光時空間変換に基づく超高速光信号処理による全光パケットルーティングの基礎研究

• 研究課題/領域番号: 16686026
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 通信・ネットワーク工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小西 毅 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90283720)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円); 2005年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円); 2004年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
• キーワード: 光時空間変換 / 超高速光信号処理 / パケットスイッチング / 光ラベル認識

研究概要

本研究の目的は、次世代のフォトニックネットワークにおける基本的なパケット転送処理を並列処理のアプローチから全光で行う技術を実現することである。パケットは、信号の行き先を指定するアドレス(ラベル)と信号部分であるペイロードから構成される。具体的には、超高速パケット転送のために必要なラベル認識、経路スイッチング、信号再生を統合した超高速全光パケットルーティング処理の並列処理アーキテクチャによる実現を目指している。最終年度である本年度は、研究成果をまとめるにあたり、処理機能の品質評価を中心に下記の項目に対して検討を行った。
1)経路スイッチング機能
これまで研究を行ってきた超高速光アナログ/ディジタル変換の構成要素であるファイバ内の自己周波数シフトを用いた光マルチ閾値処理を中心に実際の光通信で用いられる10Gbpsの信号を用いた品質評価を行った。その結果、非常に開口のクリアに開いたアイパターンが得られ、処理の品質の高さを確認した。さらに、ビットエラーレートを計測することにより、最終的にエラーフリーの実験結果を得ることに成功した。
2)パケット信号再生機能
空間フィルタリングを用いた光符号化処理を中心に検討を行った。入力信号に応じて符号を付け替える符号変換機能の基本機能を検討した。基本実験として、入力信号(元信号)を認識し、その信号に対応した出力強度(新しい符号)に変換する実験を行い、良好な結果を得た。
3)ラベル抽出処理機能
ラベル認識技術を応用した信号処理による抽出と超高速スイッチングによる抽出を運用する際に信号を一時待機させることが必要であることを念頭に、光バッファメモリの検討を進めた。その結果、時空間変換を用いた方法により、2ピコ秒間隔のビット信号の超高速記録が可能であることを実験的に確認した。

研究成果

• [雑誌論文] All-optical digital-to-analog conversion using pulse pattern recognition based on optical correlation processing (2005)
  • 著者名/発表者名: Nishitani T, Konishi T, Furukawa H, et al.
  • 雑誌名: OPTICS EXPRESS 13・25 ページ: 10310-10315
• [雑誌論文] Discrimination of all types of 4-bit optical code by optical time-gating and designed label recognition filter in label recognition using optical correlation (2005)
  • 著者名/発表者名: Furukawa H, Konishi T, Itoh K, et al.
  • 雑誌名: IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E88B・10 ページ: 3841-3847
• [雑誌論文] Integration of a proposed all-optical analog-to-digital converter using self-frequency shifting in fiber and a pulse-shaping technique (2005)
  • 著者名/発表者名: Nishitani T, Konishi T, Itoh K
  • 雑誌名: OPTICAL REVIEW 12・3 ページ: 237-241
  • NAID: 10015671580
• [雑誌論文] Design of a label recognition filter for crosstalk suppression in a label recognition unit using optical correlation assuming the assistance of optical time-gating (2005)
  • 著者名/発表者名: Furukawa H, Konishi T, Itoh K
  • 雑誌名: OPTICAL REVIEW 12・3 ページ: 242-246
  • NAID: 10015671595
• [雑誌論文] Suppression of crosstalk in header recognition based on optical correlation using multiple-object discriminant filter (2004)
  • 著者名/発表者名: H.FURUKAWA, T.KONISHI, Y.Oshita, W.YU, K.Itoh, Y.Ichioka
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 43 ページ: 7065-7065
  • NAID: 10013745456
• [雑誌論文] Optical label recognition using additional pre-spread coding (2004)
  • 著者名/発表者名: H.FURUKAWA, T.KONISHI, K.ITOH
  • 雑誌名: Electronics Letters 40 ページ: 1440-1440
• [産業財産権] 光パケット交換機及び光パケット交換方法 (2004)
  • 発明者名: 小西 毅, 伊東 一良, 古川 英昭, 後藤 洋臣
  • 権利者名: 国立大学法人大阪大学
  • 産業財産権番号: 2004-272433
  • 出願年月日: 2004-09-17