JPH0865251A - 光ネットワークおよび光回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光回路基板にループ状の光導波路を形成し、
パケット交換をすることにより、並列プロセッサシステ
ムのコンパクト化を図る。 【構成】 電子素子、電子装置、電子光素子および電子
光装置から選ばれたプロセッサ単位の間で信号のやりと
りをするための光配線を備えた光ネットワークにおい
て、光線路がループをなして全プロセッサ単位またはそ
の一部の近傍を通り、全部または一部のプロセッサ単位
には光信号を送信する光トランスミッタと光信号を電気
信号に変換するレシーバが各１個以上具備され、光線路
ループと結合されていることを特徴とする光ネットワー
ク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ネットワークおよび
光回路基板に関する。本発明は、特に、コンピュータを
高速化することのできる光ネットワークおよび光回路基
板に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータを高速化するための最も有
力な方法は並列化である。これを実現するためには、配
線切り換え（交換）能力を高めることが重要である。従
来の電気による交換では、切り換え装置のサイズが大き
く、また消費電力も膨大となり、コンパクトなシステム
の実現は困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主要
な目的は、光回路基板にループ状の光導波路を形成し、
パケット交換をすることにより、これを改善することで
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、電子素子、電子装置、電子光素子および電
子光装置から選ばれたプロセッサ単位の間で信号のやり
とりをするための光配線を備えた光ネットワークにおい
て、光線路がループをなして全プロセッサ単位またはそ
の一部の近傍を通り、全部または一部のプロセッサ単位
には光信号を送信する光トランスミッタと光信号を電気
信号に変換するレシーバが各１個以上具備され、光線路
ループと結合されていることを特徴とする光ネットワー
クおよび光回路基板を提供する。

【０００５】以下、本発明のさまざまな実施態様につい
て説明するが、これらの実施態様はもちろん本発明をそ
れのみに限定するものではない。本発明の光ネットワー
クにおいては、光線路ループは、１本であってもよく、
複数本であってもよい。電子素子および電子装置は、Ｌ
ＳＩ、マイクロプロセッサ、プロセッサエレメント（Ｐ
Ｅ）、ＭＣＭ、ワークステーション、パーソナルコンピ
ュータ、大型コンピュータおよび周辺端末装置などから
選ばれる。あるいは、電子素子および電子装置がＬＤ、
ＬＥＤ、ＰＤ、フォトトランジスタ、非線形光学デバイ
ス、導波路、ホログラム、グレーティング、光アンプお
よび導波路レーザなどから選ばれた光デバイスと電子素
子または電子装置を複合化したものであってもよい。

【０００６】各プロセッサ単位に対応する光線路ループ
の端に、トランスミッタおよび／またはレシーバが設け
られてもよい。また、ループ間で光信号を切り換える光
スイッチを備えていてもよい。光スイッチは、バンヤン
網型またはクロスバー型のいずれであってもよい。光ス
イッチの駆動は、各プロセッサ単位に組み込まれまたは
付加されたインターフェース回路を含むＬＳＩまたは基
板に搭載されまたは組み込まれた駆動用ＬＳＩで行われ
る。

【０００７】各プロセッサ単位に対応する導波路ループ
を設け、これに各プロセッサ単位それぞれのトランスミ
ッタを結合し、それぞれの導波路ループに各プロセッサ
単位ごとに設けた光スイッチにより他のプロセッサ単位
からの光信号を選択し、所望のプロセッサ単位からの光
信号を各プロセッサ単位のレシーバに導き、受信する。
各プロセッサ単位に対応する光線路ループを設け、これ
に各プロセッサ単位のレシーバを結合し、トランスミッ
タからの光信号を送信先プロセッサ単位に対応する光線
路ループに光スイッチで導入し、所望のプロセッサ単位
に光信号を送信する。各プロセッサ単位に割り当てられ
た特定波長の光を分波し、選択的に取り込み、各波長に
対応する各プロセッサ単位のレシーバアレイに導くフィ
ルタアレイまたは分波器を光線路ループに設け、割り当
て波長の光信号を出すトランスミッタを各プロセッサ単
位に設け、所望の送信元プロセッサ単位に対応する波長
の光信号を選択的にレシーバに導くことにより、所望の
プロセッサ単位の光信号を受信する。各プロセッサ単位
に割り当てられた特定波長の光を選択的に取り込み、各
プロセッサ単位のレシーバに導くフィルタもしくは分波
器を光線路ループに設け、割り当て波長の光信号を出す
トランスミッタアレイを各プロセッサ単位に設け、所望
の送信先プロセッサ単位に対応する波長の光信号を選択
的に光線路ループに導入することにより、所望のプロセ
ッサ単位に光信号を送信する。各プロセッサ単位に割り
当てられた特定波長の光を選択的に取り込み、各プロセ
ッサ単位のレシーバに導くチューナブルフィルタもしく
は分波器を導波路ループに設け、割り当て波長の光信号
を出すトランスミッタを各プロセッサ単位に設け、所望
の送信元プロセッサ単位に対応する波長の光信号を選択
的にレシーバに導くことにより、所望のプロセッサ単位
の光信号を受信する。あるいは、各プロセッサ単位に割
り当てられた特定波長の光を選択的に取り込み、各プロ
セッサ単位のレシーバに導くフィルタもしくは分波器を
導波路ループに設け、割り当て波長の光信号を出す波長
可変トランスミッタを各プロセッサ単位に設け、所望の
送信先プロセッサ単位に対応する波長の光信号を選択的
に光線路ループに導入することにより、所望のプロセッ
サ単位に光信号を送信する。各プロセッサ単位に割り当
てられた特定波長の光を選択的に取り込み、各プロセッ
サ単位のレシーバに導くチューナブルフィルタもしくは
分波器を光線路ループに設け、少なくとも割り当て波長
の光信号を出す波長可変トランスミッタを各プロセッサ
単位に設け、送信信号のヘッダとデータとがそれぞれ異
なる波長で送信される。各プロセッサ単位に割り当てら
れた特定波長の光を選択的に取り込み、各プロセッサ単
位のレシーバに導くチューナブルフィルタもしくは分波
器を光線路ループに設け、割り当て波長の光信号を出す
波長可変トランスミッタを各プロセッサ単位に設け、送
信信号のヘッダは送信先の割り当て波長で送信され、デ
ータは送信元の割り当て波長で送信され、この場合各プ
ロセッサ単位のフィルタは、通常それ自体の割り当て周
波数にチューニングされ、ヘッダが来ると発信元を認識
してそれに対応する波長にチューニングされ、受信が終
わるとそれ自体の波長にチューニングされてもよい。各
プロッセサ単位に割り当てられた特定波長の光を選択的
に取り込み、各プロセッサ単位のレシーバに導くチュー
ナブルフィルタもしくは分波器を光線路ループに設け、
割り当て波長およびヘッダ用割り当て波長の光信号を出
す波長可変トランスミッタを各プロセッサ単位に設け、
送信信号のヘッダは各割り当て波長と異なる波長で送信
され、データは送信元の割り当て波長で送信され、この
場合各プロセッサ単位のフィルタは、通常ヘッダ用割り
当て波長の少なくとも一部を取り込むようにチューニン
グされ、取り込んだヘッダにより発信元と発信先を認識
し、発信先がそれ自体である場合は発信元に対応する波
長にチューニングされ、受信が終わるとヘッダ用割り当
て波長にチューニングされてもよい。各プロセッサ単位
に割り当てられた特定波長の光を選択的に取り込み、各
プロセッサ単位のレシーバに導くチューナブルフィルタ
もしくは分波器を光線路ループに設け、割り当て波長お
よびヘッダ用割り当て波長の光信号を出す波長可変トラ
ンスミッタを各プロセッサ単位に設け、送信信号のヘッ
ダは各割り当て波長と異なる波長で送信され、データは
送信先であるそれ自体の割り当て波長で送信され、この
場合各プロセッサ単位のフィルタは、通常ヘッダ用割り
当て波長の少なくとも一部を取り込むようにチューニン
グされ、取り込んだヘッダにより発信元と発信先を認識
し、発信先がそれ自体である場合にはそれに対応する波
長にチューニングされ、受信が終わるとヘッダ用割り当
て波長にチューニングされてもよい。

【０００８】あるいは、各プロセッサ単位に対応する光
線路ループを設け、これに多重用波長の光信号を出すト
ランスミッタアレイを結合し、それぞれの光線路ループ
に各プロセッサ単位ごとに設けた光スイッチにより他の
プロセッサ単位からの光信号を選択し、フィルタもしく
は分波器を介して複数の波長からなる波長多重光信号を
分波し、それぞれの波長に対応する各プロセッサ単位の
レシーバアレイに結合し、所望のプロセッサ単位からの
波長多重光信号を各単位のレシーバアレイに導き、受信
する。各プロセッサ単位に対応する光線路ループを設
け、これに、フィルタもしくは分波器を介して複数の波
長からなる波長多重光信号を分波し、それぞれの波長に
対応する各プロセッサ単位のレシーバアレイを結合し、
一方多重用波長の光信号を出すトランスミッタアレイを
各プロセッサ単位に設け、トランスミッタアレイからの
光信号を送信先プロセッサ単位に対応する光線路ループ
に光スイッチで合流させ、所望のプロセッサ単位に波長
多重化された光信号を送信する。

【０００９】トランスミッタ、レシーバおよび／または
チューナブルフィルタの駆動は、各プロセッサ単位に組
み込まれまたは付加されたインターフェース回路を含む
ＬＳＩまたは基板に搭載されまたは組み込まれた駆動用
ＬＳＩで行われる。また、信号多重化は、各プロセッサ
単位に組み込まれまたは付加されたインターフェース回
路を含むＬＳＩまたは基板に搭載されまたは組み込まれ
た駆動用ＬＳＩで行われる。トランスミッタは、ＬＤを
含み、光ハンダ、グレーティング、ホログラム、Ｚ−軸
導波路や、ＳＥＬＰＩＴおよびＳＯＬＮＥＴ（特願平６
−１４０５０２参照）から選ばれた方法などで導波路と
の結合が行われる。トランスミッタは、電圧で駆動され
る電気光学光スイッチまたは光変調器を含み、電気信号
を光信号に変換し、この光信号を送信する光配線を含
む。トランスミッタは、電圧で駆動される電気光学光ス
イッチまたは光変調器を含み、導波路レーザ、導波路光
アンプなどから選ばれる光電源または光リザーバとして
の光導波路の光の少なくとも一部をピックアップするこ
とにより電気信号を光信号に変換し、この光信号を送信
する光配線を含む。トランスミッタは、ポンピング光に
より発信する導波路レーザの光を電気光学光スイッチま
たは光変調器で変調することにより電気信号を光信号に
変換し、この光信号を送信する光配線を含む。あるい
は、トランスミッタは、ＬＤの光またはファイバまたは
フレキ導波路または空間を通して導入された光を電気光
学光スイッチまたは光変調器で変調することにより電気
信号を光信号に変換し、この光信号を送信する光配線を
含む。

【００１０】また、レシーバは、ＬＳＩまたは基板に形
成された受光素子または受光素子を含み、光ハンダ、グ
レーティング、ホログラムおよびＺ−軸導波路から選ば
れた方法などで導波路との結合が行われる。波長可変ト
ラッスミッタは、チューナブルＬＤまたはチューナブル
導波路レーザであってよい。電気光学光スイッチまたは
光変調器、またはチューナブルフィルタの全部または一
部は、電気光学ポリマおよび２次または３次の有機非線
形光学材料から選ばれる。波長可変トラッスミッタは、
電気光学ポリマおよび２次または３次の有機非線形光学
材料から選ばれた材料を含む。あるいは、電気光学光ス
イッチまたは光変調器、またはチューナブルフィルタの
全部または一部が半導体材料およびガラスから選ばれた
材料からなる。波長可変トラッスミッタは、半導体材料
およびガラスから選ばれた材料を含む。

【００１１】電気光学光スイッチと光変調器は、電圧印
加で光導波路および／またはその近傍に屈折率の段差を
生じさせ、それによる光反射を利用して動作する方式を
用いることができる。電気光学光スイッチと光変調器
は、電圧印加でクラッドに屈折率の窓を開け、それによ
る光の漏れを利用して動作することもできる。受光素子
は、導波路の上側または下側または導波路内部を横切る
形で形成され、ａ−Ｓｉ、ポリＳｉ、ポリマからなるフ
ォトダイオード、フォトトランジスタおよびＭＳＭディ
テクタから選ばれる。受光素子は、半導体結晶からなる
基板に形成されていてもよい。

【００１２】光電源には、ポリマまたはガラスを用いる
のがよい。光源としては、ＬＤが一般的である。低分子
結晶および／またはポリマからなる有機発光素子を用い
ることもできる。発光素子は、導波路の上側、導波路の
下側および／または導波路内部を横切る形で形成されて
いてもよい。発光素子は、導波路と間隔をおいてその上
側および／または下側に形成されていてもよい。あるい
は、発光素子は、半導体結晶からなる基板に形成されて
いる。

【００１３】ポリマは、気相成長法で形成することがで
きる。プロセッサ単位、光線路、光トランスミッタおよ
びレシーバは光回路基板上に設置されていてもよく、あ
るいはプロセッサ単位、光トランスミッタおよびレシー
バが光回路基板外に設置されていてもよい。プロセッサ
単位、光トランスミッタおよびレシーバと光回路基板は
光ファイバまたは光導波路で接続されていてもよい。プ
ロセッサ単位、光トランスミッタおよびレシーバと光回
路基板との信号のやりとりは、直接光で行われ、または
途中光電変換素子を介して行われる。

【００１４】信号光と制御光とは波長が異なっていても
よい。本発明は、また、スイッチ制御用光と信号光を重
畳し、制御光で信号光を切り換えることを特徴とするセ
ルフルーチング光スイッチを提供する。信号光の切り換
えは、非線形光学導波路の屈折率を制御光で変化させる
ことにより行うことができる。あるいは、制御光の全部
または一部を光電変換素子で検知し、それによる電気信
号で非線形光学導波路の屈折率を変化させてもよい。

【００１５】光スイッチは、多段に設置されていてもよ
い。本発明は、さらに、信号の衝突があった場合に、信
号をメモリループ側に切り換え、再び本線に戻すことを
特徴とする光メモリを提供する。メモリループは、光導
波路または光ファイバであってよい。また、メモリルー
プの一部または全部に光増幅器が挿入されていてもよ
い。

【００１６】

【実施例】以下、添付の図面を参照しながら、本発明の
実施例について説明する。図１〜３は、並列プロセッサ
への光ネットワーク導入のイメージの一例を示す模式図
である。プロセッサ単位（ＰＥ）を光ネットワークで結
ぶ例であり、光線路はループ状に形成されている。図１
において、例えば、インターフェース部分には多重化回
路、増幅回路およびＬＤドライバなどが組み込まれ、送
受信器およびスイッチ部分にはＬＤ、ＰＤ、フィルタ、
光スイッチおよびチューナブルフィルタなどが組み込ま
れており、光電源は導波路アンプや導波路レーザからな
り、導波路は光ＳＭＴ対応であってよい。各ビットの配
線を光ループ１つで行おうとすると、８ビットの場合に
は、光ループ８つで配線することになる（図２）。信号
を、時分割、空間分割もしくは波長多重などで多重化す
ることにより、光ループの数を減らすことができる（図
３）。また、光ループを各ビットに対応させる必要は必
ずしもない。多重信号を１本または複数本のループで扱
ってもよい。

【００１７】図４〜１１は、バンヤン網で１６個のＰＥ
に対する光ネットワークを形成した例を示す模式図であ
る。これらの例では、１６本の光ループが形成されてい
る。図４の例は、各ＰＥに対応してＬＤのトランスミッ
タとＰＤのレシーバを形成したものである。各ＰＥの信
号は、対応するトランスミッタから光信号として送信さ
れる。信号は、光スイッチからなるバンヤン網により所
望のループに切り換えられ、所望ＰＥに対応するレシー
バで電気信号に変換され伝達される。

【００１８】ＬＤの代わりに、ポンピング光により発信
する導波路レーザを用い、電気光学光スイッチまたは光
変調器で変調するトランスミッタを用いてもよい。ある
いは、ＬＤの光またはファイバまたはフレキ導波路また
は空間を通して導入された光を電気光学光スイッチまた
は光変調器で変調するトランスミッタなどであってもよ
い。これは、以下に述べる各種の実施例についても同様
である。

【００１９】図５に示す例は、トランスミッタとして、
ＬＤのかわりに光スイッチまたは変調器を用い、光電源
の光をピックアップして光信号を送信するものである。
これにより、必要なＬＤの数を減らすことができる。光
電源のポンプ光は、基板上に実装したＬＤにより、また
は外部からファイバ、フレキ導波路、空間などにより導
入できる。特に、外部から導入する方式は、冷却および
メンテナンスの観点から有効である。光電源は、線状で
もループ状でも、形は問わない。光電源方式（特願平６
─５００９２３参照）のみならず、光リザーバとして作
用する導波路からの光ピックアップや、通常の変調方式
（特開昭６３−２２９４２７参照）などで送信してもよ
い。これらについても、以下に述べる各種実施例につい
て同様のことが言える。

【００２０】光ネットワークの形態としては、種々のも
のがある。例えば、プロセッサ単位、光線路、光トラン
スミッタおよびレシーバが光回路基板上に設置されてい
る。この場合、光線路としては導波路が主体になって構
成される。光トランスミッタやレシーバは基板にモノリ
シックまたはハイブリッドに形成される場合が多い。あ
るいは、プロセッサ単位、光トランスミッタおよびレシ
ーバは、光回路基板外に設置されている。この例を図１
２〜１７に示す。この場合、プロセッサ単位、光トラン
スミッタおよびレシーバと光回路基板は、光ファイバま
たは光導波路で接続されている。図１２、１３および１
６は、プロセッサ単位、光トランスミッタおよびレシー
バと光回路基板との信号のやりとりを、直接光で行う例
である。図１４、１５および１７は、プロセッサ単位、
光トランスミッタおよびレシーバと光回路基板との信号
のやりとりを、光電変換素子を介して行う例である。

【００２１】図１８〜２０に、信号光と制御光とで波長
が異なる例を示す。図１８では、データと制御信号は、
別々の線路で送られる。制御信号は、回路基板上の受光
素子で受けられ、それに基づきデータの切り換えが行わ
れる。この場合は信号光と制御光の波長は同じであって
もよい。図１９では、データと制御信号を同じ線路で送
り、回路基板上のフィルタで分波する。制御信号は、回
路基板状の受光素子で受けられ、それに基づきデータの
切り換えが行われる。逆に、光回路基板からの出力は、
Ｅ／Ｏ変換されて、プロセッサ単位で送られるか、また
は、光のまま送られる。図２０では、データと制御信号
を同じ線路で送り、回路基板上のall-optical 素子（例
えば、後述のような素子、図２１〜２３参照）で信号の
切り換えを行う。

【００２２】図２１〜２５は、All-Optical スイッチの
例である。制御用光（λ１）と信号光（λａ）を用い
る。制御用光と信号光を重畳し、制御用光で信号光を切
り換える。図２３では、光強度に応じて屈折率が変化す
る３次の非線形光学材料を切り換え部付近に挿入し、制
御用光によりここに屈折率段差を生じさせ、光を反射す
る。図２４では、非線形光学導波路の片側のアームに制
御光を導入し、光の切り換えを行う。図２５では、制御
用光を分波し、ＰＤなどで光電変換し、その電圧で電気
光学物質の屈折率を変化させ、スイッチングを行う。非
線形光学もしくは電気光学材料としては、ポリマ、化合
物半導体、化合物半導体の多重量子井戸（ＭＱＷ）、Ｌ
Ｎなどの誘電体などが使用できる。図２３および２４の
例では、非線形光学物質は制御用光に、信号光より顕著
に反応するか、制御用光が信号光より強度が強いこと
が、ノイズ低減の観点から望ましい。材料の吸収波長に
制御光波長を近づけることにより、共鳴効果で制御用光
により屈折率変化を大きくすることができる。さらに、
これらのスイッチを多段に連結することによりバンヤン
網などのセルフルーチングも可能となる。制御用光や信
号光のロスが問題になる場合は、光アンプの挿入が有効
である。

【００２３】信号衝突があった場合、信号をメモリルー
プ側に切り換え、再び本線に戻す光メモリ（図２６）を
使用することができる。メモリループは、光導波路、光
ファイバが使用でき、場合によってはメモリループを光
アンプとするか、またはその一部に光増幅器を挿入する
とよい。これらは、以下に述べる各種実施例において、
電気光学スイッチに代わるAll-Optical セルフルーチン
グ光スイッチとして使用することもできる。

【００２４】バンヤン網の光スイッチは、ＰＥに組み込
まれるか、ＰＥ近傍の基板に組み込まれるか、またはＰ
Ｅ近傍に設けられているＬＳＩにより駆動される。駆動
ＬＳＩは、各ＰＥからの信号により、信号スイッチルー
トを判定し、各光スイッチのＯＮ，ＯＦＦをおこなう。
各ＰＥからの信号は、電気で送られてもよいし、１６の
光ループ以外の光線路などを介し光で送られてもよい。
トランスミッタ、レシーバの駆動も同様に設けられたＬ
ＳＩで行う。ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ回路、増幅回路などを
兼備することもできる。また、光スイッチ駆動も同じＬ
ＳＩで行ってもよい。All-Optical セルフルーチング光
スイッチを用いることによりＬＳＩの削減が可能とな
る。

【００２５】図６および７の例は、それぞれ、図４およ
び５とほぼ同様であり、ＰＥの向きだけが異なってい
る。図８および９および図１０および１１も、図４およ
び５とほぼ同様であり、ただバンヤン網のサイズを小さ
くし、１つのＬＳＩで駆動できるようにした点で異なっ
ている。バンヤン網をこれを改良したバッチャー−バン
ヤン網にかえることにより、データの衝突回数を減らす
ことができる。

【００２６】図２７〜３０は、バンヤン網のかわりにク
ロスバーで光ネットワークを形成した例である。図２７
および２８では、マトリクススイッチのサイズが大き
く、駆動するクロスポイントはいくつかのＬＳＩにまた
がっている。図２９および３０では、サイズを小さく
し、１つのＬＳＩで駆動可能としている。図３１〜４０
は、１６個のＰＥに対するループ型ネットワークの例で
ある。図３１の例では、各ＰＥは、信号を送るための光
ループを１本ずつ割り当てられている。従って、合計１
６本の光ループが必要となる。各ＰＥのトランスミッタ
（ＬＤ）は、対応する光ループに結合している。光ルー
プには光スイッチが設置され、光ループから各ＰＥのＰ
Ｄへの信号取り込みを行う。例えば、ＰＥ１からの光信
号は最外周を回る。ＰＥ２がこれを欲しい場合には、Ｓ
１を働かせ、光信号をＰＥ２のＬＤに取り込む。それ以
降も同様であるが、１つのＰＥからパラレルに信号の送
受信を行ってもよい。この場合、さらに多くのループを
設置してもよい。

【００２７】図３２の例は、トランスミッタとして、光
スイッチまたは変調器を用い、光電源の光をピックアッ
プして光信号を送信するものである。これにより、ＬＤ
の数を減らすことができる。光電源のポンプ光は、基板
上に実装したＬＤによりまたは外部からファイバ、フレ
キ導波路、空間などにより導入できる。特に、外部から
導入する方式は、冷却およびメンテナンスの観点から有
効である。この場合にも、また、前述した光電源方式の
みならず、光リザーバとして作用する導波路からの光ピ
ックアップや、通常の変調方式などで送信してもよい。
ここでは、光電源をループとして描いてあるが、かなら
ずしもこれに限定されるものではなく、線状、たんざく
状などのいかなる形態であってもよい（これは、以下の
例においても同様である）。

【００２８】光スイッチは、ＰＥに組み込まれるか、Ｐ
Ｅ近傍の基板に組み込まれるか、またはＰＥ近傍に設け
られているＬＳＩにより駆動される。駆動ＬＳＩは、各
ＰＥからの信号により、信号スイッチルートを判定し、
各光スイッチのＯＮ，ＯＦＦをおこなう。各ＰＥからの
信号は、電気で送られてもよいし、１６の光ループ以外
の光線路などを介し、光で送られてもよい。トランスミ
ッタ、レシーバの駆動も同様に設けられたＬＳＩで行
う。ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ回路、増幅回路などを兼備する
こともできる。また、光スイッチ駆動も同じＬＳＩで行
ってもよい。

【００２９】図３３の例では、各ＰＥは、信号をもらう
ための光ループを１本ずつ割り当てられている。従っ
て、合計１６本の光ループが必要となる。各ＰＥのレシ
ーバ（ＰＤ）は、対応する光ループに結合している。光
ループには光スイッチが設置され、各ＰＥのＬＤからの
信号を所望の光ループへ送り込む。例えば、ＰＥ１から
ＰＥ１６に送りたい時には、ＰＥ１のＳ１６を働かせ、
信号を最内周の導波路に送り込み、ＰＥ１６のＰＤに伝
送する。

【００３０】図３４の例は、トランスミッタとして、光
スイッチまたは変調器を用い、光電源の光をピックアッ
プして光信号を送信するものである。これにより、ＬＤ
の数を減らすことができる。光電源のポンプ光は、基板
上に実装したＬＤによりまたは外部からファイバ、フレ
キ導波路、空間などにより導入できる。特に、外部から
導入する方式は、冷却およびメンテナンスの観点から有
効である。この場合にも、また、前述した光電源方式の
みならず、光リザーバとして作用する導波路からの光ピ
ックアップや、通常の変調方式などで送信してもよい。

【００３１】光スイッチは、ＰＥに組み込まれるか、Ｐ
Ｅ近傍の基板に組み込まれるか、またはＰＥ近傍に設け
られているＬＳＩにより駆動される。駆動ＬＳＩは、各
ＰＥからの信号により、信号スイッチルートを判定し、
各光スイッチのＯＮ，ＯＦＦをおこなう。各ＰＥからの
信号は、電気で送られてもよいし、１６の光ループ以外
の光線路などを介し、光で送られてもよい。トランスミ
ッタ、レシーバの駆動も同様に設けられたＬＳＩで行
う。ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ回路、増幅回路などを兼備する
こともできる。また、光スイッチ駆動も同じＬＳＩで行
ってもよい。

【００３２】トランスミッタの波長を複数用意すること
により、波長多重が可能である。図３３および３４の方
式の波長多重化を行った例が図３９および４０である。
ＬＤアレイまたは複数光電源を有する光スイッチからの
光信号を合波し、波長多重化し、所望の光ループに送り
込む。レシーバ側では、フィルタなどにより分波し、各
波長に対応してアレイ状に設けられたＰＤに伝達する。

【００３３】図３５の例では、各ＰＥには、特定の波長
が割り当てられる。従って、合計１６波が必要となる。
光ループは、基本的には１本でよい。各ＰＥのトランス
ミッタ（ＬＤ）からは１６波長の送信ができるようにし
ておき、所望の送信先の波長で送信し、導波路ループに
送り込む。光ループ上には、フィルタが備えられ、それ
自体のＰＥに対応する波長の信号を選択的に取り込み、
レシーバに導く。例えば、ＰＥ１からＰＥ２に送信した
い場合は、ＰＥ１のトランスミッタからω２の光で送信
する。これはフィルタｆ２で選択的に取り込まれ、ＰＥ
２のレシーバに伝達される。同時に複数の波長の信号を
送ることにより、複数のＰＥに同時に任意の信号を送る
ことができ、データ転送の自由度が増す。

【００３４】図３６の例は、トランスミッタとして、光
スイッチまたは変調器を用い、光電源の光をピックアッ
プして光信号を送信するものである。これにより、ＬＤ
の数を減らすことができる。光電源のポンプ光は基板上
に実装したＬＤによりまたは外部からファイバ、フレキ
導波路、空間などにより導入できる。特に、外部から導
入する方式は、冷却およびメンテナンスの観点から有効
である。この場合も、光電源方式のみならず、光リザー
バとして作用する導波路からの光ピックアップや、通常
の変調方式などで送信してもよい。

【００３５】トランスミッタおよびレシーバは、ＰＥに
組み込まれるか、ＰＥ近傍の基板に組み込まれるか、ま
たはＰＥ近傍に設けられているＬＳＩにより駆動され
る。ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ回路、増幅回路などを兼備する
こともできる。図４１の例では、各ＰＥに特定の波長が
割り当てられる。光ループは、基本的には１本でよい。
各ＰＥのトランスミッタ（ＬＤ）から割り当て波長の光
信号を送信し、光ループに送り込む。光ループには各Ｐ
Ｅに対応して、チューナブルフィルタが設置され、所望
の送信元の波長を取り込むように電気的にチューニング
する。例えば、ＰＥ１からの信号をＰＥ２で受信したい
場合には、ＰＥ１のトランスミッタから送信されたω１
の光の波長にチューニングし、レシーバに取り込む。

【００３６】図４２の例は、トランスミッタとして、光
スイッチまたは変調器を用い、光電源の光をピックアッ
プして光信号を送信するものである。これにより、ＬＤ
の数を減らすことができる。光電源のポンプ光は基板上
に実装したＬＤによりまたは外部からファイバ、フレキ
導波路、空間などにより導入できる。特に、外部から導
入する方式は、冷却およびメンテナンスの観点から有効
である。ここでも、また、光電源方式のみならず、光リ
ザーバとして作用する導波路からの光ピックアップや、
通常の変調方式などで送信してもよい。

【００３７】トランスミッタおよびレシーバは、ＰＥに
組み込まれるか、ＰＥ近傍の基板に組み込まれるか、ま
たはＰＥ近傍に設けられているＬＳＩにより駆動され
る。ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ回路、増幅回路などを兼備する
こともできる。これらの例において、チューナブルフィ
ルタのかわりに、フィルタアレイまたは分波器を用い、
信号波長ごとに対応して設置された受光素子アレイに導
いてもよい（図４３および４４）。この場合は、各分波
器やフィルタアレイは、光の一部を取り込むようにする
ことが望ましい。

【００３８】図３７および３８は、それぞれ、図３５お
よび３６における複数光源のかわりにチューナブルＬＤ
およびチューナブルフィルタを用い、光源数を減らした
例である。図４５および４６は、チューナブルＬＤとチ
ューナブルフィルタを用いた光ネットワークの例であ
る。チューナブルＬＤの代わりにチューナブル導波路レ
ーザを用いてもよい。各ＰＥは通常自己の割当波長にチ
ューニングする。ヘッダが来ると発信元を認識し、その
波長にチューニングする。そして、受信が終わると自己
の波長に戻す。データ受信中は、他のデータは自動的に
拒否される。したがって、送信側は、自己の信号がルー
プを戻ってきた場合、それを認識して再送信すればよ
い。または、光メモリループなどのメモリに一旦避難さ
せ、再度送ることもできる。

【００３９】さらにクロストークを低減するために、ヘ
ッダに専用の波長を割り当ててもよい。この場合、通常
はヘッダの波長にチューニングする。ヘッダ信号が入っ
てきたらどこからどこへの信号かを認識し、もし自分へ
の信号であれば、発信光の波長にチューニングし、デー
タを取り込む。終了後、またヘッダ波長にもどす。ある
いは、信号波長を送信先の波長で送る場合は、データ取
り込み時には、自分自身の波長にチューニングする。

【００４０】光スイッチまたは光変調器、またはチュー
ナブルフィルタの全部または一部としては、通常の２次
または３次非線形光学材料、例えば、電気光学ポリマ、
共役ポリマ、非線形光学ガラス、半導体などをクラッド
および／または導波路としたものを使用できる。部分的
に材料を異ならせてもよい。電極に電圧が生じると、供
給されている光の一部または殆どすべてが反射されるか
または導波路間で移行し、信号伝達用導波路にピックア
ップされ、伝送される。ここで用いる光スイッチとして
は、従来の方向性結合スイッチなどを使用できるが、電
圧印加で光導波路やその近傍に屈折率の段差を生じさ
せ、それによる光反射を利用して動作する光変調器−光
スイッチ、あるいは電圧印加でクラッドに屈折率の窓を
開け、それによる光の漏れを利用して動作する光変調器
−光スイッチなどが望ましい。ピックアップ量は電圧に
より変調されるため、出力電圧は光信号となる。

【００４１】導波路全体を非線形光学材料とする必要は
なく、スイッチ部のみに非線形光学性を持たせてもよ
い。その場合、パッシブ導波路としては、例えばフッ素
化ポリイミド、ガラスなどを使用できる。ここで、必ず
しも出力電極や入力電極は必要でなく、トランジスタの
電圧をそのまま導波路に加えるか、あるいは受光素子で
発生した電荷そのもので受け側トランジスタを駆動して
もよい。

【００４２】光電源としては、例えば、希土類イオンド
ープガラスまたはポリマまたはセラミクスからなる導波
路レーザ−増幅器を使用できる。光電源と信号導波路
は、必ずしも積層される必要はなく、同一平面にあって
もよい。また、信号は、光導波路のみならず、空間、媒
質空間またはファイバを通されてもよい。場合によって
は、ＤＣレーザ光を通してなる導波路からのピックアッ
プで行うこともできるが、下流に行くにしたがって光量
が減少するという欠点は避けられない。従って、光電源
を用いる方法の方が格段に優れている。また、非線形光
学素子と導波路レーザの組み合わせでチューナブルトラ
ンスミッタを形成することもできる。すなわち、２次ま
たは３次非線形光学材料と希土類イオンドープガラスな
どを複合化した素子である。

【００４３】受光素子は導波路内部を横切る形で形成す
ることができる。ａ−Ｓｉ、ポリＳｉ、共役ポリマから
なるフォトダイオード、フォトトランジスタ、ＭＳＭデ
ィテクタなどが適する。受光素子の形成形態としては、
上記形態のみならず、導波路の上側または下側に形成
し、導波路からの光を吸収させることもできる。さら
に、ＬＳＩ内や光回路基板上にＰＤを形成し、受光する
こともできる。この場合にはＳｉやIII 族元素とＶ族元
素との化合物からなるディテクタが使用できる。導波路
との結合は、ホログラム、回折格子、斜面による反射な
どを利用して導波路から直接導入する方法などによって
もよい。ホログラム光学素子（ＨＯＥ）や光ハンダなど
を用いて光を導入することもできる。

【００４４】発光素子としては、ＬＤのほか、ＥＬ、Ｌ
ＥＤなどを使用できる。特に、ポリマ、低分子結晶を用
いた有機ＥＬおよびＬＥＤは、回路基板中に作り込むの
に適している。発光素子の形成形態としては、導波路を
横切って形成するか、あるいは導波路の上側または下側
に形成し、導波路に光を導入させるものであってもよ
い。また、基板に化合物半導体を用いた場合は、発光素
子を作り込むこともできる。

【００４５】ＬＤやＰＤをハンダバンプなどであらかじ
め基板に搭載してもよい。さらに、ＬＤやＰＤを形成し
または搭載したサブ基板を設けることもできる。また、
これらを混在させてもよい。光電源の励起には、光回路
基板に実装されたＬＤからの光を利用することができ
る。あるいは、外部からコネクタを通してファイバで導
入する方法、光回路基板を載せている回路基板の導波路
から光タブを介して導入する方法、あるいは回路基板の
導波路からホログラム、回折格子、斜面による反射など
を利用して直接導入する方法などを用いることもでき
る。さらに、光回路基板の表面側からＨＯＥや光ハンダ
などを用いて光を導入することもできる。外部からの光
の導入は、発熱源が外付けされているため、ＬＳＩの発
熱の低減に有効となり、交換もし易く、優れた方法と言
える。

【００４６】ポリマ材料を用いる場合には、蒸着重合
法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＬＤ（Ｍｏｌｏｃｕｌａｒ Ｌａ
ｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの気相製膜も、ス
ピンコーティングなどのウエット法と同様に有効であ
る。例えば、特願平６−８２６４２などに記載されてい
る方法を用いることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明した如き本発明によれば、並列
プロセッサをはじめ、各種光／電子素子、光／電子装置
間の接続能力を高められると同時に、小型化および低コ
スト化が図れる。また、上記実施例ではＰＥ間接続につ
いて述べてきたが、本発明は、ＬＳＩ、マイクロプロセ
ッサ、プロセッサエレメント（ＰＥ）、ＭＣＭ、ワーク
ステーション、パソコンなど、レベルや種類を問わず、
各種の光／電子素子おおよび光／電子装置間の接続に適
用可能である。また、光交換機など、他の通信情報処理
システムへの適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】並列プロセッサへの光ネットワーク導入のイメ
ージの一例を示す模式図。

【図２】並列プロセッサへの光ネットワーク導入のイメ
ージの一例を示す模式図。

【図３】並列プロセッサへの光ネットワーク導入のイメ
ージの一例を示す模式図。

【図４】バンヤン網型光ネットワークの例を示す模式
図。

【図５】バンヤン網型光ネットワークの例を示す模式
図。

【図６】バンヤン網型光ネットワークの例を示す模式
図。

【図７】バンヤン網型光ネットワークの例を示す模式
図。

【図８】バンヤン網型光ネットワークの例を示す模式
図。

【図９】バンヤン網型光ネットワークの例を示す模式
図。

【図１０】バンヤン網型光ネットワークの例を示す模式
図。

【図１１】バンヤン網型光ネットワークの例を示す模式
図。

【図１２】データ交換ネットワーク用光ＭＣＭの例を示
す模式図。

【図１３】データ交換ネットワーク用光ＭＣＭの例を示
す模式図。

【図１４】データ交換ネットワーク用光ＭＣＭの例を示
す模式図。

【図１５】データ交換ネットワーク用光ＭＣＭの例を示
す模式図。

【図１６】データ交換ネットワーク用光ＭＣＭの例を示
す模式図。

【図１７】データ交換ネットワーク用光ＭＣＭの例を示
す模式図。

【図１８】データ交換ネットワーク用光ＭＣＭの例を示
す模式図。

【図１９】データ交換ネットワーク用光ＭＣＭの例を示
す模式図。

【図２０】データ交換ネットワーク用光ＭＣＭの例を示
す模式図。

【図２１】All-Optical スイッチの例を示す模式図。

【図２２】All-Optical スイッチの例を示す模式図。

【図２３】All-Optical スイッチの例を示す模式図。

【図２４】All-Optical スイッチの例を示す模式図。

【図２５】All-Optical スイッチの例を示す模式図。

【図２６】メモリループの例を示す模式図。

【図２７】クロスバー型光ネットワークの例を示す模式
図。

【図２８】クロスバー型光ネットワークの例を示す模式
図。

【図２９】クロスバー型光ネットワークの例を示す模式
図。

【図３０】クロスバー型光ネットワークの例を示す模式
図。

【図３１】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図３２】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図３３】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図３４】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図３５】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図３６】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図３７】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図３８】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図３９】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図４０】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図４１】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図４２】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図４３】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図４４】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図４５】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

【図４６】ループ型光ネットワークの例を示す模式図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 12/42 Ｈ０４Ｌ 11/00 ３３０ (72)発明者 石塚 剛 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 塚本 浩司 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 青木 重憲 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 米田 泰博 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 辰浦 智 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (62)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子素子、電子装置、電子光素子および
   電子光装置から選ばれたプロセッサ単位の間で信号のや
   りとりをするための光配線を備えた光ネットワークにお
   いて、光線路がループをなして全プロセッサ単位または
   その一部の近傍を通り、全部または一部のプロセッサ単
   位には光信号を送信する光トランスミッタと光信号を電
   気信号に変換するレシーバが各１個以上具備され、光線
   路ループと結合されていることを特徴とする光ネットワ
   ーク。
2. 【請求項２】 電子素子、電子装置、電子光素子および
   電子光装置から選ばれたプロセッサ単位の間で信号のや
   りとりをするための光配線を備えた光回路基板におい
   て、光線路がループをなして全プロセッサ単位またはそ
   の一部の近傍を通り、全部または一部のプロセッサ単位
   には光信号を送信する光トランスミッタと光信号を電気
   信号に変換するレシーバが各１個以上具備され、光線路
   ループと結合されていることを特徴とする光回路基板。
3. 【請求項３】 複数本の光線路ループが用いられる、請
   求項１または２記載の光ネットワークまたは光回路基
   板。
4. 【請求項４】 電子素子および電子装置がＬＳＩ、マイ
   クロプロセッサ、プロセッサエレメント（ＰＥ）、ＭＣ
   Ｍ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、大
   型コンピュータおよび周辺端末装置から選ばれる、請求
   項１〜３のいずれかに記載の光ネットワークまたは光回
   路基板。
5. 【請求項５】 電子素子および電子装置がＬＤ、ＬＥ
   Ｄ、ＰＤ、フォトトランジスタ、非線形光学デバイス、
   導波路、ホログラム、グレーティング、光アンプおよび
   導波路レーザから選ばれた光デバイスと電子素子または
   電子装置を複合化したものである、請求項１〜３のいず
   れかに記載の光ネットワークまたは光回路基板。
6. 【請求項６】 各プロセッサ単位に対応する光線路ルー
   プの端にトランスミッタおよび／またはレシーバが設け
   られている、請求項１〜３のいずれかに記載の光ネット
   ワークまたは光回路基板。
7. 【請求項７】 ループ間で光信号を切り換える光スイッ
   チを備える、請求項１〜３または６のいずれかに記載の
   光ネットワークまたは光回路基板。
8. 【請求項８】 光スイッチがバンヤン網型である、請求
   項７記載の光ネットワークまたは光回路基板。
9. 【請求項９】 光スイッチがクロスバー型である、請求
   項７記載の光ネットワークまたは光回路基板。
10. 【請求項１０】 光スイッチの駆動が、各プロセッサ単
    位に組み込まれまたは付加されたインターフェース回路
    を含むＬＳＩまたは基板に搭載されまたは組み込まれた
    駆動用ＬＳＩで行われる、請求項７記載の光ネットワー
    クまたは光回路基板。
11. 【請求項１１】 各プロセッサ単位に対応する光線路ル
    ープを設け、これに各プロセッサ単位それぞれのトラン
    スミッタを結合し、それぞれの光線路ループに各プロセ
    ッサ単位ごとに設けた光スイッチにより他のプロセッサ
    単位からの光信号を選択し、所望のプロセッサ単位から
    の光信号を各プロセッサ単位のレシーバに導き、受信す
    る、請求項１〜１０のいずれかに記載の光ネットワーク
    または光回路基板。
12. 【請求項１２】 各プロセッサ単位に対応する光線路ル
    ープを設け、これに各プロセッサ単位のレシーバを結合
    し、トランスミッタからの光信号を送信先プロセッサ単
    位に対応する光線路ループに光スイッチで導入し、所望
    のプロセッサ単位に光信号を送信する、請求項１〜１０
    のいずれかに記載の光ネットワークまたは光回路基板。
13. 【請求項１３】 各プロセッサ単位に割り当てられた特
    定波長の光を分波し、選択的に取り込み、各波長に対応
    する各プロセッサ単位のレシーバアレイに導くフィルタ
    アレイまたは分波器を光線路ループに設け、割り当て波
    長の光信号を出すトランスミッタを各プロセッサ単位に
    設け、所望の送信元プロセッサ単位に対応する波長の光
    信号を選択的にレシーバに導くことにより、所望のプロ
    セッサ単位の光信号を受信する、請求項１〜１２のいず
    れかに記載の光ネットワークまたは光回路基板。
14. 【請求項１４】 各プロセッサ単位に割り当てられた特
    定波長の光を選択的に取り込み、各プロセッサ単位のレ
    シーバに導くフィルタもしくは分波器を光線路ループに
    設け、割り当て波長の光信号を出すトランスミッタアレ
    イを各プロセッサ単位に設け、所望の送信先プロセッサ
    単位に対応する波長の光信号を選択的に光線路ループに
    導入することにより、所望のプロセッサ単位に光信号を
    送信する、請求項１〜１２のいずれかに記載の光ネット
    ワークまたは光回路基板。
15. 【請求項１５】 各プロセッサ単位に割り当てられた特
    定波長の光を選択的に取り込み、各プロセッサ単位のレ
    シーバに導くチューナブルフィルタもしくは分波器を光
    線路ループに設け、割り当て波長の光信号を出すトラン
    スミッタを各プロセッサ単位に設け、所望の送信元プロ
    セッサ単位に対応する波長の光信号を選択的にレシーバ
    に導くことにより、所望のプロセッサ単位の光信号を受
    信する、請求項１〜１２のいずれかに記載の光ネットワ
    ークまたは光回路基板。
16. 【請求項１６】 各プロセッサ単位に割り当てられた特
    定波長の光を選択的に取り込み、各プロセッサ単位のレ
    シーバに導くフィルタもしくは分波器を光線路ループに
    設け、割り当て波長の光信号を出す波長可変トランスミ
    ッタを各プロセッサ単位に設け、所望の送信先プロセッ
    サ単位に対応する波長の光信号を選択的に光線路ループ
    に導入することにより、所望のプロセッサ単位に光信号
    を送信する、請求項１〜１２のいずれかに記載の光ネッ
    トワークまたは光回路基板。
17. 【請求項１７】 各プロセッサ単位に割り当てられた特
    定波長の光を選択的に取り込み、各プロセッサ単位のレ
    シーバに導くチューナブルフィルタもしくは分波器を光
    線路ループに設け、割り当て波長の光信号を出す波長可
    変トランスミッタを各プロセッサ単位に設け、所望の送
    信先プロセッサ単位に対応する波長の光信号を光線路ル
    ープに導入することにより、所望のプロセッサ単位に光
    信号を送信する、請求項１〜１２のいずれかに記載の光
    ネットワークまたは光回路基板。
18. 【請求項１８】 各プロセッサ単位に割り当てられた特
    定波長の光を選択的に取り込み、各プロセッサ単位のレ
    シーバに導くチューナブルフィルタもしくは分波器を光
    線路ループに設け、少なくとも割り当て波長の光信号を
    出す波長可変トランスミッタを各プロセッサ単位に設
    け、送信信号のヘッダとデータとがそれぞれ異なる波長
    で送信される、請求項１〜１２のいずれかに記載の光ネ
    ットワークまたは光回路基板。
19. 【請求項１９】 各プロセッサ単位に割り当てられた特
    定波長の光を選択的に取り込み、各プロセッサ単位のレ
    シーバに導くチューナブルフィルタもしくは分波器を光
    線路ループに設け、割り当て波長の光信号を出す波長可
    変トランスミッタを各プロセッサ単位に設け、送信信号
    のヘッダは送信先の割り当て波長で送信され、データは
    送信元の割り当て波長で送信される、請求項１〜１２の
    いずれかに記載の光ネットワークまたは光回路基板。
20. 【請求項２０】 各プロセッサ単位のフィルタは、通常
    それ自体の割り当て周波数にチューニングされ、ヘッダ
    が来ると発信元を認識してそれに対応する波長にチュー
    ニングされ、受信が終わるとそれ自体の波長にチューニ
    ングされる、請求項１９記載の光ネットワークまたは光
    回路基板。
21. 【請求項２１】 各プロッセサ単位に割り当てられた特
    定波長の光を選択的に取り込み、各プロセッサ単位のレ
    シーバに導くチューナブルフィルタもしくは分波器を光
    線路ループに設け、割り当て波長およびヘッダ用割り当
    て波長の光信号を出す波長可変トランスミッタを各プロ
    セッサ単位に設け、送信信号のヘッダは各割り当て波長
    と異なる波長で送信され、データは送信元の割り当て波
    長で送信される、請求項１〜１２のいずれかに記載の光
    ネットワークまたは光回路基板。
22. 【請求項２２】 各プロセッサ単位のフィルタは、通常
    ヘッダ用割り当て波長の少なくとも一部を取り込むよう
    にチューニングされ、取り込んだヘッダにより発信元と
    発信先を認識し、発信先がそれ自体である場合は発信元
    に対応する波長にチューニングされ、受信が終わるとヘ
    ッダ用割り当て波長にチューニングされる、請求項２１
    記載の光ネットワークまたは光回路基板。
23. 【請求項２３】 各プロセッサ単位に割り当てられた特
    定波長の光を選択的に取り込み、各プロセッサ単位のレ
    シーバに導くチューナブルフィルタもしくは分波器を光
    線路ループに設け、割り当て波長およびヘッダ用割り当
    て波長の光信号を出す波長可変トランスミッタを各プロ
    セッサ単位に設け、送信信号のヘッダは各割り当て波長
    と異なる波長で送信され、データは送信先であるそれ自
    体の割り当て波長で送信される、請求項１〜１２のいず
    れかに記載の光ネットワークまたは光回路基板。
24. 【請求項２４】 各プロセッサ単位のフィルタは、通常
    ヘッダ用割り当て波長の少なくとも一部を取り込むよう
    にチューニングされ、取り込んだヘッダにより発信元と
    発信先を認識し、発信先がそれ自体である場合にはそれ
    に対応する波長にチューニングされ、受信が終わるとヘ
    ッダ用割り当て波長にチューニングされる、請求項２３
    記載の光ネットワークまたは光回路基板。
25. 【請求項２５】 各プロセッサ単位に対応する光線路ル
    ープを設け、これに多重用波長の光信号を出すトランス
    ミッタアレイを結合し、それぞれの光線路ループに各プ
    ロセッサ単位ごとに設けた光スイッチにより他のプロセ
    ッサ単位からの光信号を選択し、フィルタもしくは分波
    器を介して複数の波長からなる波長多重光信号を分波
    し、それぞれの波長に対応する各プロセッサ単位のレシ
    ーバアレイに結合し、所望のプロセッサ単位からの波長
    多重光信号を各単位のレシーバアレイに導き、受信す
    る、請求項１〜１２のいずれかに記載の光ネットワーク
    または光回路基板。
26. 【請求項２６】 各プロセッサ単位に対応する光線路ル
    ープを設け、これに、フィルタもしくは分波器を介して
    複数の波長からなる波長多重光信号を分波し、それぞれ
    の波長に対応する各プロセッサ単位のレシーバアレイを
    結合し、一方多重用波長の光信号を出すトランスミッタ
    アレイを各プロセッサ単位に設け、トランスミッタアレ
    イからの光信号を送信先プロセッサ単位に対応する光線
    路ループに光スイッチで合流させ、所望のプロセッサ単
    位に波長多重化された光信号を送信する、請求項１〜１
    ２のいずれかに記載の光ネットワークまたは光回路基
    板。
27. 【請求項２７】 トランスミッタ、レシーバおよび／ま
    たはチューナブルフィルタの駆動が、各プロセッサ単位
    に組み込まれまたは付加されたインターフェース回路を
    含むＬＳＩまたは基板に搭載されまたは組み込まれた駆
    動用ＬＳＩで行われる、請求項１〜２６のいずれかに記
    載の光ネットワークまたは光回路基板。
28. 【請求項２８】 信号多重化が、各プロセッサ単位に組
    み込まれまたは付加されたインターフェース回路を含む
    ＬＳＩまたは基板に搭載されまたは組み込まれた駆動用
    ＬＳＩで行われる、請求項１〜２６のいずれかに記載の
    光ネットワークまたは光回路基板。
29. 【請求項２９】 トランスミッタがＬＤを含み、光ハン
    ダ、グレーティング、ホログラム、Ｚ−軸導波路、ＳＥ
    ＬＰＩＴおよびＳＯＬＮＥＴから選ばれた方法で導波路
    との結合が行われる、請求項１〜２６のいずれかに記載
    の光ネットワークまたは光回路基板。
30. 【請求項３０】 トランスミッタが電圧で駆動される電
    気光学光スイッチまたは光変調器を含み、電気信号を光
    信号に変換し、この光信号を送信する光配線を含む、請
    求項１〜２６のいずれかに記載の光ネットワークまたは
    光回路基板。
31. 【請求項３１】 トランスミッタが電圧で駆動される電
    気光学光スイッチまたは光変調器を含み、導波路レー
    ザ、導波路光アンプなどから選ばれる光電源または光リ
    ザーバとしての光導波路の光の少なくとも一部をピック
    アップすることにより電気信号を光信号に変換し、この
    光信号を送信する光配線を含む、請求項１〜２６のいず
    れかに記載の光ネットワークまたは光回路基板。
32. 【請求項３２】 トランスミッタが、ポンピング光によ
    り発信する導波路レーザの光を電気光学光スイッチまた
    は光変調器で変調することにより電気信号を光信号に変
    換し、この光信号を送信する光配線を含む、請求項１〜
    ２６のいずれかに記載の光ネットワークまたは光回路基
    板。
33. 【請求項３３】 トランスミッタが、ＬＤの光またはフ
    ァイバまたはフレキ導波路または空間を通して導入され
    た光を電気光学光スイッチまたは光変調器で変調するこ
    とにより電気信号を光信号に変換し、この光信号を送信
    する光配線を含む、請求項１〜２６のいずれかに記載の
    光ネットワークまたは光回路基板。
34. 【請求項３４】 レシーバがＬＳＩまたは基板に形成さ
    れた受光素子または独立の受光素子を含み、光ハンダ、
    グレーティング、ホログラム、ＳＥＬＰＩＴ、ＳＯＬＮ
    ＥＴおよびＺ−軸導波路から選ばれた方法で導波路との
    結合が行われる、請求項１〜２６のいずれかに記載の光
    ネットワークまたは光回路基板。
35. 【請求項３５】 波長可変トラッスミッタがチューナブ
    ルＬＤまたはチューナブル導波路レーザである、請求項
    １６〜２４のいずれかに記載の光ネットワークまたは光
    回路基板。
36. 【請求項３６】 電気光学光スイッチまたは光変調器、
    またはチューナブルフィルタの全部または一部が電気光
    学ポリマおよび２次または３次の有機非線形光学材料か
    ら選ばれる、請求項１５〜２４または３０〜３３のいず
    れかに記載の光ネットワークまたは光回路基板。
37. 【請求項３７】 波長可変トラッスミッタが電気光学ポ
    リマおよび２次または３次の有機非線形光学材料から選
    ばれた材料を含む、請求項３５記載の光ネットワークま
    たは光回路基板。
38. 【請求項３８】 電気光学光スイッチまたは光変調器、
    またはチューナブルフィルタの全部または一部が半導体
    材料およびガラスから選ばれた材料からなる、請求項１
    ５〜２４または３０〜３３のいずれかに記載の光ネット
    ワークまたは光回路基板。
39. 【請求項３９】 波長可変トラッスミッタが半導体材料
    およびガラスから選ばれた材料を含む、請求項３５記載
    の光ネットワークまたは光回路基板。
40. 【請求項４０】 電気光学光スイッチと光変調器が、電
    圧印加で光導波路および／またはその近傍に屈折率の段
    差を生じさせ、それによる光反射を利用して動作する、
    請求項３０〜３３のいずれかに記載の光ネットワークま
    たは光回路基板。
41. 【請求項４１】 電気光学光スイッチと光変調器が、電
    圧印加でクラッドに屈折率の窓を開け、それによる光の
    漏れを利用して動作する、請求項３０〜３３のいずれか
    に記載の光ネットワークまたは光回路基板。
42. 【請求項４２】 受光素子が、導波路の上側または下側
    または導波路内部を横切る形で形成され、ａ−Ｓｉ、ポ
    リＳｉ、ポリマからなるフォトダイオード、フォトトラ
    ンジスタおよびＭＳＭディテクタから選ばれる、請求項
    ３４記載の光ネットワークまたは光回路基板。
43. 【請求項４３】 受光素子が半導体結晶からなる基板に
    形成されている、請求項３４記載の光ネットワークまた
    は光回路基板。
44. 【請求項４４】 光電源がポリマまたはガラスである、
    請求項３１記載の光ネットワークまたは光回路基板。
45. 【請求項４５】 光源が低分子結晶および／またはポリ
    マからなる有機発光素子である、請求項２９〜３３のい
    ずれかに記載の光ネットワークまたは光回路基板。
46. 【請求項４６】 発光素子が、導波路の上側、導波路の
    下側および／または導波路内部を横切る形で形成されて
    いる、請求項４５記載の光ネットワークまたは光回路基
    板。
47. 【請求項４７】 発光素子が、導波路と間隔をおいてそ
    の上側および／または下側に形成されている、請求項４
    ５記載の光ネットワークまたは光回路基板。
48. 【請求項４８】 発光素子が半導体結晶からなる基板に
    形成されている、請求項２９〜３３のいずれかに記載の
    光ネットワークまたは光回路基板。
49. 【請求項４９】 ポリマが気相成長法で形成される、請
    求項３６〜４０、４４または４５のいずれかに記載の光
    ネットワークまたは光回路基板。
50. 【請求項５０】 プロセッサ単位、光線路、光トランス
    ミッタおよびレシーバが光回路基板上に設置されてい
    る、請求項１〜３のいずれかに記載の光ネットワークま
    たは光回路基板。
51. 【請求項５１】 プロセッサ単位、光トランスミッタお
    よびレシーバが光回路基板外に設置されている、請求項
    １〜３のいずれかに記載の光ネットワークまたは光回路
    基板。
52. 【請求項５２】 プロセッサ単位、光トランスミッタお
    よびレシーバと光回路基板は光ファイバまたは光導波路
    で接続されている、請求項５１記載の光ネットワークま
    たは光回路基板。
53. 【請求項５３】 プロセッサ単位、光トランスミッタお
    よびレシーバと光回路基板との信号のやりとりは、直接
    光で行われる、請求項５２記載の光ネットワークまたは
    光回路基板。
54. 【請求項５４】 プロセッサ単位、光トランスミッタお
    よびレシーバと光回路基板との信号のやりとりは、途中
    光電変換素子を介して行われる、請求項５２記載の光ネ
    ットワーク。
55. 【請求項５５】 信号光と制御光とは波長が異なる、請
    求項１〜３または５０〜５４のいずれかに記載の光ネッ
    トワークまたは光回路基板。
56. 【請求項５６】 スイッチ制御用光と信号光を重畳し、
    制御光で信号光を切り換えることを特徴とするセルフル
    ーチング光スイッチ。
57. 【請求項５７】 非線形光学導波路の屈折率を制御光で
    変化させ、信号光を切り換える、請求項５６記載のセル
    フルーチング光スイッチ。
58. 【請求項５８】 制御光の全部または一部を光電変換素
    子で検知し、それによる電気信号で非線形光学導波路の
    屈折率を変化させ、信号光を切り換える、請求項５６記
    載のセルフルーチング光スイッチ。
59. 【請求項５９】 光スイッチが多段に設置されている、
    請求項５６〜５８のいずれかに記載のセルフルーチング
    光スイッチ。
60. 【請求項６０】 信号の衝突があった場合に、信号をメ
    モリループ側に切り換え、再び本線に戻すことを特徴と
    する光メモリ。
61. 【請求項６１】 メモリループが、光導波路または光フ
    ァイバである、請求項６０記載の光メモリ。
62. 【請求項６２】 メモリループの一部または全部に光増
    幅器が挿入されている、請求項６０記載の光メモリ。