパケットを引き取り、多重化する（ステップＳ１０１４）。また、同様に、多重化機構２ｊは、パケット同士が衝突しないように調停する形で、バッファ２ｉ０、２ｉ１、２ｉ２からパケットを引き取り、多重化する。さらに、多重化機構３ｊは、パケット同士が衝突しないように調停する形で、バッファ３ｉ０、３ｉ１、３ｉ２からパケットを引き取り、多重化する。
【０１４６】
多重化機構１ｊ、２ｊ、３ｊは、それぞれ多重化したパケットを電気／光変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋに送出する。電気／光変換機構１ｋに入力された電気パケットは、光変換され、出力ポート１ｒから出力される（ステップＳ１０１５）。また、同様に、電気／光変換機構２ｋ、３ｋにより光変換されたパケットは、それぞれ出力ポート２ｒ、３ｒから出力される。
【０１４７】
また、光パケットｙは、光パケットｘと同様に、光複写機構１１、通話路ルート４、波長多重機構１６、および波長分離機構１８を介して、三次非線形光学効果素子１ｂに入力される。光（電気）パケットｙのヘッダに記録されている宛先情報：出力ポート３ｒに基づいて、光パケットｙは、光波長変換素子１ｃ２に入力され、波長変換された後、波長多重機構３ｅ、および波長分離機構３ｇを介し、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２のいずれかにより電気パケットｙに電気変換される。電気パケットｙは、バッファ３ｉ０〜３ｉ２のいずれかに蓄積される。電気パケットｙは、多重化機構３ｊにより他のパケットと多重化され、電気／光変換機構３ｋにより光変換された後、出力ポート３ｒから出力される。
【０１４８】
また、光パケットｚは、光パケットｘと同様に、光複写機構１１、通話路ルート４、波長多重機構１６、および波長分離機構１８を介して、三次非線形光学効果素子１ｂに入力される。光（電気）パケットｚのヘッダに記録されている宛先情報：出力ポート２ｒに基づいて、光パケットｚは、光波長変換素子１ｃ１に入力され、波長変換された後、波長多重機構２ｅ、および波長分離機構２ｇを介し、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２のいずれかにより電気パケットｚに電気変換される。電気パケットｚは、バッファ２ｉ０〜２ｉ２のいずれかに蓄積される。電気パケットｚは、多重化機構２ｊにより他のパケットと多重化され、電気／光変換機構２ｋにより光変換された後、出力ポート２ｒから出力される。
【０１４９】
図５は、本発明の第２の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の機能構成を示す図である。以下、図４および図５を用いて、本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の機能構成について説明する。
【０１５０】
図５に示される光パケットセルフルーティング装置は、入力ポート５１０、５２０、５３０と、入力ポート機能５ｄ、５ｅ、５ｆと、光パケットスイッチング機能５ｊと、出力ポート機能５ｇ、５ｈ、５ｉと、出力ポート５１ｒ、５２ｒ、５３ｒと、を有する。
【０１５１】
図４に示される入力ポート１０、２０、３０は、それぞれ図５に示される入力ポート５１０、５２０、５３０に、図４に示される出力ポート１ｒ、２ｒ、３ｒは、それぞれ図５に示される入力ポート５１ｒ、５２ｒ、５３ｒに相当する。
【０１５２】
また、図４に示される部位ｄ、ｅ、ｆは、それぞれ図５に示される入力ポート機能５ｄ、５ｅ、５ｆに、図４に示される部位ｇ、ｈ、ｉは、それぞれ図５に示される出力ポート機能５ｇ、５ｈ、５ｉに、図４に示される部位ｊは、光パケットスイッチング機能５ｊに相当する。
【０１５３】
図４に示される部位ｊとその他の部位（部位ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ）とを接続する経路におけるパケットおよび制御信号の伝送が、波長多重された光信号により実現されていることによって、部位ｊと上記の他の部位との間における電気的伝送の制約、距離的制約、およびパケットと制御信号との間の位相のズレを解消することが可能となっている。すなわち、図５に示される入力ポート機能５ｄ、５ｅ、５ｆ、出力ポート機能５ｇ、５ｈ、５ｉ、光パケットスイッチング機能５ｊそれぞれの独立性を保証することが可能となっている。
【０１５４】
また、本実施形態における光パケットセルフルーティング装置は、３個の入力ポートと３個の出力ポートとを有する３×３の光パケットセルフルーティング装置であるが、入力ポートおよび出力ポートの個数は、任意であってよい。なお、光パケットセルフルーティング装置が有する様々な部位の個数も、入力ポートおよび出力ポートの個数に応じて決定される。その場合、各光波長変換素子により変換される波長の値も出力ポートの個数に応じて用意され、各光波長変換素子に入力される光パケットの波長は、上記の実施形態と同様に循環させて変換される。
【０１５５】
例えば、第１から第Ｍ（Ｍは１以上の整数）のＭ個の入力ポートと第１から第Ｎ（Ｎは２以上の整数）のＮ個の出力ポートとを有するＭ×Ｎの光パケットセルフルーティング装置の場合について以下説明する。また、第Ｘ（Ｘは１以上Ｍ以下の整数）の入力ポートに入力され、第Ｙ（Ｙは１以上Ｍ以下の整数）の出力ポートから出力される光パケットが波長変換される光波長変換素子を、光波長変換素子ＸｃＹとする。
【０１５６】
第１の入力ポートに入力された光パケットが、光波長変換素子１ｃ１により波長λ１ 、光波長変換素子１ｃ２により波長λ２ 、光波長変換素子１ｃ３により波長λ３ 、．．．．．、光波長変換素子１ｃ（Ｎ−２）により波長λＮ−２ 、光波長変換素子１ｃ（Ｎ−１）により波長λＮ−１ 、光波長変換素子１ｃＮにより波長λＮ に変換されるとする。
【０１５７】
第１の入力ポートに入力された光パケットが上記のように変換された場合、第２の入力ポートに入力された光パケットは、光波長変換素子２ｃ１により波長λ２ 、光波長変換素子２ｃ２により波長λ３ 、．．．．．、光波長変換素子１ｃ（Ｎ−３）により波長λＮ−２ 、光波長変換素子１ｃ（Ｎ−２）により波長λＮ−１ 、光波長変換素子１ｃ（Ｎ−１）により波長λＮ 、光波長変換素子２ｃＮにより波長λ１ に変換される。
【０１５８】
また、同様に、第１の入力ポートに入力された光パケットが上記のように変換された場合、第３の入力ポートに入力された光パケットは、光波長変換素子３ｃ１により波長λ３ 、光波長変換素子３ｃ２により波長λ４ 、．．．．．、光波長変換素子３ｃ（Ｎ−３）により波長λＮ−１ 、光波長変換素子３ｃ（Ｎ−２）により波長λＮ 、光波長変換素子３ｃ（Ｎ−１）により波長λ１ 、光波長変換素子３ｃＮにより波長λ２ に変換される。
【０１５９】
また、同様に、第１の入力ポートに入力された光パケットが上記のように変換された場合、第（Ｍ−１）の入力ポートに入力された光パケットは、光波長変換素子（Ｍ−１）ｃ１により波長λＮ−１ 、光波長変換素子（Ｍ−１）ｃ２により波長λＮ 、光波長変換素子（Ｍ−１）ｃ３により波長λ１ 、光波長変換素子（Ｍ−１）ｃ４により波長λ２ 、．．．．、光波長変換素子（Ｍ−１）ｃ（Ｎ−１）により波長λＮ−３ 、光波長変換素子（Ｍ−１）ｃＮにより波長λＮ−２ に変換される。
【０１６０】
また、同様に、第１の入力ポートに入力された光パケットが上記のように変換された場合、第Ｍの入力ポートに入力された光パケットは、光波長変換素子Ｍｃ１により波長λＮ 、光波長変換素子Ｍｃ２により波長λ１ 、光波長変換素子Ｍｃ３により波長λ２ 、光波長変換素子Ｍｃ４により波長λ３ 、．．．．、光波長変換素子Ｍｃ（Ｎ−１）により波長λＮ−２ 、光波長変換素子ＭｃＮにより波長λＮ−１ に変換される。
【０１６１】
以上説明したように、本実施形態では、部位４６、４９、４ｃにおける光パケットのスイッチング処理を光処理（電気処理非介在）で行うことによって、電気的伝送の制約と、通話路ルート４を通過し、部位４６に入力される光パケットと制御系ルート５から部位４６に入射する制御光との位相のズレと、を解消することが可能となっている。また、同様に、部位４９、４ｃに係る物理空間における電気的伝送の制約および位相のズレを解消する構成も実現している。
【０１６２】
また、本実施形態では、光パケットの波長と制御光の波長とを多重化し、多重化された光信号を、部位ｄ、ｅ、ｆから部位４６、４９、４ｃにそれぞれ伝送することによって、距離的制約と、三次非線形光学効果素子に入力される際における光パケットと制御光との位相のズレと、を解消することが可能となる。
【０１６３】
また、本実施形態では、光波長変換素子１ｃ０〜１ｃ１により変換される光パケットの波長を循環させた値で、光波長変換素子２ｃ０〜２ｃ１、および光波長変換素子３ｃ０〜３ｃ１に、光パケットの波長を変換させることによって、変換する波長の値の数を削減し、簡易な装置の構成を実現することが可能となる。
【０１６４】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成を示す図である。以下、図６を用いて、本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成および動作について説明する。
【０１６５】
本実施形態における光パケットセルフルーティング装置は、部位６１、６２、６３を有する。
【０１６６】
部位６１は、入力ポート１０と、光複写機構１１と、通話路ルート６４と、制御系ルート６５と、部位６６と、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２と、バッファ１ｉ０〜１ｉ２と、多重化機構１ｊと、電気／光変換機構１ｋと、出力ポート１ｒと、を有する。通話路ルート６４は、光遅延機構１２を有する。制御系ルート６５は、光／電気変換機構１３と、宛先情報抽出機構１４と、光制御信号生成機構１５０〜１５２と、を有する。部位６４は、光複写機構１ａと、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２と、を有する。
【０１６７】
部位６２は、入力ポート２０と、光複写機構２１と、通話路ルート６７と、制御系ルート６８と、部位６９と、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２と、バッファ２ｉ０〜２ｉ２と、多重化機構２ｊと、電気／光変換機構２ｋと、出力ポート２ｒと、を有する。通話路ルート６７は、光遅延機構２２を有する。制御系ルート６８は、光／電気変換機構２３と、宛先情報抽出機構２４と、光制御信号生成機構２５０〜２５２と、を有する。部位６９は、光複写機構２ａと、光論理素子２ｂ０〜２ｂ２と、を有する。
【０１６８】
部位６３は、入力ポート３０と、光複写機構３１と、通話路ルート６ａと、制御系ルート６ｂと、部位６ｃと、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２と、バッファ３ｉ０〜３ｉ２と、多重化機構３ｊと、電気／光変換機構３ｋと、出力ポート３ｒと、を有する。通話路ルート６ａは、光遅延機構３２を有する。制御系ルート６ｂは、光／電気変換機構３３と、宛先情報抽出機構３４と、光制御信号生成機構３５０〜３５２と、を有する。部位６ｃは、光複写機構３ａと、光論理素子３ｂ０〜３ｂ２と、を有する。
【０１６９】
入力ポート１０、２０、３０は、光パケットが入力される部位である。光複写機構１１、２１、３１は、入力ポート１０、２０、３０に入力された光パケットをそれぞれ複写する。光複写機構１１、２１、３１により複写された光パケットは、光遅延機構１２、２２、３２と、光／電気変換機構１３、２３、３３と、の２方路にそれぞれ入力される。
【０１７０】
なお、光遅延機構１２、２２、３２をそれぞれ含む通話路ルート６４、６７、６ａは、通話路データを含む光パケットが通過する経路である。また、光／電気変換機構１３、宛先情報抽出機構１４、および光制御信号生成機構１５０〜１５２を含む制御系ルート６５は、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２を制御する制御光が生成され、通過する経路である。光／電気変換機構２３、宛先情報抽出機構２４、および光制御信号生成機構２５０〜２５２を含む制御系ルート６８と、光／電気変換機構３３、宛先情報抽出機構３４、および光制御信号生成機構３５０〜３５２を含む制御系ルート６ｂとは、制御系ルート６５の構成と同様である。
【０１７１】
光遅延機構１２、２２、３２は、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ２に入射する制御光と同期をとるために、光パケットを所定時間遅延させる。例えば、光遅延機構１２、２２、３２は、光ファイバによる遅延線であってもよい。光遅延機構１２、２２、３２が光ファイバによる遅延線であったとして、その光ファイバ内の光速度を３．０×１０８ ｍ／秒であるとすると、１０ｎ秒の遅延を実現するためには、３ｍの長さの光ファイバ遅延線が必要となる。
【０１７２】
光／電気変換機構１３、２３、３３、１ｈ０〜１ｈ２、２ｈ０〜２ｈ２、３ｈ０〜３ｈ２は、光信号を電気信号に変換する。
【０１７３】
宛先情報抽出機構１４は、光／電気変換機構１３により電気変換されたパケットのヘッダに記録されている宛先情報（アドレス情報）を抽出する。さらに、宛先情報抽出機構１４は、抽出した宛先情報に基づいて、光制御信号生成機構１５０〜１５２のうちいずれかに、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２を制御する制御光を生成させるように駆動する。
【０１７４】
例えば、宛先情報抽出機構１４が抽出したパケットの宛先情報が「出力ポート１ｒ」であった場合、宛先情報抽出機構１４は、光制御信号生成機構１５０を駆動し、光制御信号生成機構１５０に制御光を生成させる。また、宛先情報抽出機構１４は、宛先情報が「出力ポート２ｒ」であった場合、光制御信号生成機構１５１に、宛先情報が「出力ポート３ｒ」であった場合、光制御信号生成機構１５２に、それぞれ制御光を生成させる。
【０１７５】
宛先情報抽出機構２４が抽出したパケットの宛先情報が「出力ポート１ｒ」であった場合は、宛先情報抽出機構２４は、光制御信号生成機構２５０を駆動し、光制御信号生成機構２５０に制御光を生成させる。また、宛先情報抽出機構２４は、宛先情報が「出力ポート２ｒ」であった場合、光制御信号生成機構２５１に、宛先情報が「出力ポート３ｒ」であった場合、光制御信号生成機構２５２に、それぞれ制御光を生成させる。
【０１７６】
宛先情報抽出機構３４が抽出したパケットの宛先情報が「出力ポート１ｒ」であった場合は、宛先情報抽出機構３４は、光制御信号生成機構３５０を駆動し、光制御信号生成機構３５０に制御光を生成させる。また、宛先情報抽出機構３４は、宛先情報が「出力ポート２ｒ」であった場合、光制御信号生成機構３５１に、宛先情報が「出力ポート３ｒ」であった場合、光制御信号生成機構３５２に、それぞれ制御光を生成させる。
【０１７７】
また、同様に、宛先情報抽出機構２４は、抽出した宛先情報に基づいて光制御信号生成機構２５０〜２５２のうちいずれかに、光論理素子２ｂ０〜２ｂ２を制御する制御光を生成させるように駆動する。
【０１７８】
また、同様に、宛先情報抽出機構３４は、抽出した宛先情報に基づいて光制御信号生成機構３５０〜３５２のうちいずれかに、光論理素子３ｂ０〜３ｂ２を制御する制御光を生成させるように駆動する。
【０１７９】
光制御信号生成機構１５０〜１５２は、宛先情報抽出機構１４により抽出されたパケットの宛先情報に基づいて、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２を制御する制御光を生成する。また、同様に、光制御信号生成機構２５０〜２５２は、宛先情報抽出機構２４により抽出されたパケットの宛先情報に基づいて、光論理素子２ｂ０〜２ｂ２を制御する制御光を生成し、光制御信号生成機構３５０〜３５２は、宛先情報抽出機構３４により抽出されたパケットの宛先情報に基づいて、光論理素子３ｂ０〜３ｂ２を制御する制御光を生成する。
【０１８０】
光複写機構１ａ、２ａ、３ａは、それぞれ通話路ルート６４、６７、６ａを通過した光パケットを複写する。光複写機構１ａにより複写された光パケットは、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２に入力される。また、同様に、光複写機構２ａにより複写された光パケットは、光論理素子２ｂ０〜２ｂ２に入力され、光複写機構３ａにより複写された光パケットは、光論理素子３ｂ０〜３ｂ２に入力される。
【０１８１】
光論理素子１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ２は、光パケットの入力と同時に、その光パケットに基づいて生成された制御光の入射を検出した場合に、上記の光パケットを通過させ、制御光の入射を検出しなかった場合は、上記の光パケットを破棄する。
【０１８２】
光／電気変換機構１ｈ０、１ｈ１、１ｈ２は、光論理素子１ｂ０、１ｂ１、１ｂ２をそれぞれ通過した光パケットを電気変換する。光／電気変換機構１ｈ０、１ｈ１、１ｈ２により電気変換されたパケットは、バッファ１ｉ０、１ｉ１、１ｉ２にそれぞれ一旦蓄積される。
【０１８３】
また、光／電気変換機構２ｈ０、２ｈ１、２ｈ２は、光論理素子２ｂ０、２ｂ１、２ｂ２をそれぞれ通過した光パケットを電気変換する。光／電気変換機構２ｈ０、２ｈ１、２ｈ２により電気変換されたパケットは、バッファ２ｉ０、２ｉ１、２ｉ２にそれぞれ一旦蓄積される。
【０１８４】
また、光／電気変換機構３ｈ０、３ｈ１、３ｈ２は、光論理素子３ｂ０、３ｂ１、３ｂ２をそれぞれ通過した光パケットを電気変換する。光／電気変換機構３ｈ０、３ｈ１、３ｈ２により電気変換されたパケットは、バッファ３ｉ０、３ｉ１、３ｉ２にそれぞれ一旦蓄積される。
【０１８５】
多重化機構１ｊは、出力ポート１ｒ宛のパケットを調停し、多重化を行う。また、同様に、多重化機構２ｊ、３ｊは、それぞれ出力ポート２ｒ、３ｒ宛のパケットを調停し、多重化を行う。
【０１８６】
電気／光変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋは、多重化機構１ｊ、２ｊ、３ｊから出力された電気パケットを光パケットに変換する。電気変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋにより光変換されたパケットは、それぞれ出力ポート１ｒ、２ｒ、３ｒから出力される。
【０１８７】
図７の（ａ）は、本発明の第３の実施形態において、制御光がＯｆｆの場合における光論理素子１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ０の構成および動作を示す図である。また、図７の（ｂ）は、本発明の第３の実施形態において、制御光がＯｎの場合における光論理素子１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ０の構成および動作を示す図である。以下、図６および図７を用いて、本実施形態における光論理素子１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ０の構成および動作について説明する。
【０１８８】
光パケットが光論理素子に入力されるタイミングと同期して、上記の光パケットの宛先情報に基づいて生成された制御光が上記の光論理素子に入射しない場合、上記の光パケットは上記の光論理素子から光パケットは出力されない。すなわち、図７の（ａ）に示されるように、制御光がＯｆｆである場合に入力される光パケットは、光論理素子により破棄される。
【０１８９】
また、光パケットが光論理素子に入力されるタイミングと同期して、上記の光パケットの宛先情報に基づいて生成された制御光が上記の光論理素子に入射する場合、上記の光パケットは上記の光論理素子から光パケットは出力される。すなわち、図７の（ｂ）に示されるように、制御光がＯｎである場合に入力される光パケットは、光論理素子を通過し、光論理素子から出力される。
【０１９０】
図１１は、本発明の第３の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作の流れを示すフローチャートである。以下、本実施形態における光パケットの構成は、図３に示される本発明の第１の実施形態における光パケットの構成と同様であるとし、図３、図６および図７を用い、図１１に沿って、本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作について説明する。
【０１９１】
図６に示されている光パケットセルフルーティング装置は、破線で囲まれた部位６１、６２、６３に分割されている。部位６２、６３は、部位６１と同様の構成を有し、同様の動作を行うとしてよい。以下、部位６１の構成および動作を中心に本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作について説明する。
【０１９２】
光パケットｘ〜ｚが、光パケットｘ、光パケットｙ、光パケットｚの順に連続して入力ポート１０に入力された場合、光パケットｘは、光複写機構１１により複写される（ステップＳ１１０１）。光複写機構１１により複写され、２個となった光パケットｘは、それぞれ、通話路ルート６４と制御系ルート６５とに入力される（ステップＳ１１０２）。
【０１９３】
制御系ルート６５に入力された光パケットｘは、光／電気変換機構１３により電気変換が施され、光パケットｘから電気パケットｘに変換される（ステップＳ１１０３）。光／電気変換機構１３により変換された電気パケットｘは、宛先情報抽出機構１４に入力される。
【０１９４】
宛先情報抽出機構１４は、入力された電気パケットｘのヘッダに記録されている宛先情報を読み取る（ステップＳ１１０４）。上記の宛先情報には、光パケットｘが出力される出力ポートの情報等が含まれている。宛先情報抽出機構１４は、光パケットｘの出力先が出力ポート１ｒであることを認識する。さらに、宛先情報抽出機構１４は、認識した光（電気）パケットｘの出力先：出力ポート１ｒに基づいて、光（電気）パケットｘが出力ポート１ｒから出力されるように、光制御信号生成機構１５０を駆動し、制御光を生成させる（ステップＳ１１０５）。
【０１９５】
光制御信号生成機構１５０は、宛先情報抽出機構１４の駆動により制御光を生成する。生成された制御光は、光論理素子１ｂ０に入射する。
【０１９６】
通話路ルート６４に入力された光パケットｘは、光遅延機構１２により所定時間遅延処理される（ステップＳ１１０６）。
【０１９７】
通話路ルート６４を通過した光パケットｘは、光複写機構１ａに入力される。光複写機構１ａは、入力された光パケットｘを複写し、３個のパケットとする。３個の光パケットｘは、それぞれ光論路素子１ｂ０、１ｂ１、１ｂ２に入力される（ステップＳ１１０７）。
【０１９８】
光論理素子１ｂ０、１ｂ１、１ｂ２は、光パケットｘの入力と同期するように、制御光が入射したか否かを判断する（ステップＳ１１０８）。
【０１９９】
光遅延機構１２による遅延処理により、光パケットｘが光論理素子１ｂ０に入力されるタイミングは、光制御信号生成機構１５０により生成された制御光が光論理素子１ｂ０に入射するタイミングと同期がとられている。従って、光論理素子１ｂ０は、光パケットｘの入力と同期するような制御光を検出し（ステップＳ１１０８／Ｙｅｓ）、光パケットｘを通過させる（ステップＳ１１１０）。
【０２００】
一方、光論理素子１ｂ１、１ｂ２には、光パケットｘの入力と同期するような制御光の入射が検出されない（ステップＳ１１０８／Ｎｏ）。光論理素子１ｂ１、１ｂ２は、上記の制御光が検出されなかった結果に基づいて、光パケットｘを破棄する（ステップＳ１１０９）。
【０２０１】
光論理素子１ｂ０を通過した光パケットｘは、光／電気変換機構１ｈ０に入力される。なお、光論理素子１ｂ１、１ｂ２に入力された光パケットは、それぞれ破棄されたため、光論理素子１ｂ１、１ｂ２から光パケットｘは出力されない。
【０２０２】
光／電気変換機構１ｈ０は、光パケットｘを電気パケットｘに電気変換する。電気パケットｘは、バッファ１ｉ０に一旦蓄積される（ステップＳ１１１１）。
【０２０３】
また、複数の入力ポートに入力された光パケットが、同一の出力ポートから出力される場合、複数の入力ポートから単数の出力ポートへの経路内で光パケット同士が衝突する可能性がある。上記のように、パケットを一時バッファに蓄積しておくことにより、パケット同士の衝突は回避される。
【０２０４】
電気パケットｘを含む各電気パケットは、バッファ１ｉ０、２ｉ０、３ｉ０から多重化機構１ｊに入力される。多重化機構１ｊは、パケット同士が衝突しないように調停する形で、バッファ１ｉ０、２ｉ０、３ｉ０からパケットを引き取り、多重化する（ステップＳ１１１２）。また、同様に、多重化機構２ｊは、パケット同士が衝突しないように調停する形で、バッファ１ｉ１、２ｉ１、３ｉ１からパケットを引き取り、多重化する。さらに、多重化機構３ｊは、パケット同士が衝突しないように調停する形で、バッファ１ｉ２、２ｉ２、３ｉ２からパケットを引き取り、多重化する。
【０２０５】
多重化機構１ｊ、２ｊ、３ｊは、それぞれ多重化したパケットを電気／光変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋに送出する。電気／光変換機構１ｋに入力された電気パケットは、光変換され、出力ポート１ｒから出力される（ステップＳ１１１３）。また、同様に、電気／光変換機構２ｋ、３ｋにより光変換されたパケットは、それぞれ出力ポート２ｒ、３ｒから出力される。
【０２０６】
また、光パケットｙは、光パケットｘと同様に、光複写機構１１、通話路ルート６４、および光複写機構１ａを介して、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２に入力される。光（電気）パケットｙのヘッダに記録されている宛先情報：出力ポート３ｒに基づいて、光制御信号生成機構１５２は制御光を生成する。生成された制御光は、光論理素子１ｂ２に入射する。光遅延機構１２による遅延処理によって、光パケットｙが光論理素子１ｂ２に入力されるタイミングと、制御光が光論理素子１ｂ２に入射するタイミングと、の同期がとられる。光論理素子１ｂ２は、光パケットｙの入力とともに制御光の入射を検出し、光パケットｙを通過させる。一方、光論理素子１ｂ０、１ｂ１は、光パケットｙの入力とともに入射する制御光を検出せず、光パケットｙを破棄する。光論理素子１ｂ２を通過した光パケットｙは、光／電気変換機構１ｈ２により電気パケットｙに電気変換され、バッファ１ｉ２に一旦蓄積される。多重化機構３ｊは、バッファ１ｉ２、２ｉ２、３ｉ２から電気パケットｙを含むパケットを受け取り、多重化する。多重化されたパケットは、電気／光変換機構３ｋにより光変換された後、出力ポート３ｒから出力される。
【０２０７】
また、光パケットｚは、光パケットｘと同様に、光複写機構１１、通話路ルート６４、および光複写機構１ａを介して、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２に入力される。光（電気）パケットｚのヘッダに記録されている宛先情報：出力ポート２ｒに基づいて、光制御信号生成機構１５１は制御光を生成する。生成された制御光は、光論理素子１ｂ１に入射する。光遅延機構１２による遅延処理によって、光パケットｚが光論理素子１ｂ１に入力されるタイミングと、制御光が光論理素子１ｂ１に入射するタイミングと、の同期がとられる。光論理素子１ｂ１は、光パケットｚの入力とともに制御光の入射を検出し、光パケットｚを通過させる。一方、光論理素子１ｂ０、１ｂ２は、光パケットｚの入力とともに入射する制御光を検出せず、光パケットｚを破棄する。光論理素子１ｂ１を通過した光パケットｚは、光／電気変換機構１ｈ１により電気パケットｚに電気変換され、バッファ１ｉ１に一旦蓄積される。多重化機構２ｊは、バッファ１ｉ１、２ｉ１、３ｉ１から電気パケットｚを含むパケットを受け取り、多重化する。多重化されたパケットは、電気／光変換機構２ｋにより光変換された後、出力ポート２ｒから出力される。
【０２０８】
以上説明したように、本実施形態では、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ２への光パケットの入力と制御光の入射とを光処理で実現することによって、電気的伝送の制約を解消するとともに、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ２への光パケットの入力のタイミングと制御光の入射のタイミングとの位相のズレを解消することが可能となる。
【０２０９】
また、本実施形態では、光パケットの通過／破棄といった簡易な制御により動作する光論理素子を用いたことによって、簡易な制御および構成の光パケットセルフルーティング装置を実現している。
【０２１０】
また、上記の第１から第３の実施形態における光パケットセルフルーティング装置は、３個の入力ポートと３個の出力ポートとを有する３×３の光パケットセルフルーティング装置であるが、入力ポートおよび出力ポートの個数は、任意であってよい。なお、光パケットセルフルーティング装置が有する様々な部位の個数も、入力ポートおよび出力ポートの個数に応じて決定される。その場合、各光波長変換素子により変換される波長の値も出力ポートの個数に応じて用意され、各光波長変換素子に入力される光パケットの波長は、上記の実施形態と同様に循環させて変換される。
【０２１１】
なお、上記の実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明の実施形態は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能となる。
【０２１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、光パケットのスイッチング処理を光処理（電気処理非介在）で行うことによって、電気的伝送の制約と、スイッチングを行う素子に入力する光パケットとスイッチングを行う素子に入射する制御光との位相のズレと、を解消することが可能となる。
【０２１３】
また、本発明では、光パケットの波長と制御光の波長とを多重化し、多重化された光信号を、スイッチング素子に伝送することによって、距離的制約と、スイッチング素子に入力される際における光パケットと制御光との位相のズレと、を解消することが可能となる。
【０２１４】
また、本発明では、所定の入力ポートに接続されている光波長変換素子により変換される光パケットの波長を循環させた値で、他の入力ポートに接続されている光波長変換素子に、光パケットの波長を変換させることによって、変換する波長の値の数を削減し、簡易な装置の構成を実現することが可能となる。
【０２１５】
また、本発明では、光パケットの通過／破棄といった簡易な制御により動作する光論理素子を用いたことによって、簡易な制御および構成により光パケットのセルフルーティングを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における三次非線形光学効果素子の動作を示す図であり、（ａ）は、強度αの制御光が入射した場合の動作、（ｂ）は、強度βの制御光が入射した場合の動作、（ｃ）は、強度γの制御光が入射した場合の動作をそれぞれ示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における光パケットの構成を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の機能構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における光論理素子の動作を示す図であり、（ａ）は、制御光がＯｆｆの場合の動作、（ｂ）は、制御光がＯｎの場合の動作をそれぞれ示す図である。
【図８】従来技術による光パケットセルフルーティング装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１〜３、６、９、ｃ、４１〜４３、４６、４９、４ｃ、６１〜６３、６６、６９、６ｃ、８１〜８３、８６、８９、８ｃ 部位
４、７、ａ、６４、６７、６ａ、８４、８７、８ａ 通話路ルート
５、８、ｂ、６５、６８、６ｂ、８５、８８、８ｂ 制御系ルート
１０、２０、３０、５１０、５２０、５３０ 入力ポート
１ｒ、２ｒ、３ｒ、５１ｒ、５２ｒ、５３ｒ 出力ポート
１１、２１、３１、１ａ、２ａ、３ａ 光複写機構
１２、２２、３２ 光遅延機構
１３、２３、３３、１ｈ０〜１ｈ２、２ｈ０〜２ｈ２、３ｈ０〜３ｈ２ 光／電気変換機構
１４、２４、３４ 宛先情報抽出機構
１５、２５、３５、１５０〜１５２、２５０〜２５２、３５０〜３５２ 光制御信号生成機構
１６、２６、３６、１ｅ〜３ｅ 波長多重機構
１７、２７、３７、１ｆ、２ｆ、３ｆ インタフェース
１８、２８、３８、１ｇ〜３ｇ 波長分離機構
１９、２９、３９ 電気制御信号生成機構
１ｂ、２ｂ、３ｂ 三次非線形光学効果素子
４ｂ、５ｂ、６ｂ 電気制御光スイッチ素子
１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ２ 光論理素子
１ｃ０〜１ｃ２、２ｃ０〜２ｃ２、３ｃ０〜３ｃ２ 光波長変換素子
１ｄ０〜１ｄ２、２ｄ０〜２ｄ２、３ｄ０〜３ｄ２ 伝送路
１ｉ０〜１ｉ２、２ｉ１〜２ｉ２、３ｉ０〜３ｉ２ バッファ
１ｊ〜３ｊ 多重化機構
１ｋ〜３ｋ 電気／光変換機構
１ｍ〜３ｍ 光伝送路
１ｎ〜３ｎ 電気伝送路
ｓ、ｔ、ｕ 物理空間
Ｏｕｔα、Ｏｕｔβ、Ｏｕｔγ 三次非線形素子の出力ポート
ｘ、ｙ、ｚ 光パケット
５ｄ、５ｅ、５ｆ 入力ポート機能
５ｇ、５ｈ、５ｉ 出力ポート機能
５ｊ 光パケットスイッチング機能
【発明の属する技術分野】
本発明は、光パケットセルフルーティング装置および光パケットセルフルーティング方法に関し、特に、スイッチング素子に入力される光パケットを、上記の光パケットの入力と同期するように上記のスイッチング素子に入射する制御光に基づいて光パケットのスイッチングを行う光パケットセルフルーティング装置および光パケットセルフルーティング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光パケットを用いた高速光通信に係る技術が多数、開示されている。上記のような技術として、特開平４−２８０５２２号公報が開示するところの光接続装置とその駆動方法（以下、従来例１）があった。従来例１では、光信号を、タイミング光信号と、アドレス光信号と、情報信号と、に分離し、タイミング信号と同時に光電入出力素子に入射したアドレス信号のみをＯＮし、出力させ、情報信号の光セルフルーティングを行っていた。
【０００３】
また、光パケットのスイッチングに係る従来技術として、特開平６−２６１０７３号公報が開示するところの光パケットスイッチ（以下、従来例２）があった。従来例２では、光パケットからヘッダを示す光パルスを抽出し、上記のヘッダを示す光パルスを電気信号に変換し、上記の電気信号に基づいて、光パケットの出力先を制御していた。
【０００４】
また、特開平１１−７４９３５号公報が開示するところの光パケットスイッチ（以下、従来例３）では、光パケット信号をスターカプラで合流分配し、パケットの宛先に基づいて、光パケットをフィルタリングし、出力していた。
【０００５】
また、他の従来技術として、図８に示す光パケットセルフルーティング装置（以下、従来例４）があった。以下、図８を用いて、従来例４における光パケットセルフルーティング装置の構成および動作について説明する。
【０００６】
従来例４における光パケットセルフルーティング装置は、部位８１、８２、８３を有する。
【０００７】
部位８１は、入力ポート１０と、光複写機構１１と、通話路ルート８４と、制御系ルート８５と、光伝送路１ｍと、電気伝送路１ｎと、物理空間ｓと、部位８６と、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２と、バッファ１ｉ０〜１ｉ２と、多重化機構１ｊと、電気／光変換機構１ｋと、出力ポート１ｒと、を有する。通話路ルート８４は、光遅延機構１２を有する。制御系ルート８５は、光／電気変換機構１３と、宛先情報抽出機構１４と、電気制御信号生成機構１９と、を有する。部位８６は、電気制御光スイッチ４ｂを有する。
【０００８】
部位８２は、入力ポート２０と、光複写機構２１と、通話路ルート８７と、制御系ルート８８と、光伝送路２ｍと、電気伝送路２ｎと、物理空間ｔと、部位８９と、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２と、バッファ２ｉ０〜２ｉ２と、多重化機構２ｊと、電気／光変換機構２ｋと、出力ポート２ｒと、を有する。通話路ルート８７は、光遅延機構２２を有する。制御系ルート８８は、光／電気変換機構２３と、宛先情報抽出機構２４と、電気制御信号生成機構２９と、を有する。部位８９は、電気制御光スイッチ５ｂを有する。
【０００９】
部位８３は、入力ポート３０と、光複写機構３１と、通話路ルート８ａと、制御系ルート８ｂと、光伝送路３ｍと、電気伝送路３ｎと、物理空間ｕと、部位８ｃと、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２と、バッファ３ｉ０〜３ｉ２と、多重化機構３ｊと、電気／光変換機構３ｋと、出力ポート３ｒと、を有する。通話路ルート８ａは、光遅延機構３２を有する。制御系ルート８ｂは、光／電気変換機構２３と、宛先情報抽出機構２４と、電気制御信号生成機構２９と、を有する。部位８ｃは、電気制御光スイッチ６ｂを有する。
【００１０】
図８に示されている光パケットセルフルーティング装置における部位８２、８３は、部位８１と同様の構成を有し、同様の動作を行うとしてよい。以下、部位８１の構成および動作を中心に従来例４における光パケットセルフルーティング装置の動作について説明する。
【００１１】
入力ポート１０に入力された光パケットは、光複写機構１１により複写され、通話路ルート４および制御系ルート５に入力される。制御系ルート５に入力された光パケットは、光／電気変換機構１３により電気に変換される。
【００１２】
宛先情報抽出機構１４は、電気変換されたパケットのヘッダに記録されている宛先情報を読み取り、その読み取った宛先情報に基づいて、電気制御信号生成機構１９に電気的制御信号を生成させる。
【００１３】
電気制御信号生成機構１９は、宛先情報抽出機構１４により読み取られた宛先情報に基づいて、電気的制御信号を生成する。電気制御信号生成機構１９は、生成した電気的制御信号を電気制御光スイッチ素子４ｂに入力させ、電気制御光スイッチ素子４ｂを制御する。
【００１４】
光遅延機構１２は、通話路ルート４に入力された光パケットを所定時間遅延させ、通話路ルート４に入力された光パケットが電気制御光スイッチ素子４ｂに入力されるタイミングを、電気制御信号生成機構１９により生成された電気的制御信号が電気制御光スイッチ素子４ｂに入力されるタイミングに同期させる。
【００１５】
電気制御光スイッチ素子４ｂは、電気制御信号生成機構１９により生成された電気的制御信号に基づいて、入力された光パケットを光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２のうちのいずれかに入力させる。
【００１６】
上記の電気的制御信号に基づいて、光パケットが光／電気変換信号１ｈ０に入力された場合、光パケットは、光／電気変換機構１ｈ０により電気に変換され、変換後、バッファ１ｉ０に蓄積される。
【００１７】
バッファ１ｉ０に蓄積されたパケットは、多重化機構１ｊにより多重化される。多重化されたパケットは、電気／光変換機構１ｋにより光に変換され、変換後、出力ポート１ｒから出力される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従来例１では、各光電入出力素子に所定時間ずつ遅延させたタイミング光信号を入力させるとともに、アドレス光信号および情報信号に付加する遅延を光信号の出力先ごとに設定するといった複雑な動作が必要であった。
【００１９】
また、従来例２では、光パケットをルーティングする空間切替型スイッチを電気信号により制御していた。従って、空間切替型スイッチに入力される光パケットと電気信号との同期をとることが困難であった。
【００２０】
また、従来例３では、パケット分配器は、Ｎ個の入力モジュールにより光変換された光パケットを合流分配し、Ｎ個の可変波長フィルタモジュールに入力し、ルーティング制御回路は、各光パケットから宛先を抽出し、抽出した宛先に基づいてＮ個の可変波長フィルタモジュールを制御し、フィルタリングを行わせていた。しかしながら、ルーティング制御回路は、制御光により可変波長フィルタモジュールを制御する記載が無く、光パケットとルーティング制御回路から送出される制御信号との位相のズレを解消することが困難であった。
【００２１】
従来例４における光パケットセルフルーティング装置では、電気的制御信号により電気制御光スイッチ素子４ｂ、５ｂ、６ｂを制御していた。そのため、図８に示される物理空間ｓ、ｔ、ｕにおける電気電送が、電気的伝送の制約を受けるといった問題があった。電気的伝送の制約とは、高速電気伝送を行う際の距離の制約のことであり、例えば、数Ｇｂｐｓの伝送速度で電気信号を正確に伝送することが可能である距離の上限は、数十ｃｍ程度となっている。
【００２２】
また、従来例４における光パケットセルフルーティング装置では、伝送路の特性の違いにより、光伝送路１ｍ、２ｍ、３ｍを通過する光パケットと、電気伝送路１ｎ、２ｎ、３ｎを通過する電気的制御信号と、の間の同期化にズレが生じるといった問題があった。上記のズレを解消するために、同期の調整を常に行う必要があった。
【００２３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、光パケットを複写し、一方の光パケットを電気変換し、電気変換されたパケットのヘッダに記録されている宛先情報から制御光を生成し、他方の光パケットがスイッチング（ルーティング）を行う素子（スイッチング素子）に入力するタイミングと同期させて制御光を上記のスイッチング素子に入射させ、スイッチング素子の屈折率を変化させ、スイッチングを行うことにより、光パケットとスイッチングを制御する信号との同期のズレおよび電気的伝送の制約を容易に解消する光パケットセルフルーティング装置および光パケットセルフルーティング方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明は、１以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有し、１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング装置であって、所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写手段と、光パケット複写手段により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換手段と、第１の電気変換手段により電気変換したパケットから、入力された光パケットを出力させる所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出手段と、宛先情報抽出手段により抽出した宛先情報に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成手段と、光パケット複写手段により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する光パケット遅延手段と、制御光生成手段により生成した制御光に基づいて、光パケット遅延手段により遅延を付加した光パケットの経路を切り換える経路切換手段と、を有し、経路切換手段は、制御光生成手段により生成した制御光に基づいて、光パケット遅延手段により遅延を付加した光パケットの経路上の屈折率を変化させ、遅延を付加した光パケットを所定の角度屈折させ、遅延を付加したパケットの経路を切り換えることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の光パケットセルフルーティング装置において、光パケット経路切換手段により経路を切り換えた光パケットを電気変換する第２の電気変換手段と、第２の電気変換手段により電気変換したパケットを蓄積する蓄積手段と、蓄積手段により蓄積したパケットを多重化する多重化手段と、多重化手段により多重化したパケットを光変換する光変換手段と、光変換手段により光変換されたパケットを出力するパケット出力手段と、を有することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項３記載の発明は、１以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有し、１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング装置であって、所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写手段と、光パケット複写手段により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換手段と、第１の電気変換手段により電気変換したパケットから、入力された光パケットを出力させる所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出手段と、宛先情報抽出手段により抽出した宛先情報に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成手段と、光パケット複写手段により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する遅延手段と、光信号生成手段により生成した制御光と遅延手段により遅延が付加された光パケットとの波長を多重化する制御光波長多重手段と、制御光波長多重手段により波長多重した光信号を分離し、遅延が付加された光パケットと制御光とを生成する制御光波長分離手段と、制御光波長分離手段により生成した制御光に基づいて、制御光波長分離手段により生成した光パケットに、２以上の経路のうちいずれか１つを選択させる経路切換手段と、を有することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の光パケットセルフルーティング装置において、光パケット経路切換手段により所定の経路を選択した光パケットの波長を変換する波長変換手段と、波長変換手段により波長変換した光パケットの波長を多重化するパケット波長多重手段と、パケット波長多重手段により多重化した光パケットを波長多重前の光パケットに分離するパケット波長分離手段と、パケット波長分離手段により分離された光パケットを電気変換する第２の電気変換手段と、第２の電気変換手段により電気変換したパケットを蓄積する蓄積手段と、蓄積手段により蓄積したパケットを多重化する多重化手段と、多重化手段により多重化したパケットを光変換する光変換手段と、光変換手段により光変換されたパケットを出力するパケット出力手段と、を有することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の光パケットセルフルーティング装置において、第１、第２、および第３の入力ポートと、第１、第２、および第３の出力ポートと、を有し、第１、第２、および第３の入力ポートから入力された光パケットが入力される経路切換手段を、それぞれ第１、第２、および第３の経路切換手段とし、第１、第２、および第３の出力ポートから出力される光パケットが出力されるパケット波長多重手段を、それぞれ第１、第２、および第３のパケット波長多重手段とし、第Ｐ（Ｐ＝１、２、３）の経路切換手段と第Ｑ（Ｑ＝１、２、３）のパケット波長多重手段とを結ぶ経路上に設けられている波長変換手段を、波長変換手段（Ｐ、Ｑ）とし、波長変換手段（１、１）、（１、２）、（１、３）により変換される波長を、それぞれ波長λ1 、波長λ2 、波長λ3 とした場合、波長変換手段（２、１）、（２、２）、（２、３）により変換される波長を、それぞれ波長λ2 、波長λ3 、波長λ1 とし、波長変換手段（２、１）、（２、２）、（２、３）により変換される波長を、それぞれ波長λ3 、波長λ1 、波長λ2 として、変換する波長を循環させることを特徴とする。
【００３０】
また、請求項６記載の発明によれば、請求項３から５のいずれか１項に記載の光パケットセルフルーティング装置において、経路切換手段は、制御光波長分離手段により生成した制御光に基づいて、自身の屈折率を変化させ、制御光波長分離手段により生成した光パケットを所定の角度屈折させ、生成したパケットに、２以上の経路のうちいずれか１つを選択させることを特徴とする。
【００３１】
また、請求項７記載の発明は、１以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有し、１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング装置であって、所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写手段と、光パケット複写手段により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換手段と、第１の電気変換手段により電気変換したパケットから、入力された光パケットを出力させる所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出手段と、宛先情報抽出手段により抽出した宛先情報に基づいて、２以上の出力からいずれか１つを選択し、選択した出力から所定の制御信号を出力する制御信号出力手段と、制御信号出力手段により出力した制御信号に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成手段と、光パケット複写手段により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する遅延手段と、遅延手段により遅延が付加された光パケットの入力とともに、制御光生成手段により生成した制御光の入射を検出したか否かを判断する入射検出判断手段と、入射検出判断手段により制御光の入射を検出した場合、入力された光パケットを通過させ、制御光の入射を検出しなかった場合、入力された光パケットを破棄する経路選択手段と、を有することを特徴とする。
【００３２】
また、請求項８記載の発明によれば、請求項７記載の光パケットセルフルーティング装置において、光パケット経路選択手段により通過した光パケットを電気変換する第２の電気変換手段と、第２の電気変換手段により電気変換したパケットを蓄積する蓄積手段と、蓄積手段により蓄積したパケットを多重化する多重化手段と、多重化手段により多重化したパケットを光変換する光変換手段と、光変換手段により光変換されたパケットを出力するパケット出力手段と、を有することを特徴とする。
【００３３】
また、請求項９記載の発明は、１以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有する光パケットセルフルーティング装置を用いて、１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング方法であって、所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写工程と、光パケット複写工程により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換工程と、第１の電気変換工程により電気変換したパケットから、入力された光パケットを出力させる所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出工程と、宛先情報抽出工程により抽出した宛先情報に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成工程と、光パケット複写工程により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する光パケット遅延工程と、制御光生成工程により生成した制御光に基づいて、光パケット遅延工程により遅延を付加した光パケットの経路を切り換える経路切換工程と、を有し、経路切換工程は、制御光生成工程により生成した制御光に基づいて、光パケット遅延工程により遅延を付加した光パケットの経路上の屈折率を変化させ、遅延を付加した光パケットを所定の角度屈折させ、遅延を付加したパケットの経路を切り換えることを特徴とする。
【００３４】
また、請求項１０記載の発明によれば、請求項９記載の光パケットセルフルーティング方法において、光パケット経路切換工程により経路を切り換えた光パケットを電気変換する第２の電気変換工程と、第２の電気変換工程により電気変換したパケットを蓄積する蓄積工程と、蓄積工程により蓄積したパケットを多重化する多重化工程と、多重化工程により多重化したパケットを光変換する光変換工程と、光変換工程により光変換されたパケットを出力するパケット出力工程と、を有することを特徴とする。
【００３６】
また、請求項１１記載の発明は、１以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有する光パケットセルフルーティング装置を用いて、１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング方法であって、所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写工程と、光パケット複写工程により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換工程と、第１の電気変換工程により電気変換したパケットから、入力された光パケットを出力させる所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出工程と、宛先情報抽出工程により抽出した宛先情報に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成工程と、光パケット複写工程により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する遅延工程と、光信号生成工程により生成した制御光と遅延工程により遅延が付加された光パケットとの波長を多重化する制御光波長多重工程と、制御光波長多重工程により多重化した光信号を分離し、遅延が付加された光パケットと制御光とを生成する制御光波長分離工程と、制御光波長分離工程により生成した制御光に基づいて、制御光波長分離工程により生成した光パケットに、２以上の経路のうちいずれか１つを選択させる経路切換工程と、を有することを特徴とする。
【００３７】
また、請求項１２記載の発明によれば、請求項１１記載の光パケットセルフルーティング方法において、光パケット経路切換工程により所定の経路を選択した光パケットの波長を変換する波長変換工程と、波長変換工程により波長変換した光パケットの波長を多重化するパケット波長多重工程と、パケット波長多重工程により多重化した光パケットを波長多重前の光パケットに分離するパケット波長分離工程と、パケット波長分離工程により分離された光パケットを電気変換する第２の電気変換工程と、第２の電気変換工程により電気変換したパケットを蓄積する蓄積工程と、蓄積工程により蓄積したパケットを多重化する多重化工程と、多重化工程により多重化したパケットを光変換する光変換工程と、光変換工程により光変換されたパケットを出力するパケット出力工程と、を有することを特徴とする。
【００３８】
また、請求項１３記載の発明によれば、請求項１２記載の光パケットセルフルーティング方法において、第１、第２、および第３の入力ポートと、第１、第２、および第３の出力ポートと、を有し、第１、第２、および第３の入力ポートから入力された光パケットが入力される経路切換工程を、それぞれ第１、第２、および第３の経路切換工程とし、第１、第２、および第３の出力ポートから出力される光パケットが出力されるパケット波長多重工程を、それぞれ第１、第２、および第３のパケット波長多重工程とし、第Ｐ（Ｐ＝１、２、３）の経路切換工程と第Ｑ（Ｑ＝１、２、３）のパケット波長多重工程とを結ぶ経路上に設けられている波長変換工程を、波長変換工程（Ｐ、Ｑ）とし、波長変換工程（１、１）、（１、２）、（１、３）により変換される波長を、それぞれ波長λ1 、波長λ2 、波長λ3 とした場合、波長変換工程（２、１）、（２、２）、（２、３）により変換される波長を、それぞれ波長λ2 、波長λ3 、波長λ1 とし、波長変換工程（２、１）、（２、２）、（２、３）により変換される波長を、それぞれ波長λ3 、波長λ1 、波長λ2 として、変換する波長を循環させることを特徴とする。
【００３９】
また、請求項１４記載の発明によれば、請求項１１から１３のいずれか１項に記載の光パケットセルフルーティング方法において、経路切換工程は、制御光波長分離工程により生成した制御光に基づいて、自身の屈折率を変化させ、制御光波長分離工程により生成した光パケットを所定の角度屈折させ、生成したパケットに、２以上の経路のうちいずれか１つを選択させることを特徴とする。
【００４０】
また、請求項１５記載の発明は、１以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有する光パケットセルフルーティング装置を用いて、１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング方法であって、所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写工程と、光パケット複写工程により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換工程と、第１の電気変換工程により電気変換したパケットから、入力された光パケットを出力させる所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出工程と、宛先情報抽出工程により抽出した宛先情報に基づいて、２以上の出力からいずれか１つを選択し、選択した出力から所定の制御信号を出力する制御信号出力工程と、制御信号出力工程により出力した制御信号に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成工程と、光パケット複写工程により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する遅延工程と、遅延工程により遅延が付加された光パケットの入力とともに、制御光生成工程により生成した制御光の入射を検出したか否かを判断する入射検出判断工程と、入射検出判断工程により制御光の入射を検出した場合、入力された光パケットを通過させ、制御光の入射を検出しなかった場合、入力された光パケットを破棄する経路選択工程と、を有することを特徴とする。
【００４１】
また、請求項１６記載の発明によれば、請求項１５記載の光パケットセルフルーティング方法において、光パケット経路選択工程により通過した光パケットを電気変換する第２の電気変換工程と、第２の電気変換工程により電気変換したパケットを蓄積する蓄積工程と、蓄積工程により蓄積したパケットを多重化する多重化工程と、多重化工程により多重化したパケットを光変換する光変換工程と、光変換工程により光変換されたパケットを出力するパケット出力工程と、を有することを特徴とする。
【００４２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成を示す図である。以下、図１を用いて、本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成および動作について説明する。
【００４３】
本実施形態において、光パケットセルフルーティング装置は、部位１、２、３を有する。
【００４４】
部位１は、入力ポート１０と、光複写機構１１と、通話路ルート４と、制御系ルート５と、部位６と、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２と、バッファ１ｉ０〜１ｉ２と、多重化機構１ｊと、電気／光変換機構１ｋと、出力ポート１ｒと、を有する。通話路ルート４は、光遅延機構１２を有する。制御系ルート５は、光／電気変換機構１３と、宛先情報抽出機構１４と、光制御信号生成機構１５と、を有する。部位６は、三次非線形光学効果素子１ｂを有する。
【００４５】
部位２は、入力ポート２０と、光複写機構２１と、通話路ルート７と、制御系ルート８と、部位９と、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２と、バッファ２ｉ０〜２ｉ２と、多重化機構２ｊと、電気／光変換機構２ｋと、出力ポート２ｒと、を有する。通話路ルート７は、光遅延機構２２を有する。制御系ルート８は、光／電気変換機構２３と、宛先情報抽出機構２４と、光制御信号生成機構２５と、を有する。部位９は、三次非線形光学効果素子２ｂを有する。
【００４６】
部位３は、入力ポート３０と、光複写機構３１と、通話路ルートａと、制御系ルートｂと、部位ｃと、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２と、バッファ３ｉ０〜３ｉ２と、多重化機構３ｊと、電気／光変換機構３ｋと、出力ポート３ｒと、を有する。通話路ルートａは、光遅延機構３２を有する。制御系ルートｂは、光／電気変換機構３３と、宛先情報抽出機構３４と、光制御信号生成機構３５と、を有する。部位ｃは、三次非線形光学効果素子３ｂを有する。
【００４７】
入力ポート１０、２０、３０は、光パケットが入力される部位である。光複写機構１１、２１、３１は、入力ポート１０、２０、３０に入力された光パケットをそれぞれ複写する。光複写機構１１、２１、３１により複写された光パケットは、光遅延機構１２、２２、３２と、光／電気変換機構１３、２３、３３と、の２方路にそれぞれ入力される。
【００４８】
なお、光遅延機構１２、２２、３２をそれぞれ含む通話路ルート４、７、ａは、通話路データを含む光パケットが通過する経路である。また、光／電気変換機構１３、宛先情報抽出機構１４、および光制御信号生成機構１５を含む制御系ルート５は、制御用データ（例えば、三次非線形光学効果素子１ｂを制御する制御光）が生成され、通過する経路である。光／電気変換機構２３、宛先情報抽出機構２４、および光制御信号生成機構２５を含む制御系ルート８と、光／電気変換機構３３、宛先情報抽出機構３４、および光制御信号生成機構３５を含む制御系ルートｂとは、制御系ルート５の構成と同様である。
【００４９】
光遅延機構１２、２２、３２は、光制御信号生成機構１５、２５、３５から出力される制御光と光パケットとの同期をとるために、光パケットを所定時間遅延させる。例えば、光遅延機構１２、２２、３２は、光ファイバによる遅延線であってもよい。光遅延機構１２、２２、３２が光ファイバによる遅延線であったとして、その光ファイバ内の光速度を３．０×１０８ ｍ／秒であるとすると、１０ｎ秒の遅延を実現するためには、３ｍの長さの光ファイバ遅延線が必要となる。
【００５０】
光／電気変換機構１３、２３、３３、１ｈ０〜１ｈ２、２ｈ０〜２ｈ２、３ｈ０〜３ｈ２は、光信号を電気信号に変換する。宛先情報抽出機構１４、２４、３４は、光／電気変換機構１３、２３、３３により電気に変換されたパケットのヘッダに記録されている宛先情報（アドレス情報）を抽出する。光制御信号生成機構１５、２５、３５は、宛先情報抽出機構１４、２４、３４により抽出されたパケットの宛先情報を基にして、三次非線形光学効果素子１ｂ、２ｂ、３ｂを制御する制御光を生成する。
【００５１】
三次非線形光学効果素子１ｂ、２ｂ、３ｂは、光制御信号生成機構１５、２５、３５により生成された制御光に基づいて、光遅延機構１２、２２、３２から入力された光パケットを所定の方向に屈折させる。すなわち、三次非線形光学効果素子１ｂは、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２のいずれかに、光パケットが入力されるように屈折させる。また、同様に、三次非線形光学効果素子２ｂは、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２のいずれかに、三次非線形光学効果素子３ｂは、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２のいずれかに、光パケットが入力されるように屈折させる。
【００５２】
なお、三次元非線形光学効果素子１ｂ〜３ｂは、有機系材料であってもよいし、また、有機化合物超格子薄膜、無機化合物超格子薄膜、微粒子分散材料であってもよい。
【００５３】
光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２は、三次非線形光学効果素子１ｂから入力された光パケットを電気変換する。バッファ１ｉ０〜１ｉ２は、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２により電気変換されたパケットを一旦蓄積する。
【００５４】
また、同様に、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２は、三次非線形光学効果素子２ｂから入力された光パケットを電気変換する。バッファ２ｉ０〜２ｉ２は、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２により電気変換されたパケットを一旦蓄積する。
【００５５】
また、同様に、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２は、三次非線形光学効果素子３ｂから入力された光パケットを電気変換する。バッファ３ｉ０〜３ｉ２は、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２により電気変換されたパケットを一旦蓄積する。
【００５６】
なお、バッファ１ｉ０、２ｉ０、３ｉ０に一旦蓄積されたパケットは、多重化機構１ｊに入力される。また、同様に、バッファ１ｉ１、２ｉ１、３ｉ１に蓄積されたパケットは、多重化機構２ｊに、バッファ１ｉ２、２ｉ２、３ｉ２に蓄積されたパケットは、多重化機構３ｊに、それぞれ入力される。
【００５７】
多重化機構１ｊは、出力ポート１ｒ宛のパケットを調停し、多重化を行う。また、同様に、多重化機構２ｊ、３ｊは、それぞれ出力ポート２ｒ、３ｒ宛のパケットを調停し、多重化を行う。
【００５８】
電気／光変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋは、多重化機構１ｊ、２ｊ、３ｊから出力された電気パケットを光パケットに変換する。電気変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋにより光変換されたパケットは、それぞれ出力ポート１ｒ、２ｒ、３ｒから出力される。
【００５９】
図２は、本発明の第１の実施形態における三次非線形光学効果素子１ｂの動作を示す図である。以下、図２を用いて、本実施形態における三次非線形光学効果素子１ｂの構成および動作について説明する。なお、三次非線形光学効果素子２ｂ、３ｂの構成および動作は、三次非線形光学効果素子１ｂと同様であるとする。
【００６０】
三次非線形光学効果素子１ｂの屈折率は、光制御信号生成機構１５により生成された制御光の強度に基づいて決定される。制御光の強度が設定されることにより、光遅延機構１２から入力される光パケットが所定の方向へ屈折することが可能となる。
【００６１】
図２（ａ）は、制御光の強度がαであった場合の三次非線形光学効果素子１ｂの動作を示している。光制御信号生成機構１５から強度αの制御光が三次非線形光学効果素子１ｂに入射すると、三次非線形光学効果素子１ｂは、所定の屈折率に設定される。光遅延機構１２から出力された光パケットは、屈折し、非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔαから出力され、光／電気変換機構１ｈ０に入力される。
【００６２】
図２（ｂ）は、制御光の強度がβであった場合の三次非線形光学効果素子１ｂの動作を示している。光制御信号生成機構１５から強度βの制御光が三次非線形光学効果素子１ｂに入射すると、三次非線形光学効果素子１ｂは、所定の屈折率に設定される。光遅延機構１２から出力された光パケットは、直進し、非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔβから出力され、光／電気変換機構１ｈ１に入力される。
【００６３】
図２（ｃ）は、制御光の強度がγであった場合の三次非線形光学効果素子１ｂの動作を示している。光制御信号生成機構１５から強度γの制御光が三次非線形光学効果素子１ｂに入射すると、三次非線形光学効果素子１ｂは、所定の屈折率に設定される。光遅延機構１２から出力された光パケットは、屈折し、非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔγから出力され、光／電気変換機構１ｈ２に入力される。
【００６４】
なお、本実施形態では、三次非線形光学効果素子１ｂに入力される光パケットは、制御光の強度により、３方向に振り分けられていた（スイッチングされていた）が、振り分けられる方向の数は、他の値でもよい。
【００６５】
また、本実施形態における三次非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔαは光／電気変換機構１ｈ０に、出力ポートＯｕｔβは光／電気変換機構１ｈ１に、出力ポートＯｕｔγは光／電気変換機構１ｈ２に接続されているものとする。
【００６６】
また、同様に、本実施形態における三次非線形光学効果素子２ｂの出力ポートＯｕｔαは光／電気変換機構２ｈ０に、出力ポートＯｕｔβは光／電気変換機構２ｈ１に、出力ポートＯｕｔγは光／電気変換機構２ｈ２に接続されているものとする。
【００６７】
また、同様に、本実施形態における三次非線形光学効果素子３ｂの出力ポートＯｕｔαは光／電気変換機構３ｈ０に、出力ポートＯｕｔβは光／電気変換機構３ｈ１に、出力ポートＯｕｔγは光／電気変換機構３ｈ２に接続されているものとする。
【００６８】
図３は、本発明の第１の実施形態における光パケットｘ〜ｚの構成を示す図である。以下、図３を用いて、本実施形態における光パケットｘ〜ｚの構成について説明する。
【００６９】
図３に示されているように、光パケットｘ〜ｚは、それぞれヘッダおよびペイロードを有する。光パケットｘ〜ｚのペイロードには、それぞれ伝送目的となる情報を含む通話路データが記録されている。また、光パケットｘ〜ｚのヘッダには、光パケットが最終的に到達するアドレス（例えば、出力ポート）を含む宛先情報が記録されている。
【００７０】
光パケットｘのヘッダには、宛先情報：出力ポート１ｒが記録されている。光パケットｘは、上記の宛先情報に基づいて、光パケットセルフルーティング装置によりルーティングされ、出力ポート１ｒから出力される。
【００７１】
同様に、光パケットｙのヘッダには、宛先情報：出力ポート３ｒが記録されている。光パケットｙは、上記の宛先情報に基づいて、光パケットセルフルーティング装置によりルーティングされ、出力ポート３ｒから出力される。
【００７２】
また、光パケットｚのヘッダには、宛先情報：出力ポート２ｒが記録されている。光パケットｚは、上記の宛先情報に基づいて、光パケットセルフルーティング装置によりルーティングされ、出力ポート２ｒから出力される。
【００７３】
なお、図３に示されているように、光パケットｘ〜ｚは、光パケットｘ、光パケットｙ、光パケットｚの順に連続して入力ポート１０に入力される。
【００７４】
図９は、本発明の第１の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作の流れを示すフローチャートである。以下、図１および図３を用い、図９に沿って、本発明の第１の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作について説明する。
【００７５】
図１に示されている光パケットセルフルーティング装置は、破線で囲まれた部位１、２、３を有する。部位２、３は、部位１と同様の構成を有し、同様の動作を行うとしてよい。以下、部位１の構成および動作を中心に本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作について説明する。
【００７６】
光パケットｘ〜ｚが、光パケットｘ、光パケットｙ、光パケットｚの順に連続して入力ポート１０に入力された場合、光パケットｘは、光複写機構１１により複写される（ステップＳ９０１）。光複写機構１１により複写され、２個となった光パケットｘは、それぞれ、通話路ルート４と制御系ルート５とに入力される（ステップＳ９０２）。
【００７７】
制御系ルート５に入力された光パケットｘは、光／電気変換機構１３により電気変換が施され、光パケットｘから電気パケットｘに変換される（ステップＳ９０３）。光／電気変換機構１３により変換された電気パケットｘは、宛先情報抽出機構１４に入力される。
【００７８】
宛先情報抽出機構１４は、入力された電気パケットｘのヘッダに記録されている宛先情報を読み取る（ステップＳ９０４）。上記の宛先情報には、光パケットｘが出力される出力ポートの情報等が含まれている。宛先情報抽出機構１４は、光パケットｘの出力先が出力ポート１ｒであることを認識する。さらに、宛先情報抽出機構１４は、認識した光（電気）パケットｘの出力先：出力ポート１ｒに基づいて、光（電気）パケットｘが出力ポート１ｒから出力されるように、光制御信号生成機構１５を制御および駆動する。
【００７９】
光制御信号生成機構１５は、光パケットｘが三次非線形光学効果素子１ｂから光／電気変換機構１ｈ０に入力されるように制御する強度αの制御光を生成する（ステップＳ９０５）。光制御信号生成機構１５は、生成した強度αの制御光を、三次非線形光学効果素子１ｂに入射する。
【００８０】
光遅延機構１２は、通話路ルート４に入力された光パケットｘを所定時間遅延させ、光パケットｘが三次非線形光学効果素子１ｂに入力されるタイミングを、光制御信号生成機構１５により生成された制御光が三次非線形光学効果素子１ｂに入射するタイミングに、同期させる（ステップＳ９０６）。
【００８１】
三次非線形光学効果素子１ｂにおける屈折率は、光制御信号生成機構１５から入射した強度αの制御光により設定される。通話路ルート４を介して三次非線形光学効果素子１ｂに入力された光パケットｘは、上記の屈折率に基づいて屈折し、三次非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔαから出力される。三次非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔαから出力された光パケットｘは、光／電気変換機構１ｈ０に入力される（ステップＳ９０７）。
【００８２】
光パケットｘは、光／電気変換機構１ｈ０により電気パケットｘに変換される。電気パケットｘは、光／電気変換機構１ｈ０から出力され、バッファ１ｉ０に蓄積される（ステップＳ９０８）。また、複数の入力ポートに入力された光パケットが、同一の出力ポートから出力される場合、複数の入力ポートから単数の出力ポートへの経路内で光パケット同士が衝突する可能性がある。上記のように、パケットを一時バッファに蓄積しておくことにより、パケット同士の衝突は回避することが可能となる。
【００８３】
他のパケットとの衝突が回避されるように、電気パケットｘは、バッファ１ｉ０から多重化機構１ｊに入力される。多重化機構１ｊは、パケット同士が衝突しないように調停する形で、バッファ１ｉ０、２ｉ０、３ｉ０からパケットを引き取り、多重化する（ステップＳ９０９）。
【００８４】
多重化機構１ｊは、多重化したパケットを電気／光変換機構１ｋに送出する。電気／光変換機構１ｋに入力された電気パケットは、光パケットに変換され、出力ポート１ｒから出力される（ステップＳ９１０）。
【００８５】
また、光パケットｙは、光パケットｘと同様に、光複写機構１１、通話路ルート４を介して、三次非線形光学効果素子１ｂに入力される。光（電気）パケットｙのヘッダに記録されている宛先情報：出力ポート３ｒに基づいて、光パケットｙは、光／電気変換機構１ｈ２に入力され、電気パケットｙに変換された後、バッファ１ｉ２に蓄積される。電気パケットｙは、多重化機構３ｊにより他のパケットと多重化され、電気／光変換機構３ｋにより光変換された後、出力ポート３ｒから出力される。
【００８６】
また、光パケットｚは、光パケットｘと同様に、光複写機構１１、通話路ルート４を介して、三次非線形光学効果素子１ｂに入力される。光（電気）パケットｚのヘッダに記録されている宛先情報：出力ポート２ｒに基づいて、光パケットｚは、光／電気変換機構１ｈ１に入力され、電気パケットｚに変換された後、バッファ１ｉ１に蓄積される。電気パケットｚは、多重化機構２ｊにより他のパケットと多重化され、電気／光変換機構２ｋにより光変換された後、出力ポート２ｒから出力される。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態では、部位６、９、ｃにおける光パケットのスイッチング処理を光処理（電気処理非介在）で行うことによって、電気的伝送の制約と、通話路ルート４を通過し、部位６に入力する光パケットと制御系ルート５から部位６に入射する制御光との位相のズレと、を解消することが可能となっている。また、同様に、部位９、ｃに係る物理空間における電気的伝送の制約および位相のズレを解消する構成も実現している。
【００８８】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成を示す図である。以下、図４を用いて、本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成および動作について説明する。
【００８９】
本実施形態において、光パケットセルフルーティング装置は、部位ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊを有する。また、部位ｊは、部位４６、４９、４ｃを有する。
【００９０】
部位ｄは、入力ポート１０と、光複写機構１１と、通話路ルート４と、制御系ルート５と、波長多重機構１６と、を有する。通話路ルート４は、光遅延機構１２を有する。制御系ルート５は、光／電気変換機構１３と、宛先情報抽出機構１４と、光制御信号生成機構１５と、を有する。
【００９１】
また、部位ｅは、入力ポート２０と、光複写機構２１と、通話路ルート７と、制御系ルート８と、波長多重機構２６と、を有する。通話路ルート７は、光遅延機構２２を有する。制御系ルート８は、光／電気変換機構２３と、宛先情報抽出機構２４と、光制御信号生成機構２５と、を有する。
【００９２】
また、部位ｆは、入力ポート３０と、光複写機構３１と、通話路ルートａと、制御系ルートｂと、波長多重機構３６と、を有する。通話路ルートａは、光遅延機構３２を有する。制御系ルートｂは、光／電気変換機構３３と、宛先情報抽出機構３４と、光制御信号生成機構３５と、を有する。
【００９３】
部位４６は、インタフェース１７、１ｆと、伝送路１９、１ａと、波長分離機構１８と、三次非線形光学効果素子１ｂと、光波長変換素子１ｃ０〜１ｃ２と、波長多重機構１ｅと、を有する。
【００９４】
部位４９は、インタフェース２７、２ｆと、伝送路２９、２ａと、波長分離機構２８と、三次非線形光学効果素子２ｂと、光波長変換素子２ｃ０〜２ｃ２と、波長多重機構２ｅと、を有する。
【００９５】
部位４ｃは、インタフェース３７、３ｆと、伝送路３９、３ａと、波長分離機構３８と、三次非線形光学効果素子２ｂと、光波長変換素子３ｃ０〜３ｃ２と、波長多重機構３ｅと、を有する。
【００９６】
部位ｇは、波長分離機構１ｇと、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２と、バッファ１ｉ０〜１ｉ２と、多重化機構１ｊと、電気／光変換機構１ｋと、出力ポート１ｒと、を有する。
【００９７】
部位ｈは、波長分離機構２ｇと、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２と、バッファ２ｉ０〜２ｉ２と、多重化機構２ｊと、電気／光変換機構２ｋと、出力ポート２ｒと、を有する。
【００９８】
部位ｉは、波長分離機構３ｇと、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２と、バッファ３ｉ０〜３ｉ２と、多重化機構３ｊと、電気／光変換機構３ｋと、出力ポート３ｒと、を有する。
【００９９】
伝送路１ｄ０は、光波長変換素子１ｃ０と波長多重機構１ｅとを、伝送路１ｄ１は、光波長変換素子１ｃ１と波長多重機構２ｅとを、伝送路１ｄ２は、光波長変換素子１ｃ２と波長多重機構３ｅとを、それぞれ接続する。
【０１００】
また、伝送路２ｄ０は、光波長変換素子２ｃ０と波長多重機構１ｅとを、伝送路２ｄ１は、光波長変換素子２ｃ１と波長多重機構２ｅとを、伝送路２ｄ２は、光波長変換素子２ｃ２と波長多重機構３ｅとを、それぞれ接続する。
【０１０１】
また、伝送路３ｄ０は、光波長変換素子３ｃ０と波長多重機構１ｅとを、伝送路３ｄ１は、光波長変換素子３ｃ１と波長多重機構２ｅとを、伝送路３ｄ２は、光波長変換素子３ｃ２と波長多重機構３ｅとを、それぞれ接続する。
【０１０２】
入力ポート１０、２０、３０は、光パケットが入力される部位である。光複写機構１１、２１、３１は、入力ポート１０、２０、３０に入力された光パケットをそれぞれ複写する。光複写機構１１、２１、３１により複写された光パケットは、光遅延機構１２、２２、３２と、光／電気変換機構１３、２３、３３と、の２方路にそれぞれ入力される。
【０１０３】
なお、光遅延機構１２、２２、３２をそれぞれ含む通話路ルート４、７、ａは、通話路データを含む光パケットが通過する経路である。また、光／電気変換機構１３、宛先情報抽出機構１４、および光制御信号生成機構１５を含む制御系ルート５は、制御用データ（例えば、三次非線形光学効果素子１ｂを制御する制御光）が生成され、通過する経路である。光／電気変換機構２３、宛先情報抽出機構２４、および光制御信号生成機構２５を含む制御系ルート８と、光／電気変換機構３３、宛先情報抽出機構３４、および光制御信号生成機構３５を含む制御系ルートｂとは、制御系ルート５の構成と同様である。
【０１０４】
光遅延機構１２、２２、３２は、光制御信号生成機構１５、２５、３５から出力される制御光と光パケットとの同期をとるために、光パケットを所定時間遅延させる。例えば、光遅延機構１２、２２、３２は、光ファイバによる遅延線であってもよい。光遅延機構１２、２２、３２が光ファイバによる遅延線であったとして、その光ファイバ内の光速度を３．０×１０８ ｍ／秒であるとすると、１０ｎ秒の遅延を実現するためには、３ｍの長さの光ファイバ遅延線が必要となる。
【０１０５】
光／電気変換機構１３、２３、３３、１ｈ０〜１ｈ２、２ｈ０〜２ｈ２、３ｈ０〜３ｈ２は、光信号を電気信号に変換する。宛先情報抽出機構１４、２４、３４は、光／電気変換機構１３、２３、３３により電気に変換されたパケットのヘッダに記録されている宛先情報（アドレス情報）を抽出する。光制御信号生成機構１５、２５、３５は、宛先情報抽出機構１４、２４、３４により抽出されたパケットの宛先情報を基にして、三次非線形光学効果素子１ｂ、２ｂ、３ｂを制御する制御光を生成する。
【０１０６】
波長多重機構１６は、通話路ルート４を通過した光パケットの波長と、光制御信号生成機構１５により生成された制御光の波長と、を多重化する。また、同様に、波長多重機構２６は、通話路ルート７を通過した光パケットの波長と、光制御信号生成機構２５により生成された制御光の波長と、を多重化し、波長多重機構３６は、通話路ルートａを通過した光パケットの波長と、光制御信号生成機構３５により生成された制御光の波長と、を多重化する。なお、通話路ルートを通過した光パケットの波長と、制御光の波長と、は互いに異なるものとする。
【０１０７】
波長分離機構１８、２８、３８は、それぞれ波長多重機構１６、２６、３６により多重化された光波長を、光パケットの波長と制御光の波長とに分離する。分離された光パケットと制御光とは、三次非線形光学効果素子に入力される。
【０１０８】
三次非線形光学効果素子１ｂ、２ｂ、３ｂは、それぞれ光制御信号生成機構１５、２５、３５により生成され、波長分離機構１８、２８、３８から入力された制御光に基づいて、波長分離機構１８、２８、３８から入力された光パケットを所定の方向に屈折させる。すなわち、三次非線形光学効果素子１ｂは、光波長変換素子１ｃ０〜１ｃ２のいずれかに、光パケットが入力されるように屈折させる。また、同様に、三次非線形光学効果素子２ｂは、光波長変換素子２ｃ０〜２ｃ２のいずれかに、三次非線形光学効果素子３ｂは、光波長変換素子３ｃ０〜３ｃ２のいずれかに、光パケットが入力されるように屈折させる。
【０１０９】
光波長変換素子１ｃ０〜１ｃ２、２ｃ０〜２ｃ２、３ｃ０〜３ｃ２は、入力された光パケットの波長を所定の波長に変換する。光波長変換素子１ｃ０〜１ｃ２、２ｃ０〜２ｃ２、３ｃ０〜３ｃ２から出力された光パケットは、波長多重機構１ｅ、２ｅ、３ｅに入力される。光波長変換素子１ｃ０〜１ｃ２、２ｃ０〜２ｃ２、３ｃ０〜３ｃ２において光パケットの波長が変換されることによって、波長多重機構１ｅ、２ｅ、３ｅにおいて、同じ波長のパケット同士が混合することが抑制される。
【０１１０】
波長多重機構１ｅは、光波長変換素子１ｃ０、２ｃ０、３ｃ０から出力された光パケットの波長を多重化する。また、同様に、波長多重機構２ｅは、光波長変換素子１ｃ１、２ｃ１、３ｃ１から出力された光パケットの波長を多重化し、波長多重機構３ｅは、光波長変換素子１ｃ２、２ｃ２、３ｃ２から出力された光パケットの波長を多重化する。
【０１１１】
波長分離機構１ｇ、２ｇ、３ｇは、それぞれ波長多重機構１ｅ、２ｅ、３ｅから入力され、多重化された光パケットの波長を分離する。
【０１１２】
光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２は、波長分離機構１ｅから入力された光パケットを電気変換する。バッファ１ｉ０、１ｉ１、１ｉ２は、それぞれ光／電気変換機構１ｈ０、１ｈ１、１ｈ２により電気変換されたパケットを一旦蓄積する。
【０１１３】
また、同様に、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２は、波長分離機構２ｅから入力された光パケットを電気変換する。バッファ２ｉ０、２ｉ１、２ｉ２は、それぞれ光／電気変換機構２ｈ０、２ｈ１、２ｈ２により電気変換されたパケットを一旦蓄積する。
【０１１４】
また、同様に、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２は、波長分離機構３ｅから入力された光パケットを電気変換する。バッファ３ｉ０、３ｉ１、３ｉ２は、それぞれ光／電気変換機構１ｈ０、１ｈ１、１ｈ２により電気変換されたパケットを一旦蓄積する。
【０１１５】
多重化機構１ｊは、出力ポート１ｒ宛のパケットを調停し、多重化を行う。また、同様に、多重化機構２ｊ、３ｊは、それぞれ出力ポート２ｒ、３ｒ宛のパケットを調停し、多重化を行う。
【０１１６】
電気／光変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋは、多重化機構１ｊ、２ｊ、３ｊから出力された電気パケットを光パケットに変換する。電気変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋにより光変換されたパケットは、それぞれ出力ポート１ｒ、２ｒ、３ｒから出力される。
【０１１７】
インタフェース１７、２７、３７は、部位６、９、ｃそれぞれの入力側のインタフェースである。また、インタフェース１ｆ、２ｆ、３ｆは、部位６、９、ｃそれぞれの出力側のインタフェースである。
【０１１８】
伝送路１９、２９、３９は、波長分離機構１８、２８、３８によりそれぞれ分離された光パケットが、三次非線形光学効果素子１ｂ、２ｂ、３ｂにそれぞれ入力される際に通過する伝送路である。
【０１１９】
伝送路１ａ、２ａ、３ａは、波長分離機構１８、２８、３８によりそれぞれ分離された制御光が、三次非線形光学効果素子１ｂ、２ｂ、３ｂにそれぞれ入射する際に通過する伝送路である。
【０１２０】
なお、本実施形態における三次非線形光学効果素子は、以下特記しない限り、図２に示される本発明の第１の実施形態における三次非線形光学効果素子の構成および動作と同様であるとする。
【０１２１】
また、本実施形態における三次非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔαは光波長変換素子１ｃ０に、出力ポートＯｕｔβは光波長変換素子１ｃ１に、出力ポートＯｕｔγは光波長変換素子１ｃ２に接続されているものとする。
【０１２２】
また、同様に、本実施形態における三次非線形光学効果素子２ｂの出力ポートＯｕｔαは光波長変換素子２ｃ０に、出力ポートＯｕｔβは光波長変換素子２ｃ１に、出力ポートＯｕｔγは光波長変換素子２ｃ２に接続されているものとする。
【０１２３】
また、同様に、本実施形態における三次非線形光学効果素子３ｂの出力ポートＯｕｔαは光波長変換素子３ｃ０に、出力ポートＯｕｔβは光波長変換素子３ｃ１に、出力ポートＯｕｔγは光波長変換素子３ｃ２に接続されているものとする。
【０１２４】
図１０は、本発明の第２の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作の流れを示すフローチャートである。以下、本実施形態における光パケットの構成は、図３に示される本発明の第１の実施形態における光パケットの構成と同様であるとし、図３および図４を用い、図１０に沿って、本発明の第２の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作について説明する。
【０１２５】
図４に示されている光パケットセルフルーティング装置における部位ｅ、ｆは、部位ｄと同様の構成を有し、同様の動作を行うとしてよい。以下、部位ｄの構成および動作を中心に本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作について説明する。
【０１２６】
光パケットｘ〜ｚが、光パケットｘ、光パケットｙ、光パケットｚの順に連続して入力ポート１０に入力された場合、光パケットｘは、光複写機構１１により複写される（ステップＳ１００１）。光複写機構１１により複写され、２個となった光パケットｘは、それぞれ、通話路ルート４と制御系ルート５とに入力される（ステップＳ１００２）。
【０１２７】
制御系ルート５に入力された光パケットｘは、光／電気変換機構１３により電気変換が施され、光パケットｘから電気パケットｘに変換される（ステップＳ１００３）。光／電気変換機構１３により変換された電気パケットｘは、宛先情報抽出機構１４に入力される。
【０１２８】
宛先情報抽出機構１４は、入力された電気パケットｘのヘッダに記録されている宛先情報を読み取る（ステップＳ１００４）。上記の宛先情報には、光パケットｘが出力される出力ポートの情報等が含まれている。宛先情報抽出機構１４は、光パケットｘの出力先が出力ポート１ｒであることを認識する。さらに、宛先情報抽出機構１４は、認識した光（電気）パケットｘの出力先：出力ポート１ｒに基づいて、光（電気）パケットｘが出力ポート１ｒから出力されるように、光制御信号生成機構１５を制御および駆動する。
【０１２９】
光制御信号生成機構１５は、光パケットｘが三次非線形光学効果素子１ｂから光波長変換素子１ｃ０に入力するように、強度αの制御光を生成する（ステップＳ１００５）。
【０１３０】
波長多重機構１６は、通話路ルート４を通過した光パケットｘの波長と、光制御信号生成機構１５により生成された強度αの制御光の波長と、を多重化する（ステップＳ１００６）。なお、上記の多重化の際の波長の混合を抑制するため、光パケットｘの波長と制御光の波長とは、互いに異なるように予め設定されるものとする。
【０１３１】
波長分離機構１８は、波長多重機構１６により多重化された光波長を、光パケットｘと制御光とに分離する（ステップＳ１００７）。
【０１３２】
分離した光パケットｘと制御光とは、三次非線形光学効果素子１ｂに入力される。入力の際、光パケットｘが三次非線形光学効果素子１ｂに入力されるタイミングを、制御光が三次非線形光学効果素子１ｂに入射するタイミングに同期させる（ステップＳ１００８）。
【０１３３】
三次非線形光学効果素子１ｂにおける屈折率は、入射した強度αの制御光により設定される。通話路ルート４を介して三次非線形光学効果素子１ｂに入力された光パケットｘは、上記の屈折率に基づいて屈折し、三次非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔαから出力される。三次非線形光学効果素子１ｂの出力ポートＯｕｔαから出力された光パケットｘは、光波長変換素子１ｃ０に入力される（ステップＳ１００９）。
【０１３４】
光波長変換素子１ｃ０は、入力された光パケットｘの波長を所定の波長に変換する（ステップＳ１０１０）。光波長変換素子１ｃ０により波長の変換処理を施された光パケットは、波長多重機構１ｅに入力される。
【０１３５】
波長多重機構１ｅには、光波長変換素子１ｃ０により波長変換された光パケットｘの他に、光波長変換素子２ｃ０、３ｃ０により波長変換された光パケットも入力される。光波長変換素子１ｃ０、２ｃ０、３ｃ０により光パケットの波長を互いに異なるように変換することによって、光波長変換素子１ｃ０、２ｃ０、３ｃ０から入力された光パケットを、波長多重機構１ｅにより多重化する際に、光パケットの波長の混合を抑制することが可能となる。
【０１３６】
また、同様に、光波長変換素子１ｃ１、２ｃ１、３ｃ１により光パケットの波長を互いに異なるように変換することによって、光波長変換素子１ｃ１、２ｃ１、３ｃ１から入力された光パケットを、波長多重機構２ｅにより多重化する際に、光パケットの波長の混合を抑制することが可能となる。
【０１３７】
また、同様に、光波長変換素子１ｃ２、２ｃ２、３ｃ２により光パケットの波長を互いに異なるように変換することによって、光波長変換素子１ｃ２、２ｃ２、３ｃ２から入力された光パケットを、波長多重機構３ｅにより多重化する際に、光パケットの波長の混合を抑制することが可能となる。
【０１３８】
以上説明したように、波長多重機構１ｅの入力側に接続されている伝送路１ｄ０、２ｄ０、３ｄ０において伝送される光パケットの波長は、互いに異なる必要がある。また、波長多重機構２ｅの入力側の伝送路１ｄ１、２ｄ１、３ｄ１において伝送される光パケットの波長、および波長多重機構３ｅの入力側の伝送路１ｄ２、２ｄ２、３ｄ２において伝送される光パケットの波長も同様に、互いに異なる必要がある。
【０１３９】
例えば、光パケットの波長を、三次非線形光学効果素子１ｂの出力側に設けられている光波長変換素子１ｃ０により波長λ１ 、光波長変換素子１ｃ１により波長λ２ 、光波長変換素子１ｃ２により波長λ３ と変換した場合、三次非線形光学効果素子２ｂ、３ｂの出力側に設けられている各光波長変換素子は、光パケットの波長を、波長λ１ 、λ２ 、λ３ をローテーションさせた値に変換してもよい。つまり、光パケットの波長が、光波長変換素子１ｃ０により波長λ１ 、光波長変換素子１ｃ１により波長λ２ 、光波長変換素子１ｃ２により波長λ３ と変換された場合、光波長変換素子２ｃ０により波長λ２ 、光波長変換素子２ｃ１により波長λ３ 、光波長変換素子２ｃ２により波長λ１ と変換され、光波長変換素子３ｃ０により波長λ３ 、光波長変換素子３ｃ１により波長λ１ 、光波長変換素子３ｃ２により波長λ２ と変換されてもよい。
【０１４０】
波長多重機構１ｅは、光波長変換素子１ｄ０、２ｄ０、３ｄ０により波長が変換された光パケットを多重化する。また、同様に、波長多重機構２ｅは、光波長変換素子１ｄ１、２ｄ１、３ｄ１により波長が変換された光パケットを多重化し、波長多重機構３ｅは、光波長変換素子１ｄ２、２ｄ２、３ｄ２により波長が変換された光パケットを多重化する（ステップＳ１０１１）。
【０１４１】
波長多重機構１ｅ、２ｅ、３ｅにより多重化された光パケットは、それぞれインタフェース１ｆ、２ｆ、３ｆから送出され、波長分離機構１ｇ、２ｇ、３ｇに伝送される。
【０１４２】
波長分離機構１ｇ、２ｇ、３ｇは、多重化された光パケットを、多重化される前の段階の光パケットに分離する（ステップＳ１０１２）。波長分離機構１ｇにより分離した光パケット（光パケットｘを含む）は、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２へ送出される。また、同様に、波長分離機構２ｇにより分離した光パケットは、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２へ送出され、波長分離機構３ｇにより分離した光パケットは、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２へ送出される。
【０１４３】
光／電気変換機構１ｈ０、１ｈ１、１ｈ２により電気変換されたパケット（光パケットｘが電気変換された電気パケットｘを含む）は、それぞれバッファ１ｉ０、１ｉ１、１ｉ２へ送出され、蓄積される（ステップＳ１０１３）。また、同様に、光／電気変換機構２ｈ０、２ｈ１、２ｈ２により電気変換されたパケットは、それぞれバッファ２ｉ０、２ｉ１、２ｉ２へ送出され、蓄積される。さらに、光／電気変換機構３ｈ０、３ｈ１、３ｈ２により電気変換されたパケットは、それぞれバッファ３ｉ０、３ｉ１、３ｉ２へ送出され、蓄積される。
【０１４４】
また、複数の入力ポートに入力された光パケットが、同一の出力ポートから出力される場合、複数の入力ポートから単数の出力ポートへの経路内で光パケット同士が衝突する可能性がある。上記のように、パケットを一時バッファに蓄積しておくことにより、パケット同士の衝突は回避される。
【０１４５】
電気パケットｘを含む各電気パケットは、バッファ１ｉ０から多重化機構１ｊに入力される。多重化機構１ｊは、パケット同士が衝突しないように調停する形で、バッファ１ｉ０、１ｉ１、１ｉ２からパケットを引き取り、多重化する（ステップＳ１０１４）。また、同様に、多重化機構２ｊは、パケット同士が衝突しないように調停する形で、バッファ２ｉ０、２ｉ１、２ｉ２からパケットを引き取り、多重化する。さらに、多重化機構３ｊは、パケット同士が衝突しないように調停する形で、バッファ３ｉ０、３ｉ１、３ｉ２からパケットを引き取り、多重化する。
【０１４６】
多重化機構１ｊ、２ｊ、３ｊは、それぞれ多重化したパケットを電気／光変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋに送出する。電気／光変換機構１ｋに入力された電気パケットは、光変換され、出力ポート１ｒから出力される（ステップＳ１０１５）。また、同様に、電気／光変換機構２ｋ、３ｋにより光変換されたパケットは、それぞれ出力ポート２ｒ、３ｒから出力される。
【０１４７】
また、光パケットｙは、光パケットｘと同様に、光複写機構１１、通話路ルート４、波長多重機構１６、および波長分離機構１８を介して、三次非線形光学効果素子１ｂに入力される。光（電気）パケットｙのヘッダに記録されている宛先情報：出力ポート３ｒに基づいて、光パケットｙは、光波長変換素子１ｃ２に入力され、波長変換された後、波長多重機構３ｅ、および波長分離機構３ｇを介し、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２のいずれかにより電気パケットｙに電気変換される。電気パケットｙは、バッファ３ｉ０〜３ｉ２のいずれかに蓄積される。電気パケットｙは、多重化機構３ｊにより他のパケットと多重化され、電気／光変換機構３ｋにより光変換された後、出力ポート３ｒから出力される。
【０１４８】
また、光パケットｚは、光パケットｘと同様に、光複写機構１１、通話路ルート４、波長多重機構１６、および波長分離機構１８を介して、三次非線形光学効果素子１ｂに入力される。光（電気）パケットｚのヘッダに記録されている宛先情報：出力ポート２ｒに基づいて、光パケットｚは、光波長変換素子１ｃ１に入力され、波長変換された後、波長多重機構２ｅ、および波長分離機構２ｇを介し、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２のいずれかにより電気パケットｚに電気変換される。電気パケットｚは、バッファ２ｉ０〜２ｉ２のいずれかに蓄積される。電気パケットｚは、多重化機構２ｊにより他のパケットと多重化され、電気／光変換機構２ｋにより光変換された後、出力ポート２ｒから出力される。
【０１４９】
図５は、本発明の第２の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の機能構成を示す図である。以下、図４および図５を用いて、本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の機能構成について説明する。
【０１５０】
図５に示される光パケットセルフルーティング装置は、入力ポート５１０、５２０、５３０と、入力ポート機能５ｄ、５ｅ、５ｆと、光パケットスイッチング機能５ｊと、出力ポート機能５ｇ、５ｈ、５ｉと、出力ポート５１ｒ、５２ｒ、５３ｒと、を有する。
【０１５１】
図４に示される入力ポート１０、２０、３０は、それぞれ図５に示される入力ポート５１０、５２０、５３０に、図４に示される出力ポート１ｒ、２ｒ、３ｒは、それぞれ図５に示される入力ポート５１ｒ、５２ｒ、５３ｒに相当する。
【０１５２】
また、図４に示される部位ｄ、ｅ、ｆは、それぞれ図５に示される入力ポート機能５ｄ、５ｅ、５ｆに、図４に示される部位ｇ、ｈ、ｉは、それぞれ図５に示される出力ポート機能５ｇ、５ｈ、５ｉに、図４に示される部位ｊは、光パケットスイッチング機能５ｊに相当する。
【０１５３】
図４に示される部位ｊとその他の部位（部位ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ）とを接続する経路におけるパケットおよび制御信号の伝送が、波長多重された光信号により実現されていることによって、部位ｊと上記の他の部位との間における電気的伝送の制約、距離的制約、およびパケットと制御信号との間の位相のズレを解消することが可能となっている。すなわち、図５に示される入力ポート機能５ｄ、５ｅ、５ｆ、出力ポート機能５ｇ、５ｈ、５ｉ、光パケットスイッチング機能５ｊそれぞれの独立性を保証することが可能となっている。
【０１５４】
また、本実施形態における光パケットセルフルーティング装置は、３個の入力ポートと３個の出力ポートとを有する３×３の光パケットセルフルーティング装置であるが、入力ポートおよび出力ポートの個数は、任意であってよい。なお、光パケットセルフルーティング装置が有する様々な部位の個数も、入力ポートおよび出力ポートの個数に応じて決定される。その場合、各光波長変換素子により変換される波長の値も出力ポートの個数に応じて用意され、各光波長変換素子に入力される光パケットの波長は、上記の実施形態と同様に循環させて変換される。
【０１５５】
例えば、第１から第Ｍ（Ｍは１以上の整数）のＭ個の入力ポートと第１から第Ｎ（Ｎは２以上の整数）のＮ個の出力ポートとを有するＭ×Ｎの光パケットセルフルーティング装置の場合について以下説明する。また、第Ｘ（Ｘは１以上Ｍ以下の整数）の入力ポートに入力され、第Ｙ（Ｙは１以上Ｍ以下の整数）の出力ポートから出力される光パケットが波長変換される光波長変換素子を、光波長変換素子ＸｃＹとする。
【０１５６】
第１の入力ポートに入力された光パケットが、光波長変換素子１ｃ１により波長λ１ 、光波長変換素子１ｃ２により波長λ２ 、光波長変換素子１ｃ３により波長λ３ 、．．．．．、光波長変換素子１ｃ（Ｎ−２）により波長λＮ−２ 、光波長変換素子１ｃ（Ｎ−１）により波長λＮ−１ 、光波長変換素子１ｃＮにより波長λＮ に変換されるとする。
【０１５７】
第１の入力ポートに入力された光パケットが上記のように変換された場合、第２の入力ポートに入力された光パケットは、光波長変換素子２ｃ１により波長λ２ 、光波長変換素子２ｃ２により波長λ３ 、．．．．．、光波長変換素子１ｃ（Ｎ−３）により波長λＮ−２ 、光波長変換素子１ｃ（Ｎ−２）により波長λＮ−１ 、光波長変換素子１ｃ（Ｎ−１）により波長λＮ 、光波長変換素子２ｃＮにより波長λ１ に変換される。
【０１５８】
また、同様に、第１の入力ポートに入力された光パケットが上記のように変換された場合、第３の入力ポートに入力された光パケットは、光波長変換素子３ｃ１により波長λ３ 、光波長変換素子３ｃ２により波長λ４ 、．．．．．、光波長変換素子３ｃ（Ｎ−３）により波長λＮ−１ 、光波長変換素子３ｃ（Ｎ−２）により波長λＮ 、光波長変換素子３ｃ（Ｎ−１）により波長λ１ 、光波長変換素子３ｃＮにより波長λ２ に変換される。
【０１５９】
また、同様に、第１の入力ポートに入力された光パケットが上記のように変換された場合、第（Ｍ−１）の入力ポートに入力された光パケットは、光波長変換素子（Ｍ−１）ｃ１により波長λＮ−１ 、光波長変換素子（Ｍ−１）ｃ２により波長λＮ 、光波長変換素子（Ｍ−１）ｃ３により波長λ１ 、光波長変換素子（Ｍ−１）ｃ４により波長λ２ 、．．．．、光波長変換素子（Ｍ−１）ｃ（Ｎ−１）により波長λＮ−３ 、光波長変換素子（Ｍ−１）ｃＮにより波長λＮ−２ に変換される。
【０１６０】
また、同様に、第１の入力ポートに入力された光パケットが上記のように変換された場合、第Ｍの入力ポートに入力された光パケットは、光波長変換素子Ｍｃ１により波長λＮ 、光波長変換素子Ｍｃ２により波長λ１ 、光波長変換素子Ｍｃ３により波長λ２ 、光波長変換素子Ｍｃ４により波長λ３ 、．．．．、光波長変換素子Ｍｃ（Ｎ−１）により波長λＮ−２ 、光波長変換素子ＭｃＮにより波長λＮ−１ に変換される。
【０１６１】
以上説明したように、本実施形態では、部位４６、４９、４ｃにおける光パケットのスイッチング処理を光処理（電気処理非介在）で行うことによって、電気的伝送の制約と、通話路ルート４を通過し、部位４６に入力される光パケットと制御系ルート５から部位４６に入射する制御光との位相のズレと、を解消することが可能となっている。また、同様に、部位４９、４ｃに係る物理空間における電気的伝送の制約および位相のズレを解消する構成も実現している。
【０１６２】
また、本実施形態では、光パケットの波長と制御光の波長とを多重化し、多重化された光信号を、部位ｄ、ｅ、ｆから部位４６、４９、４ｃにそれぞれ伝送することによって、距離的制約と、三次非線形光学効果素子に入力される際における光パケットと制御光との位相のズレと、を解消することが可能となる。
【０１６３】
また、本実施形態では、光波長変換素子１ｃ０〜１ｃ１により変換される光パケットの波長を循環させた値で、光波長変換素子２ｃ０〜２ｃ１、および光波長変換素子３ｃ０〜３ｃ１に、光パケットの波長を変換させることによって、変換する波長の値の数を削減し、簡易な装置の構成を実現することが可能となる。
【０１６４】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成を示す図である。以下、図６を用いて、本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成および動作について説明する。
【０１６５】
本実施形態における光パケットセルフルーティング装置は、部位６１、６２、６３を有する。
【０１６６】
部位６１は、入力ポート１０と、光複写機構１１と、通話路ルート６４と、制御系ルート６５と、部位６６と、光／電気変換機構１ｈ０〜１ｈ２と、バッファ１ｉ０〜１ｉ２と、多重化機構１ｊと、電気／光変換機構１ｋと、出力ポート１ｒと、を有する。通話路ルート６４は、光遅延機構１２を有する。制御系ルート６５は、光／電気変換機構１３と、宛先情報抽出機構１４と、光制御信号生成機構１５０〜１５２と、を有する。部位６４は、光複写機構１ａと、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２と、を有する。
【０１６７】
部位６２は、入力ポート２０と、光複写機構２１と、通話路ルート６７と、制御系ルート６８と、部位６９と、光／電気変換機構２ｈ０〜２ｈ２と、バッファ２ｉ０〜２ｉ２と、多重化機構２ｊと、電気／光変換機構２ｋと、出力ポート２ｒと、を有する。通話路ルート６７は、光遅延機構２２を有する。制御系ルート６８は、光／電気変換機構２３と、宛先情報抽出機構２４と、光制御信号生成機構２５０〜２５２と、を有する。部位６９は、光複写機構２ａと、光論理素子２ｂ０〜２ｂ２と、を有する。
【０１６８】
部位６３は、入力ポート３０と、光複写機構３１と、通話路ルート６ａと、制御系ルート６ｂと、部位６ｃと、光／電気変換機構３ｈ０〜３ｈ２と、バッファ３ｉ０〜３ｉ２と、多重化機構３ｊと、電気／光変換機構３ｋと、出力ポート３ｒと、を有する。通話路ルート６ａは、光遅延機構３２を有する。制御系ルート６ｂは、光／電気変換機構３３と、宛先情報抽出機構３４と、光制御信号生成機構３５０〜３５２と、を有する。部位６ｃは、光複写機構３ａと、光論理素子３ｂ０〜３ｂ２と、を有する。
【０１６９】
入力ポート１０、２０、３０は、光パケットが入力される部位である。光複写機構１１、２１、３１は、入力ポート１０、２０、３０に入力された光パケットをそれぞれ複写する。光複写機構１１、２１、３１により複写された光パケットは、光遅延機構１２、２２、３２と、光／電気変換機構１３、２３、３３と、の２方路にそれぞれ入力される。
【０１７０】
なお、光遅延機構１２、２２、３２をそれぞれ含む通話路ルート６４、６７、６ａは、通話路データを含む光パケットが通過する経路である。また、光／電気変換機構１３、宛先情報抽出機構１４、および光制御信号生成機構１５０〜１５２を含む制御系ルート６５は、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２を制御する制御光が生成され、通過する経路である。光／電気変換機構２３、宛先情報抽出機構２４、および光制御信号生成機構２５０〜２５２を含む制御系ルート６８と、光／電気変換機構３３、宛先情報抽出機構３４、および光制御信号生成機構３５０〜３５２を含む制御系ルート６ｂとは、制御系ルート６５の構成と同様である。
【０１７１】
光遅延機構１２、２２、３２は、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ２に入射する制御光と同期をとるために、光パケットを所定時間遅延させる。例えば、光遅延機構１２、２２、３２は、光ファイバによる遅延線であってもよい。光遅延機構１２、２２、３２が光ファイバによる遅延線であったとして、その光ファイバ内の光速度を３．０×１０８ ｍ／秒であるとすると、１０ｎ秒の遅延を実現するためには、３ｍの長さの光ファイバ遅延線が必要となる。
【０１７２】
光／電気変換機構１３、２３、３３、１ｈ０〜１ｈ２、２ｈ０〜２ｈ２、３ｈ０〜３ｈ２は、光信号を電気信号に変換する。
【０１７３】
宛先情報抽出機構１４は、光／電気変換機構１３により電気変換されたパケットのヘッダに記録されている宛先情報（アドレス情報）を抽出する。さらに、宛先情報抽出機構１４は、抽出した宛先情報に基づいて、光制御信号生成機構１５０〜１５２のうちいずれかに、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２を制御する制御光を生成させるように駆動する。
【０１７４】
例えば、宛先情報抽出機構１４が抽出したパケットの宛先情報が「出力ポート１ｒ」であった場合、宛先情報抽出機構１４は、光制御信号生成機構１５０を駆動し、光制御信号生成機構１５０に制御光を生成させる。また、宛先情報抽出機構１４は、宛先情報が「出力ポート２ｒ」であった場合、光制御信号生成機構１５１に、宛先情報が「出力ポート３ｒ」であった場合、光制御信号生成機構１５２に、それぞれ制御光を生成させる。
【０１７５】
宛先情報抽出機構２４が抽出したパケットの宛先情報が「出力ポート１ｒ」であった場合は、宛先情報抽出機構２４は、光制御信号生成機構２５０を駆動し、光制御信号生成機構２５０に制御光を生成させる。また、宛先情報抽出機構２４は、宛先情報が「出力ポート２ｒ」であった場合、光制御信号生成機構２５１に、宛先情報が「出力ポート３ｒ」であった場合、光制御信号生成機構２５２に、それぞれ制御光を生成させる。
【０１７６】
宛先情報抽出機構３４が抽出したパケットの宛先情報が「出力ポート１ｒ」であった場合は、宛先情報抽出機構３４は、光制御信号生成機構３５０を駆動し、光制御信号生成機構３５０に制御光を生成させる。また、宛先情報抽出機構３４は、宛先情報が「出力ポート２ｒ」であった場合、光制御信号生成機構３５１に、宛先情報が「出力ポート３ｒ」であった場合、光制御信号生成機構３５２に、それぞれ制御光を生成させる。
【０１７７】
また、同様に、宛先情報抽出機構２４は、抽出した宛先情報に基づいて光制御信号生成機構２５０〜２５２のうちいずれかに、光論理素子２ｂ０〜２ｂ２を制御する制御光を生成させるように駆動する。
【０１７８】
また、同様に、宛先情報抽出機構３４は、抽出した宛先情報に基づいて光制御信号生成機構３５０〜３５２のうちいずれかに、光論理素子３ｂ０〜３ｂ２を制御する制御光を生成させるように駆動する。
【０１７９】
光制御信号生成機構１５０〜１５２は、宛先情報抽出機構１４により抽出されたパケットの宛先情報に基づいて、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２を制御する制御光を生成する。また、同様に、光制御信号生成機構２５０〜２５２は、宛先情報抽出機構２４により抽出されたパケットの宛先情報に基づいて、光論理素子２ｂ０〜２ｂ２を制御する制御光を生成し、光制御信号生成機構３５０〜３５２は、宛先情報抽出機構３４により抽出されたパケットの宛先情報に基づいて、光論理素子３ｂ０〜３ｂ２を制御する制御光を生成する。
【０１８０】
光複写機構１ａ、２ａ、３ａは、それぞれ通話路ルート６４、６７、６ａを通過した光パケットを複写する。光複写機構１ａにより複写された光パケットは、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２に入力される。また、同様に、光複写機構２ａにより複写された光パケットは、光論理素子２ｂ０〜２ｂ２に入力され、光複写機構３ａにより複写された光パケットは、光論理素子３ｂ０〜３ｂ２に入力される。
【０１８１】
光論理素子１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ２は、光パケットの入力と同時に、その光パケットに基づいて生成された制御光の入射を検出した場合に、上記の光パケットを通過させ、制御光の入射を検出しなかった場合は、上記の光パケットを破棄する。
【０１８２】
光／電気変換機構１ｈ０、１ｈ１、１ｈ２は、光論理素子１ｂ０、１ｂ１、１ｂ２をそれぞれ通過した光パケットを電気変換する。光／電気変換機構１ｈ０、１ｈ１、１ｈ２により電気変換されたパケットは、バッファ１ｉ０、１ｉ１、１ｉ２にそれぞれ一旦蓄積される。
【０１８３】
また、光／電気変換機構２ｈ０、２ｈ１、２ｈ２は、光論理素子２ｂ０、２ｂ１、２ｂ２をそれぞれ通過した光パケットを電気変換する。光／電気変換機構２ｈ０、２ｈ１、２ｈ２により電気変換されたパケットは、バッファ２ｉ０、２ｉ１、２ｉ２にそれぞれ一旦蓄積される。
【０１８４】
また、光／電気変換機構３ｈ０、３ｈ１、３ｈ２は、光論理素子３ｂ０、３ｂ１、３ｂ２をそれぞれ通過した光パケットを電気変換する。光／電気変換機構３ｈ０、３ｈ１、３ｈ２により電気変換されたパケットは、バッファ３ｉ０、３ｉ１、３ｉ２にそれぞれ一旦蓄積される。
【０１８５】
多重化機構１ｊは、出力ポート１ｒ宛のパケットを調停し、多重化を行う。また、同様に、多重化機構２ｊ、３ｊは、それぞれ出力ポート２ｒ、３ｒ宛のパケットを調停し、多重化を行う。
【０１８６】
電気／光変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋは、多重化機構１ｊ、２ｊ、３ｊから出力された電気パケットを光パケットに変換する。電気変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋにより光変換されたパケットは、それぞれ出力ポート１ｒ、２ｒ、３ｒから出力される。
【０１８７】
図７の（ａ）は、本発明の第３の実施形態において、制御光がＯｆｆの場合における光論理素子１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ０の構成および動作を示す図である。また、図７の（ｂ）は、本発明の第３の実施形態において、制御光がＯｎの場合における光論理素子１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ０の構成および動作を示す図である。以下、図６および図７を用いて、本実施形態における光論理素子１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ０の構成および動作について説明する。
【０１８８】
光パケットが光論理素子に入力されるタイミングと同期して、上記の光パケットの宛先情報に基づいて生成された制御光が上記の光論理素子に入射しない場合、上記の光パケットは上記の光論理素子から光パケットは出力されない。すなわち、図７の（ａ）に示されるように、制御光がＯｆｆである場合に入力される光パケットは、光論理素子により破棄される。
【０１８９】
また、光パケットが光論理素子に入力されるタイミングと同期して、上記の光パケットの宛先情報に基づいて生成された制御光が上記の光論理素子に入射する場合、上記の光パケットは上記の光論理素子から光パケットは出力される。すなわち、図７の（ｂ）に示されるように、制御光がＯｎである場合に入力される光パケットは、光論理素子を通過し、光論理素子から出力される。
【０１９０】
図１１は、本発明の第３の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作の流れを示すフローチャートである。以下、本実施形態における光パケットの構成は、図３に示される本発明の第１の実施形態における光パケットの構成と同様であるとし、図３、図６および図７を用い、図１１に沿って、本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作について説明する。
【０１９１】
図６に示されている光パケットセルフルーティング装置は、破線で囲まれた部位６１、６２、６３に分割されている。部位６２、６３は、部位６１と同様の構成を有し、同様の動作を行うとしてよい。以下、部位６１の構成および動作を中心に本実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作について説明する。
【０１９２】
光パケットｘ〜ｚが、光パケットｘ、光パケットｙ、光パケットｚの順に連続して入力ポート１０に入力された場合、光パケットｘは、光複写機構１１により複写される（ステップＳ１１０１）。光複写機構１１により複写され、２個となった光パケットｘは、それぞれ、通話路ルート６４と制御系ルート６５とに入力される（ステップＳ１１０２）。
【０１９３】
制御系ルート６５に入力された光パケットｘは、光／電気変換機構１３により電気変換が施され、光パケットｘから電気パケットｘに変換される（ステップＳ１１０３）。光／電気変換機構１３により変換された電気パケットｘは、宛先情報抽出機構１４に入力される。
【０１９４】
宛先情報抽出機構１４は、入力された電気パケットｘのヘッダに記録されている宛先情報を読み取る（ステップＳ１１０４）。上記の宛先情報には、光パケットｘが出力される出力ポートの情報等が含まれている。宛先情報抽出機構１４は、光パケットｘの出力先が出力ポート１ｒであることを認識する。さらに、宛先情報抽出機構１４は、認識した光（電気）パケットｘの出力先：出力ポート１ｒに基づいて、光（電気）パケットｘが出力ポート１ｒから出力されるように、光制御信号生成機構１５０を駆動し、制御光を生成させる（ステップＳ１１０５）。
【０１９５】
光制御信号生成機構１５０は、宛先情報抽出機構１４の駆動により制御光を生成する。生成された制御光は、光論理素子１ｂ０に入射する。
【０１９６】
通話路ルート６４に入力された光パケットｘは、光遅延機構１２により所定時間遅延処理される（ステップＳ１１０６）。
【０１９７】
通話路ルート６４を通過した光パケットｘは、光複写機構１ａに入力される。光複写機構１ａは、入力された光パケットｘを複写し、３個のパケットとする。３個の光パケットｘは、それぞれ光論路素子１ｂ０、１ｂ１、１ｂ２に入力される（ステップＳ１１０７）。
【０１９８】
光論理素子１ｂ０、１ｂ１、１ｂ２は、光パケットｘの入力と同期するように、制御光が入射したか否かを判断する（ステップＳ１１０８）。
【０１９９】
光遅延機構１２による遅延処理により、光パケットｘが光論理素子１ｂ０に入力されるタイミングは、光制御信号生成機構１５０により生成された制御光が光論理素子１ｂ０に入射するタイミングと同期がとられている。従って、光論理素子１ｂ０は、光パケットｘの入力と同期するような制御光を検出し（ステップＳ１１０８／Ｙｅｓ）、光パケットｘを通過させる（ステップＳ１１１０）。
【０２００】
一方、光論理素子１ｂ１、１ｂ２には、光パケットｘの入力と同期するような制御光の入射が検出されない（ステップＳ１１０８／Ｎｏ）。光論理素子１ｂ１、１ｂ２は、上記の制御光が検出されなかった結果に基づいて、光パケットｘを破棄する（ステップＳ１１０９）。
【０２０１】
光論理素子１ｂ０を通過した光パケットｘは、光／電気変換機構１ｈ０に入力される。なお、光論理素子１ｂ１、１ｂ２に入力された光パケットは、それぞれ破棄されたため、光論理素子１ｂ１、１ｂ２から光パケットｘは出力されない。
【０２０２】
光／電気変換機構１ｈ０は、光パケットｘを電気パケットｘに電気変換する。電気パケットｘは、バッファ１ｉ０に一旦蓄積される（ステップＳ１１１１）。
【０２０３】
また、複数の入力ポートに入力された光パケットが、同一の出力ポートから出力される場合、複数の入力ポートから単数の出力ポートへの経路内で光パケット同士が衝突する可能性がある。上記のように、パケットを一時バッファに蓄積しておくことにより、パケット同士の衝突は回避される。
【０２０４】
電気パケットｘを含む各電気パケットは、バッファ１ｉ０、２ｉ０、３ｉ０から多重化機構１ｊに入力される。多重化機構１ｊは、パケット同士が衝突しないように調停する形で、バッファ１ｉ０、２ｉ０、３ｉ０からパケットを引き取り、多重化する（ステップＳ１１１２）。また、同様に、多重化機構２ｊは、パケット同士が衝突しないように調停する形で、バッファ１ｉ１、２ｉ１、３ｉ１からパケットを引き取り、多重化する。さらに、多重化機構３ｊは、パケット同士が衝突しないように調停する形で、バッファ１ｉ２、２ｉ２、３ｉ２からパケットを引き取り、多重化する。
【０２０５】
多重化機構１ｊ、２ｊ、３ｊは、それぞれ多重化したパケットを電気／光変換機構１ｋ、２ｋ、３ｋに送出する。電気／光変換機構１ｋに入力された電気パケットは、光変換され、出力ポート１ｒから出力される（ステップＳ１１１３）。また、同様に、電気／光変換機構２ｋ、３ｋにより光変換されたパケットは、それぞれ出力ポート２ｒ、３ｒから出力される。
【０２０６】
また、光パケットｙは、光パケットｘと同様に、光複写機構１１、通話路ルート６４、および光複写機構１ａを介して、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２に入力される。光（電気）パケットｙのヘッダに記録されている宛先情報：出力ポート３ｒに基づいて、光制御信号生成機構１５２は制御光を生成する。生成された制御光は、光論理素子１ｂ２に入射する。光遅延機構１２による遅延処理によって、光パケットｙが光論理素子１ｂ２に入力されるタイミングと、制御光が光論理素子１ｂ２に入射するタイミングと、の同期がとられる。光論理素子１ｂ２は、光パケットｙの入力とともに制御光の入射を検出し、光パケットｙを通過させる。一方、光論理素子１ｂ０、１ｂ１は、光パケットｙの入力とともに入射する制御光を検出せず、光パケットｙを破棄する。光論理素子１ｂ２を通過した光パケットｙは、光／電気変換機構１ｈ２により電気パケットｙに電気変換され、バッファ１ｉ２に一旦蓄積される。多重化機構３ｊは、バッファ１ｉ２、２ｉ２、３ｉ２から電気パケットｙを含むパケットを受け取り、多重化する。多重化されたパケットは、電気／光変換機構３ｋにより光変換された後、出力ポート３ｒから出力される。
【０２０７】
また、光パケットｚは、光パケットｘと同様に、光複写機構１１、通話路ルート６４、および光複写機構１ａを介して、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２に入力される。光（電気）パケットｚのヘッダに記録されている宛先情報：出力ポート２ｒに基づいて、光制御信号生成機構１５１は制御光を生成する。生成された制御光は、光論理素子１ｂ１に入射する。光遅延機構１２による遅延処理によって、光パケットｚが光論理素子１ｂ１に入力されるタイミングと、制御光が光論理素子１ｂ１に入射するタイミングと、の同期がとられる。光論理素子１ｂ１は、光パケットｚの入力とともに制御光の入射を検出し、光パケットｚを通過させる。一方、光論理素子１ｂ０、１ｂ２は、光パケットｚの入力とともに入射する制御光を検出せず、光パケットｚを破棄する。光論理素子１ｂ１を通過した光パケットｚは、光／電気変換機構１ｈ１により電気パケットｚに電気変換され、バッファ１ｉ１に一旦蓄積される。多重化機構２ｊは、バッファ１ｉ１、２ｉ１、３ｉ１から電気パケットｚを含むパケットを受け取り、多重化する。多重化されたパケットは、電気／光変換機構２ｋにより光変換された後、出力ポート２ｒから出力される。
【０２０８】
以上説明したように、本実施形態では、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ２への光パケットの入力と制御光の入射とを光処理で実現することによって、電気的伝送の制約を解消するとともに、光論理素子１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ２への光パケットの入力のタイミングと制御光の入射のタイミングとの位相のズレを解消することが可能となる。
【０２０９】
また、本実施形態では、光パケットの通過／破棄といった簡易な制御により動作する光論理素子を用いたことによって、簡易な制御および構成の光パケットセルフルーティング装置を実現している。
【０２１０】
また、上記の第１から第３の実施形態における光パケットセルフルーティング装置は、３個の入力ポートと３個の出力ポートとを有する３×３の光パケットセルフルーティング装置であるが、入力ポートおよび出力ポートの個数は、任意であってよい。なお、光パケットセルフルーティング装置が有する様々な部位の個数も、入力ポートおよび出力ポートの個数に応じて決定される。その場合、各光波長変換素子により変換される波長の値も出力ポートの個数に応じて用意され、各光波長変換素子に入力される光パケットの波長は、上記の実施形態と同様に循環させて変換される。
【０２１１】
なお、上記の実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明の実施形態は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能となる。
【０２１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、光パケットのスイッチング処理を光処理（電気処理非介在）で行うことによって、電気的伝送の制約と、スイッチングを行う素子に入力する光パケットとスイッチングを行う素子に入射する制御光との位相のズレと、を解消することが可能となる。
【０２１３】
また、本発明では、光パケットの波長と制御光の波長とを多重化し、多重化された光信号を、スイッチング素子に伝送することによって、距離的制約と、スイッチング素子に入力される際における光パケットと制御光との位相のズレと、を解消することが可能となる。
【０２１４】
また、本発明では、所定の入力ポートに接続されている光波長変換素子により変換される光パケットの波長を循環させた値で、他の入力ポートに接続されている光波長変換素子に、光パケットの波長を変換させることによって、変換する波長の値の数を削減し、簡易な装置の構成を実現することが可能となる。
【０２１５】
また、本発明では、光パケットの通過／破棄といった簡易な制御により動作する光論理素子を用いたことによって、簡易な制御および構成により光パケットのセルフルーティングを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における三次非線形光学効果素子の動作を示す図であり、（ａ）は、強度αの制御光が入射した場合の動作、（ｂ）は、強度βの制御光が入射した場合の動作、（ｃ）は、強度γの制御光が入射した場合の動作をそれぞれ示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における光パケットの構成を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の機能構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における光論理素子の動作を示す図であり、（ａ）は、制御光がＯｆｆの場合の動作、（ｂ）は、制御光がＯｎの場合の動作をそれぞれ示す図である。
【図８】従来技術による光パケットセルフルーティング装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態における光パケットセルフルーティング装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１〜３、６、９、ｃ、４１〜４３、４６、４９、４ｃ、６１〜６３、６６、６９、６ｃ、８１〜８３、８６、８９、８ｃ 部位
４、７、ａ、６４、６７、６ａ、８４、８７、８ａ 通話路ルート
５、８、ｂ、６５、６８、６ｂ、８５、８８、８ｂ 制御系ルート
１０、２０、３０、５１０、５２０、５３０ 入力ポート
１ｒ、２ｒ、３ｒ、５１ｒ、５２ｒ、５３ｒ 出力ポート
１１、２１、３１、１ａ、２ａ、３ａ 光複写機構
１２、２２、３２ 光遅延機構
１３、２３、３３、１ｈ０〜１ｈ２、２ｈ０〜２ｈ２、３ｈ０〜３ｈ２ 光／電気変換機構
１４、２４、３４ 宛先情報抽出機構
１５、２５、３５、１５０〜１５２、２５０〜２５２、３５０〜３５２ 光制御信号生成機構
１６、２６、３６、１ｅ〜３ｅ 波長多重機構
１７、２７、３７、１ｆ、２ｆ、３ｆ インタフェース
１８、２８、３８、１ｇ〜３ｇ 波長分離機構
１９、２９、３９ 電気制御信号生成機構
１ｂ、２ｂ、３ｂ 三次非線形光学効果素子
４ｂ、５ｂ、６ｂ 電気制御光スイッチ素子
１ｂ０〜１ｂ２、２ｂ０〜２ｂ２、３ｂ０〜３ｂ２ 光論理素子
１ｃ０〜１ｃ２、２ｃ０〜２ｃ２、３ｃ０〜３ｃ２ 光波長変換素子
１ｄ０〜１ｄ２、２ｄ０〜２ｄ２、３ｄ０〜３ｄ２ 伝送路
１ｉ０〜１ｉ２、２ｉ１〜２ｉ２、３ｉ０〜３ｉ２ バッファ
１ｊ〜３ｊ 多重化機構
１ｋ〜３ｋ 電気／光変換機構
１ｍ〜３ｍ 光伝送路
１ｎ〜３ｎ 電気伝送路
ｓ、ｔ、ｕ 物理空間
Ｏｕｔα、Ｏｕｔβ、Ｏｕｔγ 三次非線形素子の出力ポート
ｘ、ｙ、ｚ 光パケット
５ｄ、５ｅ、５ｆ 入力ポート機能
５ｇ、５ｈ、５ｉ 出力ポート機能
５ｊ 光パケットスイッチング機能
Claims (16)
- １以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有し、前記１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、前記２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング装置であって、
前記所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写手段と、
該光パケット複写手段により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換手段と、
該第１の電気変換手段により電気変換したパケットから、前記入力された光パケットを出力させる前記所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出手段と、
該宛先情報抽出手段により抽出した宛先情報に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成手段と、
前記光パケット複写手段により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する光パケット遅延手段と、
前記制御光生成手段により生成した制御光に基づいて、前記光パケット遅延手段により遅延を付加した光パケットの経路を切り換える経路切換手段と、を有し、
前記経路切換手段は、
前記制御光生成手段により生成した制御光に基づいて、前記光パケット遅延手段により遅延を付加した光パケットの経路上の屈折率を変化させ、前記遅延を付加した光パケットを所定の角度屈折させ、前記遅延を付加したパケットの経路を切り換えることを特徴とする光パケットセルフルーティング装置。 - 前記光パケット経路切換手段により経路を切り換えた光パケットを電気変換する第２の電気変換手段と、
該第２の電気変換手段により電気変換したパケットを蓄積する蓄積手段と、
該蓄積手段により蓄積したパケットを多重化する多重化手段と、
該多重化手段により多重化したパケットを光変換する光変換手段と、
該光変換手段により光変換されたパケットを出力するパケット出力手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の光パケットセルフルーティング装置。 - １以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有し、前記１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、前記２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング装置であって、
前記所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写手段と、
該光パケット複写手段により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換手段と、
該第１の電気変換手段により電気変換したパケットから、前記入力された光パケットを出力させる前記所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出手段と、
該宛先情報抽出手段により抽出した宛先情報に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成手段と、
前記光パケット複写手段により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する遅延手段と、
前記光信号生成手段により生成した制御光と前記遅延手段により遅延が付加された光パケットとの波長を多重化する制御光波長多重手段と、
該制御光波長多重手段により多重化した光信号を分離し、前記遅延が付加された光パケットと前記制御光とを生成する制御光波長分離手段と、
該制御光波長分離手段により生成した制御光に基づいて、前記制御光波長分離手段により生成した光パケットに、２以上の経路のうちいずれか１つを選択させる経路切換手段と、
を有することを特徴とする光パケットセルフルーティング装置。 - 前記光パケット経路切換手段により所定の経路を選択した光パケットの波長を変換する波長変換手段と、
該波長変換手段により波長変換した光パケットの波長を多重化するパケット波長多重手段と、
該パケット波長多重手段により多重化した光パケットを波長多重前の光パケットに分離するパケット波長分離手段と、
該パケット波長分離手段により分離された光パケットを電気変換する第２の電気変換手段と、
該第２の電気変換手段により電気変換したパケットを蓄積する蓄積手段と、
該蓄積手段により蓄積したパケットを多重化する多重化手段と、
該多重化手段により多重化したパケットを光変換する光変換手段と、
該光変換手段により光変換されたパケットを出力するパケット出力手段と、
を有することを特徴とする請求項３記載の光パケットセルフルーティング装置。 - 第１、第２、および第３の入力ポートと、第１、第２、および第３の出力ポートと、を有し、前記第１、第２、および第３の入力ポートから入力された光パケットが入力される前記経路切換手段を、それぞれ第１、第２、および第３の経路切換手段とし、
前記第１、第２、および第３の出力ポートから出力される光パケットが出力される前記パケット波長多重手段を、それぞれ第１、第２、および第３のパケット波長多重手段とし、
第Ｐ（Ｐ＝１、２、３）の経路切換手段と第Ｑ（Ｑ＝１、２、３）のパケット波長多重手段とを結ぶ経路上に設けられている前記波長変換手段を、波長変換手段（Ｐ、Ｑ）とし、
波長変換手段（１、１）、（１、２）、（１、３）により変換される波長を、それぞれ波長λ1 、波長λ2 、波長λ3 とした場合、
波長変換手段（２、１）、（２、２）、（２、３）により変換される波長を、それぞれ前記波長λ2 、前記波長λ3 、前記波長λ1 とし、
波長変換手段（２、１）、（２、２）、（２、３）により変換される波長を、それぞれ前記波長λ3 、前記波長λ1 、前記波長λ2 として、変換する波長を循環させることを特徴とする請求項４記載の光パケットセルフルーティング装置。 - 前記経路切換手段は、
前記制御光波長分離手段により生成した制御光に基づいて、自身の屈折率を変化させ、前記制御光波長分離手段により生成した光パケットを所定の角度屈折させ、前記生成したパケットに、２以上の経路のうちいずれか１つを選択させることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の光パケットセルフルーティング装置。 - １以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有し、前記１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、前記２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング装置であって、
前記所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写手段と、
該光パケット複写手段により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換手段と、
該第１の電気変換手段により電気変換したパケットから、前記入力された光パケットを出力させる前記所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出手段と、
該宛先情報抽出手段により抽出した宛先情報に基づいて、２以上の出力からいずれか１つを選択し、該選択した出力から所定の制御信号を出力する制御信号出力手段と、
該制御信号出力手段により出力した制御信号に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成手段と、
前記光パケット複写手段により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する遅延手段と、
該遅延手段により遅延が付加された光パケットの入力とともに、前記制御光生成手段により生成した制御光の入射を検出したか否かを判断する入射検出判断手段と、
該入射検出判断手段により前記制御光の入射を検出した場合、前記入力された光パケットを通過させ、前記制御光の入射を検出しなかった場合、前記入力された光パケットを破棄する経路選択手段と、
を有することを特徴とする光パケットセルフルーティング装置。 - 前記光パケット経路選択手段により通過した光パケットを電気変換する第２の電気変換手段と、
該第２の電気変換手段により電気変換したパケットを蓄積する蓄積手段と、
該蓄積手段により蓄積したパケットを多重化する多重化手段と、
該多重化手段により多重化したパケットを光変換する光変換手段と、
該光変換手段により光変換されたパケットを出力するパケット出力手段と、
を有することを特徴とする請求項７記載の光パケットセルフルーティング装置。 - １以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有する光パケットセルフルーティング装置を用いて、前記１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、前記２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング方法であって、
前記所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写工程と、
該光パケット複写工程により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換工程と、
該第１の電気変換工程により電気変換したパケットから、前記入力された光パケットを出力させる前記所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出工程と、
該宛先情報抽出工程により抽出した宛先情報に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成工程と、
前記光パケット複写工程により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する光パケット遅延工程と、
前記制御光生成工程により生成した制御光に基づいて、前記光パケット遅延工程により遅延を付加した光パケットの経路を切り換える経路切換工程と、を有し、
前記経路切換工程は、
前記制御光生成工程により生成した制御光に基づいて、前記光パケット遅延工程により遅延を付加した光パケットの経路上の屈折率を変化させ、前記遅延を付加した光パケットを所定の角度屈折させ、前記遅延を付加したパケットの経路を切り換えることを特徴とする光パケットセルフルーティング方法。 - 前記光パケット経路切換工程により経路を切り換えた光パケットを電気変換する第２の電気変換工程と、
該第２の電気変換工程により電気変換したパケットを蓄積する蓄積工程と、
該蓄積工程により蓄積したパケットを多重化する多重化工程と、
該多重化工程により多重化したパケットを光変換する光変換工程と、
該光変換工程により光変換されたパケットを出力するパケット出力工程と、
を有することを特徴とする請求項９記載の光パケットセルフルーティング方法。 - １以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有する光パケットセルフルーティング装置を用いて、前記１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、前記２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング方法であって、
前記所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写工程と、
該光パケット複写工程により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換工程と、
該第１の電気変換工程により電気変換したパケットから、前記入力された光パケットを出力させる前記所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出工程と、
該宛先情報抽出工程により抽出した宛先情報に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成工程と、
前記光パケット複写工程により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する遅延工程と、
前記光信号生成工程により生成した制御光と前記遅延工程により遅延が付加された光パケットとの波長を多重化する制御光波長多重工程と、
該制御光波長多重工程により多重化した光信号を分離し、前記遅延が付加された光パケットと前記制御光とを生成する制御光波長分離工程と、
該制御光波長分離工程により生成した制御光に基づいて、前記制御光波長分離工程により生成した光パケットに、２以上の経路のうちいずれか１つを選択させる経路切換工程と、
を有することを特徴とする光パケットセルフルーティング方法。 - 前記光パケット経路切換工程により所定の経路を選択した光パケットの波長を変換する波長変換工程と、
該波長変換工程により波長変換した光パケットの波長を多重化するパケット波長多重工程と、
該パケット波長多重工程により多重化した光パケットを波長多重前の光パケットに分離するパケット波長分離工程と、
該パケット波長分離工程により分離された光パケットを電気変換する第２の電気変換工程と、
該第２の電気変換工程により電気変換したパケットを蓄積する蓄積工程と、
該蓄積工程により蓄積したパケットを多重化する多重化工程と、
該多重化工程により多重化したパケットを光変換する光変換工程と、
該光変換工程により光変換されたパケットを出力するパケット出力工程と、
を有することを特徴とする請求項１１記載の光パケットセルフルーティング方法。 - 第１、第２、および第３の入力ポートと、第１、第２、および第３の出力ポートと、を有し、前記第１、第２、および第３の入力ポートから入力された光パケットが入力される前記経路切換工程を、それぞれ第１、第２、および第３の経路切換工程とし、
前記第１、第２、および第３の出力ポートから出力される光パケットが出力される前記パケット波長多重工程を、それぞれ第１、第２、および第３のパケット波長多重工程とし、
第Ｐ（Ｐ＝１、２、３）の経路切換工程と第Ｑ（Ｑ＝１、２、３）のパケット波長多重工程とを結ぶ経路上に設けられている前記波長変換工程を、波長変換工程（Ｐ、Ｑ）とし、
波長変換工程（１、１）、（１、２）、（１、３）により変換される波長を、それぞれ波長λ1 、波長λ2 、波長λ3 とした場合、
波長変換工程（２、１）、（２、２）、（２、３）により変換される波長を、それぞれ前記波長λ2 、前記波長λ3 、前記波長λ1 とし、
波長変換工程（２、１）、（２、２）、（２、３）により変換される波長を、それぞれ前記波長λ3 、前記波長λ1 、前記波長λ2 として、変換する波長を循環させることを特徴とする請求項１２記載の光パケットセルフルーティング方法。 - 前記経路切換工程は、
前記制御光波長分離工程により生成した制御光に基づいて、自身の屈折率を変化させ、前記制御光波長分離工程により生成した光パケットを所定の角度屈折させ、前記生成したパケットに、２以上の経路のうちいずれか１つを選択させることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の光パケットセルフルーティング方法。 - １以上の入力ポートと２以上の出力ポートとを有する光パケットセルフルーティング装置を用いて、前記１以上の入力ポートのうち所定の入力ポートから入力された光パケットを、前記２以上の出力ポートのうちの所定の出力ポートから出力させる光パケットセルフルーティング方法であって、
前記所定の入力ポートから入力された光パケットを複写する複写工程と、
該光パケット複写工程により複写した光パケットのうちの１方の光パケットを電気変換する第１の電気変換工程と、
該第１の電気変換工程により電気変換したパケットから、前記入力された光パケットを出力させる前記所定の出力ポートの情報である宛先情報を抽出する宛先情報抽出工程と、
該宛先情報抽出工程により抽出した宛先情報に基づいて、２以上の出力からいずれか１つを選択し、該選択した出力から所定の制御信号を出力する制御信号出力工程と、
該制御信号出力工程により出力した制御信号に基づいて、所定の制御光を生成する制御光生成工程と、
前記光パケット複写工程により複写した光パケットのうち他方の光パケットに所定時間遅延を付加する遅延工程と、
該遅延工程により遅延が付加された光パケットの入力とともに、前記制御光生成工程により生成した制御光の入射を検出したか否かを判断する入射検出判断工程と、
該入射検出判断工程により前記制御光の入射を検出した場合、前記入力された光パケットを通過させ、前記制御光の入射を検出しなかった場合、前記入力された光パケットを破棄する経路選択工程と、
を有することを特徴とする光パケットセルフルーティング方法。 - 前記光パケット経路選択工程により通過した光パケットを電気変換する第２の電気変換工程と、
該第２の電気変換工程により電気変換したパケットを蓄積する蓄積工程と、
該蓄積工程により蓄積したパケットを多重化する多重化工程と、
該多重化工程により多重化したパケットを光変換する光変換工程と、
該光変換工程により光変換されたパケットを出力するパケット出力工程と、
を有することを特徴とする請求項１５記載の光パケットセルフルーティング方法。
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