JPH0974423A - 光バス、光データバスおよび光バス構成素子 - Google Patents
光バス、光データバスおよび光バス構成素子Info
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- JPH0974423A JPH0974423A JP7229322A JP22932295A JPH0974423A JP H0974423 A JPH0974423 A JP H0974423A JP 7229322 A JP7229322 A JP 7229322A JP 22932295 A JP22932295 A JP 22932295A JP H0974423 A JPH0974423 A JP H0974423A
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Landscapes
- Small-Scale Networks (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来、複数のノードを接続するデータバスと
しては、電気の配線を多数並列に実装し、パラレル伝送
する技術が用いられている。しかしながら、最近のコン
ピュータ、通信応用用途を考えると、バスのデータ転送
能力への要求は増大しており、これに対応する技術が必
要となってきている。また、これらのバス構成は、でき
るだけ低価格で実現することも重要となっている。そこ
で、本発明では、安価な光送受信器と簡単な光スイッチ
を用いて、バスのデータ転送能力の向上を図ると共に、
安価に構成できる光バス構成を提示することを目的とす
る。 【構成】 安価な光送信器と経路選択用の光スイッチと
複数の光スイッチ出力を殆ど損失なく集線する光集線器
と接続される光受信器とからなり、光受信器でのデータ
転送競合をさける制御を行う光データバス。
しては、電気の配線を多数並列に実装し、パラレル伝送
する技術が用いられている。しかしながら、最近のコン
ピュータ、通信応用用途を考えると、バスのデータ転送
能力への要求は増大しており、これに対応する技術が必
要となってきている。また、これらのバス構成は、でき
るだけ低価格で実現することも重要となっている。そこ
で、本発明では、安価な光送受信器と簡単な光スイッチ
を用いて、バスのデータ転送能力の向上を図ると共に、
安価に構成できる光バス構成を提示することを目的とす
る。 【構成】 安価な光送信器と経路選択用の光スイッチと
複数の光スイッチ出力を殆ど損失なく集線する光集線器
と接続される光受信器とからなり、光受信器でのデータ
転送競合をさける制御を行う光データバス。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】複数のノード間でデータ転送
を行うデータバスに関する。特に、コンピュータ内のデ
ータ通信用バス、あるいは通信用装置のバックボード配
線、架間配線等に用いられるバスに関する。
を行うデータバスに関する。特に、コンピュータ内のデ
ータ通信用バス、あるいは通信用装置のバックボード配
線、架間配線等に用いられるバスに関する。
【０００２】
【従来の技術】データを通信するためのバスは、ノード
間に対応する架間、ボード間、電気ＩＣ間を結合する論
理的なデータ転送経路を、いくつかの論理経路で共有し
て、装置内配線（物理経路数）を少なくする構成を用い
ている。ここでは、このように構成されるデータ転送経
路をバスと呼ぶ。
間に対応する架間、ボード間、電気ＩＣ間を結合する論
理的なデータ転送経路を、いくつかの論理経路で共有し
て、装置内配線（物理経路数）を少なくする構成を用い
ている。ここでは、このように構成されるデータ転送経
路をバスと呼ぶ。
【０００３】コンピュータ内においては、ＣＰＵ、メモ
リー、入出力装置を結合するために一般的にバスが用い
られており、現状の技術では、このバスとして電気配線
が用いられている。例えば、電気ＩＣ間を結合するバス
としては、ＩＣが実装されるボード上のパターン配線
が、ボード間を結合するバスとしては、バックボード上
に実装されたバックボード配線が、架間転送用には複数
の電気配線を束ねた電気配線が用いられている。
リー、入出力装置を結合するために一般的にバスが用い
られており、現状の技術では、このバスとして電気配線
が用いられている。例えば、電気ＩＣ間を結合するバス
としては、ＩＣが実装されるボード上のパターン配線
が、ボード間を結合するバスとしては、バックボード上
に実装されたバックボード配線が、架間転送用には複数
の電気配線を束ねた電気配線が用いられている。
【０００４】しかしながら、近年のコンピュータ内のＣ
ＰＵ能力の向上、動作速度の高速化に伴い、これら電気
配線で転送するデータ容量の増大が不可欠となってきて
いる。また、高性能化を図るために最近のコンピュータ
では、複数のプロセッサをコンピュータ内に実装し、バ
スあるいはネットワークで結合して並列化を図る構成の
研究・検討が盛んに行われ、バスの転送容量の拡大が大
きな課題となっている。これに対応するために、現在で
は多数の電気配線を用いてのバスの実装が行われている
が、結合装置数の増大、容量の拡大に伴い、バスドライ
バのファンアウトの限界（バス駆動能力の限界）、多数
の電気配線を実装する際に必要となるエリア（大きさ）
の問題が現れている。実際、電気配線では、現状では１
配線あたり５０Ｍｂｐｓ程度での転送が限界であるた
め、１ＧＢ／ｓ程度のバス幅（転送容量）を得るために
は、１６０本以上の電気配線が必要となる（転送には制
御線も必要であるため、データ転送以外にも電気配線が
必要となる）。
ＰＵ能力の向上、動作速度の高速化に伴い、これら電気
配線で転送するデータ容量の増大が不可欠となってきて
いる。また、高性能化を図るために最近のコンピュータ
では、複数のプロセッサをコンピュータ内に実装し、バ
スあるいはネットワークで結合して並列化を図る構成の
研究・検討が盛んに行われ、バスの転送容量の拡大が大
きな課題となっている。これに対応するために、現在で
は多数の電気配線を用いてのバスの実装が行われている
が、結合装置数の増大、容量の拡大に伴い、バスドライ
バのファンアウトの限界（バス駆動能力の限界）、多数
の電気配線を実装する際に必要となるエリア（大きさ）
の問題が現れている。実際、電気配線では、現状では１
配線あたり５０Ｍｂｐｓ程度での転送が限界であるた
め、１ＧＢ／ｓ程度のバス幅（転送容量）を得るために
は、１６０本以上の電気配線が必要となる（転送には制
御線も必要であるため、データ転送以外にも電気配線が
必要となる）。
【０００５】また、通信用装置においても交換機の要求
スループット増大、クロスコネクト装置の要求スループ
ット増大に伴い、通信装置内ボード間、あるいは通信装
置架間で転送する転送路容量の拡大への要求が高まって
きている。このような容量の拡大に対応するために、光
インターコネクションが検討され、実際通信装置内に
は、電気配線の小型化、省スペース化のためにこの光イ
ンターコネクションが用いられている。このような光イ
ンターコネクションとしては、光ファイバを伝送媒体と
して使用する技術が知られており、並列光モジュール等
が検討されている。
スループット増大、クロスコネクト装置の要求スループ
ット増大に伴い、通信装置内ボード間、あるいは通信装
置架間で転送する転送路容量の拡大への要求が高まって
きている。このような容量の拡大に対応するために、光
インターコネクションが検討され、実際通信装置内に
は、電気配線の小型化、省スペース化のためにこの光イ
ンターコネクションが用いられている。このような光イ
ンターコネクションとしては、光ファイバを伝送媒体と
して使用する技術が知られており、並列光モジュール等
が検討されている。
【０００６】しかしながら、本来、交換機やクロスコネ
クト装置等の通信用装置は、通信装置を構成するそれぞ
れの装置間でデータ転送を行う必要があるため、現状の
光インターコネクション技術を用いると、すべての装置
間に対応する転送路それぞれに光インターコネクション
を配置する必要がある。
クト装置等の通信用装置は、通信装置を構成するそれぞ
れの装置間でデータ転送を行う必要があるため、現状の
光インターコネクション技術を用いると、すべての装置
間に対応する転送路それぞれに光インターコネクション
を配置する必要がある。
【０００７】また、交換機やクロスコネクト装置は、本
来装置としてスイッチ機能を備えているため、スイッチ
機能も含めてバス構成がとれれば、バスのブロードキャ
スト−セレクト機能を用いてスイッチ機能が実現できる
ため、転送路の共有化が図れ、装置自体の大幅な削減が
期待される。しかしながら、近年の通信容量の増大に伴
い、コンピュータ内のバスと同様、このバスを電気配線
技術で実現することは困難となっている。
来装置としてスイッチ機能を備えているため、スイッチ
機能も含めてバス構成がとれれば、バスのブロードキャ
スト−セレクト機能を用いてスイッチ機能が実現できる
ため、転送路の共有化が図れ、装置自体の大幅な削減が
期待される。しかしながら、近年の通信容量の増大に伴
い、コンピュータ内のバスと同様、このバスを電気配線
技術で実現することは困難となっている。
【０００８】また、光技術を用いた光バス技術として
は、特開昭６４−１１４３１号公報にあるような波長多
重技術を用いてデータ転送路を共有する技術が検討され
ている。この技術では、同一の光伝送媒体内を、異なる
波長でデータ転送することにより、転送媒体を共有する
構成をとっている。このため、本質的に異なる波長光源
を必要とすること等によるコストの増大が生じる。ま
た、バスの機能を果たすために必要なブロードキャスト
機能を実現するために、信号光を分配するため、バスと
してのファンアウト数は、光分配あるいは光分岐による
損失によって制限される。これら２つの要因により、バ
スによって結合されるノード数は、現状では高々１０数
程度に制限されている。
は、特開昭６４−１１４３１号公報にあるような波長多
重技術を用いてデータ転送路を共有する技術が検討され
ている。この技術では、同一の光伝送媒体内を、異なる
波長でデータ転送することにより、転送媒体を共有する
構成をとっている。このため、本質的に異なる波長光源
を必要とすること等によるコストの増大が生じる。ま
た、バスの機能を果たすために必要なブロードキャスト
機能を実現するために、信号光を分配するため、バスと
してのファンアウト数は、光分配あるいは光分岐による
損失によって制限される。これら２つの要因により、バ
スによって結合されるノード数は、現状では高々１０数
程度に制限されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上述べてきたよう
に、現状の電気配線を用いた電気バスで、転送容量の拡
大に答えようとすると、構成するために大きなコストが
かかる問題、および実際に実装しようとした場合にサイ
ズ的に実装が困難となる問題がある。
に、現状の電気配線を用いた電気バスで、転送容量の拡
大に答えようとすると、構成するために大きなコストが
かかる問題、および実際に実装しようとした場合にサイ
ズ的に実装が困難となる問題がある。
【００１０】例えば、コンピュータ内のバスでは、従来
の電気バス技術で構成すると、全体的なコスト（バス駆
動能力向上に必要なコストおよび実装に必要なコス
ト）、実際の実装上の問題の２点から実現が困難となっ
ている。
の電気バス技術で構成すると、全体的なコスト（バス駆
動能力向上に必要なコストおよび実装に必要なコス
ト）、実際の実装上の問題の２点から実現が困難となっ
ている。
【００１１】また通信装置においては、装置内のデータ
転送に電気配線に代わる光インターコネクション技術が
導入されているが、装置間のポイント−ポイントのデー
タ転送を行う光インターコネクションを用いているた
め、すべての転送経路に対応した光インターコネクショ
ンが必要となる。このため、結合する装置数が増大する
と光インターコネクション数は、装置数の２乗で増大
し、実装の上で大きな問題が生じる。
転送に電気配線に代わる光インターコネクション技術が
導入されているが、装置間のポイント−ポイントのデー
タ転送を行う光インターコネクションを用いているた
め、すべての転送経路に対応した光インターコネクショ
ンが必要となる。このため、結合する装置数が増大する
と光インターコネクション数は、装置数の２乗で増大
し、実装の上で大きな問題が生じる。
【００１２】さらに、これら実装の問題を解決するため
に、光技術を用いた波長多重バスを用いると、バスに接
続できるノード数がコスト、転送路の分配損失で制限さ
れ、ノード数の増大に対応できない、あるいはバスを構
成するコストが増大する問題点があった。
に、光技術を用いた波長多重バスを用いると、バスに接
続できるノード数がコスト、転送路の分配損失で制限さ
れ、ノード数の増大に対応できない、あるいはバスを構
成するコストが増大する問題点があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
複数のノードを接続する複数の論理的経路が共用する物
理的な光データバスと、該光データバスを転送される転
送データが前記光バス上で競合しないためのバス制御用
配線で構成される光バスである。
複数のノードを接続する複数の論理的経路が共用する物
理的な光データバスと、該光データバスを転送される転
送データが前記光バス上で競合しないためのバス制御用
配線で構成される光バスである。
【００１４】本発明の第２の発明は、複数（ｎ個：ｎは
整数）のノードを接続する光データバスにおいて、ノー
ド内に、ノード内で発生した他ノードへあるいは自ノー
ドへの転送データを時間多重する時間多重回路と、該時
間多重回路出力を光信号列に変換する電気−光信号変換
器と、該電気−光信号変換器の出力する光信号列を複数
（ｎ個）の光導波路列１からｎへ選択的に接続する光ス
イッチとを含み、前記光データバスに接続される複数の
ノードから出された複数の前記光導波路列のｍ番目（ｍ
は１からｎまでの整数）を集線するｎ個の光集線器と該
光集線器の出力をｍ番目のノードへ転送する光導波路
と、転送されてきた光信号を電気信号列に変換する光−
電気変換器とで構成されることを特徴とした光データバ
スである。
整数）のノードを接続する光データバスにおいて、ノー
ド内に、ノード内で発生した他ノードへあるいは自ノー
ドへの転送データを時間多重する時間多重回路と、該時
間多重回路出力を光信号列に変換する電気−光信号変換
器と、該電気−光信号変換器の出力する光信号列を複数
（ｎ個）の光導波路列１からｎへ選択的に接続する光ス
イッチとを含み、前記光データバスに接続される複数の
ノードから出された複数の前記光導波路列のｍ番目（ｍ
は１からｎまでの整数）を集線するｎ個の光集線器と該
光集線器の出力をｍ番目のノードへ転送する光導波路
と、転送されてきた光信号を電気信号列に変換する光−
電気変換器とで構成されることを特徴とした光データバ
スである。
【００１５】本発明の第３の発明は、複数（ｎ個：ｎは
整数）のノードを接続する光データバスにおいて、ノー
ド内に、ノード内で発生した他ノードへの転送データを
時間多重する時間多重回路と、該時間多重回路出力を複
数（ｎ個）の信号経路へ選択的に接続する電気スイッチ
と、該電気スイッチのｎ個の電気出力信号を、それぞれ
光信号列に変換する電気−光信号アレイ変換器と、該電
気−光信号アレイ変換器出力を結合する複数（ｎ個）の
光導波路列１からｎを含み、前記光データバスに接続さ
れる複数のノードから出された複数の前記光導波路列の
ｍ番目（ｍは１からｎまでの整数）を集線するｎ個の光
集線器と該光集線器の出力をｍ番目のノードへ転送する
光導波路と、転送されてきた光信号を電気信号列に変換
する光−電気変換器とで構成されることを特徴とした光
データバスである。
整数）のノードを接続する光データバスにおいて、ノー
ド内に、ノード内で発生した他ノードへの転送データを
時間多重する時間多重回路と、該時間多重回路出力を複
数（ｎ個）の信号経路へ選択的に接続する電気スイッチ
と、該電気スイッチのｎ個の電気出力信号を、それぞれ
光信号列に変換する電気−光信号アレイ変換器と、該電
気−光信号アレイ変換器出力を結合する複数（ｎ個）の
光導波路列１からｎを含み、前記光データバスに接続さ
れる複数のノードから出された複数の前記光導波路列の
ｍ番目（ｍは１からｎまでの整数）を集線するｎ個の光
集線器と該光集線器の出力をｍ番目のノードへ転送する
光導波路と、転送されてきた光信号を電気信号列に変換
する光−電気変換器とで構成されることを特徴とした光
データバスである。
【００１６】本発明の第４の発明は、第３，４の発明記
載の光データバスにおいて、前記光データバスを複数並
列に用意することで、データ転送容量を増大することを
特徴とした光データバスである。
載の光データバスにおいて、前記光データバスを複数並
列に用意することで、データ転送容量を増大することを
特徴とした光データバスである。
【００１７】本発明の第５の発明は、第２、３、４の発
明記載の光データバスにおいて、光導波路を光ファイバ
で構成することを特徴とする光バスである。
明記載の光データバスにおいて、光導波路を光ファイバ
で構成することを特徴とする光バスである。
【００１８】本発明の第６の発明は、第２、３、４、５
の発明記載の光データバスにおいて、光集線器として、
複数の導波路からの出力を一つの導波路へ結合する際
に、予め入力側の複数の導波路の励振空間モードの数１
（１は１以上の整数）が、出力側の導波路の励振空間モ
ード数ｋ（ｋは整数）より小さいことを特徴とした光デ
ータバスである。
の発明記載の光データバスにおいて、光集線器として、
複数の導波路からの出力を一つの導波路へ結合する際
に、予め入力側の複数の導波路の励振空間モードの数１
（１は１以上の整数）が、出力側の導波路の励振空間モ
ード数ｋ（ｋは整数）より小さいことを特徴とした光デ
ータバスである。
【００１９】本発明の第７の発明は、複数のシングルモ
ード光ファイバから出力された信号光を１つのマルチモ
ード光ファイバへ結合する光集線器である。
ード光ファイバから出力された信号光を１つのマルチモ
ード光ファイバへ結合する光集線器である。
【００２０】
【作用】本発明の第１の発明は、複数のノードを接続す
る複数の論理的経路、複数の光送信器と１つの光受信器
を接続する物理的な光ファイバと、この光ファイバを転
送される光信号が、受信器側で競合しないための制御信
号線を別に有する。このように構成することで、光バス
をハード的に共有でき、かつ光送受信間競合を抑えるこ
とができる。
る複数の論理的経路、複数の光送信器と１つの光受信器
を接続する物理的な光ファイバと、この光ファイバを転
送される光信号が、受信器側で競合しないための制御信
号線を別に有する。このように構成することで、光バス
をハード的に共有でき、かつ光送受信間競合を抑えるこ
とができる。
【００２１】本発明の第２の発明は、複数のノードから
発生した信号を時間多重することで光信号出力数を削減
し、かつこの光信号出力を複数の受信器に転送する際、
まず、転送先光受信器を選択する１＊ｎの光スイッチを
含み、この光スイッチが選択した光受信器のみに光信号
出力が転送される光バス構成である。
発生した信号を時間多重することで光信号出力数を削減
し、かつこの光信号出力を複数の受信器に転送する際、
まず、転送先光受信器を選択する１＊ｎの光スイッチを
含み、この光スイッチが選択した光受信器のみに光信号
出力が転送される光バス構成である。
【００２２】また、複数のノードから同時に１つの受信
器へデータが転送されると、受信側での混信が生じるた
め、これを避けるために本発明の第１の発明で示した制
御信号線を有し、この競合を制御することができる。
器へデータが転送されると、受信側での混信が生じるた
め、これを避けるために本発明の第１の発明で示した制
御信号線を有し、この競合を制御することができる。
【００２３】このような構成にすることで、全体のバス
自体のサイズの削減、従来のバスに比較してコストの大
幅な削減が可能となる。
自体のサイズの削減、従来のバスに比較してコストの大
幅な削減が可能となる。
【００２４】本発明の第３の発明は、第２の発明の受信
側を選択する光スイッチの代わりに、光送信器を受信器
の数だけ用意し、この光送信器を電気の１＊ｎスイッチ
で選択する構成の光バスである。
側を選択する光スイッチの代わりに、光送信器を受信器
の数だけ用意し、この光送信器を電気の１＊ｎスイッチ
で選択する構成の光バスである。
【００２５】この構成では、光送信器が複数必要となる
が、例えばアレイ型の光送信モジュール等を用いれば、
従来の電気スイッチとの併用で光バスが構成できる。
が、例えばアレイ型の光送信モジュール等を用いれば、
従来の電気スイッチとの併用で光バスが構成できる。
【００２６】本発明の第４の発明は、光送信器のデータ
転送能力を向上させる方法として、複数のバスを空間的
に多重するものである。
転送能力を向上させる方法として、複数のバスを空間的
に多重するものである。
【００２７】本発明の第５の発明は、光導波路を光ファ
イバとすることで、実装のフレキシビリティを向上させ
るものである。
イバとすることで、実装のフレキシビリティを向上させ
るものである。
【００２８】本発明の第６、７の発明は、本発明の光送
信器と光受信器を接続する光導波路として、複数の光送
信器からの出力を損失を小さくして光受信器へ接続する
ことができる構成を与えるものである。
信器と光受信器を接続する光導波路として、複数の光送
信器からの出力を損失を小さくして光受信器へ接続する
ことができる構成を与えるものである。
【００２９】ここで、用いている技術は、複数の励振モ
ード数の少ない光導波路を１つの励振モード数の多い光
導波路へ導く場合には、励振モード毎に導波させること
ができるので、ほぼ損失なしの結合が可能であることを
用いている。従来、特開平１−２６４３２３号公報に記
述されているように、シングルモード（励振モード数
１）の光ファイバとマルチモード（励振数が複数）の光
ファイバの結合が、ほぼ損失ゼロで接続されることは用
いられているが、複数のシングルモードファイバ（励振
モード数の少ない光ファイバ）の出力をマルチモード光
ファイバ（励振モード数の多い光ファイバ）へ接続する
ことで、接続損を削減することは知られていなかった。
ード数の少ない光導波路を１つの励振モード数の多い光
導波路へ導く場合には、励振モード毎に導波させること
ができるので、ほぼ損失なしの結合が可能であることを
用いている。従来、特開平１−２６４３２３号公報に記
述されているように、シングルモード（励振モード数
１）の光ファイバとマルチモード（励振数が複数）の光
ファイバの結合が、ほぼ損失ゼロで接続されることは用
いられているが、複数のシングルモードファイバ（励振
モード数の少ない光ファイバ）の出力をマルチモード光
ファイバ（励振モード数の多い光ファイバ）へ接続する
ことで、接続損を削減することは知られていなかった。
【００３０】このような構成を取ることで、光送信器出
力を光受信器へ導く際に従来用いられてきた光カップラ
等の光導波路損（ｎ＊１カップラでは、送信に対してほ
ぼ同等に結合すると１／ｎ倍になる）を削減し、理想的
に零とできることになる。このため、従来光送受信間の
損失限界で決定されていたノード数（光バスに接続でき
る光送受信器の数）の限界をなくし、理論的には無限に
拡大できる技術を提供できる。
力を光受信器へ導く際に従来用いられてきた光カップラ
等の光導波路損（ｎ＊１カップラでは、送信に対してほ
ぼ同等に結合すると１／ｎ倍になる）を削減し、理想的
に零とできることになる。このため、従来光送受信間の
損失限界で決定されていたノード数（光バスに接続でき
る光送受信器の数）の限界をなくし、理論的には無限に
拡大できる技術を提供できる。
【００３１】
（実施例１）本発明の第１の実施例の構成図を図１に示
す。
す。
【００３２】複数のノード５０１，５０２，５０３は、
光データバス２００１に接続されており、それぞれのノ
ード５０１，５０２，５０３で発生した信号は、それぞ
れ時間多重回路１、２、３で時間多重されて４Ｇｂ／ｓ
の信号にされ、光信号列に変換する光送信器１１、１
２、１３に入力されている。ここで、この光送信器に
は、１．３ミクロンの波長で光を出力する低価格なファ
ブリ−ペロレーザを用いた。この光送信器の出力は、そ
れぞれの光出力を８分する光分岐器１５１とその分岐器
のそれぞれに光増幅器ゲート１５２（光増幅器に注入電
流を注入すると信号を通過させ、注入電流を遮断すると
信号を通過させない動作を行う）が集積化された１＊８
の光スイッチ（構成図を図３に示す。）２１、２２、２
３へ接続され、光スイッチ２１、２２、２３は、８芯の
光ファイバアレイ３１、３２、３３へ接続されている。
これら８芯の光ファイバアレイは、１芯目、２芯目、・
・・毎に束ねられ、光集線器である光ファイバカップラ
４１、４２、４３で集線され、集線器４１の出力は光フ
ァイバ６０１を通じてノード５０１の光受信器５１へ、
集線器４２の出力は光ファイバ６０２を通じてノード５
０２の光受信器５２へと、接続されている。本実施例で
は、まず、光ファイバアレイ３１、３２、３３、光ファ
イバ６０１、６０２、としてシングルモードファイバ
を、集線器４１、４２には、シングルモード光ファイバ
カップラを用いている。このため、集線器４１では、信
号パワーは約１／８に減衰して光ファイバ６０１に入力
される。また、これら光受信器５１、５２、５３の出力
は、時間分離器６１、６２、６３により送信信号に対応
するように時間分離され、受信信号２０１、２０２、２
０３と変換される。また、それぞれのノードは、データ
を送信する際に、光バス制御用信号を発生する制御信号
発生器３０１、３０２、３０３とこれに接続されるアー
ビタ１００１を用いている。光バス上でのデータ転送の
競合を制御している。
光データバス２００１に接続されており、それぞれのノ
ード５０１，５０２，５０３で発生した信号は、それぞ
れ時間多重回路１、２、３で時間多重されて４Ｇｂ／ｓ
の信号にされ、光信号列に変換する光送信器１１、１
２、１３に入力されている。ここで、この光送信器に
は、１．３ミクロンの波長で光を出力する低価格なファ
ブリ−ペロレーザを用いた。この光送信器の出力は、そ
れぞれの光出力を８分する光分岐器１５１とその分岐器
のそれぞれに光増幅器ゲート１５２（光増幅器に注入電
流を注入すると信号を通過させ、注入電流を遮断すると
信号を通過させない動作を行う）が集積化された１＊８
の光スイッチ（構成図を図３に示す。）２１、２２、２
３へ接続され、光スイッチ２１、２２、２３は、８芯の
光ファイバアレイ３１、３２、３３へ接続されている。
これら８芯の光ファイバアレイは、１芯目、２芯目、・
・・毎に束ねられ、光集線器である光ファイバカップラ
４１、４２、４３で集線され、集線器４１の出力は光フ
ァイバ６０１を通じてノード５０１の光受信器５１へ、
集線器４２の出力は光ファイバ６０２を通じてノード５
０２の光受信器５２へと、接続されている。本実施例で
は、まず、光ファイバアレイ３１、３２、３３、光ファ
イバ６０１、６０２、としてシングルモードファイバ
を、集線器４１、４２には、シングルモード光ファイバ
カップラを用いている。このため、集線器４１では、信
号パワーは約１／８に減衰して光ファイバ６０１に入力
される。また、これら光受信器５１、５２、５３の出力
は、時間分離器６１、６２、６３により送信信号に対応
するように時間分離され、受信信号２０１、２０２、２
０３と変換される。また、それぞれのノードは、データ
を送信する際に、光バス制御用信号を発生する制御信号
発生器３０１、３０２、３０３とこれに接続されるアー
ビタ１００１を用いている。光バス上でのデータ転送の
競合を制御している。
【００３３】次に本実施例の具体的な動作について説明
する。
する。
【００３４】先に構成で説明したように、それぞれのノ
ード５０１、５０２、５０３は光バス２００１を通じて
接続されており、この光バス２００１を通じてデータの
転送を行う。例えば、ノード５０１がデータ１０１をノ
ード５０２に転送する動作を説明する。ノード５０１で
は、まず制御信号発生器３０１を通じてアービタ１００
１に転送先ノードであるノード５０２の光受信器の空き
状態を確認する。もし、ノード５０２の光受信器が他ノ
ードとのデータ転送を行っている場合には、アービタは
この情報を制御信号発生器３０１にフィードバックして
転送を一時的に停止させ、光バス２００１上での競合を
回避する制御を行う。もしノード５０２の光受信器が空
き状態であれば、アービタは制御信号発生器３０１に転
送許可を行い、データは時間多重器１で時間多重された
後に光送信器１１で１．３ミクロン光信号に変換され、
光スイッチ２１に入力される。光スイッチは、ノード５
０２に接続される光ゲートのみに注入電流を加えて光信
号を通過させる。ここでは、光ファイバアレイ３１の２
芯目にのみ光信号を導入する。この際、光送信器１１か
らの出力光が、光スイッチで遮断されないように、光送
信器と光スイッチは同期して動作させている。本構成で
は、光送信器と光スイッチが同一ノード内（本実施例で
は同一ボード上）に設置されているので、同期状態は数
１０ｐｓ以下の精度で調整が容易にできた。この信号
は、集線器４２に入力された後に光ファイバ６０２に入
力され、ノード５０２の光受信器５２へと導かれる。以
上のような動作を行うことで、光バス上でのデータ転送
競合を回避してデータ転送ができる。また、転送終了後
には、制御信号発生器３０１は、アービタ１００１に対
して、信号転送終了を伝達し、ノード５０２の空き状態
を伝達する。
ード５０１、５０２、５０３は光バス２００１を通じて
接続されており、この光バス２００１を通じてデータの
転送を行う。例えば、ノード５０１がデータ１０１をノ
ード５０２に転送する動作を説明する。ノード５０１で
は、まず制御信号発生器３０１を通じてアービタ１００
１に転送先ノードであるノード５０２の光受信器の空き
状態を確認する。もし、ノード５０２の光受信器が他ノ
ードとのデータ転送を行っている場合には、アービタは
この情報を制御信号発生器３０１にフィードバックして
転送を一時的に停止させ、光バス２００１上での競合を
回避する制御を行う。もしノード５０２の光受信器が空
き状態であれば、アービタは制御信号発生器３０１に転
送許可を行い、データは時間多重器１で時間多重された
後に光送信器１１で１．３ミクロン光信号に変換され、
光スイッチ２１に入力される。光スイッチは、ノード５
０２に接続される光ゲートのみに注入電流を加えて光信
号を通過させる。ここでは、光ファイバアレイ３１の２
芯目にのみ光信号を導入する。この際、光送信器１１か
らの出力光が、光スイッチで遮断されないように、光送
信器と光スイッチは同期して動作させている。本構成で
は、光送信器と光スイッチが同一ノード内（本実施例で
は同一ボード上）に設置されているので、同期状態は数
１０ｐｓ以下の精度で調整が容易にできた。この信号
は、集線器４２に入力された後に光ファイバ６０２に入
力され、ノード５０２の光受信器５２へと導かれる。以
上のような動作を行うことで、光バス上でのデータ転送
競合を回避してデータ転送ができる。また、転送終了後
には、制御信号発生器３０１は、アービタ１００１に対
して、信号転送終了を伝達し、ノード５０２の空き状態
を伝達する。
【００３５】さらに、本実施例では、他の受信器の空き
状態が確認されれば、ノード５０１からノード５０２へ
のデータ転送と同時に複数の受信器に向かって、光スイ
ッチの複数の光ゲートを透過状態にすることで、マルチ
キャスト動作させることもできた。また、このノード５
０１からノード５０２へのデータ転送と同時に、ノード
５０２からノード５０３への転送がアービタでの競合制
御を用いて行うことができ、全体としてバスのデータ転
送容量の拡大も実現できた。
状態が確認されれば、ノード５０１からノード５０２へ
のデータ転送と同時に複数の受信器に向かって、光スイ
ッチの複数の光ゲートを透過状態にすることで、マルチ
キャスト動作させることもできた。また、このノード５
０１からノード５０２へのデータ転送と同時に、ノード
５０２からノード５０３への転送がアービタでの競合制
御を用いて行うことができ、全体としてバスのデータ転
送容量の拡大も実現できた。
【００３６】以上のように本実施例を用いると、従来の
電気技術では実現の困難であった大容量のデータ転送を
ファブリ−ペロレーザのような低価格の光素子を用いて
実現することができた。また、光スイッチを用いて従来
のポイント−ポイント通信をベースにした光インターコ
ネクションに比較して結合光ファイバ配線数を大幅に削
減できた。
電気技術では実現の困難であった大容量のデータ転送を
ファブリ−ペロレーザのような低価格の光素子を用いて
実現することができた。また、光スイッチを用いて従来
のポイント−ポイント通信をベースにした光インターコ
ネクションに比較して結合光ファイバ配線数を大幅に削
減できた。
【００３７】（実施例２）次に、第２の実施例として、
本発明の第１の実施例に本発明の第６、７の発明を適用
した場合に関して説明する。
本発明の第１の実施例に本発明の第６、７の発明を適用
した場合に関して説明する。
【００３８】構成は、図１と同じであるが、集線器４
１、４２として光ファイバ３１、３２、３３をモード数
の小さい（モード数１）であるシングルモードファイ
バ、光ファイバ６０２、６０３としてマルチモードファ
イバ（モード数複数）を用いている点のみが第１の実施
例と異なる。構成図を図４に示した。
１、４２として光ファイバ３１、３２、３３をモード数
の小さい（モード数１）であるシングルモードファイ
バ、光ファイバ６０２、６０３としてマルチモードファ
イバ（モード数複数）を用いている点のみが第１の実施
例と異なる。構成図を図４に示した。
【００３９】このような構成にすることにより、第１の
実施例で説明した集線器４１、４２の損失約１／８は、
ほぼなくすことができた。本実施例でも、集線器での損
失は１ｄＢ以下となった。
実施例で説明した集線器４１、４２の損失約１／８は、
ほぼなくすことができた。本実施例でも、集線器での損
失は１ｄＢ以下となった。
【００４０】以上のことから、第１の実施例では、光バ
スに接続されたノード数の増加とともに、集線器での損
失が大きくなり、光バスに収容できるノード数に制限が
現れたが、本実施例ではノード数を増加させても集線器
での損失に変化が現れず、光バスに接続できるノード数
制限が解消され、ノード数を１６にも３２にも拡張する
ことができた。
スに接続されたノード数の増加とともに、集線器での損
失が大きくなり、光バスに収容できるノード数に制限が
現れたが、本実施例ではノード数を増加させても集線器
での損失に変化が現れず、光バスに接続できるノード数
制限が解消され、ノード数を１６にも３２にも拡張する
ことができた。
【００４１】（実施例３）次に、第３の実施例として、
本発明の第３の発明を適用した場合に関して説明する。
本発明の第３の発明を適用した場合に関して説明する。
【００４２】本実施例が、第１の実施例と異なる点は、
時間多重器１、２、３の出力を、１：８の電気のスイッ
チ１１１、１１２、１１３に入力し、この電気スイッチ
出力を用いてレーザアレイモジュール１２１、１２２、
１２３を変調して信号を得ている点である。ここでは、
光スイッチを用いる代わりに、電気のスイッチで光送信
器を選択して、光送信信号をつくり、これらからの出力
を光バス２００１へ導入して受信ノードとのデータ転送
を行う動作を行っている。動作に関しては、第１の実施
例と同様であるので省略する。
時間多重器１、２、３の出力を、１：８の電気のスイッ
チ１１１、１１２、１１３に入力し、この電気スイッチ
出力を用いてレーザアレイモジュール１２１、１２２、
１２３を変調して信号を得ている点である。ここでは、
光スイッチを用いる代わりに、電気のスイッチで光送信
器を選択して、光送信信号をつくり、これらからの出力
を光バス２００１へ導入して受信ノードとのデータ転送
を行う動作を行っている。動作に関しては、第１の実施
例と同様であるので省略する。
【００４３】（本発明の変形例）本発明の第１の実施例
には他にもいろいろな変形例が存在する。
には他にもいろいろな変形例が存在する。
【００４４】光データバス自体は光ファイバで構成され
るとは限らず、光導波路で構成され、例えばバックボー
ド配線のような形状を取っても構わない。また、時間多
重された信号のデータレートは、４Ｇｂ／ｓに限らず１
Ｇｂ／ｓでも１０Ｇｂ／ｓでもまたこれ以上、これ以下
であっても構わない。光送信器の構成も、１．３ミクロ
ンのファブリ−ペロレートに限らず、波長は１．５ミク
ロンでも０．８ミクロンでも長波でも短波でも構わない
し、レーザ構成もファブリ−ペロレーザのようなマルチ
モードレーザに限らず分布帰還型レーザのようなシング
ルモードレーザでも構わない。転送容量が不足する場合
には、複数の時間多重器、光送信器、光スイッチ、光バ
スを用いることで対応することもできる。また変調方式
も、注入電流を直接変調する方式でも、外部変調器を用
いて変調する方式でも構わない。光スイッチとしては、
光分岐と光ゲートを集積化した光スイッチに限らず、リ
チウムナイオベートのスイッチでも、また、集積化して
いない複数のスイッチを組み合わせて、この機能を実現
しても構わない。また、本実施例では、簡単なバスの競
合制御を用いたが、この他にも受信器での競合状態を受
信器自体に問い合わせるあるいは、受信器が空き状態に
なったときに受信器が空き状態をアービタに伝達する制
御方法等の制御も考えられる。
るとは限らず、光導波路で構成され、例えばバックボー
ド配線のような形状を取っても構わない。また、時間多
重された信号のデータレートは、４Ｇｂ／ｓに限らず１
Ｇｂ／ｓでも１０Ｇｂ／ｓでもまたこれ以上、これ以下
であっても構わない。光送信器の構成も、１．３ミクロ
ンのファブリ−ペロレートに限らず、波長は１．５ミク
ロンでも０．８ミクロンでも長波でも短波でも構わない
し、レーザ構成もファブリ−ペロレーザのようなマルチ
モードレーザに限らず分布帰還型レーザのようなシング
ルモードレーザでも構わない。転送容量が不足する場合
には、複数の時間多重器、光送信器、光スイッチ、光バ
スを用いることで対応することもできる。また変調方式
も、注入電流を直接変調する方式でも、外部変調器を用
いて変調する方式でも構わない。光スイッチとしては、
光分岐と光ゲートを集積化した光スイッチに限らず、リ
チウムナイオベートのスイッチでも、また、集積化して
いない複数のスイッチを組み合わせて、この機能を実現
しても構わない。また、本実施例では、簡単なバスの競
合制御を用いたが、この他にも受信器での競合状態を受
信器自体に問い合わせるあるいは、受信器が空き状態に
なったときに受信器が空き状態をアービタに伝達する制
御方法等の制御も考えられる。
【００４５】また本実施例では、光送信器と光スイッチ
の同期を取りやすくするため、これらの２素子を同一ノ
ード内に実装したが、構成が本実施例と同じであれば、
必ずしも光送信器と光スイッチを同一ノード内に実装せ
ずに、それぞれのノードのスイッチを統合して設置する
ことも可能である。
の同期を取りやすくするため、これらの２素子を同一ノ
ード内に実装したが、構成が本実施例と同じであれば、
必ずしも光送信器と光スイッチを同一ノード内に実装せ
ずに、それぞれのノードのスイッチを統合して設置する
ことも可能である。
【００４６】本発明の第２の実施例にも第１の実施例と
同じ変形例が存在する。
同じ変形例が存在する。
【００４７】また、本実施例においては、光集線器とし
て複数のシングルモード光ファイバを１本のマルチモー
ド光ファイバへ結合する集線器を用いたが、複数のマル
チモード光ファイバをさらにモード数の多い光ファイバ
へ結合する光集線器を用いることもできる。また、接続
されるノードの数も本実施例で示した８，１６，３２に
限らず、これ以下の３でもあるいはこれ以上の５０で
も、またこれ以下これ以上のどのようなノード数にも対
応できる。
て複数のシングルモード光ファイバを１本のマルチモー
ド光ファイバへ結合する集線器を用いたが、複数のマル
チモード光ファイバをさらにモード数の多い光ファイバ
へ結合する光集線器を用いることもできる。また、接続
されるノードの数も本実施例で示した８，１６，３２に
限らず、これ以下の３でもあるいはこれ以上の５０で
も、またこれ以下これ以上のどのようなノード数にも対
応できる。
【００４８】本発明の第３の実施例に関しても、第１、
第２の実施例と同様の変形例が存在する。
第２の実施例と同様の変形例が存在する。
【００４９】
【発明の効果】本発明を用いるより、現状の電気配線を
用いた電気バスで、転送容量の拡大に答えようとする
と、構成するために大きなコストがかかる問題、および
実際に実装しようとした場合にサイズ的に実装が困難と
なる問題が解決できた。また例えば、コンピュータ内の
バスでは、従来の電気バス技術で構成すると、全体的な
コスト（バス駆動能力向上に必要なコストおよび実装に
必要なコスト）、実際の実装上の問題に関しての解決策
を与えた。
用いた電気バスで、転送容量の拡大に答えようとする
と、構成するために大きなコストがかかる問題、および
実際に実装しようとした場合にサイズ的に実装が困難と
なる問題が解決できた。また例えば、コンピュータ内の
バスでは、従来の電気バス技術で構成すると、全体的な
コスト（バス駆動能力向上に必要なコストおよび実装に
必要なコスト）、実際の実装上の問題に関しての解決策
を与えた。
【００５０】また通信装置においては、装置内のデータ
転送に電気配線に代わる光インターコネクション技術が
導入されているが、装置間のポイント−ポイントのデー
タ転送を行う光インターコネクションを用いているた
め、すべての転送経路に対応した光インターコネクショ
ンが必要となる。このため、結合する装置数が増大する
と光インターコネクション数を削減する解決策を与え
た。
転送に電気配線に代わる光インターコネクション技術が
導入されているが、装置間のポイント−ポイントのデー
タ転送を行う光インターコネクションを用いているた
め、すべての転送経路に対応した光インターコネクショ
ンが必要となる。このため、結合する装置数が増大する
と光インターコネクション数を削減する解決策を与え
た。
【００５１】さらに、これら実装の問題を解決するため
に、光技術を用いた波長多重バスを用いると、バスに接
続できるノード数がコスト、転送路の分配損失で制限さ
れ、ノード数の増大に対応できない、あるいはバスを構
成するコストが増大する問題への解決策も与えた。
に、光技術を用いた波長多重バスを用いると、バスに接
続できるノード数がコスト、転送路の分配損失で制限さ
れ、ノード数の増大に対応できない、あるいはバスを構
成するコストが増大する問題への解決策も与えた。
【図１】本発明の第１の実施例の構成図。
【図２】本発明の第２の実施例の構成図。
【図３】１＊８光スイッチの構成図。
【図４】本発明の第２の実施例で用いた光集線器の構
成。
成。
１、２、３ 時間多重器 １１、１２、１３ 光送信器 ２１、２２、２３ 光スイッチ ３１、３２、３３ 光ファイバアレイ ４１、４２、４３ 光集線器 ５１、５２、５３ 光受信器 ６１、６２、６３ 時間分離器 １０１、１０２、１０３ 送信信号 ２０１、２０２、２０３ 受信信号 ３０１、３０２、３０３ 制御信号発生器 ５０１、５０２、５０３ ノード １００１ アービタ ２００１ 光バス １１１、１１２、１１３ 電気スイッチ １２１、１２２、１２３ レーザアレイモジュール
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｕ
Claims (7)
- 【請求項１】複数のノードを接続する複数の論理的経路
が共用する物理的な光データバスと、該光データバスを
転送される転送データが前記光バス上で競合しないため
のバス制御用配線で構成されることを特徴とする光バ
ス。 - 【請求項２】複数（ｎ個：ｎは整数）のノードを接続す
る光データバスにおいて、ノード内に、ノード内で発生
した他ノードへあるいは自ノードへの転送データを時間
多重する時間多重回路と、該時間多重回路出力を光信号
列に変換する電気−光信号変換器と、該電気−光信号変
換器の出力する光信号列を複数（ｎ個）の光導波路列１
からｎへ選択的に接続する光スイッチとを含み、前記光
データバスに接続される複数のノードから出された複数
の前記光導波路列のｍ番目（ｍは１からｎまでの整数）
を集線するｎ個の光集線器と該光集線器の出力をｍ番目
のノードへ転送する光導波路と、転送されてきた光信号
を電気信号列に変換する光−電気変換器とで構成される
ことを特徴とする光データバス。 - 【請求項３】複数（ｎ個：ｎは整数）のノードを接続す
る光データバスにおいて、ノード内に、ノード内で発生
した他ノードへの転送データを時間多重する時間多重回
路と、該時間多重回路出力を複数（ｎ個）の信号経路へ
選択的に接続する電気スイッチと、該電気スイッチのｎ
個の電気出力信号を、それぞれ光信号列に変換する電気
−光信号アレイ変換器と、該電気−光信号アレイ変換器
出力を結合する複数（ｎ個）の光導波路列１からｎを含
み、前記光データバスに接続される複数のノードから出
された複数の前記光導波路列のｍ番目（ｍは１からｎま
での整数）を集線するｎ個の光集線器と該光集線器の出
力をｍ番目のノードへ転送する光導波路と、転送されて
きた光信号を電気信号列に変換する光−電気変換器とで
構成されることを特徴とする光データバス。 - 【請求項４】請求項３または請求項４記載の光データバ
スにおいて、前記光データバスを複数並列に用意するこ
とで、データ転送容量を増大することを特徴とする光デ
ータバス。 - 【請求項５】請求項２または請求項３または請求項４記
載の光データバスにおいて、光導波路を光ファイバで構
成することを特徴とする光バス。 - 【請求項６】請求項２、３、４または５記載の光データ
バスにおいて、光集線器として、複数の導波路からの出
力を一つの導波路へ結合する際に、予め入力側の複数の
導波路の励振空間モードの数１（１は１以上の整数）
が、出力側の導波路の励振空間モード数ｋ（ｋは整数）
より小さいことを特徴とする光データバス。 - 【請求項７】複数のシングルモード光ファイバから出力
された信号光を１つのマルチモード光ファイバへ結合す
る光集線器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7229322A JP2833536B2 (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 光バスおよび光バス構成素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7229322A JP2833536B2 (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 光バスおよび光バス構成素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10172342A Division JPH10341207A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 光集線器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0974423A true JPH0974423A (ja) | 1997-03-18 |
| JP2833536B2 JP2833536B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=16890337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7229322A Expired - Fee Related JP2833536B2 (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 光バスおよび光バス構成素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833536B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006157359A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Fujitsu Ltd | 光伝送装置、光自動接続方法および光自動接続プログラム |
| US7113701B2 (en) | 1999-08-25 | 2006-09-26 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical packet routing network system based on optical label switching technique |
| JP2009224951A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光結合システム |
| RU2690032C2 (ru) * | 2014-11-05 | 2019-05-30 | Зе Боинг Компани | Конструкция и реализации системы для коробки с шиной данных ("data bus-in-a-box") |
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| JPH02144506A (ja) * | 1988-11-26 | 1990-06-04 | Mitsubishi Electric Corp | スター形光伝送方式 |
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| JPH04225115A (ja) * | 1990-04-06 | 1992-08-14 | Litton Syst Inc | 集積光学減相関器 |
-
1995
- 1995-09-06 JP JP7229322A patent/JP2833536B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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