JPH0632493B2

JPH0632493B2 - ル−タセル

Info

Publication number: JPH0632493B2
Application number: JP61157253A
Authority: JP
Inventors: 滋河合
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1986-07-03
Filing date: 1986-07-03
Publication date: 1994-04-27
Anticipated expiration: 2009-04-27
Also published as: JPS6313493A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はルータセルに関し、特に複数のプロセッサを接
続してマルチプロセッサを構成するのに用いるルータセ
ルに関する。

〔従来の技術〕

例えば、ＬＳＩが大規模システムの開発に必要な論理シ
ミュレーションなどの大規模情報処理においては、単一
のプロセッサによる逐次処理では、処理能力が十分でな
くなってきている。このような問題を解決するために、
プロセッサをマルチ構成にし、高速処理する方法が提案
されている。

このようなマルチプロセッサシステムにおいて数十台の
プロセッサを結合し比較的少いハードウェア量でイベン
トを多量に転送できる方式として、複数のスイッチング
ノードから構成される多段接続ネットワークを用いるこ
とが考えられている。イベントはパケットの形でプロセ
ッサ間を転送される。転送先のプロセッサを指定するア
ドレスから自己の出力先を選択できる（セルフルーチン
グ）機能をもったスイッチングノードをルータセル(rou
ter cell)という。通常、アドレスは転送されるデータ
パケットの先頭に付加される。

多段接続ネットワークではスイッチングノードで複数の
入力信号が衝突するブロッキングが発生することがある
ので、各ルータセルには何等かのバッファ機能をもたせ
るのが通例である。

２入力２出力クロスバースイッチのルータセルからなる
非巡回網（１つのスイッチングノードを通過した信号は
再度そのスイッチングノードには戻らない型）多段接続
ネットワークを用いたマルチプロセッサシステムの詳細
は、例えば、情報処理学界論文誌、25(1984)P.864〜872
およびP.873〜881に記載の論文「論理シミュレーション
マシンのアーキテクチャ」および「論理シミュレーショ
ンマシンのハードウェア構成」に述べられている。

多段接続ネットワークには１つのスイッチングノードを
通過した信号が再度そのスイッチングノードにも戻れる
ようにスイッチングノードを相互接続した巡回網もあ
る。巡回網多段接続ネットワークは非巡回網多段接続ネ
ットワークと比較してより少ないスイッチングノードで
同じ接続機能を実現できるので、ハードウェア量よりも
少なくてすむ。巡回網多段接続ネットワークをマルチプ
ロセッサシステムに用いる場合、各スイッチングノード
にプロセッサが接続されるので、ルータセルとして、例
えば、直接接続されるプロセッサに対する入出力ポート
１組とネットワークに対する入出力ポート２組との合計
３組の入出力ポートをもつものが用いられる。

ｍ入力ｍ出力（ネットワークに対する入出力ポートｍ
組）のスイッチングノードから構成されるセルフルーチ
ングな巡回網多段接続ネットワークによって接続できる
プロセッサの数Ｎは、ネットワークの段数をｓとしてＮ＝ｓ・ｍ^ｓ ……(1) と表される。上述したｍ＝２のルータセルをスイッチン
グノードとして用いる場合、Ｎ＝ｓ・２^ｓとなる。この
巡回網多段接続ネットワークでは、log₂ｓ（log₂ｍ＋
１）ビットのアドレスデータによってすべてのプロセッ
サをアドレスすることができる。各ルータセルに接続さ
れているプロセッサは、log₂ｓ・log₂ｍビットの縦方向
アドレスとlog₂ｓビットの横方向アドレスをもつ。各ル
ータセルは、入力したデータパケットの先頭に付加され
ているアドレスの縦方向アドレスをまず解読する。解読
した縦方向アドレスが接続されているプロセッサの縦方
向アドレスと一致しない場合は、縦方向アドレスの先頭
ビットによって決められた出力ポートからデータパケッ
トを出力する。一致する場合、横方向アドレスを解読す
る。横方向アドレスも接続されているプロセッサの横方
向アドレスと一致したときは、接続されているプロセッ
サにデータパケットを出力する。横方向アドレスが一致
しないときは、縦方向アドレスの等しいルータセルに接
続されている出力ポートからデータパケットを出力す
る。

第２図は、従来のかかるルータセルの一例を示すブロッ
ク図である。

第２図に示す従来例は、ネットワークを構成するための
２組の入出力ポート、すなわち、入力ポートＰＩ１・出
力ポートＰＯ１ならびに入力ポートＰＩ２・出力ポート
ＰＯ２と、プロセッサと直接接続する入出力ポート、す
なわち入力ポートＰＩＰ・出力ポートＰＯＰとを有して
いる。

例えば、入力ポートＰＩ１に接続された転送元ルータセ
ル（図示せず）から第２図に示す従来例を経由して出力
ポートＰＯ１に接続された転送先ルータセル（図示せ
ず）へデータを転送する場合について、第２図に示す従
来例の動作を説明する。

入力制御装置１１１は、入力ポートＰＩ１に接続された
転送元からデータ信号を転送することを知らせるSEND信
号ＳＩ１を受信すると入力バッファ１０１が空であると
き、入力バッファ１０１に転送元からのデータ信号ＤＩ
１をラッチさせ、その後受信完了をしらせるBusy信号Ｂ
Ｉ１を転送元へ送出すると共に、そのことを出力弁別装
置２１１に通知する。この通知を受けた出力弁別装置２
１１は、出力バッファ２０１が空であるとき、入力バッ
ファ１０１がラッチしているデータを出力バッファ２０
１にラッチさせ、内蔵するデコーダにより上述したよう
に転送先アドレスを解読して出力ポートＰＯ１を選択
し、出力バッファ２０１にラッチしたデータをデータ信
号ＤＯ１として転送先へ送出させると共に、データ転送
をしらせるSEND信号ＳＯ１を出力制御装置３０１から転
送先へ送出させる。これでデータ転送準備が完了する。
出力制御装置３０１が転送先からの受信完了をしらせる
Busy信号ＢＯ１を受信すると、出力弁別装置２１１は出
力バッファ２０１のラッチしているデータを消去してデ
ータ転送が完了する。なお、出力バッファ２０１がデー
タのラッチを完了したとき、出力弁別装置２１１はその
ことを入力制御装置１１１に通知し、この通知を受けた
入力制御装置１１１は入力バッファ１０１のラッチして
いるデータを消去させる。入力バッファ１０１の容量は
２パケット分であり、出力バッファ２０１の容量は１パ
ケット分である。

以上説明したように、第２図に示す従来例はSEND信号と
Busy信号とのハンドシェイクによりデータの転送を行
う。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のルータセルは、上記したデータ転送動作をすべて
電気的に行っていたので動作速度が遅く、個々のプロセ
ッサ内のデータ処理よりも多段接続ネットワーク内での
データ転送に多大の時間を要し、プロセッサの高速機能
が十分に生かされないという欠点がある。

本発明の目的は、上記欠点を解決して多段接続ネットワ
ーク内部での処理を光に置換えることにより高速でデー
タを転送することができるルータセルを提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のルータセルは、転送すべきデータをこのデータ
でオンオフ変調したデータ光信号で与えられ前記データ
の宛先を指定するアドレスを電気信号で与えられる多段
接続ネットワークのスイッチングノードを構成するセル
フルーチング機能をもったルータセルであって、データ
転送元から入力した入力データ信号を検出する第一の光
検出器と、外部から制御されて前記第一の光検出器の検
出出力端が駆動入力端に接続されかつ前記第一の光検出
器の検出出力が前記入力データ光信号のあることを示し
ている間発光する単一の単色光源と、前記データ転送元
がデータ転送したことをしらせる第一の制御光信号を検
出する第二の光検出器と、第二の単色光源と、第三の光
検出器と、この第三の光検出器が光を検出したとき前記
転送元へデータ受信を完了したことをしらせるパルス状
の第二の制御光信号を送出する第三の単色光源と、前記
第二の単色光源が発光していずかつ前記第二の光検出器
が前記第一の制御光信号を検出したとき前記第一の光検
出器の検出出力端に前記第一の単色光源の駆動入力端を
接続すると共に前記第二の単色光源を発光させ、前記第
三の光検出器が光を検出すると前記第一の光検出器の検
出出力端と前記第一の単色光源の駆動入力端との接続を
切離すと共に前記第二の単色光源の発光を停止させる第
一の制御手段とを有し、前記第一および第二の単色光源
ならびに前記第三の光検出器をそれぞれの出力光軸また
は入力光軸が互いに平行しかつ近傍するように配置した
第一の組を複数備え、これら第一の組を互いに隣接して
配置した入力装置と、外部からの制御により記憶可能状
態にセットされておりかつ前記第一の単色光源の出力光
が入力したとき発光して前記第一の単色光源の出力光の
入力有を記憶し、入力有と記憶している間出力光を出力
データ光信号としてデータ転送先へ送出し、外部からの
制御により発光を停止して記憶を消去する光メモリと、
前記第二の単色光源の出力光を検出する第四の光検出器
と、外部からの制御により前記データ転送先へデータ転
送したことをしらせる第三の制御光信号を送出する第四
の単色光源と、前記転送先がデータ受信を完了したこと
をしらせる第四の制御光信号を検出する第五の光検出器
と、外部からの制御により前記光メモリの記憶完了をし
らせるパルス状の光を前記第三の光検出器へ送出する第
五の単色光源と、前記第四の光検出器が前記第二の単色
光源の出力光を検出しかつ前記第四の単色光源が発光し
ていないとき前記光メモリを記憶可能状態にセットした
後あらかじめ定めた時間経過後に前記第四の単色光源に
前記第三の制御光信号を送出させると共に前記第五の単
色光源に前記パルス状の光を送出させ、前記第五の光検
出器が前記第四の制御光信号を検出すると前記光メモリ
の記憶を消去すると共に前記第四の単色光源の発光を停
止させる第二の制御手段とを有し、前記光メモリおよび
前記第四の光検出器ならびに前記第五の単色光源をそれ
ぞれの入力光軸または出力光軸の相対位置関係が前記入
力装置の前記第一および第二の単色光源ならびに前記第
三の光検出器のそれぞれの出力光軸または入力光軸の相
対位置関係と一致するように配置した第二の組の前記第
一の組の数を同数備え、これら第二の組を互いに隣接し
かつ前記第一の組のそれぞれとあらかじめ定めた間隔を
おいて対向するように配置した出力装置と、外部からそ
れぞれ入力する格子制御信号により格子ピッチが制御さ
れる可変ピッチ回折格子を少くとも前記第一の組の数と
同数備え、これら可変ピッチ回折格子を前記格子制御信
号のそれぞれの変化に対応して前記入力装置の前記第一
の組のそれぞれの前記第一の単色光源および前記第二の
単色光源および前記第三の光検出器と前記出力装置の前
記第二の組のそれぞれの前記光メモリおよび前記第四の
光検出器および前記第五の単色光源との間の光接続を前
記第一および第二の組単位で切替えるように前記入力装
置と前記出力信号との間に配置した空間光スイッチと、
それぞれの前記データ転送元から入力するアドレス電気
信号を解読して前記入力装置の前記第一の組のそれぞれ
と前記出力装置の前記第二の組のそれぞれとの間の光接
続情報を得、この光接続情報に対応するそれぞれの前記
データ転送先へ前記アドレス電気信号を送出し、前記光
接続情報に対応して前記格子制御信号のそれぞれを発生
して前記空間光スイッチへ送出するスイッチ制御装置と
を具備して構成される。

〔実施例〕

本発明のルータセルは多段接続ネットワークのスイッチ
ングノードを構成するために用いられる。複数の本発明
のルータセルから構成される多段接続ネットワークによ
って接続されるプロセッサ等は、この多段接続ネットワ
ークを介して転送されるパケットの形のデータをこのデ
ータによってオンオフ変調されたデータ光信号として入
出力し、データ光信号の１ビットを転送したことをしら
せるSEND信号および転送されたきた１ビットの受信を完
了したことをしらせるBUSY信号も光信号として入出力す
る。通常はパケットの先頭に付加されるパケットの宛先
を指定するアドレスはデータ光信号の一部としてでなく
電気信号として多段接続ネットワークに与える。

以下実施例を示す図面を参照して本発明について詳細に
説明する。

第１図は、本発明のルータセルの一実施例の構成図であ
る。

第１図に示すルータセルは３組の入出力ポート、すなわ
ち入力ポートＰＩ１・ＰＩ２・ＰＩＰならびに出力ポー
トＰＯ１・ＰＯ２・ＰＯＰをもつものであり、入力装置
１、空間光スイッチ２および３、出力装置４、ならび
に、スイッチ制御装置５から構成される。入力装置１
は、それぞれ３本で組をなす光ファイバ６１を介して、
各入力ポートに対応する転送元と、入力データ光信号で
あるデータ信号、転送元がデータ転送したことをしらせ
る第一の制御光信号であるSEND信号、および、転送元へ
データ受信を完了したことをしらせる第二の制御光信号
であるBUSY信号をやりとりする。転送元は、このルータ
セルに先行する他のルータセル、または、このルータセ
ルに直接接続されるプロセッサ等である。出力装置３
は、それぞれ３本で組をなす光ファイバ６２を介して、
各出力ポートに対応する転送先と、出力データ光信号で
あるデータ信号、転送先へデータ転送したことをしらせ
る制御光信号であるSEND信号、および、転送先がデータ
受信を完了したことをしらせる第四の制御光信号である
BUSY信号をやりとりする。転送先は、このルータセルに
後続する他のルータセル、または、このルータセルに直
接接続されるプロセッサ等である。スイッチ制御装置５
は、入力ポートＰＩ１・ＰＩ２・ＰＩＰに入力するデー
タ信号の多段接続ネットワークとしての宛先を指定する
電気信号であるアドレス信号ＡＩ１・ＡＩ２・ＡＩ３を
これらデータ信号の転送元から入力する。スイッチ制御
装置５は、従来技術として既に説明したようにして、ア
ドレス信号ＡＩ１〜ＡＩ３を解読して各データ信号を転
送すべき３つの転送先の情報を得、また、アドレス信号
ＡＩ１〜ＡＩ３を対応するデータ信号の転送先へ送出す
る。出力ポートＰＯ１・ＰＯ２・ＰＯ３に接続された転
送先へ送出せれるアドレス信号の参照番号をＡＯ１・Ａ
Ｏ２・ＡＯ３とする。

第３図は、第１図に示す実施例の内、入力ポートＰＩ１
に接続されている転送元からのデータ信号ＤＩ１を出力
ポートＰＯＰに接続されている転送先へデータ信号ＤＯ
３として転送するのに関係する光部分を示す部分構成図
である。第３図をも参照して第１図に示す実施例の構成
を更す説明する。

入力装置１は入力ポートＰＩ１・ＰＩ２・ＰＩＰに対応
して入力装置１ａ・１ｂ・１ｃを備えている。入力装置
１ａは、制御回路（図示せず）と、データ転送元から入
力したデータ信号ＤＩ１・SEND信号ＳＩ１を検出する光
検出器１１・１３と、光検出器１１の検出出力で駆動さ
れ出力光を空間光スイッチ２側へ送出する半導体レーザ
１２と、オンオフが制御回路によって制御され出力光を
空間光スイッチ２側へ送出する半導体レーザ１４と、空
間光スイッチ２側から入力する光を検出する光検出器１
５と、光検出器１５の検出出力に駆動されて発光し出力
光をBUSY信号ＢＩ１として転送元へ送出する半導体レー
ザ１６とを備えて構成されている。光検出器１１の検出
出力端と半導体レーザ１３の駆動入力端とは制御回路の
制御によって接続され、また、切離される。接続されて
いる場合、データ信号ＤＩ１の入力光があれば、半導体
レーザ１３は光検出器１１の検出出力である電気信号に
駆動されて単色光を発生する。このようにして入力装置
１は光ファイバ６１や空間光スイッチ２・３によって減
衰した光のレベルを再生する。入力装置１ｂ・１ｃの構
成も入力装置１ａの構成とまったく同じである。

出力装置４は出力ポートＰＯ１・ＰＯ２・ＰＯＰに対応
して出力装置４ａ・４ｂ・４ｃを備えている。出力装置
４ｃは、制御回路（図示せず）と、入力装置１ａ，１ｂ
または１ｃの半導体レーザ１２・１３の出力光が空間光
スイッチ２および３を介して入力する光メモリ４１・光
検出器４２と、オンオフが制御回路によって制御され出
力光をSEND信号ＳＯ３として転送先へ送出する半導体レ
ーザ４３と、データ転送先から入力したBUSY信号ＢＯ３
を検出する光検出器４４と、オンオフが制御回路によっ
て制御され出力光を空間光スイッチ３および２を介して
入力装置１ａ，１ｂまたは１ｃの光検出器１５へ送出す
る半導体レーザ４５とを備えて構成されている。光メモ
リ４１は制御回路により電気的に駆動され、また、電気
的に駆動が停止される半導体レーザである。電気的に駆
動されている場合、光メモリ４１は、しきい値より高い
レベルの光が入力すれば発振して単色光を発生し続けさ
もなければ発振停止の状態を持続するようにバイアスさ
れ、入力光の有無をラッチして記憶すると共に、有の場
合は発光出力を光ファイバ６２を介して対応する転送先
へ出力する。電気的な駆動が停止されると、光メモリ４
１の記憶は消去される。このようにして出力装置４ｃ
は、光メモリ４１に入力した光信号を電気信号に変換す
ることなく光のまま保存する。出力装置４ａ・４ｂの構
成も出力装置４ｃの構成とまったく同じである。

空間光スイッチ２は、入力装置１ａ・１ｂ・１ｃと出力
装置４側に対向してそれぞれ配置された可変ピッチの回
折格子２１・２２・２３を備えて構成されている。空間
光スイッチ３は、回折格子２１・２２・２３に対向して
それぞれ配置された可変ピッチの回折格子３１・３２・
３３を備えて構成されている。出力装置４ａ・４ｂ・４
ｃは回折格子３１・３２・３３に対向してそれぞれ配置
される。一つのポートに入出力するデータ信号・SEND信
号・BUSY信号である三つの光は同じ光路を通って入力装
置１と出力装置４との間でやりとりされる必要があり、
そのためには入力装置１ａ，１ｂ，１ｃの半導体レーザ
１２・半導体レーザ１４・光検出器１５の光軸が回折格
子２１，２２，２３の入出力面と直交し、また、出力装
置４ａ，４ｂ，４ｃの光メモリ４１・光検出器４２・半
導体レーザ４５の光軸が回折格子３１，３２，３３の入
出力面と直交する必要があるので、２組の回折格子、す
なわち回折格子２１〜２３ならびに回折格子３１〜３３
が設けられている。

まず、可変ピッチの回折格子の作用について一般的に説
明する。

回折格子のピッチとは、例えば振幅型の回折格子の場
合、周期的に現れる光を透過する部分（または透過しな
い部分）の間隔である。回折格子に垂直に波長λの単色
光を入射すると、格子ピッチｄに対応して、入射光は主
として＋１次回折光の回折角θの方向に回折される。回
折角θは次式で表される。

ｓｉｎθ＝λ／ｄ ……(2) 可変ピッチの回折格子とは格子ピッチを連続的または断
続的に変化させることのできるデバイスを指す。可変ピ
ッチの回折格子は、格子ピッチを変化させることによ
り、入射した光の回折角を変えることができる。

本実施例では回折格子２１〜２３，３１〜３３を、液晶
に印加する電圧を変化することによって液晶内部に生じ
る格子のピッチを変えられる可変グレーティングモード
液晶で構成する。回折格子２１〜２３，３１〜３３の格
子ピッチを制御する情報である格子制御信号はスイッチ
制御装置５から供給される。

スイッチ制御装置５が既に説明したようにアドレス信号
ＡＩ１〜ＡＩ３を解読して得る各データ信号の転送先の
情報は、空間光スイッチ２・３から言えば、入力装置１
ａ・１ｂ・１ｃと出力装置４ａ・４ｂ・４ｃとの間の光
接続の情報である。スイッチ制御装置５はこの光接続情
報を示す格子制御信号を発生して空間光スイッチ２・３
へ出力する。空間光スイッチ２・３は、スイッチ制御装
置５から供給された格子制御信号に対応して回折格子２
１〜２３・３１〜３３に印加すべき電圧値を書込んだＲ
ＯＭを内臓しており、このＲＯＭから格子制御信号でア
ドレス指定された電圧値を読出し、この値の電圧を回折
格子２１〜２３・３１〜３３に印加する。このようにし
て空間光スイッチ２・３は、可変ピッチの回折格子２１
〜２３・３１〜３３による光路の偏向角の変化を用い
て、入力装置１ａ・１ｂ・１ｃと出力装置４ａ・４ｂ・
４ｃとの間の光接続の切替えを行う。この光接続の切替
えは一つのポートに入出力するデータ信号・SEND信号・
BUSY信号である三つの光の単位で行う。

第３図に図示した範囲でいえば、光検出器１１，半導体
レーザ１２，回折格子２１，回折格子３３，光メモリ４
１がデータ信号の送受信に用いられ、光検出器１３，半
導体レーザ１４，回折格子２１、回折格子３３，光検出
器４２，半導体レーザ４３がSEND信号の送受信に用いら
れ、光検出器４４，半導体レーザ４５、回折格子３３，
回折格子２１，光検出器１５，半導体レーザ１６がBUSY
信号の送受信に用いられる。

入力ポートＰＩ１に接続された転送元から出力ポートＰ
ＯＰに接続された転送先へデータ転送する場合を例にし
て第１図に示す実施例の動作を説明する。

第４図は、この場合の各信号のタイムチャートである。

スイッチ制御装置５は、転送元からのアドレス信号ＡＩ
１を解読して転送先を判断し、アドレス信号ＡＩ１をア
ドレス信号ＡＯ３として転送先へ送出し、転送元入力ポ
ートと転送先出力ポートとの対応関係を示す格子制御信
号を発生し空間光スイッチ２・３へ出力する。

空間光スイッチ２・３は、内蔵するＲＯＭから格子制御
信号でアドレス指定された電圧値を読出し、この電圧を
回折格子２１・３３に印加して入力装置１ａの半導体レ
ーザ１２・半導体レーザ１４・光検出器１５の出力装置
４ｃの光メモリ４１・光検出器４２・半導体レーザ１４
とを光接続する。

この状態で転送元から、光ファイバ６１を介して、入力
装置１ａの光検出器１１・１３にデータ信号ＤＩ１・SE
ND信号ＳＩ１が入力する。入力装置１ａの制御回路は、
入力ポートＰＩ１がビジーでないとき、すなわち、半導
体レーザ１４が出力装置４ｃへ光を送出していないと
き、光検出器１１の検出出力端を半導体レーザ１２の駆
動入力端子に接続してデータを準備させ、また、半導体
レーザ１４を発光させる。第４図に例示するようにこの
ときデータ信号ＤＩ１の入力光があると、半導体レーザ
１２は発光する。半導体レーザ１２・１４の出力光は回
折格子２１，３３により回折されて出力装置４ｃへ送ら
れ、光メモリ４１・光検出器４２に入力する。

出力装置４ｃの制御回路は、出力ポートＰＯＰがビジー
でないとき、すなわち、半導体レーザ４３が発光してSE
ND信号ＳＯ３が送出されていないとき、光メモリ４１を
電気的に駆動し、入力光があればラッチさせて入力光の
有無を記憶させる、すなわち、データをセットさせる。
この場合、光メモリ４１には半導体レーザ１２の出力光
が入力しているから、光メモリ４１は発光して出力光を
転送先へ、光ファイバ６２を介して、データ信号ＤＯ３
として送出する。光メモリ４１のデータセットが完了す
ると、制御回路は半導体レーザ４３を発光させ、光ファ
イバ６２を介して、SEND信号ＳＯ３を転送先へ送出させ
ると共に、半導体レーザ４５をパルス状に発光させ、こ
のパルス状の出力光が回折格子３３，２１を介して入力
装置１ａへ送られてデータ転送準備が完了する。

入力装置１ａの光検出器１５が半導体レーザ４５の出力
光を検出すると半導体レーザ１６がパルス状に発光し
て、第４図に図示するようなBUSY信号ＢＩ１を転送元へ
送出する。また、入力装置１ａの制御回路は、光検出器
１１の検出出力端と半導体レーザ１２の駆動入力端との
間の接続を切離させると共に、半導体レーザ１４の発光
を停止させる。

出力装置４ｃの制御回路は、光検出器４４で転送先から
のBUSY信号ＢＯ３を検出すると、光メモリ４１の電気的
な駆動を停止させて記憶を消去させる（その結果、デー
タ信号ＤＯ３の出力光は停止する）と共に、半導体レー
ザ４３の発光を停止させてSEND信号ＳＯ３の送出を停止
し、これでデータ転送が完了する。

一方、BUSY信号ＢＩ１が転送元に受信されて、転送元も
同様にデータ信号ＤＩ１・SEND信号ＳＩ１の送出を停止
する。

なお、SEND信号ＳＩ１が入力したときデータ信号ＤＩ１
の入力光がなければ、半導体レーザ１２は発光せず、光
メモリ４１は入力光がないことを記憶し、その結果、SE
ND信号ＳＯ３の送出中データ信号ＤＯ３のレベルは０に
なる。

以上第１図の実施例を例にとって説明したように本発明
のルータセルはデータ信号・SEND信号・BUSY信号を光信
号として処理し、入力ポートと出力ポートとの間の信号
経路の切替えを空間光スイッチで行う。データの一時記
憶は１ビットのデータ光信号のみを保持する光メモリに
より行なう。ブロッキングが発生した場合、光メモリに
記憶されたビットの後のビットのデータ光信号は転送元
において保持される。このように本発明のルータセルで
は、従来の電気的なルータセルがブロッキングした場合
にデータをパケットとして保持するバッファメモリを有
しているのに対して、実現するのが難しい光の高速大容
量のメモリを使用することなくブロッキングに対処す
る。

従来のルータセルのポート当りのデータ転送レートは１
０ＭＨｚ程度であるが、本発明のルータセルはＩＧＨｚ
以上のデータ転送レートが実現可能である。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明のルータセルは、転送
するデータ信号やデータ転送を制御する信号（SEND信号
・BUSY信号）を光信号として処理し、入出力ポート間の
信号経路の切替えを空間光スイッチで行うので、高速に
データを転送することができる、また、入出力する電気
信号はアドレス信号のみでありその他の入出力信号は全
て光信号であり、光信号の接続は電気信号の接続と比較
してはるかに高密度に行えるので、入出力ポート数が増
加しても小型に構成でき、多数のルータセルを実装する
場合も高密度に実装できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のルータセルの一実施例の構成図、第２図は、従来のルータセルの一例を示すブロック図、第３図は、第１図に示す実施例の部分構成図、第４図は、第１図に示す実施例の動作を説明するための
タイムチャートである。１，１ａ……入力装置、２，３……空間光スイッチ、
４，４ｃ……出力装置、５……スイッチ制御装置、１１
・１３・１５・４２・４４……光検出器、１２・１４・
１６・４３・４５……半導体レーザ、２１〜２３，３１
〜３３……回折格子、４１……光メモリ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転送すべきデータをこのデータでオンオフ
変調したデータ光信号として与えられ前記データの宛先
を指定するアドレスを電気信号で与えられる多段接続ネ
ットワークのスイッチングノードを構成するセルフルー
チング機能をもったルータセルであって、データ転送元から入力した入力データ光信号を検出する
第一の光検出器と、外部から制御されて前記第一の光検
出器の検出出力端が駆動入力端に接続されかつ前記第一
の光検出器の検出出力が前記入力データ光信号のあるこ
とを示している間発光する第一の単色光源と、前記デー
タ転送元がデータ転送したことをしらせる第一の制御光
信号を検出する第二の光検出器と、第二の単色光源と、
第三の光検出器と、この第三の光検出器が光を検出した
とき前記転送元へデータ受信を完了したことをしらせる
パルス状の第二の制御光信号を送出する第三の単色光源
と、前記第二の単色光源が発光していずかつ前記第二の
光検出器が前記第一の制御光信号を検出したとき前記第
一の光検出器の検出出力端に前記第一の単色光源の駆動
入力端を接続すると共に前記第二の単色光源を発光さ
せ、前記第三の光検出器が光を検出すると前記第一の光
検出器の検出出力端と前記第一の単色光源の駆動入力端
との接続を切離すと共に前記第二の単色光源の発光を停
止させる第一の制御手段とを有し、前記第一および第二
の単色光源ならびに前記第三の光検出器をそれぞれの出
力光軸または入力光軸が互いに平行しかつ近接するよう
に配置した第一の組を複数備え、これら第一の組を互い
に隣接して配置した入力装置と、外部からの制御により記憶可能状態にセットされており
かつ前記第一の単色光源の出力光が入力したとき発光し
て前記第一の単色光源の出力光の入力有を記憶し、入力
有と記憶している間出力光を出力データ光信号としてデ
ータ転送先へ送出し、外部からの制御により発光を停止
して記憶を消去する光メモリと、前記第二の単色光源の
出力光を検出する第四の光検出器と、外部からの制御に
より前記データ転送先へデータ転送したことをしらせる
第三の制御光信号を送出する第四の単色光源と、前記転
送先がデータ受信を完了したことをしらせる第四の制御
光信号を検出する第五の光検出器と、外部からの制御に
より前記光メモリの記憶完了をしらせるパルス状の光を
前記第三の光検出器へ送出する第五の単色光源と、前記
第四の光検出器が前記第二の単色光源の出力光を検出し
かつ前記第四の単色光源が発光していないとき前記光メ
モリを記憶可能状態にセットした後あらかじめ定めた時
間経過後に前記第四の単色光源に前記第三の制御光信号
を送出させると共に前記第五の単色光源に前記パルス状
の光を送出させ、前記第五の光検出器が前記第四の制御
光信号を検出すると前記光メモリの記憶を消去すると共
に前記第四の単色光源の発光を停止させる第二の制御手
段とを有し、前記光メモリおよび前記第四の光検出器な
らびに前記第五の単色光源をそれぞれの入力光軸または
出力光軸の相対位置関係が前記入力装置の前記第一およ
び第二の単色光源ならびに前記第三の光検出器のそれぞ
れの出力光軸または入力光軸の相対位置関係と一致する
ように配置した第二の組の前記第一の組の数と同数備
え、これら第二の組を互いに隣接しかつ前記第一の組の
それぞれとあらかじめ定めた間隔をおいて対向するよう
に配置した出力装置と、外部からそれぞれ入力する格子制御信号により格子ピッ
チが制御される可変ピッチ回折格子を少くとも前記第一
の組の数と同数備え、これら可変ピッチ回折格子を前記
格子制御信号のそれぞれの変化に対応して前記入力装置
の前記第一の組のそれぞれの前記第一の単色光源および
前記第二の単色光源および前記第三の光検出器と前記出
力装置の前記第二の組のそれぞれの前記光メモリおよび
前記第四の光検出器および前記第五の単色光源との間の
光接続を前記第一および第二の組単位で切替えるように
前記入力装置と前記出力信号との間に配置した空間光ス
イッチと、それぞれの前記データ転送元から入力するアドレス電気
信号を解読して前記入力装置の前記第一の組のそれぞれ
と前記出力装置の前記第二の組のそれぞれとの間の光接
続情報を得、この光接続情報に対応するそれぞれの前記
データ転送先へ前記アドレス電気信号を送出し、前記光
接続情報に対応して前記格子制御信号のそれぞれを発生
して前記空間光スイッチへ送出するスイッチ制御装置とを具備することを特徴とするルータセル。