CN107257263A - 节点 - Google Patents

节点 Download PDF

Info

Publication number
CN107257263A
CN107257263A CN201710416335.5A CN201710416335A CN107257263A CN 107257263 A CN107257263 A CN 107257263A CN 201710416335 A CN201710416335 A CN 201710416335A CN 107257263 A CN107257263 A CN 107257263A
Authority
CN
China
Prior art keywords
node
time
ring
time slot
wavelength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710416335.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107257263B (zh
Inventor
服部恭太
君岛直树
中川雅弘
片山胜
三泽明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Publication of CN107257263A publication Critical patent/CN107257263A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107257263B publication Critical patent/CN107257263B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0647—Synchronisation among TDM nodes
    • H04J3/065—Synchronisation among TDM nodes using timestamps
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
    • H04J14/0254—Optical medium access
    • H04J14/0256—Optical medium access at the optical channel layer
    • H04J14/0257—Wavelength assignment algorithms
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
    • H04J14/0254—Optical medium access
    • H04J14/0267—Optical signaling or routing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0278—WDM optical network architectures
    • H04J14/0286—WDM hierarchical architectures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/08—Time-division multiplex systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0652—Synchronisation among time division multiple access [TDMA] nodes, e.g. time triggered protocol [TTP]
    • H04J3/0655—Synchronisation among time division multiple access [TDMA] nodes, e.g. time triggered protocol [TTP] using timestamps
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/08—Intermediate station arrangements, e.g. for branching, for tapping-off
    • H04J3/085—Intermediate station arrangements, e.g. for branching, for tapping-off for ring networks, e.g. SDH/SONET rings, self-healing rings, meashed SDH/SONET networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0278—WDM optical network architectures
    • H04J14/0283—WDM ring architectures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0278—WDM optical network architectures
    • H04J14/0284—WDM mesh architectures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0033—Construction using time division switching
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0037—Operation
    • H04Q2011/0045—Synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0037—Operation
    • H04Q2011/005—Arbitration and scheduling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0062—Network aspects
    • H04Q2011/0086—Network resource allocation, dimensioning or optimisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2213/00—Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/1301—Optical transmission, optical switches

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)

Abstract

光网络系统能够不依赖于波长数地增加节点数，光网络系统包括主节点(101A)以及多个光开关节点(101B～101D)，主节点(101A)将任意波长的波长路径划分为一定时间的时隙，并且将时隙分配给各个光开关节点(101B～101D)，各个光开关节点(101A～101B)基于从主节点(101A)发布的信息，取得时隙的同步，来进行数据的收发或路线切换。

Description

节点
本申请是申请日为2013年6月13日、申请号为201380031284.4(国际申请号为PCT/JP2013/066350)、发明名称为“光网络系统、光开关节点、主节点以及节点”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及光网络系统、光开关节点、主节点以及节点。
背景技术
已知包括OADM(optical add/drop multiplexer：光分插装置)作为光开关节点的光网络系统。作为OADM的一种，非专利文献1公开了可重构的ROADM(ReconfigurableOptical Add/Drop Multiplexer(可重构光分插复用器)：可远程控制波长的波长复用装置)。在此，简单说明作为其基本结构的OADM。
图146是表示现有的OADM的一结构例的框图。如图146所示， OADM具有光SW(开关)设定部501、光SW部502、分波部503、合波部504、以及收发部505-1～505-N。
图147是表示图146所示的OADM经由传输路径连接为环状的、环型光网络系统的结构例的图。
如图147所示，4个OADM 510A～510D设置在陆地上，经由环状的传输路径520连接。在图147所示的系统中，对OADM510A与OADM510C 之间收发的光信号分配波长λ1，对OADM510A与OADM510D之间收发的光信号分配波长λ3。另外，对OADM510B与OADM510C之间收发的光信号分配波长λ2，对OADM510B与OADM510D之间收发的光信号分配波长λ4。这样，对每个对地间设定不同波长的波长路径。
另外，在作为具有城市规模的光网络构筑的城域网(城域网络)中，例如如非专利文献2所记载，从频带利用效率的观点出发使用波分复用(Wavelength DivisionMultiplexing：WDM)技术，作为网络拓扑例如使用环状网络。图148表示现有城域网的结构。在图148所示的城域网中，设置为环状的光纤网络531中，作为节点设置多个可重构的光分插复用装置(ROADM)530。并且，与设想的对地间业务量的最大值相对应，对每个对地间静态设定波长路径，由此进行利用波长路径的光交换线路型的控制，进行频带分配。在图示的例子中，地点A与地点D之间设定利用波长λ1的路径，地点B与地点D之间设定利用波长λ2的路径。图149A、图149B是说明这种使用ROADM的现有城域网的工作原理的图。例如，对于图149A所示的地点A～C至地点D，设定利用互不相同的波长λ1～λ3的路径，在地点D，时间上相互不同步地接收图149B所示的来自地点A～C的数据(数据1～数据4)。
这种现有光网络根据设想的最大业务在对地间静态设定波长路径，因而存在着业务量少时的频带利用效率的提高的课题。例如，即便实际的对地间业务量比设想值少，装置资源或频带中产生空闲，也无法将该对地间波长路径的频带转用于其它对地间的通信用途。相反，在特定对地间的业务量比设想值大的情况下，无法使用其它对地间使用的波长路径来疏通部分数据。另外，需要准备与对地数相同数目的波长，存在着对地数受到各 ROADM装置可输出波长种类的限制的问题。
另外，已知通过使用WDM技术和TDM(Time Division Multiplexing，时分复用)技术来提高业务容纳效率的环状光NW(网络)(以下将“环状光NW”酌情称为“环”)。通过将多个这种环多级连接，能够有效容纳来自更大范围区域的业务。
非专利文献3中提出了将多个环多级连接而形成的多环NW中的、利用WDM/TDM的环间的时隙(Time Slot：TS)交换方式。
在非专利文献3记载的现有方式中，通过调整环间的光纤长度，在环交换点(在环间进行连接的节点)处，上级环内通信用时隙(称为第一时隙)与从下级环到上级环的环间通信用时隙(称为第二时隙)能够无冲突地进行时隙交换。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：萩本和男等3人，“指南讲座身边的光网络(15)能够自如运用光核心网的‘ROADM’”(“早わかり講座身近になる光ネツトワ一ク(15)光コァ網を自在に運用できる「ROADM」”)，在线文献，2006年6月15日，日经BP社，2012年5月30日检索，因特网<URL：http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20060607/240199/ >
非专利文献2：萩本和男、山林由明、高桥哲夫，“七天学网络要点指南讲座身边的光网络(15)能够自如运用光核心网的‘ROADM’” (“1週間で学ぶネツトワ一クの要点早わかり講座身近になる光ネツトワ一ク(15)光コァ網を自在に運用できる「ROADM」”)，在线文献，日经BP社，2006年6月15日，2012年5月15日检索，
因特网<URL： http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20060607/240199/>
非专利文献3：Demonstration of the Interconnection of Two OpticalPacket Rings with a Hybrid Optoelectronic Packet Router(阿尔卡特， ECOC2010)
发明内容
发明要解决的课题
如图147所示，现有OADM对每个对地间设定不同波长的波长路径，因此环内可配置的节点数受到波长数的限制。在图147所示的例子中，波长数为λ1～λ4共4个，节点数如符号510A～510D所示为4个。即，在现有的环型光网络中，可设置节点数受到波长数的限制。
另外，在参考图148、图149A、图149B说明的、利用WDM技术的现有城域网等光网络中，在对地间静态设定波长路径，因此，存在的课题是无法期待频带利用效率的提高，也无法应对特定的对地间的业务量超过设想值的事态。
此外，在非专利文献3记载的现有方式中，在多环NW中，通过调整环间的光纤长度，避免第一时隙与第二时隙的冲突。
但是，在实际的商用NW中，由于外部气温的变化，光纤长度发生变化。其结果是，环长发生变化，环交换点处的时隙到达定时出现偏差，存在着在环交换点处发生第一时隙与第二时隙的冲突的课题。
另外，在由单个环构成的单环NW中，将环上的某个节点作为起点主节点(以下也称为“光主节点”或“起点节点”)，相对于该主节点中周期性(每t时间)地工作的时隙处理定时，在绕环一周的传播延迟时间不是时隙的整数倍时，主节点中从其它节点发送的时隙的到达定时与时隙处理定时也会产生偏差。
因此，存在着主节点无法处理从其它节点到达的时隙，无法转发来自其它节点的时隙的课题。
本发明为了解决上述课题而作，其目的在于提供一种光网络系统、光开关节点、主节点以及节点，能够不依赖于波长数地增加节点数，另外使用WDM技术，进行与业务量对应的动态频带分配，由此作为系统整体提高业务容纳效率，并且，主节点也能够处理从其它节点到来的时隙，能够转发来自其它节点的时隙。
用于解决课题的手段
用于实现上述目的的本发明的光网络系统是包括主节点以及多个光开关节点的光网络系统，采用的结构是，所述主节点将任意波长的波长路径划分为一定时间的时隙，将所述时隙分配给各个所述光开关节点，各个所述光开关节点基于从所述主节点发布的信息，取得所述时隙的同步，以进行数据的收发或路线切换。
另外，本发明的光开关节点是经由传输路径与主节点连接的光开关节点，采用的结构具备：时隙同步部，基于从所述主节点发布的信息，取得由所述主节点分配的一定时间的时隙的同步，以指示数据的收发或路线切换；以及光时隙开关部，按照来自所述时隙同步部的指示，进行所述数据的收发或路线切换。
此外，本发明的主节点是经由传输路径与多个光开关节点连接的主节点，采用的结构具备：时隙同步部，将任意波长的波长路径划分为一定时间的时隙，将该时隙分配给各个所述光开关节点；以及光时隙开关部，对各个该光开关节点发布信息，该信息用于使各个所述光开关节点与所述时隙同步部分配的时隙取得同步以执行数据的收发或路线切换。
此外，本发明的节点在包括由单个环构成的单环网络或多个环多级连接而成的多环网络的光网络系统中存在于所述环上，所述节点的结构具备：时隙控制部，在本节点为主节点的情况下，设定所述主节点以外的各节点的时刻；基准时隙同步部，在本节点为所述主节点以外的节点的情况下，从由该主节点设定的时刻起，对第一时隙进行刻画；延迟测定部，在本节点为所述主节点的情况下，基于该主节点与该主节点以外的各节点之间的传播延迟时间、以及绕所述环1周的传播延迟时间，计算该主节点以外的各节点中的特定节点的偏移值，对所述特定节点设定计算出的偏移值；以及多时隙管理部，在本节点为所述特定节点的情况下，对第二时隙进行刻画，所述第二时隙是将本节点的第一时隙的开始时刻偏移了由所述主节点设定的偏移值而得到的。
发明效果
根据本发明，能够不依赖于波长数地增加节点数。
另外，根据本发明，能够与业务流入量相对应地变更各光开关节点中的时隙分配和波长分配，因而能够实现与对地间业务量相对应的动态频带分配，能够提高作为系统整体的业务容纳效率，同时随着业务容纳效率的提高，收到能够减少所利用的波长数或接收器数的效果。。
此外，根据本发明，主节点基于主节点与主节点以外的各节点之间的传播延迟时间、以及绕环1周的传播延迟时间，在主节点以外的各节点中，最多配备两种时隙。
这样，在主节点以外的各节点中配备两种数据用时隙，因此在多环网络的情况下，在下级环的节点中，能够配备与环交换点节点的基准时隙同步的、面向上级环的时隙，据此收到能够避免发生环交换点节点处的时隙冲突的效果。
另外，在配备时隙时考虑绕环1周的传播延迟时间，因此在单环网络的情况下收到的效果是，即使在绕环1周的传播延迟时间不是时隙的整数倍时，主节点也能够处理到达的时隙，能够转发来自其它节点的时隙。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的光网络系统的一结构例的图。
图2是用于说明图1所示的光网络系统的光开关节点的结构的功能框图。
图3是表示第一实施方式的光开关节点的一结构例的框图。
图4是示意性地表示图3所示的光开关节点中的控制信号和光信号的传输路径的图。
图5是表示第一实施方式的主光开关节点的一结构例的框图。
图6是示意性地表示图5所示的主光开关节点中的控制信号和光信号的传输路径的图。
图7是表示通过TS开始发布功能以及TS同步功能利用触发信号的情况下的变形的图。
图8A是图7的触发信号输出间隔为“TS长”时的图形图。
图8B是图7的触发信号输出间隔为“TS周期”时的图形图。
图8C是图7的触发信号输出间隔为“TS周期×N”时的图形图。
图9是用于说明图7的No1001的情况的动作的图。
图10是用于说明图7的No1002的情况的动作的图。
图11是用于说明图7的No1004的情况的动作的图。
图12A是用于说明相对于环长的、TS长和TS周期的设定方法的时序图。
图12B是用于说明相对于环长的、TS长和TS周期的设定方法的系统图。
图13是表示由波动造成的时隙定时偏差的图。
图14是表示时隙内的数据和保护时间的图。
图15是表示物理拓扑为单向环时的结构例的框图。
图16是表示物理拓扑为双向环时的结构例的框图。
图17A是表示触发信号传输结构的变形例的图。
图17B是表示触发信号传输结构的变形例的图。
图18A是表示触发信号传输结构的变形例的图。
图18B是表示触发信号传输结构的变形例的图。
图19A是表示作为TS收发部与光TS-SW部的连接结构的1输出1 输入的情况的结构例的图。
图19B是表示作为TS收发部与光TS-SW部的连接结构的、每个队列均有输出、有1个输入的情况的结构例的图。
图19C是表示作为TS收发部与光TS-SW部的连接结构的、每个队列均有输出、有2个输入的情况的结构例的图。
图20A是用于说明时钟的提供方法的变形的图。
图20B是用于说明时钟的提供方法的变形的图。
图21是表示第二实施方式的光开关节点的一结构例的框图。
图22是示意性地表示图21所示的光开关节点中的控制信号和光信号的传输路径的图。
图23是表示第二实施方式的主光开关节点的一结构例的框图。
图24是示意性地表示图23所示的主光开关节点中的控制信号和光信号的传输路径的图。
图25是用于说明在第二实施方式的光网络系统中，触发信号输出间隔为“TS长”时的动作的图。
图26是表示第三实施方式的光开关节点的一结构例的框图。
图27是示意性地表示图26所示的光开关节点中的控制信号和光信号的传输路径的图。
图28是表示第三实施方式的主光开关节点的一结构例的框图。
图29是示意性地表示图28所示的主光开关节点中的控制信号和光信号的传输路径的图。
图30是表示第四实施方式的光开关节点的一结构例的框图。
图31是示意性地表示图30所示的光开关节点中的控制信号和光信号的传输路径的图。
图32是表示第四实施方式的主光开关节点的一结构例的框图。
图33是示意性地表示图32所示的主光开关节点中的控制信号和光信号的传输路径的图。
图34是表示TS开始发布功能和TS同步功能中利用时刻，时间计数器设定为带延迟差的时刻的情况下的变形的图。
图35是用于说明图34的No2002的情况的动作的图。
图36A是用于说明附加了传输路径延迟时间的时刻的设定方法的系统图。
图36B是用于说明附加了传输路径延迟时间的时刻的设定方法的时序图。
图37A是用于说明带延迟时刻的设定方法的变形的图。
图37B是用于说明带延迟时刻的设定方法的变形的图。
图38是表示物理拓扑为单向环时的结构例的框图。
图39A是表示物理拓扑为双向环时的结构例的框图。
图39B是表示物理拓扑为双向环时的结构例的框图。
图40是用于说明主节点的分出(DROP)切换时间的图。
图41是表示主节点的TS信息的设定例的图。
图42是用于说明绕环1周时间的计算方法及设定方法的图。
图43是表示时间计数器设定为共同时刻的情况下的变形的图。
图44是表示第五实施方式的光开关节点的一结构例的框图。
图45是示意性地表示图44所示的光开关节点中的控制信号和光信号的传输路径的图。
图46是表示第五实施方式的主光开关节点的一结构例的框图。
图47是示意性地表示图46所示的主光开关节点中的控制信号和光信号的传输路径的图。
图48是表示第五实施方式的光网络系统的结构例的图。
图49A是用于说明进行共同时刻设定的情况下的TS开始时刻的系统图。
图49B是用于说明进行共同时刻设定的情况下的TS开始时刻的时序图。
图50是用于说明延迟时间的测定方法的图。
图51是对能够适用于第一～第五实施方式的光TS-SW进行分类的图。
图52是用于说明实施例1的光TS-SW的结构的图。
图53是用于说明实施例2的光TS-SW的结构的图。
图54是用于说明实施例3的光TS-SW的结构的图。
图55是用于说明实施例4的光TS-SW的结构的图。
图56是用于说明实施例5的光TS-SW的结构的图。
图57A是用于说明实施例6的光TS-SW的结构的图。
图57B是表示实施例6的光TS-SW的TWC波长条件的图。
图58A是用于说明实施例7的光TS-SW的结构的图。
图58B是表示实施例7的光TS-SW的TWC波长条件的图。
图59A是用于说明实施例8的光TS-SW的结构的图。
图59B是表示实施例8的光TS-SW的TWC波长条件的图。
图60是表示包括TWC和FWC的光TS-SW的一结构例的图。
图61是表示图60所示的TWC的一结构例的框图。
图62是表示图60所示的FWC的一结构例的框图。
图63是表示广播及选择型的空间型开关的基本结构的图。
图64是表示广播及选择型的空间型开关的其它结构例的图。
图65A是说明基于本发明的光网络的动作概要的系统图。
图65B是说明基于本发明的光网络的动作概要的时序图。
图66A是表示本发明一实施方式的光网络的网络结构的图。
图66B是表示数据传输定时的定时图。
图67A是表示本发明实施方式的触发信号型结构中的主节点的结构的框图。
图67B是表示本发明实施方式的触发信号型结构中的光开关节点的结构的框图。
图68A是表示本发明实施方式的时刻同步型结构中的主节点的结构的框图。
图68B是表示本发明实施方式的时刻同步型结构中的光开关节点的结构的框图。
图69是表示通知业务信息的处理的时序图。
图70是说明缓冲区溢出的预测的图。
图71是说明从TS收发部通知的信息的例子的图。
图72是表示通过触发信号进行TS开始发布和TS同步时设想的各种例子的图。
图73是说明触发信号型结构中的时隙与触发信号的关系的图。
图74是说明触发信号型结构中的TS开始发布以及TS同步的动作例的图。
图75是说明触发信号型结构中的TS开始发布以及TS同步的动作例的图。
图76是说明触发信号型结构中的TS开始发布以及TS同步的动作例的图。
图77A是表示环状网络结构的图。
图77B是表示环长与TS(时隙)长、TS周期的关系的图。
图78是说明由时钟波动造成的时隙定时偏差的图。
图79是说明时隙内的数据与保护时间的关系的图。
图80A是说明触发信号型结构中的单向环情况下的光开关节点的环状拓扑的图。
图80B是说明触发信号型结构中的双向环情况下的光开关节点的环状拓扑的图。
图81是说明利用带延迟差时刻的时刻设定的图。
图82是说明基于带延迟差时刻方式的时刻同步型结构中的设定用控制信号发布的例子的图。
图83A是说明基于带延迟差时刻方式的时刻同步型结构中的逆时针设定的图。
图83B是说明基于带延迟差时刻方式的时刻同步型结构中的顺时针设定的图。
图84A是说明基于带延迟差时刻方式的时刻同步型结构中的一例时刻设定方法的系统图。
图84B是说明基于带延迟差时刻方式的时刻同步型结构中的一例时刻设定方法的时序图。
图85A是说明基于带延迟差时刻方式的时刻同步型结构中的一例延迟测定方法的系统图。
图85B是说明基于带延迟差时刻方式的时刻同步型结构中的一例延迟测定方法的时序图。
图86A是说明基于带延迟差时刻方式的时刻同步型结构中的、单向环情况下的光开关节点的环状拓扑的图。
图86B是说明基于带延迟差时刻方式的时刻同步型结构中的、双向环情况下的光开关节点的环状拓扑的图。
图87A是说明基于带延迟差时刻方式的时刻同步型结构中的、主节点中的DROP切换时间的系统图。
图87B是说明基于带延迟差时刻方式的时刻同步型结构中的、主节点的时隙信息设定例的图。
图88是说明基于带延迟差时刻方式的时刻同步型结构中的、本地时刻以及TS开始时刻的发布动作的一例的图。
图89是利用共同时刻的时刻同步的说明图。
图90A是说明基于共同时刻方式的时刻同步型结构中的时刻发布以及延迟测定方法的系统图。
图90B是说明基于共同时刻方式的时刻同步型结构中的时刻发布以及延迟测定方法的时序图。
图91A是说明基于共同时刻方式的时刻同步型结构中的TS开始时刻的系统图。
图91B是说明基于共同时刻方式的时刻同步型结构中的TS开始时刻的时序图。
图92是表示控制用环为1层时的用于掌握拓扑的处理的时序图。
图93A是表示用于传输触发信号(或控制信号)的结构的变形的框图。
图93B是表示用于传输触发信号(或控制信号)的结构的变形的框图。
图93C是表示用于传输触发信号(或控制信号)的结构的变形的框图。
图93D是表示用于传输触发信号(或控制信号)的结构的变形的框图。
图94A是表示光TS-SW部与TS收发部的连接结构的其它例子的框图。
图94B是表示光TS-SW部与TS收发部的连接结构的其它例子的框图。
图94C是表示光TS-SW部与TS收发部的连接结构的其它例子的框图。
图95A是表示光TS-SW部(波长开关)的结构概要的图。
图95B是表示光TS-SW部(波长开关)的结构概要的图。
图96是表示光TS-SW部的基本结构的框图。
图97A是表示可变波长变换器(TWC)的结构的框图。
图97B是表示固定波长变换器(FWC)的结构的框图。
图98是说明波长开关型的光TS-SW部的各种结构的图。
图99是表示K层环的光TS-SW部的结构例的框图。
图100是表示2层环、1插入(ADD)、1分出(DROP)、能够进行光纤间交换的光TS-SW部的结构例的框图。
图101是表示2层环、1插入(ADD)、1分出(DROP)、能够进行光纤间交换、使用控制用波长的光TS-SW部的结构例的框图。
图102是表示2层环、1插入(ADD)、1分出(DROP)、能够进行光纤间交换的光TS-SW部的其它结构例的框图。
图103是表示不配备FWC，能够进行光纤间波长交换和光纤内波长交换的光TS-SW部的结构例的框图。
图104是表示2层环、1插入(ADD)、1分出(DROP)、每根光纤1个AWG、使用控制用波长的光TS-SW部的结构例的框图。
图105A是表示使用FWC的2层环、插入/分出(ADD/DROP)1通道的光TS-SW部的结构例的框图。
图105B是表示光TS-SW部的TWC波长条件的图。
图106A是表示使用FWC的2层环、插入/分出(ADD/DROP)1通道、能够进行光纤内波长交换的光TS-SW部的结构例的框图。
图106B是表示光TS-SW部的TWC波长条件的图。
图107A是表示使用FWC的2层环、插入/分出(ADD/DROP)1通道、能够进行光纤间波长交换、光纤内波长交换的光TS-SW部的结构例的框图。
图107B是表示光TS-SW部的TWC波长条件的图。
图108是表示广播及选择型的光TS-SW部的基本结构的图。
图109是表示广播及选择型的光TS-SW部的结构的其他例子的图。
图110是说明时隙同步的定义的图。
图111是说明本发明的基本思想的图。
图112是说明下级环的时隙与环交换点节点的时隙的同步方法的图。
图113是说明各节点的功能模块的图。
图114是说明M-C、Sub M-C、S-C的定义的图。
图115A是说明来自起点节点的时隙开始定时的设定方法的系统图。
图115B是说明来自起点节点的时隙开始定时的设定方法的时序图。
图116是说明各节点的时刻设定方法的图。
图117A是说明设定时隙开始定时的效果的系统图。
图117B是说明设定时隙开始定时的效果的时序图。
图118是说明相邻节点间的传播延迟时间的测定方法的图。
图119A是说明传播延迟时间的测定方法的图。
图119B是说明传播延迟时间的测定方法的图。
图120是说明绕环1周的传播延迟时间的测定方法的图。
图121是说明考虑了传播延迟的、对上级环的插入(ADD)与对下级环的分出(DROP)的定时分离的图。
图122A是说明从下级环向上级环的时隙的系统图。
图122B是说明从下级环向上级环的时隙的时序图。
图123A是说明多环中的双向通信时所需时隙的种类的系统图。
图123B是说明多环中的双向通信时所需时隙的种类的图。
图124A是说明单环NW中使用的时隙(顺向)的图。
图124B是说明单环NW中使用的时隙(顺向)的图。
图124C是说明单环NW中使用的时隙(顺向)的图。
图125A是说明单环NW中使用的时隙(逆向)的图。
图125B是说明单环NW中使用的时隙(逆向)的图。
图125C是说明单环NW中使用的时隙(逆向)的图。
图126A是说明多环NW中使用的时隙(顺向)的其他例子的图。
图126B是说明多环NW中使用的时隙(顺向)的其他例子的图。
图126C是说明多环NW中使用的时隙(顺向)的其他例子的图。
图126D是说明多环NW中使用的时隙(顺向)的其他例子的图。
图127A是说明多环NW中使用的时隙(逆向)的图。
图127B是说明多环NW中使用的时隙(逆向)的其他例子的图。
图127C是说明多环NW中使用的时隙(逆向)的其他例子的图。
图127D是说明多环NW中使用的时隙(逆向)的其他例子的图。
图128是说明M-C中的时间计数器值的发布动作开始时的动作序列的图。
图129是说明M-C中的初始时间计数器值的发布设定时的动作序列的图。
图130是说明M-C中的初始时间计数器值向上级环发布时的动作序列的图。
图131是说明上级环的Sub M-C中的初始时间计数器值的接收时的动作序列的图。
图132是说明M-C中的初始时间计数器值向下级环的发布设定时的动作序列的图。
图133是说明M-C中的初始时间计数器值向下级环的发布时的动作序列的图。
图134是说明下级环的S-C中的时刻回答时的动作序列的图。
图135是说明Sub M-C中的S-C的时刻回答转发时的动作序列的图。
图136A是说明Sub M-C中的S-C的时刻回答转发时的动作序列的系统图。
图136B是说明Sub M-C中的S-C的时刻回答转发时的动作序列的图。
图137是说明逆向/跨M-C对应的时隙的生成定时的图。
图138是说明逆向时隙的生成方法的图。
图139是说明顺向跨越时隙的生成方法的图。
图140是说明逆向跨越时隙的生成方法的图。
图141是说明下级环的节点的安装例(1)的图。
图142是说明下级环的节点的安装例(2)的图。
图143是说明作为本发明的对象的多环NW的图。
图144是说明作为本发明的对象的单环NW的图。
图145是说明现有技术的课题和本发明对该课题的具体解决方法的图。
图146是表示现有的OADM的一结构例的框图。
图147是表示图146所示的OADM经由传输路径连接为环状的、环型光网络系统的结构例的图。
图148是表示现有城域网的结构的一例的图。
图149A是表示使用ROADM的利用波分复用的光网络的结构例的图。
图149B是说明使用ROADM的利用波分复用的光网络的工作原理的图。
具体实施方式
说明本发明实施方式的光网络系统的结构。
图1是表示本发明实施方式的光网络系统的一结构例的图。
如图1所示，光网络系统采用光开关节点(以下也将光开关节点简单称为“节点”)101A～101D经由传输路径(物理路径)连接的结构。在此，假设光开关节点101A是主节点(光主节点)。此外，图1中示出了光开关节点101A～101D为4个的情况，但光开关节点的数目为多个即可，不限于4个的情况。另外，传输路径也表现为环。
光开关节点101A将任意波长λx的波长路径划分为一定时间的时隙，将时隙分配给光开关节点101B～101D。光开关节点101B～101D分别基于从作为主节点的光开关节点101A发布的信息，取得时隙(在以下说明中也称为“TS”)的同步，来收发数据。
图2是用于说明图1所示的光网络系统的光开关节点的结构的功能框图。
光开关节点101A～101D具有时隙同步部151、作为波长开关的光 TS-SW部(光时隙开关部)152、以及在图1所示的路由器等103A～103D 与光TS-SW部152之间收发数据的TS收发部153。此外，TS-SW是时隙开关的简称，在下文中是同样的。
在作为主节点发挥功能的光开关节点101A(也称为主节点101A)中，时隙同步部151将任意波长的波长路径划分为一定时间的时隙，将时隙分配给各个光开关节点101B～101D。主节点101A的光TS-SW部152将信息发布给光开关节点101B～101D，该信息用于使光开关节点101B～ 101D与由时隙同步部151分配给各个光开关节点101B～101D的时隙取得同步并执行数据收发。
光开关节点101B～101D中，时隙同步部151基于从光开关节点101A 发布的信息，取得由主节点101A分配的一定时间的时隙的同步，对光 TS-SW部152指示数据的收发。光开关节点101B～101D的光TS-SW部 152按照来自时隙同步部151的指示进行数据的收发。
此外，图1中示出光开关节点101A～101D保持时隙信息的情形，该时隙信息表示与数据处理有关的指示内容，但时隙信息既可以预先存储在各节点中，也可以从主节点101A发布给光开关节点101B～101D。
上述光网络系统中，将波长路径划分为一定时间的时隙并分配给各节点，使各节点在被分配的时隙中执行数据的收发和路线切换。在相同的波长路径内，各节点中，图2所示的TS收发部153和光TS-SW部152在 TS同步部151的控制下，能够取得数据发送和路线切换的同步以避免数据冲突，在被分配的自己的时隙单位中进行数据发送或ADD(插入) /DROP(分出)。作为取得同步的方法，有一种方法是基于来自主节点 101A的触发信号的方法，另外还有基于时刻的方法。
根据本发明，能够实现不依赖于波长路径数的光TDM环系统。此外，还能够减少各节点101A～101D所需的波长数和接收设备数。
以下具体说明本实施方式的光网络系统。
第一实施方式
第一实施方式的光网络系统通过由主节点对各节点发送触发信号，来取得各节点的时隙(TS)同步。并且，主节点通过将TS长或TS周期设定为环长的整数分之一，能够将触发信号绕环一周在主节点处结束的定时与输出其它触发信号的定时相配合，能够在环网络中实现周期性的数据收发。
说明本实施方式的光开关节点的结构。
图3是表示本实施方式的光开关节点1的一结构例的框图。图4是示意性地表示图3所示的光开关节点1中的控制信号和光信号的传输路径的图。虚线箭头表示控制信号的传输方向，实线箭头表示光信号的传输方向。以下，其它框图中也是同样。
如图3所示，光开关节点1具有设定TS信息的TS信息管理部10、 TS同步部(时隙同步部)20、光TS-SW部30、以及TS收发部40。TS 同步部20采用包括触发信号检测部21、光SW控制部22以及发送控制部23的结构。光TS-SW部30中，在光信号输入侧连接分波部31，在光信号输出侧连接合波部32。
接着，参考图4进行说明。TS信息管理部10具有用于保存TS信息的存储部(未图示)。本实施方式中，如后所述，在TS信息中，用环长的整数分之一设定TS长或TS周期。TS信息包含与数据处理有关的指示内容，例如数据的发送目的地节点以及对数据的动作的信息等。这里的动作是指分出(DROP)和插入(ADD)等。
触发信号检测部21检测触发信号，将检测结果通知给光SW控制部 22和发送控制部23，所述触发信号用于同步对各节点设定的时隙的开始定时。
光SW控制部22对接收触发信号检测通知后的经过时刻进行计数，参考TS信息管理部10，在为自己分配的时隙中对光TS-SW部30指示切换。
光TS-SW部30按照来自光SW控制部22的切换指示切换路线。
发送控制部23对接收触发信号检测通知后的经过时刻进行计数，参考TS信息管理部10，在为自己分配的时隙中对TS收发部40指示数据发送。
TS收发部40将从外部输入的数据保存到缓冲区(未图示)中，按照来自发送控制部23的指示，将从缓冲区读出的数据发送到光TS-SW部 30，将从光TS-SW部30接收的数据发送到外部。所谓外部，例如是指图 1所示的路由器等103A～103D的通信设备。
分波部31对从外部经由传输路径输入的光信号进行波长分离，并输出到光TS-SW部30。合波部32对从光TS-SW部30输入的光信号进行波长复用，并经由传输路径输出到外部。此外，分波部31和合波部32 不是必需的结构，也可以不设置分波部31和合波部32，而是增加传输路径的光纤根数。
接着，说明本实施方式的主光开关节点(也称为主节点)的结构。
图5是表示本实施方式的主节点2的一结构例的框图。图6是示意性地表示图5所示的主节点2中的控制信号和光信号的传输路径的图。
如图5所示，主节点2除了具有参考图3说明的结构以外，还具有触发信号生成部50，该触发信号生成部50生成用于时隙同步的触发信号，并对各节点1发送触发信号。触发信号生成部50作为发送周期，对“TS 长”、“TS周期”、以及“TS周期×N”中的任一者进行设定。
接着，说明通过触发信号生成部50的TS开始发布功能50a、以及 TS同步部20的TS同步功能20a利用触发信号的情况下的变形。
图7是表示通过TS开始发布功能50a以及TS同步功能20a利用触发信号的情况下的变形的图。如图7所示，作为触发信号输出间隔，能够从“TS长”、“TS周期”、以及“TS周期×N”中进行选择。
图8是示意性地表示图7所示的“TS长”(※1)、“TS周期”(※ 2)、以及“TS周期×N”(※3)各种情况下的TS输出单位的图。图 8A是触发信号输出间隔为“TS长”时的图形图，图8B是触发信号输出间隔为“TS周期”时的图形图，图8C是触发信号输出间隔为“TS周期×N”时的图形图。
接着，说明本实施方式的光网络系统的动作。首先说明触发信号输出间隔为“TS长”时的动作。
图9是用于说明图7所示的No1001的情况的动作的图。参考图9，说明使用光信号将数据从作为主节点2以外节点的节点A向节点B、从节点A向节点C、以及从节点B向节点C发送的情况的动作。
预先对各节点A～C设定TS信息。图9的[1]和[2]中示出对节点A 和节点B设定的TS信息的一例。在1种波长中插入(ADD)的TS编号“0”～“2”在各节点A～C中不重复。将TS长设定为环长的整数分之一。
如[3]所示，主节点2以TS长(20μs)为间隔向节点A发送触发信号。触发信号绕环1周后结束。以下，TS长的单位为μs(微秒)。
节点A接收触发信号后，如[4]所示，在偏移时间(5μs)后实施TS 信息的第1个动作。其中，偏移时间的单位为μs(微秒)。此外，在系统的计时动作中，有时以计数5次的方式对5μs进行计时，因而有时也称为对偏移时间的单位进行计数。
即，节点A如[1]的第一行所示，在TS0中插入(ADD)目的地节点 B的数据。此时的光SW连接端口从端口号3连接到2。节点A接收下一个触发信号后，同样实施TS信息的第2个动作。节点A在接收下一个触发信号时，也同样实施TS信息的第3个动作。即，节点A如[1]的第三行所示，向TS2插入(ADD)目的地节点C的数据。此时的光SW连接端口也从端口号3连接到2。
节点B接收触发信号后，如[5]所示，在偏移时间(5μs)后实施TS 信息的第1个动作。即，节点B如[2]所示分出(DROP)TS0的数据。此时的光SW连接端口从端口号1连接到3。节点B接收下一个触发信号后，同样实施TS信息的第2个动作。即，节点B如[2]所示，在TS1中插入 (ADD)目的地节点C的数据。此时的光SW连接端口从端口号3连接到2。
接着，说明触发信号输出间隔为“TS周期”时的动作。
图10是用于说明图7所示的No1002的情况的动作的图。参考图10，说明使用光信号将数据从节点A向节点B、从节点A向节点C、以及从节点B向节点C发送的情况的动作。
预先对各节点A～C设定TS信息。图10的[1]和[2]中示出对节点A 和节点B设定的TS信息的一例。在1种波长中插入(ADD)的TS编号在各节点A～C中不重复。以TS周期(TS长×m)为环长的整数分之一的方式设定TS长。
如[3]所示，主节点2以TS周期为间隔向节点A发送触发信号。触发信号绕环1周后结束。
节点A接收触发信号后，如[4]所示，在偏移时间(在此，假设为5 次计数)后依次实施TS信息的第1个至第m个。即，节点A如[1]所示，在偏移时间后在TS0中插入(ADD)目的地节点B的数据，在45次计数 (偏移时间+TS编号×TS长＝5+2×20)后在TS2中插入(ADD)目的地节点C的数据。此时的光SW连接端口从端口号3连接到2。
节点B接收触发信号后，如[5]所示，在偏移时间(5次计数)后依次实施TS信息的第1个至第m个。即，节点B如[2]所示，在偏移时间后分出(DROP)TS0的数据，在25次计数(偏移时间+TS编号×TS长＝5+1×20)后在TS1中插入(ADD)目的地节点C的数据。此时的光 SW连接端口在分出时从端口号1连接到3，接着在插入时从端口号3连接到2。
接着，说明触发信号输出间隔为“TS周期×N”时的动作。
图11是用于说明图7所示的No1004的情况的动作的图。参考图11，说明使用光信号将数据从节点A向节点B、从节点A向节点C、以及从节点B向节点C发送的情况的动作。
预先对各节点A～C设定TS信息。图11的[1]和[2]中示出对节点A 和节点B设定的TS信息的一例。在1种波长中插入(ADD)的TS编号在各节点A～C中不重复。以TS周期(TS长×m)为环长的整数分之一的方式设定TS长。
如[3]所示，主节点2以TS周期×N为间隔向节点A发送触发信号。触发信号绕环1周后结束。
节点A接收触发信号后，如[4]所示，在偏移时间(在此假设为5次计数)后依次实施TS信息的第1个至第m个，在实施第m个后反复执行第1个至第m个的动作，直到接收下一个触发信号为止。节点A接收下一个触发信号后，与最初的触发信号的情况同样，反复执行TS信息的第1个至第m个的动作。即，节点A如[1]的第1行所示，在TS0中插入 (ADD)目的地节点B的数据，接着如[1]的第3行所示，向TS2插入(ADD) 目的地节点C的数据。此时的光SW连接端口从端口号3连接到2。
节点B接收触发信号后，如[5]所示，在偏移时间(5次计数)后依次实施TS信息的第1个至第m个，在实施第m个后反复执行第1个至第m个的动作，直到接收下一个触发信号为止。节点B接收下一个触发信号后，与最初的触发信号的情况同样，反复执行TS信息的第1个至第 m个的动作。即，节点B如[2]所示，分出(DROP)TS0的数据，接着在 TS1中插入(ADD)目的地节点C的数据。此时的光SW连接端口在分出时从端口号1连接到3，接着在插入时从端口号3连接到2。
接着，说明相对于环长的、TS长和TS周期的设定方法。
图12A和图12B是用于说明相对于环长的、TS长和TS周期的设定方法的图。
光环系统中，各节点A～C通过环状虚线所示的传输路径收发数据。因此，为了如“节点C＝＞节点A”(参考图12A)那样越过主节点2接收数据，将TS长或TS周期设定为环长L的整数分之一即可。具体而言，在触发信号输出间隔为TS长的情况下使TS长为环长L的整数分之一即可，在触发信号输出间隔为TS周期或TS周期×N的情况下使TS周期为环长L的整数分之一即可。据此，利用主节点2新发送的触发信号，节点A能够接收节点C发送了的数据。
接着，说明针对时隙定时偏差的应对方法。
图13是表示由波动造成的时隙定时偏差的图。图14是表示时隙内的数据和保护时间的图。
由于主节点2(参考图5)的触发信号输出间隔的波动、或如图7所示的No1004、No1005那样周期性发送时隙时的时钟波动，如图13中时钟CK1、CK2所示，各节点A～C的时隙的收发定时有时会发生偏差。
在图13左侧，如CK所示，时钟一致的情况下，各节点A～C收发的时隙TS1、TS2的定时一致。但是，在图13右侧，如CK1、CK2所示，由于时钟波动而使时隙定时发生偏差后，如双向箭头L1所示，时隙TS1 与TS2发生重叠。
因此，如图14所示，考虑由时钟波动产生的时隙重叠，在数据前后设置保护时间。通过在时隙(TS长)内设置一定的保护时间，能够避免时隙的重叠。
接着，对物理拓扑进行说明。
图15是表示单向环时的光开关节点1A的结构例的框图。单向环时的结构与参考图3及图4说明的结构相同，因此省略详细说明。
图16是表示双向环时的光开关节点1B的结构例的框图。
在物理拓扑为双向(双向环)的情况下，触发信号检测部21和TS 信息管理部10各自设置两个，分别用于顺时针旋转和逆时针旋转。各节点间的通信在不通过主节点的发送方向上进行TS分配，由此能够不依赖于环长地设定TS长或TS周期。发送触发信号的主节点顺时针、逆时针地绕环发送触发信号，各节点基于与触发信号的收发方向对应的TS信息管理部10的TS信息，在与触发信号的收发方向相同的方向上进行数据收发和SW切换。各节点接收顺时针的触发信号后，利用时隙信息管理部 (顺时针)，与逆时针同样地进行数据收发和SW切换。
接着，说明触发信号传输结构的变形。图17A、图17B以及图18A、图18B是表示触发信号传输结构的变形例的图。
图17A、图17B是触发信号穿过光TS-SW部30的情况的结构例，图18A、图18B是触发信号不穿过光TS-SW部30的情况的结构例。
在图17A所示的结构例中，光TS-SW部30设定为广播。光TS-SW 部30分出触发信号。在图17B所示的结构例中，光TS-SW部30设定为分出/插入(DROP/ADD)。触发信号检测部21分出触发信号。
在图18A所示的结构例中，进行OE-EO(光-电)变换后用电信号分出触发信号，或者用光耦合器分出触发信号。在图18B所示的结构例中，触发信号检测部21分出触发信号。
接着，说明TS收发部40与光TS-SW部30的连接结构的变形。
图19A～图19C是表示TS收发部40与光TS-SW部30的连接结构的变形例的图。
图19A是1输出1输入的情况的结构例，图19B是每个队列均有输出，有1个输入的情况的结构例，图19C是每个队列均有输出，有2个输入的情况的结构例。
在图19A所示的结构中，TS收发部40具有多个队列40q1、40qn，发送数据按照各个目的地存储在各自的队列中。TS收发部40与光TS-SW 部30的连接中，插入/分出(ADD/DROP)各有一个端口。
在图19B所示的结构中，TS收发部40具有多个队列40q1、40qn， TS收发部40与光TS-SW部30的连接中，每个队列有一个插入(ADD) 端口，目的地不同的数据在环发送方向不同时，可以同时输出。
在图19C所示的结构中，TS收发部40具有多个队列40q1、40qn和缓冲区40b，TS收发部40与光TS-SW部30的连接中，分出(DROP) 端口也有两个，能够从环的逆时针和顺时针方向同时进行接收。
接着，说明光SW控制部22以及发送控制部23中，经过时间计数所使用的时钟的提供方法的变形。
图20A以及图20B是用于说明时钟的提供方法的变形的图。
图20A是表示经过时间计数中使用内部时钟(CK3)时的光开关节点1C的结构的框图。作为内部时钟(CK3)，有铯振荡器、铷振荡器、以及水晶振荡器等。图20B是表示经过时间计数中使用外部时钟(CK4) 时的光开关节点1D的结构的框图。作为外部时钟(CK4)，有GPS(Global Positioning System，全球定位系统)时钟、JJY时钟(日本标准电波时钟) 等。
根据第一实施方式，将一个波长的波长路径划分为时隙，以时隙不重叠的方式分配给多个节点，由此能够使每个节点执行数据收发或路线切换。因此，能够不依赖于波长路径数地增加节点数。
第二实施方式
第二实施方式将时隙信息埋入触发信号内，与触发信号一起发布给各节点。
图21是表示第二实施方式的光开关节点1E的一结构例的框图。图 22是示意性地表示图21所示的光开关节点1E中的控制信号和光信号的传输路径的图。
如图21所示，第二实施方式的光开关节点1E中，不设置图3所示的TS信息管理部10。另一方面，第二实施方式中，如图22所示，触发信号检测部21接收触发信号后，将触发信号中埋入的TS信息交给发送控制部23和光SW控制部22。
图23是表示第二实施方式的主光开关节点(主节点)2E的一结构例的框图。图24是示意性地表示图23所示的主节点2E中的控制信号和光信号的传输路径的图。
与图5所示的主节点2的结构相比，如图23及图24所示，第二实施方式的主节点2E还具有TS信息发布部60，将TS信息埋入触发信号内并与触发信号一起进行发布。
接着，说明触发信号输出间隔为“TS长”时的、第二实施方式的光网络系统的动作。
图25是用于说明在第二实施方式的光网络系统中，触发信号输出间隔为“TS长”时的动作的图。参考图25，说明使用光信号将数据从节点 A向节点B发送的情况的动作。
如[1]所示，主节点2E在触发信号内记载TS信息200、201、202，以TS长为间隔进行发送。1个触发信号中记载1个TS的信息。图25中，如TS信息200、201、203的内容所示，示出主节点2E发送TS编号＝0～ 2的3个TS信息的情形。
如[2]所示，节点A接收触发信号后，读入触发信号内的TS信息，若数据发送源或数据发送目的地是本节点，则在偏移时间(5次计数)后，实施TS信息内对应的动作。TS编号＝0的TS信息的数据发送源为本节点，因而节点A在偏移时间后插入(ADD)数据。节点A接收下一个触发信号后，与上述同样实施动作。
如[3]所示，节点B接收触发信号后，读入触发信号内的TS信息，若数据发送源或数据发送目的地是本节点，则在偏移时间后实施TS信息内对应的动作。TS编号＝0的TS信息的数据发送目的地为本节点，因而节点B在偏移时间后分出(DROP)数据。节点B接收下一个触发信号后，与上述同样实施动作。
根据第二实施方式，不仅可以取得与第一实施方式相同的效果，还具有主节点2E和光开关节点1E的各节点中无须设置TS信息管理部10的优点。
接着，说明并非用由主节点发布的触发信号来进行TS同步，而是用时刻来进行TS同步的情况下的变形。
在此说明的方法的特征是用时刻指定TS开始。上述利用触发信号的同步需要触发信号与数据为同一路径，而利用时刻的TS同步能够在事前设定TS开始时刻，即使在发布TS开始时刻的情况下，也无须使用与数据相同的路径进行发布。
对于各节点的时刻设定，考虑设定对主节点的时刻附加了与数据传输路径对应的延迟时间的时刻的情况(后述的第三实施方式和第四实施方式)、以及设定全部节点共同的时刻的情况(后述的第五实施方式)。
在用附加了延迟时间的时刻进行设定的情况下，特征在于能够使TS 开始时刻为全部节点共同的时刻。在用共同时刻进行设定的情况下，特征在于能够利用使用GPS等的时刻设定。
第三实施方式
在第三实施方式的光网络系统中，主节点通过发送时间戳，用偏移了传输延迟时间的时刻设定各节点的时刻，各节点在共同的时刻同步时隙，实现数据收发。
说明本实施方式的光开关节点的结构。
图26是表示第三实施方式的光开关节点1F的一结构例的框图。图 27是示意性地表示图26所示的光开关节点1F中的控制信号和光信号的传输路径的图。
如图26所示，光开关节点1F具有设定TS信息的TS信息管理部10、 TS同步部25、时间计数器70、光TS-SW部30、以及TS收发部40。TS 同步部25包括控制信号处理部26、发送控制部23以及光SW控制部22。光TS-SW部30中，在光信号输入侧连接分波部31，在光信号输出侧连接合波部32。
接下来参考图27。控制信号处理部26进行用于使各节点的时隙定时同步的控制信号的检测，将信号内的时间戳值通知给时间计数器70，将信号内的时隙开始时刻(以下记为TS开始时刻)通知给发送控制部23 和光SW控制部22。
时间计数器70将计数器值设定为由控制信号处理部26通知的时间戳值，将该计数器值提供给发送控制部23和光SW控制部22。
发送控制部23从控制信号处理部26接收TS开始时刻的通知后，参考TS信息管理部10，在由时间计数器70提供的计数器值到达TS开始时刻后，在分配给本发送控制部23的时隙中对TS收发部40进行指示。
TS收发部40将从外部输入的数据保存到缓冲区(未图示)中，按照来自发送控制部23的指示，将从缓冲区读出的数据发送到光TS-SW部 30，将从光TS-SW部30接收的数据发送到外部。
光SW控制部22从控制信号处理部26接收TS开始时刻的通知后，参考TS信息管理部10，在由时间计数器70提供的计数器值到达TS开始时刻后，在分配给本光SW控制部22的时隙中对光TS-SW部30指示切换。
光TS-SW部30按照来自光SW控制部22的切换指示切换路线。
接着，说明第三实施方式的主光开关节点的结构。
图28是表示第三实施方式的主光开关节点(主节点)2F的一结构例的框图。图29是示意性地表示图28所示的主节点2F中的控制信号和光信号的传输路径的图。
如图28所示，主节点2F除了具有参考图26说明的结构以外，还具有TS开始发布部80以及延迟时间计算部90。TS开始发布部80具有控制信号生成部81和主时间计数器82。
接下来参考图29。主时间计数器82将计数器值提供给控制信号生成部81。
控制信号生成部81生成包含TS开始时刻的控制信号，将由主时间计数器82提供的计数器值作为时间戳赋给控制信号，并向各节点1F发送控制信号。
延迟时间计算部90从绕环1周了的控制信号的接收时刻中减去时间戳值，计算出绕环1周的时间，将该计算结果写入TS信息管理部10。
此外，第三实施方式的光网络系统的动作与后述的第四实施方式重复，因此这里省略其说明。
根据第三实施方式，主节点2F通过发送时间戳，用偏移了传输延迟时间的时刻设定各节点1F的时刻，各节点1F能够在共同的时刻进行时隙同步，实现数据收发或路线切换。
第四实施方式
第四实施方式是在第三实施方式的光网络系统中，由主节点对各节点发布TS信息的实施方式。
图30是表示第四实施方式的光开关节点1G的一结构例的框图。图 31是示意性地表示图30所示的光开关节点1G中的控制信号和光信号的传输路径的图。如图30所示，本实施方式的光开关节点1G的不同之处在于不设置图26所示的光开关节点1F的TS信息管理部10。
图32是表示第四实施方式的主光开关节点(主节点)2G的一结构例的框图。图33是示意性地表示图32所示的主节点2G中的控制信号和光信号的传输路径的图。
与图28所示的结构相比，如图32所示，主节点2G中不设置TS信息管理部10，而设置对控制信号生成部81提供TS信息的TS信息发布部60。
说明在上述结构的光网络系统中，TS开始发布功能和TS同步功能中利用时刻，时间计数器设定为带延迟差的时刻的情况下的变形。
图34是表示TS开始发布功能和TS同步功能中利用时刻，时间计数器设定为带延迟差的时刻的情况下的变形的图。作为TS信息设定用的控制信号，如图34下侧所示，既可以将多个信息一起包含在控制信号SS 中发送，也可以将多个信息分散包含在控制信号SS1、SS2、SS3中发送。也就是说，控制信号SS集中包含TS开始时刻、时间戳、以及TS信息。控制信号SS1包含TS开始时刻，控制信号SS2包含时间戳，控制信号 SS3包含TS信息。
接着，说明第四实施方式的光网络系统的动作。
图35是用于说明图34所示的No2002的情况的动作的图。参考图35，说明发布本地时刻和TS开始时刻，事先设定全部TS的情况。
如[1]及[2]所示，主节点2G对各节点A、B设定时隙信息。接着，如 [3]所示，主节点2G在每个TS周期中，发送包含TS开始时刻和时间戳值(例如80)的控制信号SS4。
如[4]所示，节点A从主节点2G接收控制信号SS4后，将时间计数器(80)设定为时间戳值(80)。并且，如[5]所示，节点A在时间计数器到达TS开始时刻(100)后，从TS0开始依次实施动作。即，节点A 在到达“TS开始时刻+TS编号×TS长”的时刻时，实施TS信息的动作。在此，节点A在时间计数器为100～120时，如[1]的第1行所示在TS0 中插入(ADD)数据，在时间计数器为140～160时，如[1]的第3行所示，在TS2中插入(ADD)数据。
如[6]所示，节点B接收控制信号SS4后，将时间计数器(80)设定为时间戳值。并且，节点B在时间计数器到达TS开始时刻(100)后，从TS0开始依次实施动作。即，节点B在时间计数器(＝TS开始时刻+TS 编号×TS长)为100～120时，如[2]的第1行所示分出(DROP)TS0的数据，在时间计数器为120～140时，如[2]的第2行所示在TS2中插入 (ADD)数据。
接着，说明附加了传输路径延迟时间的时刻的设定方法。
图36A、图36B是用于说明附加了传输路径延迟时间的时刻的设定方法的图。
如图36A所示，主节点2G如框G1内所示发送赋予了时间戳的时刻同步信号。各光开关节点1G如框G2内所示将接收了的时刻同步信号的时间戳值设定为当前时刻。
如图36B所示，在主节点2G中，作为时间戳，赋予发送时刻同步信号时的时刻(T1)。赋予了该时间戳值T1的时刻同步信号SC1向各光开关节点1G发送。在各光开关节点1G中，作为本光开关节点1G的当前时刻，设定时间戳的值(T1)。
这样，主节点2G将带有时间戳的时刻同步信号SC1发送到光开关节点1G并进行设定，通过定期发送时刻同步信号SC1，能够吸收由温度变化造成的传输路径长的变化。
接着，说明带延迟的时刻的设定方法的变形。
图37A、图37B是用于说明带延迟的时刻的设定方法的变形的图。图37A如箭头Y1所示为反时针旋转(逆时针)的情况，图37B如箭头 Y2所示为沿时针旋转(顺时针)的情况。
在单向设定的情况下，按照图37A所示的逆时针或者图37B所示的顺时针中的一种方式，主节点2G发送带有时间戳的控制信号，以对各节点1G1、1G2、1G3进行设定。
按照逆时针的情况进行说明，如图37A所示，假设主节点2G将本地时刻t作为时间戳值包含在控制信号中进行发送，节点1G1接收了该控制信号。在此情况下，假设主节点2G与节点1G1之间的传输延迟为a(延迟＝a)，则节点1G1将控制信号的时间戳值t作为本地时刻，设定给本节点1G1的时间计数器。此时，主节点2G的本地时刻前进了延迟时间a，因此节点1G1的本地时刻设定为时刻(t-a)，该时刻(t-a)是与主节点的本地时刻偏移了延迟时间a分钟的时刻。
随后，同样，在下一个节点1G2中，本地时刻设定为t。据此，节点 1G2的本地时刻设定为时刻(t-a-b)，该时刻(t-a-b)是与主节点2G的本地时刻偏移了延迟时间(a+b)分钟的时刻。在节点1G3中，本地时刻设定为t。据此，节点1G3的本地时刻设定为时刻(t-a-b-c)，该时刻(t-a-b-c)是与主节点2G的本地时刻偏移了延迟时间(a+b+c)分钟的时刻。
在双向设定的情况下，按照图37A所示的逆时针和图37B所示的顺时针这两种方式，主节点2G对各节点1G1～1G3发送带有时间戳的控制信号以进行设定。如图37A及图37B所示，以顺时针和逆时针的方式发送时间戳值时设定的本地时刻不同。因此，各节点1G1～1G3最好具备顺时针用和逆时针用的两个时间计数器。
接着，说明物理拓扑的变形。
图38是表示单向环时的光开关节点1H的结构例的框图。单向环时的结构与参考图26及图27说明的结构相同，因此省略详细说明。
图39A及图39B是表示双向环时的光开关节点1I、2J的结构例的框图。图39A所示的光开关节点1I如后所述也用作主节点2I。
在图39A所示的、物理拓扑为双向的情况下，特征在于，控制信号处理部26、TS信息管理部10、以及时间计数器70各自设置两个，分别用于顺时针和逆时针。主节点2I绕环的顺时针和逆时针发送控制信号，各节点1I使用与控制信号的收发方向对应的TS信息管理部10的TS信息和时间计数器70进行动作。各节点1T接收顺时针的控制信号时，利用顺时针用的TS信息管理部10和顺时针用的时间计数器70。
在如图39B所示物理拓扑为双向的情况下，特征在于，用一套控制信号处理部26、TS信息管理部10、以及时间计数器70进行双向通信。图39B表示主节点2J的结构。主节点2J绕环的顺时针或逆时针发送控制信号，在与控制信号的收发方向相反的方向上进行数据发送时，利用延迟时间计算部90，采用从TS开始时刻中减去了延迟时间后的时刻进行动作。在与控制信号的收发方向相同的方向上发送数据时，主节点用与单向环相同的方法进行发送。
接着，说明主节点的分出(DROP)切换时间。
图40是用于说明主节点2J的分出(DROP)切换时间的图。
如参考图37A、图37B所说明，各节点1J1～1J3设定与主节点2J相比具有延迟部分的时差的本地时刻。因此，在与发送了时间戳的方向相同的方向上发送数据的情况下，“接收节点的按照本地时刻的接收时间”＝“发送节点的按照本地时刻的发送时间”。例如，主节点2J在本地时刻＝t1时发送数据后，在各节点1J1～1J3的本地时刻＝t1时，数据到达各节点1J1～1J3。
但是，在从各节点1J1～1J3对主节点2J发送的情况下，或者跨越主节点2J在节点间进行收发的情况下，“接收节点的按照本地时刻的接收时间”＝“发送节点的按照本地时刻的发送时间”+“绕环1周的时间 (a+b+c+d)”。
其中，跨越主节点2J的收发(跨越通信)是指，在发送的正向上，从与主节点2J的上游侧连接的节点1J3，穿过(跨过)主节点2J，在与主节点2J的下游侧连接的节点1J1接收信号，或者在更下游的节点接收信号。在发送的反向上，从与主节点2J的下游侧连接的节点1J1，穿过 (跨过)主节点2J，在与主节点2J的上游侧连接的节点1J3接收信号，或者在更上游的节点接收信号。
例如，节点1J1在本地时刻＝t2发送数据后，该数据在主节点2J中的本地时刻＝t2+a+b+c+d到达主节点2J。因此，主节点2J的分出(DROP) 切换时间采用“TS开始时刻+TS编号×TS长+绕环1周时间”。对于从节点1J3向节点1J1收发数据的情况这样的跨主节点2J的收发，同样使分出(DROP)切换时间采用“TS开始时刻+TS编号×TS长+绕环1周时间”。
图41是表示主节点的TS信息的设定例的图。
如图41所示，为了应对接收时间不等于发送时间的情况，增加绕环 1周时间(a+b+c+d)。主节点2J进行分出(DROP)的时间采用“TS开始时刻+TS编号×TS长+绕环1周时间”。
接着，说明绕环1周时间的计算方法及设定方法。这里说明两种方法。
第一种方法利用OTDR等测定器事先测定延迟时间，将测定结果设定到TS信息管理部10中。向TS信息管理部10的设定可以通过手动等方式进行。
第二种方法根据绕环1周的控制信号进行计算。参考图42说明该第二种方法。图42是用于说明绕环1周时间的计算方法及设定方法的图。
如图42所示，主节点2K在控制信号生成部81中生成带有时间戳的控制信号SS10，并发送控制信号SS10。并且，主节点2K在延迟时间计算部90中接收绕环1周返回的带有时间戳的控制信号SS10，从接收时刻中减去时间戳值，由此计算绕环1周时间，并写入TS信息管理部10。
图43是表示时间计数器设定为共同时刻的情况下的变形的图。本实施方式中，由于进行共同时刻设定，所以无须发布设定各节点的本地时刻的信号。
第五实施方式
第五实施方式中，各节点共享共同时刻的信息，测定延迟时间，从 TS开始时刻中减去延迟时间以进行TS同步。
说明第五实施方式的光开关节点的结构。
图44是表示第五实施方式的光开关节点1L的一结构例的框图。图 45是示意性地表示图44所示的光开关节点1L中的控制信号和光信号的传输路径的图。
如图44所示，光开关节点1L具有设定TS信息的TS信息管理部10、 TS同步部25、共同时间计数器75、延迟时间管理部90、光TS-SW部30、以及TS收发部40。TS同步部25包括控制信号处理部26、发送控制部 23以及光SW控制部22。光TS-SW部30中，在光信号输入侧连接分波部31，在光信号输出侧连接合波部32。
接着，参考图45进行说明。控制信号处理部26接收控制信号后，将 TS开始时刻通知给发送控制部23和光SW控制部22。在控制信号中包含TS信息时，控制信号处理部26将TS信息写入TS信息管理部10。
TS信息管理部10管理TS信息，使发送控制部23和光SW控制部 22参考TS信息。TS信息包含TS编号、数据发送目的地、动作、光SW 连接端口号、TS长、以及TS周期的信息。
发送控制部23从控制信号处理部26接收TS开始时刻通知后，参考 TS信息管理部10和延迟时间管理部95，实施对应TS编号的动作。若动作为插入(ADD)，则对TS收发部指示向数据发送目的地发送数据。发送控制部23由共同时间计数器75提供时刻。
TS收发部40在外部装置(未图示)与光TS-SW部30之间收发数据。外部装置例如是图1所示的路由器等的通信设备。TS收发部40在经由光 TS-SW部30向其它光开关节点发送数据的情况下，按照来自发送控制部 23的发送指示，以该光开关节点为目的地，从缓冲区内(未图示)的队列中读出数据并交给光TS-SW部30。TS收发部40从外部装置接收数据后，在缓冲区内的队列中积蓄数据，直到有来自发送控制部23的发送指示为止。
光SW控制部22从控制信号处理部26接收TS开始时刻通知后，参考TS信息管理部10和延迟时间管理部95，实施对应TS编号的动作。若动作为插入(ADD)或分出(DROP)，则对光TS-SW部30指示切换。在指示切换后，经过TS长的时间后，对光TS-SW部30指示切回。光SW 控制部22由共同时间计数器75提供时刻。
光TS-SW部30按照来自光SW控制部22的切换指示切换光SW内的连接。
共同时间计数器75接收时钟(未图示)，对时刻进行计数。该时刻是各节点共同的时刻。
延迟时间管理部95管理主节点与本节点的延迟时间。
接着，说明本实施方式的主光开关节点(也称为主节点)的结构。
图46是表示本实施方式的主节点2L的一结构例的框图。图47是示意性地表示图46所示的主节点2L中的控制信号和光信号的传输路径的图。
如图46及图47所示，主节点2L不具有参考图44说明的结构中的延迟时间管理部95，而是具有控制信号生成部81。控制信号生成部81 生成包含TS开始时刻和时间戳的控制信号，将控制信号发往各节点。
图48是表示第五实施方式的光网络系统的结构例的图。图48所示的主节点2L相当于图46所示的主节点2L，节点1L1～1L5相当于图44所示的光开关节点1L。在该结构中，主节点2L沿箭头Y3所示的反时针方向发送控制信号SS11及数据D11。
接着，说明设定了共同时刻的情况下的TS开始时刻。
图49A是环接了主节点2L和两个节点1L1、1L2的光网络系统的结构图。图49B是用于说明该光网络系统中设定了共同时刻的情况下的TS 开始时刻的图。
如图49B所示，假设主节点2L发送的TS开始时刻为t，则各节点 1L1、1L2将发送了的TS开始时刻t加上与主节点2L的延迟时间a或a+b 得到的值重新作为TS开始时刻。
在图49A中进行说明，主节点2L中，箭头Y4所示的逆时针的延迟时刻≈0，箭头Y5所示的顺时针的延迟时刻≈0(因为延迟时刻很小，所以设为0)。另一方面，节点1L1中，来自主节点2L的逆时针的延迟时刻＝a，顺时针的延迟时刻＝b+c。节点1L2中，来自主节点2L的逆时针的延迟时刻＝a+b，顺时针的延迟时刻＝c。
接着，说明延迟时间的测定方法。
图50是用于说明延迟时间的测定方法的图。图50中，示出主节点 2M和光开关节点1M的功能块中的、与延迟时间的测定方法有关的结构，省略其它结构的图示。
通过收发时间戳，以如下方式测定延迟时间。
首先，主节点2M从时间戳发送部81m发送时间戳。在双向环的情况下也逆向实施。光开关节点1M接收时间戳后，利用时间戳处理部26m，从接收时刻中减去时间戳值，计算出延迟时间。计算结果写入延迟时间管理部95。延迟时间通过“延迟时间＝接收时刻-时间戳值”计算。延迟时间管理部95管理环的顺时针和逆时针双方的延迟时间。
接着，说明上述实施方式的主节点2M和光开关节点1M的光TS-SW 部的结构的具体例。
图51是对能够适用于上述实施方式的光TS-SW部进行分类的图。
光TS-SW部容纳环网的数据线，按照调度器的指示，进行输入端口与输出端口的连接关系的变更。所容纳的数据线有两种情况：[1]进行波长复用的数据线的情况和[2]不进行波长复用的数据线的情况。光TS-SW 部采用基于波长变换的波长路由型开关、广播及选择型的空间型开关。
进一步进行说明，在容纳进行波长复用的数据线的情况下，如[1]所示，在光TS-SW部的输入前设置分波部，通过波长复用输入了的数据例如被分波为N个波长，分别提供给IN1～IN N所示的输入端口。并且，在光TS-SW部的后级设置合波部，对来自光TS-SW部的N个输出端口 OUT 1～OUT N的光信号进行波长复用，传输到环网上的下一节点(下一级节点)。光TS-SW部还具有光信号插入(ADD)以及光信号分出 (DROP)的功能，插入用端口设置为光TS-SW部的输入端口，分出用端口设置为光TS-SW部的输出端口。
在容纳不进行波长复用的数据线的情况下，如[2]所示，不设置分波部和合波部。在此情况下，环的数据线数等于光开关的减去插入/分出 (ADD/DROP)用接口数的端子(端口)数。
接着，说明波长路由型开关的实施例1～8。
其中，实施例1～5是不具有FWC(固定波长变换器)的光TS-SW 部的结构例，实施例6～8是具有FWC的光TS-SW部的结构例。在各实施例1～8的图中，为了区分对波长为λ的信号的动作(分出等)，对波长λ的数字添加字母后缀。
实施例1
说明实施例1的光TS-SW部的结构。在此，假设两层环、1插入/1 分出(1ADD/1DROP)、并且能够进行光纤间交换的情况。
图52是用于说明实施例1的光TS-SW部30A的结构的图。
光TS-SW部30A在λi(i＝0～kN-1)的kN个波长中，将(i MOD N) 为相同值的多个波长作为同一波长，具有：kN×kN的循环型AWG (Arrayed Waveguide Grating：阵列波导光栅)30a；k个循环型1×N AWG30b、30c，配置在循环型AWG30a的前级，作为波长变换部和分波部；k(N-2)个THRU(通过)/DROP(分出)用TWC1～TWC4；一个插入(ADD)用TWC[A]；一个作为分出(DROP)IF(接口)的光接收器 30e；以及k个(N-1)×1合波部30x、30y。图52是k＝2、N＝4的情况。
其中，TWC是可变波长变换器。另外，循环型AWG(也简称为AWG) 30a进行将输入到各输入端口的光信号根据其波长分派给输出端口的处理。即，示出光TS-SW部30A在两层环并且每个环使用4个波长的情况下的、通过不使用FWC的1插入/1分出(1ADD/1DROP)结构进行光纤间波长交换的例子。
实施例2
说明实施例2的光TS-SW部的结构。在此，假设两层环、1插入/1 分出(1ADD/1DROP)、能够进行光纤间交换、并且采用开关控制用波长的情况。
图53是用于说明实施例2的光TS-SW部30B的结构的图。
光TS-SW部30B在λi(i＝0～kN-1)的kN个波长中，将(i MOD N) 为相同值的多个波长作为同一波长，具有：kN×kN的循环型AWG30a； k个循环型1×N AWG30b、30c，配置在循环型AWG30a的前级，作为波长变换部和分波部；k(N-2)个THRU(通过)/DROP(分出)用TWC1～TWC4；一个插入(ADD)用TWC[A]；一个作为分出(DROP)IF的光接收器30e；以及k个(N-1)×1合波部30x、30y。并且，准备用于进行开关控制的控制用波长，为了保证控制用波长的可达性，将耦合器30f、30g 连接到分波部30b、30c，在各开关进行复制。图53是k＝2、N＝4的情况。
即，示出光TS-SW部30B在两层环并且每个环使用4个波长的情况下的、通过不使用FWC的1插入/1分出(1ADD/1DROP)结构进行光纤间波长交换并且使用控制用波长的例子。
实施例3
说明实施例3的光TS-SW部的结构。在此，假设两层环、1插入/1 分出(1ADD/1DROP)、并且能够进行光纤间交换的情况。
图54是用于说明实施例3的光TS-SW部30C的结构的图。
光TS-SW部30C在λi(i＝0～kN-1)的kN个波长中，将(i MOD N) 为相同值的多个波长作为同一波长，具有：kN×kN的循环型AWG30a； k个循环型1×N AWG30b、30c，配置在循环型AWG30a的前级，作为波长变换部和分波部；k(N-2)个THRU(通过)/DROP(分出)用TWC1～TWC4；设置在TWC1～TWC4后级的一个插入(ADD)用TWC[A]及分波部30j；一个作为分出(DROP)IF的光接收器30e；以及k个(N-1)×1 合波部30x、30y。图54是k＝2、N＝4的情况。
即，示出在两层环并且每个环使用4个波长的情况下的、通过不使用 FWC的1插入/1分出(1ADD/1DROP)结构进行光纤间波长交换的例子。
实施例4
说明实施例4的光TS-SW部的结构。在此，假设光纤间交换、光纤内交换的情况。
图55是用于说明实施例4的光TS-SW部30D的结构的图。
光TS-SW部30D在λi(i＝0～kN-1)的kN个波长中，将(i MOD N) 为相同值的多个波长作为同一波长，具有：kN×kN的循环型AWG30a； k个循环型1×N AWG30b、30c，配置在循环型AWG30a的前级，作为波长变换部和分波部；设置在循环型AWG30a的后级的1×N耦合器(合波部)30j、301；以及k根输出用端口30r、30s。
即，示出在两层环并且每个环使用4个波长的情况下，不配备FWC，能够进行光纤间波长交换和光纤内波长交换的光TS-SW部30D的结构例。
实施例5
说明实施例5的光TS-SW部的结构。在此，假设两层环、1插入/1 分出(1ADD/1DROP)、1AWG/1光纤、并且采用开关控制用波长的情况。
图56是用于说明实施例5的光TS-SW部30E的结构的图。
光TS-SW部30E在λi(i＝0～kN-1)的kN个波长中，将(i MOD N) 为相同值的多个波长作为同一波长，具有：每光纤一个的N×N的循环型 AWG30t、30u；k个循环型1×N AWG30b、30c，配置在循环型AWG30t、 30u的前级，作为波长变换部和分波部；k(N-2)个THRU(通过)/DROP (分出)用TWC1～TWC4；一个插入(ADD)用TWC[A]；一个作为分出(DROP)IF的光接收器30e；光纤间的插入/分出(ADD/DROP)用 TWC(A/D)；以及k个N×1合波部30x、30y。并且，准备用于进行开关控制的控制用波长，为了保证控制用波长的可达性，将耦合器30f、30g 连接到分波部，在各开关进行复制。
图56是k＝2、N＝4的情况。数据用波长是2波长/光纤，控制用波长是1波长/光纤。即，示出光TS-SW部30E使用两层环(每个环4个波长)，每个AWG30t、30u对应1个光纤，通过不使用FWC的1插入/1分出 (1ADD/1DROP)结构使用控制用波长的例子。
实施例6
说明实施例6的光TS-SW部的结构。在此，假设两层环(1个环4 个波长)、插入/分出(ADD/DROP)1CH(通道)的情况。
图57A是用于说明实施例6的光TS-SW部30F的结构的图。图57B 是表示光TS-SW部30F的8个TWC1～TWC8和插入(ADD)用TWC[A] 的TWC波长条件的图。
如图57A所示，光TS-SW部30F具有：9×9AWG30v；设置在其前级的8个TWC1～TWC8；设置在9×9的后级的8个FWC1～ FWC4+FWC1～FWC4；以及插入(ADD)用TWC[A]。该图57A及图57B中，为了识别各波长，通过(THRU)用波长的后缀采用r，分出(DROP) 用波长的后缀采用g，插入(ADD)用波长的后缀采用b。
插入(ADD)是指将输入到AWG30v的IN1的信号输出到OUT1～9 中的任一者。分出(DROP)是指将输入到AWG30v的IN2～9的信号输出到OUT9。通过(THRU)是指将输入到AWG30v的IN2～9的信号输出到从IN编号中减去1而得的OUT编号。
基于图57A说明详细的动作。在进行插入(ADD)的情况下，根据输出到OUT1～8中的哪一者，由TWC[A]将波长变换为入1b～8b中的任一者并输入到IN1。输入到IN1的波长与输出目的地的对应关系是λ1b 对应于OUT1、λ2b对应于OUT2、λ3b对应于OUT3、λ4b对应于OUT4、λ5b对应于OUT5、λ6b对应于OUT6、λ7b对应于OUT7、λ8b对应于OUT8。来自光纤1及光纤2的信号由AWG30b、30c进行分波，根据是通过还是分出(DROP)，由TWC1～8对波长进行变换。以TWC1为例说明波长和输出目的地，在通过的情况下，λ1g、λ2r对应于OUT1。
实施例7
说明实施例7的光TS-SW部的结构。在此，假设两层环(1个环4 个波长)、插入/分出(ADD/DROP)1CH(通道)、并且进行光纤内波长交换的情况。
图58A是用于说明实施例7的光TS-SW部30G的结构的图。图58B 是表示光TS-SW部30G的8个TWC1～TWC8和插入(ADD)用TWC[A] 的TWC波长条件的图。
图58A所示的光TS-SW部30G与图57A的光TS-SW部30F相比，仅TWC1～TWC8、TWC[A]的波长条件不同，结构相同，因此省略其说明。图58A及图58B中，为了识别各波长，通过(THRU)用波长的后缀采用r，分出(DROP)用波长的后缀采用g，插入(ADD)用波长的后缀采用b，光纤内交换波长的后缀采用y。
光纤内交换是指，将输入到AWG30v的IN2～5的信号输出到 OUT1～4中的通过(THRU)时的输出目的地以外的任一者。将输入到 AWG30v的IN6～9的信号输出到OUT5～8中的通过(THRU)时的输出目的地以外的任一者。基于图58A及图58B说明详细的动作。插入(ADD)、分出(Drop)、通过(THRU)与实施例6相同，因此以TWC1为例说明光纤内交换的情况。在将输入到AWG30v的IN2的信号的输出目的地变更为OUT2的情况下，使输入到TWC1的信号的波长为λ3y。同样，在输出到OUT3的情况下为λ4y，输出到OUT4的情况下为λ5y。
实施例8
说明实施例8的光TS-SW部的结构。在此，假设两层环(1个环4 个波长)、插入/分出(ADD/DROP)1CH(通道)、并且进行光纤间和光纤内波长交换的情况。
图59A是用于说明实施例8的光TS-SW部30H的结构的图。图59B 是表示光TS-SW部30H的8个TWC1～TWC8和插入(ADD)用TWC[A] 的TWC波长条件的图。
图59A所示的光TS-SW部30H与图57A的光TS-SW部30F相比，仅TWC1～TWC8、TWC[A]的波长条件不同，结构相同，因此省略其说明。图59A及图59B中，为了识别各波长，通过(THRU)用波长的后缀采用r，分出(DROP)用波长的后缀采用g，插入(ADD)用波长的后缀采用b，光纤内交换波长的后缀采用y，光纤间交换波长的后缀采用 p。
光纤间交换是指，将输入到AWG30v的IN2～5的信号输出到 OUT5～8中的任一者。将输入到AWG30v的IN6～9的信号输出到 OUT1～4中的任一者。基于图59A及图59B说明详细的动作。插入(ADD)、分出(Drop)、通过(THRU)、光纤内交换与实施例7相同，因此以 TWC1为例说明光纤间交换的情况。在将输入到AWG30v的IN2的信号的输出目的地变更为OUT5的情况下，使输入到TWC1的信号的波长为λ6p。同样，在输出到OUT6的情况下为λ7p，输出到OUT7的情况下为λ8p，输出到OUT8的情况下为λ9p。
接着，说明TWC和FWC的结构。
图60是表示包括TWC和FWC的光TS-SW部30J的一结构例的框图。
光TS-SW部30J由如下部件构成：分波器(分波部)30b，具备1 个或多个输入端口和多个输出端口，对于进行了波长复用的输入光信号，针对每个波长进行分波；AWG30a，对于输入到各输入端口的光信号，根据其波长将其分派到输出端口；TWC[A]1～TWC[A]3、TWC1～TWC8，为了选择光开关节点中的通过(Through)、插入(ADD)以及分出(DROP) 而执行波长变换；合波器(合波部)30x，为了传输到下一级，对各波长的输出光信号进行波长复用；FWC1～FWC8，为了在下一级的分波部(未图示)中将光信号输出到同一端口而进行波长变换；以及光接收器30e，接收由AWG30a分出(DROP)了的光信号。
图示为通过波长复用从前级传输来的光信号由分波器30b分波为波长λ1～λ8，这些分波后的光信号分别经由TWC1～TWC8提供给 AWG30a的输入端口。与这些信号相独立，要插入的光信号经由 TWC[A]1～TWC[A]3提供给AWG30a的输入端口。AWG30a的输出端口中的8个端口用于向下一级进行传输，来自这些输出端口的光信号分别经过FWC1～FWC8输入到合波器(合波部)30x，进行波长复用并传输到下一级。
与这些端口独立，AWG30a有用于分出(DROP)的输出端口，光接收器30e连接到该输出端口。光接收器30e采用进行光电变换的光电元件 (APD)、用于吸收光信号间的功率差的限制放大器(LIM)、以及用于吸收光信号间的相位差的时钟数据恢复电路(CDR)依次串联连接的结构，吸收信号间的功率差/相位差并接收光信号。
此外，在图60中，波长λ8为控制用的固定波长。另外，插入(ADD) 以及分出(DROP)各有1个通道也为控制用通道，连接到用于控制光 TS-SW部30J的开关控制部30k。开关控制部30k也采用具有APD、LIM、以及CDR的结构。
图61是表示图60所示的TWC1～TWC8(或TWC[A]1～TWC[A]3) 的一结构例的框图。
如图61所示，TWC具有光突发接收器301、波长可变光源302a、以及调制器303a。光突发接收器301具有APD、LIM、以及CDR。图61 中，用实线表示光信号的传输路径，用虚线表示电信号的传输路径。
APD进行将光信号变换为电信号的光电变换。LIM起到减少各帧间产生的功率差的作用。功率差例如起因于由不同的传输路径长造成的损失差或光源的输出功率差。CDR起到减少各帧间产生的相位差的作用。相位差例如起因于由不同的传输路径长造成的相位差。
波长可变光源302a为了变更AWG30a的输出目的地而改变振荡波长。调制器303a将接收了的信号更换搭载于不同的波长。
TWC利用上述结构进行光-电-光(OEO：Optcal-Electrical-Optical) 变换，从而在用光信号长距离传输数据的情况下也能够恢复衰减了的光的功率，不需要光放大器。
图62是表示图60所示的FWC1～FWC8的一结构例的框图。
FWC具有光突发接收器311a和固定波长光源312。光突发接收器311 具有APD、LIM、以及CDR。图62中，用实线表示光信号的传输路径，用虚线表示电信号的传输路径。
APD进行光电变换。LIM起到减少各帧间产生的功率差的作用。功率差例如起因于因AWG接收端口而异的损失或光源的输出功率差。CDR 起到减少各帧间产生的相位差的作用。相位差例如起因于不同AWG30a 的光路差。
固定波长光源312进行波长变换，以使通过(Through)数据与插入 (ADD)数据的波长相同，从而在下一级的分波部(未图示)中输出到同一端口。
接着，说明光TS-SW部为广播及选择型的空间型开关的情况。
图63是表示广播及选择型的空间型开关的基本结构的图。
图63所示的光TS-SW部30K具有：对波长复用信号(WDMi)进行分波的AWG30b；多个N×1SW30m；分出(DROP)用N×1SW30n；插入(ADD)用TWC30d；以及对来自多个N×1SW的光信号进行合波的耦合器30p。N×1SW30m采用包括半导体光放大器(SOA)的结构。
光TS-SW部30K利用AWG30b对以波长复用信号(WDMi)形式输入来的光信号进行分波，利用耦合器30g将分波后的各波长成分传输到多个N×1SW30m。在各N×1SW30m中，利用半导体光放大器(SOA) 进行信号的穿过或截断的控制(通过控制)。N×1SW30m中之一作为分出(DROP)用的端口。其余N×1SW30m的输出和来自插入(ADD) 用TWC30d的输出由耦合器30p进行合波，作为波长复用信号(WDMo) 传输到下一级。各N×1SW30m中，设置每个输入端口的SOA、输出端口的SOA、以及空间开关。端口数为N时，成为控制对象的SOA的数量为N2个。
图64是表示广播及选择型的空间型开关的其它结构例的图。
在图64所示的光TS-SW部30L的结构中，除去图63所示的光TS-SW 部30K的结构中的前级的AWG30b，将使用SOA的N×1SW30m变为波长可变滤波器30q，进行任意波长的穿过或切断的切换。在各波长可变滤波器30q中，关于任意波长，利用波长滤波器进行信号的穿过或截断(通过控制)。该结构中，不需要前级AWG30b，因而与图63所示的结构相比，为了开关而进行控制的元件数能够从N2个减少为N个。
第六实施方式
接着，参考附图说明第六实施方式。
在基于第六实施方式的光网络中，对于基于波分复用(WDM)的光网络，还增加一定时间周期的时隙(TS)的概念，从而联合使用基于时分复用(TDM)的处理。该网络中，与业务流入量相对应地动态变更TS 分配和波长分配，由此实现与对地间业务量相对应的动态频带分配，提高作为系统整体的业务容纳效率。在仅使用波分复用的情况下，由于对地间波长不同，所以能够忽略光纤网络上发生数据冲突(碰撞)的问题，而在基于本实施方式的光网络中，由于联合使用TS，所以还增加了传播延迟，需要正确控制各节点中的收发定时。对此，在基于本实施方式的光网络中，设置主节点、以及相当于现有光网络中的OADM节点的光开关节点，主节点动态变更各光开关节点中的TS分配和波长分配。
图65A、图65B是表示基于本实施方式的光网络的动作概要的图。在此，如图65A)所示，地点A～D处分别设置光开关节点121，经由环状的光网络在这些地点之间进行基于光通信的数据传输。设置对光开关节点121进行时隙分配和光开关的切换指示的主节点120。在此，与光开关节点121分开地描绘主节点120，但可以采用使任一光开关节点作为主节点发挥作用的结构。也就是说，可以在任一光开关节点内设置主节点。按照从主节点120如箭头Y10所示分配的TS信息，光开关节点进行数据发送和开关切换，由此能够在不产生数据冲突的情况下以单一波长发送同一目的地的数据。在图示的例子中，从地点A～C发往地点D的数据均使用波长λ1进行传输。为了防止数据冲突，如图65B所示，对各个地点A、 B、C分配时隙TS<1>、<2>、<3>。另外，该结构中，通过变更各时隙<1>、 <2>、<3>中使用的波长，能够进行WDM化。例如，能够对不同的目的地使用不同的波长，关于同一目的地，对每个发送源节点分配时隙。
图66A表示本实施方式的其它方式的光网络系统的结构。在此，设置环状的光网络，在光网络上设置主节点120和多个光开关节点121。光网络由用于传输数据的单向传输的数据线122、以及用于传输控制数据的控制线123、124构成，控制线123在网络上以图示的顺时针传输控制信息，控制线124以图示的逆时针传输控制信息。
该光网络系统是联合使用波长复用和基于时隙(TS)的时间复用进行数据的插入/分出(ADD/DROP)的N波长复用的WDM/TDM环状网络。该网络系统根据来自外部网络的业务量进行动态的频带分配。该频带分配通过变更波长和光网络系统内定义的TS的分配量来实现。在光网络系统的入口处，按照分配了的TS量，将来自外部网络的数据变换为时隙内的数据。另一方面，在光网络系统的内部，以无缓冲区/无标头的方式，利用WDM/TDM进行光的开关交换。
主节点120具有如下功能：
(a)定期收集从各光开关节点121流入的业务量，与业务量对应地确定对各开关节点121分配的TS量，
(b)考虑到不同光开关节点121的缓冲区-缓冲区间的传播延迟时间，按照分配的TS指定开始动作的定时，
(c)在每个一定周期(T)中，根据从各光开关节点收集的业务量实施时隙的重新分配。
如上所述，主节点120也可以存在于光开关节点内。
光开关节点121由WDM/TDM开关构成。配备在光网络边缘的光开关节点中，除了WDM/TDM开关以外，还设置进行TS变换的缓冲区部。
光开关节点121具有如下功能：
(a)将来自外部网络的输入信号积蓄在缓冲区中，对主节点120报告每个目的地的数据量，
(b)按照由主节点121设定的TS表，进行来自本缓冲区的数据发送(ADD)和WDM/TDM开关中的路线变更，
(c)到主节点121再次设定TS表为止，按照记载了对一定周期(周期t)的动作信息的TS表，进行发送/开关切换动作。
如后所述，这种光开关节点121具备光TS-SW部，该光TS-SW部实现插入/分出(ADD/DROP)和WDM/TDM开关。
在主节点120与光开关节点121之间的信息传递中，使用与数据用不同的控制用波长，或者使用与数据用不同的光纤(例如图示的控制线123、 124)。这是为了确保TS表的可达性，即确保TS表可以到达各光开关节点121，该TS表用于使有效的光TS-SW部(WDM/TDM开关)动作。主节点120对光开关节点121发送的控制信号和数据信号进行时隙分配，以便在环内不会发生分组冲突。此外，连接到光TS-SW部的信号线有发送控制分组的控制信号和发送数据分组的数据信号这两种。光开关节点 121的缓冲区部无须存在于同一装置内，可以设置在地理上分离的位置处，但在此情况下，最好具有在缓冲区部与开关控制部之间进行延迟测定等的、测定分离程度的机制。另外，光开关节点121之间的控制信号线和数据线也可以进行波长复用以共享光纤。
图66B表示如下例子：从图66A中<1>～<3>所示的光开关节点121 对图中A、B所示的光开关节点(B还是主节点120)发送数据时的TS 分配。<1>～<3>所示的光开关节点在被分配的时隙中发送，反复进行相同时隙中的发送，直到进行重新分配为止。
本实施方式的光网络系统需要正确控制各光开关节点中的收发定时。作为实现这一功能的结构，设想触发信号型和时刻同步型的两种结构。根据使用触发信号型还是使用时刻同步型，主节点120和光开关节点121 的结构不同。
触发信号型以控制分组与数据分组经过相同路径，即具有相同传播延迟时间为前提，在来自主节点120的TS信息(触发信号)到达的瞬间在各光开关节点121中进行时隙发送和开关切换，由此在不考虑传播延迟的情况下防止光开关节点间发生时隙冲突。
时刻同步型即使在控制分组与数据分组不经由相同路径的情况下，也测定缓冲区～缓冲区之间、光开关节点之间的传播延迟时间，进行考虑了传播延迟的时刻同步控制，使光开关节点之间不会发生时隙冲突。
图67A表示触发信号型的主节点120的结构，图67B表示触发信号型的光开关节点121的结构。图中，实线箭头表示数据信号的路径，虚线箭头表示控制信号的路径。
触发信号型的主节点120具备：分波部131，对从传输路径进来的光信号进行波长分离；合波部132，对输出到传输路径的信号进行波长复用；控制信号接收部133，接收由分波器(分波部)131分离的控制用信号；业务信息收集部134，汇总从各光开关节点发送来的业务信息；拓扑管理部135，管理各光开关节点的光TS-SW部的连接信息；TS分配部136，基于由业务信息收集部34汇总的业务信息和由拓扑管理部135取得的拓扑信息，对各光开关节点121进行时隙分配；TS开始发布部137，以一定间隔产生触发信号脉冲；以及TS信息发布部138，将TS信息与触发信号脉冲一起发布给各光开关节点。
触发信号型的光开关节点121具备：分波部141，对从传输路径进来的光信号进行波长分离；合波部142，对输出到传输路径的信号进行波长复用；控制信号接收部143，接收由分波器(分波部)141分离的控制用信号；光TS-SW部144，设置在分波部141与合波部142之间，实现插入/分出(ADD/DROP)和WDM/TDM开关；TS同步部145，与控制信号接收部143连接，实现时隙同步；TS收发部146，具有积蓄从外部装置输入的数据的缓冲区，从缓冲区对光TS-SW部144进行数据发送，从光TS-SW部144接收数据并将数据发送到外部装置；以及业务信息发送部147，将TS收发部146的缓冲区中积蓄的数据量发送到主节点120的业务信息收集部134。在此，TS同步部145从由控制信号接收部133接收的信号中，检测用于同步光开关节点的时隙定时的触发信号，对接收触发信号信息通知后的经过时刻进行计数，按照与触发信号信息一起通知的时隙信息，在分配给本节点的时隙中，对TS收发部146和光TS-SW部 144进行数据发送指示。根据来自该TS同步部145的切换指示，光TS-SW 部144进行路线的切换，TS收发部146进行从缓冲区到光TS-SW部144 的数据发送。
图68A表示时刻同步型的主节点120的结构，图68B表示时刻同步型的光开关节点121的结构。图中，实线箭头表示数据信号的路径，虚线箭头表示控制信号的路径。
时刻同步型的主节点120与图67A所示的触发信号型的主节点120 具有同样的结构，但与图67A所示结构的不同之处在于具备时刻发布部 39，该时刻发布部39将本节点的本地时刻发布到各光开关节点。在时刻同步型的主节点120中，TS开始发布部137不是产生触发信号脉冲，而是指定光开关节点基于TS信息开始动作的时刻，TS信息发布部138将 TS信息发布到各光开关节点。
时刻同步型的光开关节点121与图67B所示的触发信号型的光开关节点121具有同样的结构，但与图67B所示结构的不同之处在于具备TS 信息管理部148，该TS信息管理部148保持接收了的时隙信息。TS同步部145检测用于同步各节点时隙定时的控制信号，将信号内的时间戳值通知给时间计数器(不图示)，按照信号内的时隙开始时刻(以后称为TS 开始时刻)，在分配给本节点的时隙中，对TS收发部146和光TS-SW 部144进行数据发送指示。
比较触发信号型与时刻同步型，在触发信号型中，从主节点120对各光开关节点121同时发布时隙信息和表示时隙开始的触发信号，因而各光开关节点121中无须设置TS信息管理部148。此外，在图67A、图67B 以及图68A、图68B所示的结构中，也能够增加传输路径的光纤根数，从而不设置分波部131、141以及合波部132、142。
该光网络系统在主节点120中从各光开关节点120收集业务信息，在此情况下，在控制用的光纤或波长中，需要使来自多个光开关节点121 的业务信息不冲突。对此，主节点121也进行控制信号发送用的时隙分配。对此，本实施方式中，各光开关节点121从接收了控制信号发送TS分配信号的瞬间起，开始进行控制信号用时隙刻画。以开始时的时隙编号为1，按每个单位时隙将时隙编号递增。在递增后的时隙编号达到控制信号发送 TS分配信号内记载的时隙编号时，该光开关节点能够将业务信息(以TS 收发部为单位)发送到主节点120。此外，该时隙是周期性的，各光开关节点121能够以一定周期发送控制信号。
图69表示通过这种控制从光开关节点121对主节点120发送业务信息时的过程。
对该过程进行说明。在步骤211中，主节点120利用控制信号对各光开关节点121进行控制用时隙的分配。接着，在步骤212中，光开关节点 121接收从外部通信装置190发送来的数据分组，测定业务量。在步骤213 中，光开关节点121将该业务量作为业务信息发往主节点120。
接着，在步骤214中，主节点120根据该业务信息得知业务量，计算与业务量相应的时隙分配量(时隙长)。在步骤215中，将该计算出的时隙长通知给光开关节点121。在步骤216中，光开关节点121设定具有该通知了的时隙长的时隙，并进行数据发送。
在此，说明从光开关节点121对主节点120通知的业务信息的例子。
作为业务信息通知的一例，通知TS收发部146的缓冲区中积蓄的数据大小、以及到缓冲区发生溢出为止的预测时间。所谓到缓冲区发生溢出为止的预测时间，是对TS收发部146的缓冲区在多少秒后发生缓冲区溢出进行估计而得到的时间。通过对主节点120通知该估计时刻，能够对有可能发生缓冲区溢出的TS收发部内的虚拟队列优先分配较大的TS，能够避免缓冲区溢出。
图70是说明缓冲区溢出的预测的图。假设TS收发部146内设定了多个虚拟队列1～N。根据虚拟队列中的剩余存储器部分的减少程度，预测缓冲区在多少秒后溢出。假设时刻t与时刻t+1的时间间隔为△T，在此期间，虚拟队列的剩余存储器减少了△data，则“(时刻t+1时的剩余存储器量)/△data”×△T是到缓冲区发生溢出为止的预测时间。
或者，作为业务信息，可以对主节点120通知(a)当前的全部积蓄数据量、以及(b)相对于设定的阈值，不超过阈值的最大TS量。图71 表示阈值、作为上行数据帧表示的当前的全部积蓄数据量(用[a]表示)、以及不超过阈值的最大TS量(用[b]表示)的关系。
接着，说明触发信号型结构中的TS开始发布以及TS同步的具体例。
图72表示通过触发信号进行TS开始发布和TS同步时设想的各种例子。在此，例如以通过波长复用使用同一路径传输触发信号和数据为前提。
图73说明时隙与触发信号的关系，图73的※1中示出图72的No1011 所示的每个时隙输出触发信号的例子，图73的※2中示出图72的No1012、 1013所示的每个TS周期输出触发信号的例子，图73的※3中示出图72 的No1014、1015所示的每个TS周期的N倍时输出触发信号的例子。
图74表示在图72的No1011所示的情况(图73的※1所示的情况) 下，从节点A向节点B、从节点A向节点C、从节点B向节点C发送的动作例。首先，如[1]所示，主节点120对各光开关节点设定TS信息。在 1个波长中插入(ADD)的时隙的TS编号在各节点中不重复。TS长设定为环长的整数分之一。这里的环长是指信号绕环1周时的传播延迟。接着，如[2]所示，主节点120以TS长为间隔发送触发信号。这里设想环状网络，因而触发信号绕环1周，绕环1周后的触发信号在主节点120处结束。这样发送触发信号后，由各节点依次接收触发信号。如[3]所示，节点A接收触发信号后，在偏移时间(这里是5次计数)后实施TS信息的第1行动作(在时隙TS0中插入(ADD)目的地为B的数据)。接收下一个触发信号后，同样实施TS信息的第2行动作。接收再下一个触发信号时，实施TS信息的第3行动作(将目的地节点为C的数据插入(ADD)到时隙TS2)。由于触发信号在环上传播，所以节点B也接收触发信号，如[4] 所示，节点B接收触发信号后，在偏移时间(5次计数)后实施TS信息的第1行动作(分出(DROP)时隙TS0的数据)。接收下一个触发信号后，同样实施TS信息的第2行动作(将目的地节点为C的数据插入(ADD) 到TS1)。
这样，对被分配的TS进行插入(ADD)或分出(DROP)的处理。
图75表示在图72的No1012、1013所示的情况(图73的※2所示的情况)下，从节点A向节点B、从节点A向节点C、从节点B向节点C 发送的动作例。首先，如[1]所示，主节点120对各光开关节点121设定 TS信息。在1个波长中插入(ADD)的时隙的TS编号在各节点A～C 中不重复。以TS周期(TS长×m)为环长的整数分之一的方式设定TS 长。接着，如[2]所示，主节点120以TS周期为间隔发送触发信号。绕环 1周后的触发信号由主节点120结束。发送了的触发信号由节点A接收后，如[3]所示，节点A在接收触发信号起偏移时间(在此为5次计数)后依次实施TS信息的第1行至第m行。也就是说，偏移时间后，在TS0中插入(ADD)目的地节点B的数据，在45次计数(偏移时间+TS编号× TS长＝5+2×20)后在TS2中插入(ADD)目的地节点C的数据。同样，节点B接收触发信号后，如[4]所示，从接收触发信号起偏移时间(5次计数)后依次实施TS信息的第1行至第m行。也就是说，在偏移时间后分出(DROP)TS0的数据，在25次计数(偏移时间+TS编号×TS长＝ 5+1×20)后在TS1中插入(ADD)目的地节点C的数据。
图76表示在图72的No1014、1015所示的情况(图73的※3所示的情况)下，从节点A向节点B、从节点A向节点C、从节点B向节点C 发送的动作例。首先，如[1]所示，主节点120对各节点A～C设定TS信息。在1个波长中插入(ADD)的时隙的TS编号在各节点中不重复。以 TS周期(TS长×m)为环长的整数分之一的方式设定TS长。接着，主节点120以TS周期×N为间隔进行发送。绕环1周后的触发信号由主节点120结束。节点A接收触发信号后，如[3]所示，在偏移时间(在此为 5次计数)后依次实施TS信息的第1行至第m行，在实施第m行后反复执行TS信息的第1行至第m行的动作，直到下一个触发信号到来为止。接收下一个触发信号后，同样在偏移时间后反复实施TS信息的第1行至第m行。另外，节点B接收触发信号后，如[4]所示，在偏移时间(在此为5次计数)后依次实施TS信息的第1行至第m行，并反复实施上述动作，直到下一个触发信号到来为止。接收下一个触发信号后，同样在偏移时间后反复实施TS信息的第1行至第m行。
接着，说明环长与TS长、TS周期的关系。
在环状网络中配置了主节点和多个光开关节点时，有时必须在网络上越过主节点收发数据。图77A表示这种网络结构。图中，从节点C到节点A的发送需要越过主节点120进行。对此，如图77B所示，为了越过主节点接收数据，可以使TS长或TS周期为环长的整数分之一(在触发信号输出间隔为TS长的情况下使TS长为环长的整数分之一，在触发信号输出间隔为TS周期或TS周期×N的情况下使TS周期为环长的整数分之一)。据此，利用主节点120新发送的触发信号，节点A能够接收节点C发送了的数据。
另外，有时由于时钟波动等使各节点的时隙的收发定时发生偏差。例如，在主节点120的触发信号输出间隔产生波动，或者如图72中的No1014 或1015那样周期性地发送时隙的情况下，时隙的收发定时有时会发生偏差。图78说明时隙定时偏差。在时钟一致的情况下，各节点120、A～C 收发的时隙的定时一致，但在由于时钟波动，例如如节点A那样时钟变快或者如节点B那样时钟变慢的情况下，时隙TS1、TS2的定时发生偏差，有可能产生节点A～C之间的时隙重叠。对此，为了在产生这种时钟波动时也不会发生数据冲突，如图79所示，可以考虑由时钟波动产生的时隙重叠，在时钟时隙内的数据前后设置保护时间。
接着，说明触发信号型结构中的环拓扑与光开关节点的结构的关系。
在环型网络中，网络内的数据传输方向既可以是单向(顺时针或逆时针中的一者)，也可以是双向(顺时针和逆时针双方)。触发信号通过与数据相同的路径传输，因此设想触发信号也进行单向或双向传输。图80A 表示单向环时的光开关节点1A的结构。图80A中省略了业务信息发送部的记载，该光开关节点121A与图67B、图68B所示的光开关节点相同。与此相对，图80B表示适合双向环的光开关节点121B的结构。在物理拓扑为双向的情况下，光开关节点121B中，控制信号接收部143a、143b 以及TS信息管理部148a、148b各设置两个，分别用于逆时针和顺时针。发送触发信号的主节点120顺时针、逆时针地绕环发送触发信号，各光开关节点121A、121B基于与触发信号的收发方向对应的TS信息管理部 148a、148b的TS信息，在与触发信号的收发方向相同的方向上进行数据收发和SW切换。
接着，详细说明时刻同步型的结构。时刻同步型的特征是用时刻指定 TS开始。上述触发信号型的同步需要通过同一路径传输触发信号与数据，而利用时刻的TS同步能够事先设定TS开始时刻，即使在发布TS开始时刻的情况下，也无须使用与数据相同的路径进行发布。作为时刻同步型的各节点的时刻设定方法，有如下两种情况：(a)对各节点设定对主节点 120的时刻附加了数据传输路径的延迟时间的时刻；以及(b)对主节点 120和光开关节点121整体设定共同时刻。(a)的附加了延迟时间的时刻设定(带延迟差的时刻)的特征在于，能够使TS开始时刻的值为全部节点共同的时刻值。另外，(b)的共同时刻设定的特征有：能够利用使用GPS(Global Positioning System，全球定位系统)等的时刻设定。
首先，说明利用带延迟差的时刻的时刻设定。在通过带延迟差的时刻设定TS开始发布和TS同步的情况下，对各节点设定带有节点间的延迟时间的时差的时刻。如图81所示，此时的TS开始发布和TS同步的设定方法有多种。
另外，关于主节点120作为设定用控制信号而发布的信息组合，有如图82中符号SS20所示将TS开始时刻、时间戳、以及TS信息一起发送的情况，也有如符号SS21～SS23所示分别发送这些信息的情况。在分别发送的情况下，能够独立发送时间戳，因而能够修正计数器值的偏差。
另外，作为环状拓扑，根据是单向拓扑还是双向拓扑，来自主节点的带时间戳的控制信号的发送方向也设想为单向设定和双向设定。图83A 表示如箭头Y1所示逆时针发送控制信号的例子，在本地时刻t，主节点 120发送带时间戳的控制信号后，在发送到节点121a、节点121b、节点 121c的期间中附加了延迟。各节点121a～121c中接收带时间戳的控制信号后，将该控制信号的时间戳设定给本节点的时间计数器。其结果是，本地时刻被设定为偏移了延迟时间的时刻。图83B表示如箭头Y2所示从主节点120顺时针发送控制信号的例子。
在双向设定中，主节点在逆时针和顺时针的两个方向上都发送带时间戳的控制信号。对于每个节点而言，顺时针时的延迟与逆时针时的延迟当然不同，因此在各节点中，保持顺时针用和逆时针用的时间计数器，针对顺时针和逆时针分别管理本地时刻。
图84A表示光网络系统的结构，图84B表示利用带延迟差时刻的时刻同步时的时刻设定时间表。在本实施方式的光网络系统中，主节点120 对各光开关节点(也简称为开关节点或节点)121a、121b指定光开关切换时间和分组发送时间以进行控制，因而主节点120需要对各开关节点 121a、121b进行时刻设定。如图中的[1]所示，首先，主节点120赋予时间戳，并将时刻设定分组发送给光开关节点。各光开关节点121a、121b 如[2]所示接收时刻设定分组时，将时间戳中记述的值设定为本节点的当前时刻。此时，对光开关节点121a、121b设定的时刻＝主节点时刻-单程传播延迟时间，主节点120预先掌握了单程传播延迟时间，因此也能够掌握对各光开关节点121a、121b设定的时刻。
另外，主节点120需要预先知道到各节点121a、121b的单程传播延迟时间，因此需要实际测定延迟。在主节点120与光开关节点121a、121b 之间，对同一路径往返收发主节点120赋予的时间戳，由此能够测定传播延迟时间。图85A、图85B是说明这种延迟时间测定的图。如图中的[1] 所示，首先，主节点120发送赋予了时间戳的时刻设定分组，接收了该分组的各光开关节点121a、121b如[2]、[3]所示，将包含由主节点120赋予的时间戳的延迟测定分组作为响应分组返回给主节点120。主节点120如 [4]所示，根据响应分组到达时刻与该最初的时间戳时刻的差，计算单程传播延迟时间。实际上存在着光开关中的处理延迟，因而如图所示还需要考虑该处理时间。
在利用带延迟差时刻的时刻同步的情况下，与触发信号型情况同样，根据物理拓扑是单向环还是双向环，光开关节点的结构有所变化。图86A 表示与单向环对应的光开关节点121A。该光开关节点121A与图68B所示的光开关节点121相比，省略了业务信息发送部的记载，为了明确表示利用TS同步部145的时刻同步，记载了时间计数器149和内部时钟150，但实质上与图68B中记载的结构相同。
与此相对，在物理拓扑为双向的情况下，如图86B所示，光开关节点121B中，控制信号接收部、TS信息管理部以及时间计数器各设置两个，分别用于逆时针和顺时针。图中，作为顺时针用的部件，示出控制信号接收部143b、TS信息管理部148b以及时间计数器149b。主节点120 绕环的顺时针和逆时针发送控制信号，各光开关节点121A、121B基于与控制信号的收发方向对应的TS信息管理部的TS信息和时间计数器进行动作。例如，接收了顺时针的控制信号后，利用顺时针用的TS信息管理部48b。
另外，在利用带延迟差时刻的时刻同步的情况下，各节点被设定对主节点附加了延迟时差的本地时刻，因此在与发送了时间戳的方向相同的方向上发送数据的情况下，“接收节点的本地时刻的接收时间”＝“发送节点的本地时刻的发送时间”。例如，在图87A、图87B所示的情况下，主节点120在本地时刻＝t1时发送数据后，在各节点的本地时刻＝t1时，数据到达各节点121a～121c。但是，在从各节点121a～121c对主节点120 发送数据的情况下，或者跨主节点120在节点间进行收发的情况下，“接收节点的本地时刻的接收时间”＝“发送节点的本地时刻的发送时间”+ “绕环1周的时间(a+b+c+d)”。例如，节点121a在其本地时刻＝t2发送数据后，该数据在主节点120中的本地时刻＝t2+a+b+c+d到达主节点120。为了在主节点120中分出(DROP)该数据，需要使主节点120中的分出切换时间为“TS开始时刻+绕环1周时间”。同样，在从节点121c到节点121a这样的跨主节点120的收发的情况下，也需要使分出切换时间为“TS开始时刻+绕环1周时间”，或者需要以逆时针进行TS设定，以便不跨越主节点120。
作为绕环1周时间的计算和设定方法，例如有利用OTDR(光脉冲试验器：OpticalTime Domain Reflectmeter(光时域反射仪))等测定器事先测定延迟时间，通过手动等方式将测定结果设定到TS信息管理部的方法，以及根据绕环1周的控制信号进行计算的方法。在根据绕环1周的控制信号进行计算的情况下，例如，可以由主节点生成并发送带有时间戳的控制信号，主节点的延迟测定功能部(不图示)接收绕环1周的控制信号，计算出从接收时间中减去时间戳值得到的值作为绕环1周时间。
图88表示图81的No2013所示情况下的、利用带延迟差时刻的时刻同步型结构中的本地时刻和TS开始时刻的发布的动作例。在此，假设事先设定全部TS。首先，如[1]所示，主节点120对节点A设定时隙信息。接着，如[2]所示，主节点120在每个TS周期中，发送包含TS开始时刻和时间戳值的控制信号。如[3]所示，节点A接收控制信号后，将本节点的时间计数器设定为控制信号的时间戳值。并且，如[4]所示，节点A在时间计数器到达TS开始时刻后，从时隙TS0起依次开始动作。即，在到达(TS开始时刻+TS编号×TS长)时，实施TS信息的动作。
若为图示的节点A的情况，则在时间计数器为100～120的时隙TS0 中实施插入(ADD)，在时间计数器为140～160时，在时隙TS2中进行插入(ADD)。节点A反复执行该动作，直到发送了下一个TS开始时刻为止。随后，如[5]所示，节点B再次控制信号后，将本节点的时间计数器设定为该控制信号的时间戳值。随后，如[6]所示，节点B在时间计数器到达TS开始时刻后，从时隙TS0起依次动作。在这里所示的节点的情况下，在时间计数器为100(时间计数器＝TS开始时刻+TS编号×TS 长)～120时，分出(DROP)TS0，在时间计数器为120～140时对S2 进行插入(ADD)。反复执行基于该TS信息的动作，直到发送了下一个 TS开始时刻为止。
接着，说明利用共同时刻的时刻同步。在共同时刻方式下，各节点中独立进行对共同时刻的时刻设定，因而不需要发布用于设定各节点的本地时刻的信号。这里的共同时刻是指各节点中能够与其它节点无关地得到的时刻信息。这种共同时刻是单一的时刻体系，不依赖于各节点各自的传播延迟。作为这种共同时刻，可以举出各节点中设置的高精度内部时钟(例如铯振荡器、铷振荡器等原子时刻标准，或者水晶振荡器等)、各节点能够同等享受的外部时钟(例如GPS时钟或JJY时钟(日本标准电波时钟)) 等。在使用内部时钟的情况下，各节点的内部时钟预先高精度地与同一正确时刻进行了对时。如图89所示，利用共同时刻的TS同步有多种方法。
虽然通过使用GPS等共同时刻，包括主节点和光开关节点在内的全部节点的本地时刻能够正确地一致，但在时隙分配时也需要考虑节点间的延迟，以便不发生数据冲突。因此，在使用共同时刻的情况下也需要测定延迟。图90A表示光网络系统的结构，图90B表示用于使用GPS对各节点发布共同时刻并且测定延迟的过程。
主节点120和各光开关节点121a、121b中分别连接GPS接收机，作为各节点120、121a、121b的本地时刻，设定通过GPS得到的正确时刻。首先，如[1]所示，主节点120将主节点内部的时刻(T1)作为时间戳赋给延迟测定分组，并发送该分组。各节点接收该延迟测定分组，如[2]所示，根据接收了的分组的时间戳的值(T1)和本节点中的当前时刻，作为传播延迟时间＝当前时刻-时间戳值，计算出传播延迟时间。随后，如 [3]所示，各节点121a、121b对主节点120通知所测定的传播延迟时间。
此外，该利用共同时刻的时刻同步不需要使用2层的控制信号线(顺时针和逆时针的控制线)，通过1层结构即单向的控制线即可实现。各节点中，通过在与延迟测定分组相同的方向上进行时隙分配，能够无冲突地发送所测定的传播延迟时间。
接着，说明通过共同时刻进行时刻同步的情况下的TS开始时刻。在利用共同时刻的时刻同步中，各节点的本地时刻正确一致，因而为了以不发生数据冲突的方式确定时隙的开始时间，需要考虑节点间的延迟。也就是说，假设主节点发送的TS开始时刻为t，则各节点需要将发送的TS开始时刻t上加上与主节点的延迟时间得到的值重新作为TS开始时刻。图 91A、图91B说明这种TS开始时刻的决定。
在该说明中，如图91A所示，对环状连接的主节点120标注[1]，对节点121a标注[2]，对节点121b标注[3]，作为各节点[1]～[3]进行表示，图91B中也示出相同符号[1]～[3]表示节点。
在图91A所示的环的逆时针传输中，主节点[1]的TS开始时刻在图 91B中用时刻t1表示。在逆时针传输中，主节点[1]与节点[2]之间的信号发送时的延迟时刻为a，因而时刻t1+a＝t2是节点[1]的逆时针的TS开始时刻。同样，主节点[1]与节点[3]之间的延迟时刻为a+b，因而时刻 t1+a+b＝t3是节点[3]的逆时针的TS开始时刻。
接着，在顺时针传输中，主节点[1]与节点[3]之间的延迟时刻为c，因而时刻t1+c＝t2a是节点[3]的顺时针的TS开始时刻。同样，主节点[1] 与节点[2]之间的延迟时刻为c+b，因而时刻t1+c+b＝t4是节点的顺时针的 TS开始时刻。
接着，说明主节点120的拓扑管理部135中的拓扑掌握的处理。图 92是表示控制用环为1层的情况下的拓扑掌握的动作的时序图。
主节点120为了掌握连接于环网络的光开关节点121之间的连接结构、以及连接于光开关节点121的终端(外部通信装置)190，首先对各光开关节点121请求该开关的ID(识别编号)、开关的接口(TS收发部)ID 等(ID请求S1)，光开关节点121对该ID请求返回ID回答S2。随后，主节点120作为管理终端地址请求，对光开关节点121请求连接于该光开关节点121的终端(外部通信装置)190的地址等(管理终端地址请求 S3)。光开关节点121在与其连接的终端190每次更新终端地址时都会被通知S4该终端地址，并存储各终端地址190m，因而对于管理地址终端请求，通过终端地址回答S5对主节点120通知所管理的终端(外部通信装置)190的地址等。主节点120据此掌握连接于环网络的光开关节点 121的开关ID、TS收发部的ID、光开关节点121中连接于TS收发部的端口(Port)号、光开关节点121中建立链接所使用的端口号、以及光开关节点121下属的终端190的地址。
在此，假设控制用环为1层结构，因而为了避免用于拓扑管理的数据的冲突，在接收来自主节点120的控制信号之后，各光开关节点121逐一在接收了的分组后面赋予主节点120请求的信息，并发送给下一级光开关节点121。
在此，说明本实施方式的光网络系统中的触发信号或控制信号的传输结构。在各光开关节点中，对于数据，需要经由光TS-SW部发送到下一级光开关节点或者进行分出(DROP)，对于触发信号(或控制信号)，需要发送到下一级光开关节点并且提供给本节点的控制信号接收部。触发信号或控制信号由控制用波长λc传输，作为触发信号或控制信号的传输结构，例如有图93A～图93D所示的变形。在关于图93A～图93D的说明中，将控制信号也包含在内，都称为触发信号。
图93A所示的传输结构中，触发信号也通过光TS-SW部144，触发信号由光TS-SW部144分出，提供给控制信号接收部143。在此情况下，光TS-SW部144设定为广播。
图93B所示的传输结构中，触发信号也通过光TS-SW部144，但将光TS-SW部144设定为分出(DROP)和插入(ADD)，由光TS-SW部 144分出(DROP)触发信号并提供给控制信号接收部143，在控制信号接收部143中分出触发信号，发往下一级以后的信号由光TS-SW部144 进行插入(ADD)。
图93C所示的传输结构中，触发信号不通过光TS-SW部144，对于控制用波长λc，进行OE(光/电)-EO(电/光)变换并以电信号的状态分出触发信号，或者使用光耦合器分出触发信号，并提供给控制信号接收部143。
图93D所示的传输结构中，触发信号也不通过光TS-SW部144，但在此与数据独立，对于控制用波长λc，在控制信号接收部143中分出触发信号。
接着，说明光TS-SW部与TS收发部的连接结构。关于光TS-SW部与TS收发部的连接结构，例如有图94A～图94C所示的变形。
图94A所示的结构中，TS收发部146有1个输出和1个输入。在TS 收发部146中，发送数据按照各个目的地存储到不同的队列中。TS收发部146对于光TS-SW部144，插入/分出(ADD/DROP)各有一个端口进行连接。
图94B所示的结构中，TS收发部146的每个队列有1个输出，TS 收发部146整体有1个输入。在TS收发部146中，发送数据按照各个目的地存储到不同的队列中。TS收发部146与光TS-SW部144的连接中，每个队列使用一个插入(ADD)端口。对TS收发部146整体使用一个分出(DROP)端口。对每个队列使用插入(ADD)端口，因而目的地不同的数据在环发送方向不同时能够同时输出。
图94C所示的结构中，针对图94B所示结构，在TS收发部146内设置缓冲区，并且在缓冲区中从两个分出(DROP)端口接收数据。由于使用两个分出(DROP)端口，所以能够从环中的顺时针方向和逆时针方向双方同时接收。
接着，说明光开关节点121中设置的光TS(时隙)-SW(开关)部 144的结构。
如上所述，光TS-SW部144具有输入端口和输出端口，容纳环状网络的数据线，按照来自主节点120的指示变更输入端口与输出端口的连接关系，与连接关系相对应，还根据需要执行波长变换等处理。如以下具体举例说明的那样，这种光TS-SW部144能够构成为基于波长变换的波长路由型开关，也能够构成为广播及选择型的空间型开关。作为光TS-SW 部144中容纳的数据线，有进行波长复用的数据线的情况和不进行波长复用的数据线的情况。图95A、图95B是表示构成为波长开关的光TS-SW 部144的概要的图，图95A表示容纳进行波长复用的数据线的情况，图 95B表示容纳不进行波长复用的数据线的情况。
在容纳进行波长复用的数据线的情况下，如图95A所示，在光TS-SW 部144的输入前设置分波部141，通过波长复用输入了的数据例如被分波为N个波长，分别提供给IN 1～IN N所示的输入端口。并且，在光TS-SW 部144的后级设置合波部142，对来自光TS-SW部144的N个输出端口 OUT 1～OUT N的光信号进行波长复用，传输到环网上的下一节点(下一级节点)。光TS-SW部144还具有光信号插入(ADD)以及光信号分出(DROP)的功能，插入用端口(port)设置为光TS-SW部144的输入端口，分出用端口(port)设置为光TS-SW部144的输出端口。
在容纳不进行波长复用的数据线的情况下，如图95B所示，不设置分波部和合波部。在此情况下，环的数据线数等于光开关的减去插入/分出(ADD/DROP)用接口数的端子(端口)数。
图96表示构成为波长开关的光TS-SW部144的基本结构的一例。光 TS-SW部144由如下部件构成：分波器141，具备1个或多个输入端口和多个输出端口，对于进行了波长复用的输入光信号，针对每个波长进行分波；AWG(Arrayed Waveguide Grating：阵列波导光栅)144i，对于输入到各输入端口的光信号，根据其波长将其分派到输出端口；TWC(TunableWavelength Converter：可变波长变换器)1～TWC8、TWC[A]1～TWC[A]3，为了选择光开关节点中的通过(Through)、插入(ADD)以及分出(DROP) 而执行波长变换；合波器(合波部)142，为了传输到下一级，对各波长的输出光信号进行波长复用；FWC(Fixed WavelenghtConverter：固定波长变换器)1～FWC8，为了在下一级的分波部中将光信号输出到同一端口而进行波长变换；以及光接收器144j，接收由AWG144i分出(DROP) 了的光信号。
图示为通过波长复用从前级传输来的光信号由分波器141分波为波长λ1～λ8，这些分波后的光信号分别经由TWC1～TWC8提供给 AWG144i的输入端口。与这些信号相独立，要插入的光信号经由 TWC[A]1～TWC[A]3提供给AWG144i的输入端口。AWG144i的输出端口中的8个端口用于向下一级进行传输，来自这些输出端口的光信号分别经过FWC1～FWC8输入到合波器142，进行波长复用并传输到下一级。与这些端口独立，AWG144i有用于分出(DROP)的输出端口，光接收器144j连接到该输出端口。光接收器144j采用进行光电变换的光电元件 (APD)、用于吸收光信号间的功率差的限制放大器(LIM)、以及用于吸收光信号间的相位差的时钟数据恢复电路(CDR)依次串联连接的结构，吸收信号间的功率差/相位差并接收光信号。此外，在图96所示结构中，波长λ8为控制用的固定波长。另外，插入(ADD)以及分出(DROP) 各有1个通道也为控制用通道，连接到用于控制光TS-SW部144的开关控制部。
图97A表示TWC的结构的一例。图中粗实线表示为光信号，粗虚线表示为电信号。TWC与上述同样由如下部件构成：光突发接收器170，包括APD、LIM以及CDR；波长可变光源171，为了变更AWG的输出目的地而改变振荡波长；以及调制器172，通过来自光突发接收器170的电信号，调制来自波长可变光源171的光。在TWC中，为了吸收由不同的传输路径长造成的损失差或光源的输出功率差而设置LIM，为了吸收由不同的传输路径长造成的相位差而设置CDR。这种TWC通过进行光- 电-光变换，能够恢复由于长距离传输而衰减了的光的功率，通过使用 TWC，无须使用光放大器。
图97B表示FWC的结构的一例。图中粗实线表示为光信号，粗虚线表示为电信号。FWC由如下部件构成：光突发接收器170，包括APD、 LIM及CDR；以及固定波长光源173，用于进行波长变换，以使通过 (Through)数据与插入(ADD)数据的波长相同，从而在下一级的分波部中输出到同一端口。在FWC中，为了吸收AWG中各个端口不同的损失差或光源的输出功率差而设置LTM，为了吸收由AWG中的不同的传输路径造成的相位差而设置CDR。
关于波长开关型的光TS-SW部的结构，考虑各种结构。图98中示出了设想的结构。在此，示出根据每一个AWG设置多少根光纤、是否设置 FWC、用于插入(ADD)连接的端口设置在AWG的前级还是设置在后级、波长交换在光纤间进行还是在光纤内进行，能够采用什么结构。若采用不使用FWC的结构，则能够相应地削减成本。若采用光纤间波长交换，则即使一根光纤发生了断路也能够进行通信，因而提高了耐故障性。另外，若采用光纤内波长变换，则能够进行更灵活的使用。
下面说明波长开关型的光TS-SW部的若干具体结构例。
图99相当于图98中的[1]的情况，表示使用光纤数为K根的K层环，每1个环使用N个波长的情况下光TS-SW部144的结构例。图中示出 K＝2、N＝4的例子。在此，示出在不配备FWC的情况下如何进行K根光纤间的波长交换的一例。在kN个波长λi(0≤i≤kN-1)中，将(iMOD N) 为相同值的多个波长作为同一波长，由此，在不导入FWC的情况下，开关切换后的信号在下一级的波长变换部(TWC)中以同一波长单位输入。具体而言，配备kN×kN的循环型AWG141a、141b，在其前级配备N个 TWC1～TWC8和作为分波部的k个循环型1×N AWG144i，在其后级配备k根输出用端口144k、1441。
图100相当于图98中的[1a]的情况，示出K层环并且每1个环使用 N个波长的情况下的、通过不使用FWC的1插入/1分出(1ADD/1DROP) 结构进行光纤间波长交换的例子。图中示出K＝2、N＝4的例子。在kN个波长λi(0≤i≤kN-1)中，将(iMOD N)为相同值的多个波长作为同一波长，设置kN×kN循环型AWG144i，在其前级设置k个循环型1×N AWG141c、141d，k(N-2)个通过(Through)/分出(DROP)用TWC1～ TWC4，以及一个插入(ADD)用TWC[A]。k个循环型1×N AWG141c、 141d作为也进行波长变换的分波部发挥功能。在kN×kN循环型AWG144i的输出侧，设置作为分出用接口的光接收器144j、以及k个(N-1) ×N合波部142c、142d。
图101相当于图98中的[1a]的情况，示出K层环并且每1个环使用 N个波长的情况下的、通过不使用FWC的1插入/1分出(1ADD/1DROP) 结构进行光纤间波长交换，并且使用控制用波长的例子。图中示出K＝2、 N＝4的例子。在kN个波长λi(0≤i≤kN-1)中，将(i MODN)为相同值的多个波长作为同一波长，设置kN×kN的循环型AWG144i，在其前级设置作为也进行波长变换的分波部发挥功能的k个循环型1×N AWG141c、141d，k(N-2)个通过(Through)/分出(DROP)用TWC1～TWC4，以及一个插入(ADD)用TWC[A]。在kN×kN循环型AWG144i 的输出侧，设置作为分出用接口的光接收器144j、以及k个(N-1)×N合波部142c、142d。此外，在该结构中，准备用于进行开关控制的控制用波长，为了保证控制用波长的可达性，将耦合器144r连接到各分波部，在各开关进行复制。
图102相当于图98中的[1b]的情况，示出K层环并且每1个环使用 N个波长的情况下的、通过不使用FWC的1插入/1分出(1ADD/1DROP) 结构进行光纤间波长交换的例子。图中示出K＝2、N＝4的例子。设置kN ×kN的循环型AWG144i，在其前级设置作为也进行波长变换的分波部发挥功能的k个循环型1×N AWG141c、141d，以及k(N-2)个通过(Through) /分出(DROP)用TWC1～TWC4。在kN×kN循环型AWG144i的后级侧，设置一个插入(ADD)用TWC[A]、位于该TWC[A]后级的分出用的 AWG141e、作为分出用接口的光接收器144j、以及k个(N-1)×N合波部 142c、142d。
图103相当于图98中的[2]的情况，示出在K层环并且每1个环使用 N个波长的情况下，不配备FWC，能够进行光纤间波长交换和光纤内波长交换的光TS-SW部144的结构例。图中示出K＝2、N＝4的例子。在kN 个波长λi(0≤i≤kN-1)中，将(i MOD N)为相同值的多个波长作为同一波长，由此，在不导入FWC的情况下，开关切换后的信号在下一级的波长变换部中以同一波长单位输入。具体而言，配备kN×kN的循环型 AWG144i，在其前级配备TWC1～TWC8，以及作为分波部的k个循环型 1×N AWG141c、141d，在其后级配备k个N×1星形耦合器144s、144t，以及k根输出用端口144k、1441。
图104相当于图98中的[3]的情况，示出使用K层环(每个环N个波长)且每个AWG采用1根光纤，以不使用FWC的1插入/1分出 (1ADD/1DROP)结构使用控制用波长的例子。图中示出K＝2、N＝4的例子。在kN个波长λi(0≤i≤kN-1)中，将(i MOD N)为相同值的多个波长作为同一波长，设置k个N×N循环型AWG(图中是2个4×4循环型AWG)144h、144i。在k个N×N的循环型AWG144h、144i的前级，设置作为也进行波长变换的分波部发挥功能的k个循环型1×N AWG142c、142d，k(N-2)个通过(Through)/分出(DROP)用TWC1～ TWC4，以及一个插入(ADD)用TWC[A]。插入用TWC[A]在图中连接到上侧的4×4AWG144h。在k个N×N循环型AWG144h、144i的后级，设置作为分出用接口的光接收器144j，以及k个N×N合波部142c、142d。光接收器在图中连接到下侧的4×4AWG144i。设置光纤间的插入/分出 (ADD/DROP)用TWC[A/D]，以便连接上侧的4×4AWG144h的输出与下侧的4×4AWG144i的输入。此外，为了保证控制用波长的可达性，将耦合器144r连接到各分波部，在各开关进行复制。
图105A表示图96所示的基本结构的具体例，在此示出使用每环4 波长的2层环，以1通道进行插入/分出(ADD/DROP)的结构。作为 AWG144i使用9×9AWG144g，AWG144g的输出端口中除分出(DROP) 端口以外的端口分别设置FWC1～FWC4+FWC1～FWC4。图105B中示出AWG144g的输入侧设置的各TWC[A]、TWC1～TWC8的波长条件。
图106A相当于图98的[0a]的情况，在此示出使用每环4波长的2层环，在9×9AWG144g的后级设置FWC1～FWC4+FWC1～FWC4，以1 通道进行插入/分出(ADD/DROP)，并且进行光纤内的波长交换的结构。图106B中示出AWG144g的输入侧设置的各TWC[A]、TWC1～TWC8 的波长条件。
图107A相当于图98的[0b]的情况，在此示出使用每环4波长的2 层环，在9×9AWG144g的后级设置FWC1～FWC8，以1通道进行插入/ 分出(ADD/DROP)，并且进行光纤间波长交换和光纤内波长交换的结构。图107B中示出AWG144g的输入侧设置的各TWC[A]、TWC1～TWC8 的波长条件。
接着，说明采用广播及选择型的空间型开关的光TS-SW部的结构。
图108表示广播及选择型的光TS-SW部144A的基本结构。利用 AWG141对通过波长复用(WDM)输入来的光信号进行分波，利用耦合器144r将分波后的各波长成分传输到多个N×1 SW(开关)144t。在各 N×1 SW144t中，利用半导体光放大器(SOA)进行信号的穿过或截断的控制(通过控制)。N×1 SW144t中之一作为分出(DROP)用的端口。其余N×1 SW144t的开关的输出和来自插入(ADD)用TWC[A]1的输出由耦合器142进行合波，作为波长复用信号传输到下一级。各N×1 SW144t中，设置每个输入端口的半导体光放大器(SOA)144u、输出端口的SOA144w、以及空间开关144v。端口数为N时，成为控制对象的 SOA的数量为N2个。
图109表示广播及选择型的光TS-SW部144B的结构的其它例子。图108所示的结构中，为了构成N×1 SW144t，需要大量的SOA144u、144w，因此在图109所示的结构中，使用波长可变滤波器144x代替图108 中的N×1 SW144t，在各波长可变滤波器144x中，对于任意波长，利用滤波器进行信号的穿过或截断的控制(通过控制)。在该结构中，不需要前级的AWG144i。图109所示的结构与图108所示的结构相比，为了开关而进行控制的元件数能够从N2个减少为N个。
第七实施方式
接着，参考附图说明第七实施方式。首先，参考图110说明时隙同步的定义。
存在时隙发送节点(节点A)和时隙接收节点(节点B)。在此情况下，来自节点A的发送信号推迟节点A、B间的传播延迟时间301AB后到达节点B。这样，使节点A中动作的时隙TS1～TS5的时隙开始定时 301A比节点B中动作的时隙TS1～TS5提前传播延迟时间(+保护频带) 301AB。据此，使节点A中动作的时隙TS1～TS5与节点B中动作的时隙TS1～TS5同步。该时隙TS1～TS5是周期性动作的时隙，以下将时隙周期的开始定时称为时隙开始位置。各时隙的动作周期和时隙的长度由各节点A、B内存在的计数器进行计测，本地时钟频率的每1个时钟进行一次计数，由此能够进行计测。
接着，参考图111，以单向通信的多环网络(也称为多环)302为例，说明本发明的基本思想。
上级环303和多个下级环304由环交换点节点A连接而构成多环302。
(1)在环交换点节点A和下级环304的各节点B中，使基准时隙(第一时隙)305进行动作。
基准时隙305是与存在于上级环303中的起点节点A0内动作的时隙同步的时隙。其中，起点节点A0是将与环连接的多个节点中的任一节点规定为起点节点而得到的，对应于前面所述的主节点。
基准时隙的同步方法是，将起点节点A0在起点节点A0内的基准时隙开始位置的定时时刻发送的同步帧(同步帧内插入了发送同步帧时的起点节点内的时刻值)发布到起点节点以外的各节点，起点节点以外的各节点接收来自起点节点A0的同步帧后，将同步帧内的时刻值设定为本节点的当前时刻，开始基准时隙。同样，下级环304的各节点B也通过接收来自起点节点A0的同步帧，开始基准时隙。在此，需要将来自起点节点 A0的同步帧发布到起点节点以外的上级环303的节点、以及下级环304 的节点B，在各节点中通过用光耦合器分出同步帧，可以实现这一功能。
(2)环交换点节点A对于如箭头Y20所示的TS1那样进行发送的下级环304的节点B，设定面向上级环303的时隙(第二时隙)306，该时隙306是相对于本节点中的基准时隙(第一时隙)305进行了同步的、偏移了偏移值(延迟时间)DB的时隙。其中，所谓偏移值DB，对应于多环302中示出的从节点B到环交换点节点A的传播延迟时间DB。
据此，使节点B的面向上级环303的时隙306与环交换点节点A的基准时隙305同步。并且，在节点B中，从上级环303到下级环304的由箭头Y20表示的下行通信中，使用基准时隙305，从下级环304到上级环303的、如箭头Y21所示的TS那样进行发送的上行通信中，使用面向上级环的时隙306。其中，TS5是数据插入对象的时隙。
据此，在节点B中分离向上级环303的时隙发送(ADD)与来自上级环303的时隙接收(DROP)所使用的TDM控制定时。
这样，能够使下级环304的各节点B的面向上级环的时隙306与环交换点节点A的基准时隙305同步，通过在从下级环304到上级环303 的上行通信中使用面向上级环的时隙306，能够在不发生时隙冲突的情况下进行环间的时隙交换。另外，能够缩短所需的保护频带长。此外，示出了使用上行和下行时隙的逻辑结构的概念图(箭头Y22)。
接着，参考图112，说明单向通信的多环网络中下级环304的时隙与环交换点节点A的时隙的同步方法。
(1)起点节点A0中的任一者开始基准时隙，对起点节点以外的各节点同步基准时隙。基准时隙的同步方法是，将起点节点A0在起点节点A0内的基准时隙开始位置的定时时刻发送的同步帧(同步帧内插入了发送同步帧时的起点节点内的时刻值)发布到起点节点以外的各节点，起点节点以外的各节点接收来自起点节点A0的同步帧后，将同步帧内的时刻值设定为本节点的当前时刻，开始基准时隙。据此，在起点节点A0与起点节点以外的节点之间同步基准时隙308。通过使用该基准时隙308，能够进行对发布了同步帧的方向的、不同节点间的时隙的插入/分出 (ADD/DROP)。
(2)环交换点节点A对下级环304的各节点B，设定与环交换点节点A的基准时隙308同步的面向上级环的时隙309。为了设定下级环304 的各节点B中的面向上级环的时隙309，环交换点节点A测定下级环B 的绕环1周延迟。
这是由于，在多环302中，从下级环304的各节点B发送的时隙309 在D1时间后到达环交换点节点A，下级环304的各节点B的基准时隙的开始定时相对于环交换点节点A的基准时隙308推迟D2时间，这二者的和(D1+D2)为下级环绕环1周延迟时间。其中，D1时间是从下级节点(例如B)向上级节点(例如A)的路径的延迟时间，相反地，D2时间是从上级节点A向下级节点B的路径的延迟时间。
基于上述事实，使下级环304的各节点B的面向上级环的时隙309，相对于下级环304的各节点B自身的基准时隙的时隙开始定时而言提前开始绕环1周时间，由此能够与环交换点节点A的基准时隙308的时隙开始定时相配合。
下级环绕环1周延迟时间的测定方法是：(a)环交换点节点A发送下级环绕环1周延迟测定帧，(b)环交换点节点A接收绕下级环1周了的绕环1周延迟测定帧，(c)对(a)、(b)处理时的计数器值进行相减运算。
(3)下级环304的各节点B对时隙(面向上级环的时隙)309进行刻画，该时隙309是相对于本节点的基准时隙308，使时隙开始定时偏移了偏移值而得到的。据此，使下级环304的各节点B的面向上级环的时隙309与环交换点节点A的基准时隙308同步。环交换点节点A对下级环304的各节点B发送同步帧，该同步帧用于开始面向上级环的时隙309 的刻画。此时，环交换点节点A将所测定的下级环绕环1周延迟作为时间戳赋予到同步帧内并发送。为了使同步帧在下级环304的各节点B中的基准时隙的开头位置处到达，发送的定时采用测定下级环绕环1周时间之后的基准时隙的时隙周期的开始定时。下级环304的各节点B接收同步帧之后，相对于本节点的基准时隙308，提前同步帧内记载的下级环绕环1周时间，对面向上级环的时隙309进行刻画。具体而言，在接收同步帧时的基准计数器值上加上同步帧内的时间戳值，将得到的值作为初始值，开始面向上级环的时隙用的计数器。通过使用该面向上级环的时隙309，能够进行从下级环304的节点B到上级环303的节点A0的时隙收发。
另外，在单向的单网络中，使起点节点A0中动作的基准时隙与跨过起点节点A0时使用的时隙(跨越用时隙)同步的方法如下所示。
(1)在全部节点之间同步基准时隙。基准时隙的同步方法通过从起点节点A0向起点节点以外的节点发布同步帧来实现。作为同步帧的通信，使用与数据用波长不同的控制用波长，由此确保节点间的可达性。
具体而言，起点节点A0在本节点内基准时隙的起始开始位置处发送同步帧。起点节点以外的节点通过用光耦合器复制控制信号来接收同步帧，从接收了同步帧的定时起，开始基准时隙用的二进制位计数器，开始基准时隙的刻画。本计数器用于进行时隙周期和时隙长的计数，在本地时钟频率的每个时钟进行一次计数。其结果是，基准时隙进行动作，其时隙周期的开始时间推迟了节点间传播延迟时间，能够在各节点之间同步基准时隙。通过使用该基准时隙，能够进行在发布了同步帧的方向上的、不同节点间的时隙的插入/分出(ADD/DROP)。
(2)在绕环1周延迟测定中，为了使起点节点以外节点的跨越用时隙的时隙开始定时与起点节点A0的基准时隙相配合，起点节点A0测定绕环1周延迟。这是由于，从起点节点以外的节点发送的时隙在D1时间后到达起点节点A0，起点节点以外节点的基准时隙的时隙开始定时相对于起点节点A0的基准时隙推迟D2时间，这二者的和为绕环1周延迟时间(D1+D2)。
基于上述事实，使起点节点以外节点的跨越用时隙，相对于本节点(起点节点以外节点)的基准时隙的时隙开始定时而言提前开始绕环1周时间，由此能够与起点节点A0的基准时隙的时隙开始定时相配合。
绕环1周延迟时间的测定方法是：(a)起点节点A0发送同步帧， (b)起点节点接收绕环1周了的同步帧，(c)对(a)、(b)处理时的计数器值进行相减运算。
(3)说明与起点节点A0的基准时隙同步了的跨越用时隙的设定。起点节点A0对起点节点以外的节点发送同步帧，该同步帧用于开始跨越用时隙的刻画。此时，起点节点A0将所测定的绕环1周延迟作为时间戳赋予到同步帧内并发送。为了使同步帧在起点节点以外节点的基准时隙的开始位置处到达，发送的定时采用测定绕环1周时间之后的基准时隙的时隙开始位置。
各起点节点以外的节点接收同步帧之后，相对于本节点的基准时隙，提前同步帧内记载的绕环1周时间，对跨越用时隙进行刻画。具体而言，在接收同步帧时的基准计数器值上加上同步帧内的时间戳值，将得到的值作为初始值，开始跨越用计数器。通过使用该跨越用时隙，能够进行从起点节点以外节点到起点节点A0的时隙收发。
接着，参考图113说明各节点的功能块。
各节点具备如下部件而构成：光开关部(光时隙开关部)311、缓冲区部312、控制信息发送部313、基准TS同步部314、延迟测定部315、多TS管理部316、计数器管理部317、内部时钟部318、TS控制部319、 TS量更新时刻计算部320、以及控制信息接收部321。另外，符号a是延迟测定结果，b是时钟，c是基准时刻，d是当前时刻，e是来自其它节点的时间戳信息，f是分配TS信息，g是各TS中的时间戳信息，h是TS 发送定时，i是光开关切换定时，j是缓冲区积蓄量，k是基准TS量的起始开始位置，l是TS变更信息，m是TS信息和TS切换定时，n是多个TS的起始开始定时。
光开关部311进行时隙的插入/分出(ADD/DROP)
控制信息接收部321接收由光开关部311分出(DROP)的控制信号。
缓冲区部312具备积蓄从外部装置(未图示)输入的数据的缓冲区，从缓冲区的TX对光开关部311进行数据发送，通过RX从光开关部311 接收数据并发送到外部装置。
控制信息发送部313将缓冲区部312的缓冲区中积蓄的数据量和计数器管理部317内部的时间计数器值发送到起点节点。
基准TS同步部314从由起点节点设定的时刻(从起点节点接收同步帧的时刻)起，对一定周期的时隙(基准时隙)进行刻画。
延迟测定部315根据来自其它节点的控制信号(延迟测定帧)内的时间戳、以及计数器管理部317内部的时间计数器值，测定与其它节点之间的传播延迟时间，根据测定的与其它节点之间的传播延迟时间，计算各节点间的传播延迟时间，求出决定各节点的时隙开始定时的偏移值。
多TS管理部316按照来自延迟测定部315的偏移值，管理使开始定时相对于各节点的基准时隙偏移了偏移值的时隙。另外，多TS管理部316 按照来自其它节点的控制信号(多时隙开始用帧)中包含的偏移值，使开始定时相对于基准时隙偏移了偏移值，以对一定周期的时隙进行刻画。另外，多TS管理部316存储对每个时隙分配的时隙位置。
计数器管理部317将从起点节点接收了的同步帧内的时间戳设定为初始时间计数器值，从接收了同步帧的时刻起，按照来自内部时钟部318 的时钟，对时间计数器值进行递增。
内部时钟部318对计数器管理部317提供时钟，该时钟用于增加计数器管理部317内存在的时间计数器值。
TS控制部319按照多TS管理部316内部的时隙处理脚本，比较计数器管理部317内部的时间计数器值与时隙处理脚本中记载的定时值，以对光开关部311和缓冲区部312进行时隙发送以及时隙开关动作的控制。此外，后述的延迟测定帧或多时隙开始用帧的发送等由TS控制部319控制进行。
TS量更新时刻计算部320计算多个时隙间共同的时隙量、以及时隙的切换定时。
光开关部311的各输入输出和缓冲区部312中的TX(发送)、RX (接收)至少按照一个时隙进行动作。
接着，参考图114，以单向通信和2级环中的拓扑为例，说明M-C、 SubM-C、S-C的定义。其中，M-C331是作为主节点的起点节点， SubM-C332a、332b(332)是作为次主节点的环交换点节点，S-C333a～333c(333)是作为从属节点的节点(相当于上述主节点以外的光开关节点)。
M-C331是光网络系统上存在1台的代表节点(起点节点)。
M-C331的主要作用如下。
M-C331进行使各节点332、333开始时隙的同步帧的发送、各节点 332、333之间的传播延迟时间的测定、以及偏移值的计算。
SubM-C332的主要作用如下。
SubM-C332发送用于开始新时隙的多时隙开始用帧，所述新时隙相对于各节点332、333中已经动作的时隙偏移了所计算的偏移值， SubM-C332位于环交换点处，控制光开关部311(参考图113)。
也就是说，SubM-C332按照M-C331的指示对多个时隙进行刻画。另外，按照由M-C331分配的时隙，进行本节点内部的光开关部311的控制。
S-C333是位于环交换点以外，控制光开关部311和缓冲区部312(参考图113)的节点。
S-C333的主要作用如下。
S-C333按照M-C331的指示对多个时隙进行刻画。另外，按照由 M-C331分配的时隙，进行本节点内部的光开关部311和缓冲区部312的控制。
接着，参考图115A、图115B，说明来自起点节点331的时隙开始定时的设定方法。在图115A的光网络系统中，上级环335和两个下级环336a、 336b由作为SubM-C的节点(环交换点节点)332a、332b连接，上级环 335中具有起点节点331以及作为S-C的节点(光开关节点)333c，下级环336a、336b中具有节点(光开关节点)333a、333b。另外，关于节点间的传播延迟时间，如图115B所示，假设起点节点331与节点332a之间为“150”，节点332a与节点333b之间为“200”。起点节点也简单称为节点331，环交换点节点也简单称为节点332，光开关节点也简单称为节点333。
另外，进行时隙开始定时的设定是为了使各节点331～333中周期性动作的时隙的开始定时偏移一个偏移量，该偏移量是各节点332、333与起点节点331之间的传播延迟时间。
首先，在光网络系统上设置一台起点节点331。接着，如箭头Y25、 Y26所示，从起点节点331起，对起点节点以外的各节点332a、333b发送用于决定时隙开始定时t10的同步帧。起点节点以外的各节点332、333 在接收同步帧时开始时隙动作。其结果是，起点节点以外的各节点332a、 333b中动作的时隙的开始定时偏移了各节点332a、333b与起点节点331 之间的传播延迟时间“150、200”。
也就是说，与起点节点331的定时时刻t10相比偏移了传输延迟“150”的时刻t11a成为节点332a的与突发发送周期同步了的时隙的开始定时，与定时时刻t10相比偏移了传输延迟“150+200＝350”的时刻t13a成为节点333b的与突发发送周期同步了的时隙的开始定时。
以后，在基准时隙中，将图115A中从起点节点331向箭头Y25、Y26 的方向发送的时隙称为顺向时隙。
接着，参考图116说明各节点中的时刻设定方法。
起点节点331将起点节点331内部的当前时刻作为时间戳赋予同步帧，对起点节点以外的各节点332、333发送同步帧。起点节点以外的各节点 332、333接收同步帧时，将同步帧内的时间戳设定为本节点的当前时刻。其结果是，起点节点以外的各节点332、333的时刻进行偏移设定，偏移量为与起点节点331之间的传播延迟时间。
此时，经由有效的光开关部311对各节点332、333发送同步帧，因此同步帧的发送使用与数据用波长不同的控制用波长。
此时，为了使同步帧一定到达各节点，如框324内那样，对于一个控制用波长，可以在各个节点332、333中通过光耦合器322等复制控制用波长。或者，如框325内那样，可以使用单独的控制用波长对各节点332、 333点对点(Peer to Peer，P-to-P)地进行发送。也就是说，可以通过点对点在网络上具有对等关系的节点之间相互直接连接并收发数据。
接着，参考图117A、图117B，说明如图115这样设定时隙开始定时的效果。
如图117B中时刻t11所示，从起点节点331设定时隙开始定时，由此，在与同步帧相同的方向上，即图117B中如斜向下的箭头Y28所示，图117A中如逆时针箭头Y28所示，进行时隙发送。通过与该顺向时隙相配合地控制缓冲区部312和光开关部311，能够进行各个动作，例如，图 117B的节点331的TS2中示出插入(ADD)，节点332a的TS2中示出通过(Through)，节点333b的TS2中示出分出(DROP)。
接着，参考图118说明相邻节点间的传播延迟时间的测定方法。
如图118的框118e内所示，起点节点331将起点节点331内部的当前时刻(T1)作为时间戳赋予同步帧，将该同步帧如箭头Y31所示发送到起点节点以外的各节点332、333。
起点节点以外的各节点332、333将从起点节点331接收的同步帧内的时间戳设定为本节点的当前时刻T1。并且，在由参数设定的处理时间 ta之后，将作为时间戳赋予了本节点内部的当前时刻T2的延迟测定帧，如箭头Y32所示发送到起点节点331。框118a内也示出该发送时的说明。
此时，延迟测定帧通过起点节点331发送了同步帧的路径发送。通过使延迟测定帧通过与同步帧相同的路径，能够测定节点331～333之间的传播延迟时间。此外，来自各节点331～333的延迟测定帧有可能发生冲突，因此延迟测定帧的发送在随机的定时反复进行发送。或者按照对各节点331～333分配的时隙进行发送。另外，延迟测定帧经由有效的光开关对各节点331～333发送，因此使用与数据用波长不同的控制用波长。
起点节点331根据接收延迟测定帧时的起点节点331内部的时刻T3、以及延迟测定帧内的时间戳的时刻T2，求出从起点节点331到各节点332、 333的传播延迟时间(＝(T3-T2)÷2)。之所以除以2，是因为如框118b 内所示，求出单程的传播延迟时间。
这样，起点节点331测定与起点节点以外的各节点332、333之间的传播延迟时间，基于该测定结果计算相邻节点间的传播延迟时间。例如，起点节点331计算节点331-333b之间的传播延迟时间与节点331-332a之间的传播延迟时间的差，将该差作为相邻节点332a-333b之间的传播延迟时间。图118的框118d、118c内示出以此方式测定的传播延迟时间和计算出的传播延迟时间的概念图以及说明。其中，框118d中，作为起点节点的主节点以外的节点(光开关节点)处示出符号A～E。
另外，起点节点331为了在跨越起点节点的通信用时隙中使用，测定绕环1周延迟时间。绕环1周延迟时间的测定方法是：(a)起点节点331 发送绕环1周延迟测定帧，(b)起点节点331接收绕环1周了的绕环1 周延迟测定帧，(c)对(a)、(b)处理时的计数器值进行相减运算。
另外，环交换点节点332为了用于从下级环336a、336b的节点333a、 333b到上级环335的节点333c的通信用时隙，测定下级环绕环1周延迟时间。下级环绕环1周延迟时间的测定方法是：(a)环交换点节点332 发送下级环绕环1周延迟测定帧，(b)环交换点节点332接收绕下级环 1周了的绕环1周延迟测定帧，(c)对(a)、(b)处理时的计数器值进行相减运算。
接着，参考图119A、图119B说明传播延迟时间的测定方法。
参考图119A说明同步帧和延迟测定帧的路径对称的情况。
起点节点以外的各节点332、333将同步帧内的时间戳设定为本节点的当前时刻，将作为时间戳赋予了该时刻(或者从该时刻起按照各节点的本地时钟所刻画的时刻)的延迟测定帧以起点节点为目的地，与沿箭头 Y30所示方向发送的同步帧采用相同路径，如箭头Y31所示逆向发送。此时，为了使延迟侧帧一定到达起点节点331，在与光开关部311不同的路径上放置光耦合器322，发送延迟测定帧。
起点节点331取接收了的延迟测定帧内的时间戳与接收延迟测定帧时本节点内部时刻的差，由此进行与各节点332、333之间的往返传播延迟时间的测定。
接着，参考图119B说明同步帧和延迟测定帧的路径不对称的情况。
起点节点以外的各节点332、333(例如使用GPS接收器324)设定各节点(包括起点节点)331～333共同的时刻(共同时刻)，将作为时间戳赋予了该共同时刻的延迟测定帧以起点节点331为目的地，采用与沿箭头Y30所示方向发送的同步帧的路径不同的路径，如箭头Y32所示在相同方向上发送。
起点节点331取接收了的延迟测定帧内的时间戳与接收延迟测定帧时本节点内部的共同时刻的差，由此进行与各节点332、333之间的单程传播延迟时间的测定。
在此，根据参考上述图119A和图119B的动作，有如下的(A)及(B)的结论。
(A)在多个节点331～333中共享控制用波长时，各节点331～333 在随机的定时时刻连续发送延迟测定帧，由此使来自各节点332、333的延迟测定帧到达起点节点331。在第二次以后的测定中，通过使用基于起点节点331与各节点332、333之间的延迟时间进行了同步的控制用时隙，能够避免不同节点332、333之间的延迟测定帧的冲突。
(B)每个节点331～333使用单独的控制用波长，可以点对点地将延迟测定帧发送到起点节点。
另外，起点节点331使用控制用波长以本节点为目的地发送同步帧并接收之，基于同步帧内的时间戳和本节点内部的时刻，测定上级环绕环1 周的传播延迟时间。
另外，环交换点节点332使用控制用波长以本节点为目的地发送同步帧并接收之，基于同步帧内的时间戳和本节点内部的时刻，测定上级环 335或下级环336的绕环1周的传播延迟时间。此外，将下级环336的绕环1周的传播延迟时间通知给起点节点331。
另外，起点节点331通过计算起点节点以外的各节点332、333与起点节点331之间的传播延迟时间的差，计算起点节点以外的各节点332、 333之间的传播延迟时间。
接着，参考图120说明绕环1周的传播延迟时间的测定方法。
起点节点331和环交换点节点332a、332b如框120a内所示，以本节点为目的地发送同步帧并接收之，在接收同步帧时，通过取本节点内部的当前时刻与同步帧内的时间戳的差，测定绕环1周的传播延迟时间。
此外，同步帧的发送方法是，分配专用波长从而一定使同步帧到达本节点，或者按照对各节点分配的时隙发送同步帧。
接着，参考图121，说明考虑了传播延迟的、对图120所示的上级环 335的插入(ADD)与对下级环336的分出(DROP)的定时分离。在此情况下，配备数目为时隙数的插入接口(ADD IF)，或者以一个插入接口采用可变时隙。
起点节点331基于起点节点以外的各节点332、333之间的传播延迟时间，考虑与路径数相应的传播延迟，对各节点332、333设定多个时隙。
起点节点331从时刻t11起，如箭头Y33所示对起点节点以外的各节点332a、333b发送多时隙开始用帧，该帧中记载了相对于起点节点以外的各节点332、333内已经动作的顺向时隙的偏移值。
起点节点以外的各节点332a、333b接收多时隙开始用帧时，开始对相对于顺向时隙如箭头Y34所示偏移了偏移值的时隙(面向上级环的时隙)进行刻画。框121f内示出该内容。
在此，各节点332、333所需的时隙数是2×Πi＝1，N(各级环中的通信路径数)。
其中，i＝从上级环数时的各节点所属环的级数。
例如，在单向通信(数据以单向环绕到达各节点)的2级环的情况下，上级环和下级环的时隙数如下面的(1)、(2)所述。
(1)上级环的时隙数为2个(顺向时隙、绕环1周用时隙)。
(2)下级环的时隙数为4个(顺向时隙、绕环1周用时隙、面向上级环的顺向时隙的时隙、面向上级环的绕环1周用时隙的时隙)。
接着，参考图122A、图122B，说明从下级环336面向上级环335 的时隙。
考虑从下级环336b的节点333b起，对上级环335的节点332a的顺向时隙进行插入(ADD)的情况。此外，假设从节点332a到节点333b 的逆时针路径的节点间距离为“200”(传播延迟时间是与此对应的D45)，从节点333b到节点332a的逆时针路径的节点间距离为50(传播延迟时间是与此对应的D54)。
(1)相对于上级环335的节点332a，下级环336b的节点333b的时隙开始定时推迟了传播延迟时间D45，如图122B中时刻t11a和t13a所示。
(2)从下级环节点333b发送的时隙的数据在上级环节点332a中，如箭头Y35所示推迟了传播延迟时间D54到达。
这样，根据上述的(1)、(2)，相对于下级环节点333b中动作的顺向时隙，如箭头Y36所示，使用使开始定时提前了D45+D54(＝下级环1周的传播延迟时间)的时隙(面向上级环的时隙)，由此能够在节点 333b中进行对上级环的插入(ADD)。
接着，参考图123A、图123B，说明多环中的双向通信(时隙数据从顺时针和逆时针两个方向到达起点节点)时所需时隙的种类。
如图123A所示，传播延迟时间的定义如下。
Dru：上级环的绕环1周的传播延迟时间。Dn：上级环中的M-C～S-C 之间的传播延迟时间。Ds：上级环中的M-C～Sub M-C之间的传播延迟时间。Dr1：下级环的绕环1周的传播延迟时间。Dp：下级环中的Sub M-C～ S-C之间的传播延迟时间。
接着，参考图123B进行说明。图123B中，起点节点331表示为M-C。另外，在图123A和图123B的说明中，t为时隙周期，t0为时隙长。
[1]顺向时隙在上级环中是相对于M-C内部的顺向时隙推迟了Dn时间的时隙，在下级环中是相对于M-C内部的顺向时隙推迟了Ds+Dp时间的时隙。
[2]逆向时隙在上级环中是相对于本节点内部的顺向时隙提早了2Dn 时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了t-MOD(2Dn，t)时间的时隙(在此，MOD(A，B)表示A÷B的余数。例如，MOD(3，2)＝1，MOD(2，7)＝2，下同。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了t0-MOD(2Dn，t0)时间的时隙。
在下级环中是相对于本节点内部的顺向时隙提早了2(Ds+Dp)时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了t-MOD(2(Ds+Dp)，t)时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了t0-MOD(2(Ds+Dp)，t0)时间的时隙。
[3]顺向跨越时隙在上级环中是相对于本节点内部的顺向时隙提早了 Dru时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了t-MOD(Dru，t)时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了t0-MOD(Dru，t0)时间的时隙。
在下级环中是相对于本节点内部的顺向时隙提早了Dr1时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了t-MOD(Drl，t)时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了t0-MOD(Dr1，t0)时间的时隙。
[4]逆向跨越时隙在上级环中是相对于本节点内部的顺向时隙提早了 2Dn-Dru时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了t-MOD(2Dn-Dru，t)时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了t0-MOD(2Dn-Dru，t0)时间的时隙。
在下级环中是相对于本节点内部的顺向时隙提早了2(Ds+Dp)-Dr1时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了t-MOD(2(Ds+Dp)-Dr1，t) 时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了 t0-MOD(2(Ds+Dp)-Dr1，t0)时间的时隙。
[5]面向上级环顺向跨越用时隙的时隙在下级环中是相对于本节点内部的顺向时隙提早了Dru+Dr1时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了t-MOD(Dru+Dr1，t)时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了t0-MOD(Dru+Dr1，t0)时间的时隙。
[6]面向上级环逆向跨越用时隙的时隙在下级环中是相对于本节点内部的顺向时隙提早了2(Ds+Dp)-(Dru+Dr1)时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了 t-MOD(2(Ds+Dp)-(Dru+Dr1)，t)时间的时隙。
或者是相对于本节点内部的顺向时隙推迟了 t0-MOD(2(Ds+Dp)-(Dru+Dr1)，t0)时间的时隙。
接着，参考图124A～图124C，说明单环NW中使用的时隙(顺向)。其中，M-C351、S-C352、353、355构成由传输路径357环状连接的系统结构。基本策略是，与M-C351中动作的时隙相符，在各节点352～354 中对其它时隙进行刻画。
图124A是如箭头Y41所示顺向通信的情况，由于不存在跨M-C351 的跨越通信，所以各节点351～354的时隙全部为顺向时隙358。在此，顺向通信中的跨越通信是指，在图124C中双向箭头Y42所示的、作为起点节点的M-C351与S-C354之间，如箭头Y43所示信号顺向通过。换言之，是从节点354侧到起点节点(M-C)351的跨越通信。
图124B是如箭头Y44所示存在M-C351的跨越的情况。存在M-C351 的跨越的节点353、354的时隙为顺向跨越时隙359，其它为顺向时隙358。
接着，参考图125A～图125C，说明单环NW中使用的时隙(逆向)。基本策略是，与M-C351中动作的时隙相符，在各节点352～354中对其它时隙进行刻画。
图125A是如箭头Y45所示逆向通信的情况，由于不存在M-C351的跨越通信，所以各节点351～354的时隙全部为逆向时隙361。在此，逆向通信中的跨越通信是指，在图125C中双向箭头Y42所示的、作为起点节点的M-C351与S-C354之间，如箭头Y46所示信号逆向通过。换言之，是从起点节点(M-C)351到节点354侧的跨越通信。
图125B是如箭头Y47所示存在M-C351的跨越的情况。存在M-C351 的跨越的节点354的时隙为逆向跨越时隙362，其它为逆向时隙361。
由此，在单环NW的情况下，起点节点351考虑时隙的方向、起点节点351的跨越的有无，决定对起点节点以外的节点352～354中的节点 (特定节点)354设定的偏移值，该节点354是需要对顺向时隙以外的时隙进行刻画的节点。
接着，参考图126A～图126D，说明多环NW中使用的时隙(顺向)。其中，系统结构为：M-C351、S-C352、353由上级环357连接，该上级环357与下级环377由作为环交换点节点的SubM-C371连接，下级环377 中连接了S-C372、373。基本策略是，与M-C351中动作的时隙相符，在各节点352、353、371～373中对其它时隙进行刻画。
图126A是如箭头Y51所示在顺向通信时存在从下级环377到上级环 357的通信的情况。下级环377的节点373的时隙为顺向跨越时隙375，其它为顺向时隙376。
在此，顺向通信中的从下级环377到上级环357的跨越通信是指，在图126D中双向箭头Y42b所示的、作为下级环377的节点的S-C373与 SubM-C371之间，如箭头Y52所示信号顺向通过。也就是说，如图126B 所示，下级环377的节点373的时隙是面向上级环顺向跨越用时隙的时隙 378。此外，如图126D的同一箭头Y52所示，在双向箭头Y42a所示的、作为上级环357的节点的S-C353与M-C351之间，信号顺向通过的情况是M-C351的跨越通信(顺向跨越通信)。
图126B是如箭头Y53所示存在从下级环377到上级环357的跨越和 M-C351的跨越的情况。M-C351的跨越所涉及的上级环357的节点371、 353的时隙为顺向跨越时隙377a、377b，下级环377的跨越所涉及的节点 373的时隙为面向上级环顺向跨越用时隙的时隙378，其它为顺向时隙376。
图126C是如箭头Y54所示存在M-C351的跨越和从上级环357到下级环377的通信的情况。M-C351的跨越所涉及的上级环357的节点353 的时隙为顺向跨越时隙377b，其它为顺向时隙376。
另外，作为其它情况，存在从上级环到下级环的通信但不存在M-C 的跨越的、从上级环357到下级环377的时隙全部为顺向时隙376。
接着，参考图127A～图127D，说明多环NW中使用的时隙(逆向)。基本策略是，与M-C351中动作的时隙相符，在各节点352、353、371～ 373中对其它时隙进行刻画。
图127A是如箭头Y55所示在逆向通信时存在从上级环352到下级环 377的通信的情况。下级环377的节点373的时隙为逆向跨越时隙381，其它为逆向时隙382。
在此，逆向通信中的从上级环357到下级环377的跨越通信是指，在图127D中双向箭头Y42b所示的、作为上级环357的节点的SubM-C371 与下级环377的S-C373之间，如箭头Y56所示信号逆向通过。也就是说，如图127B所示，下级环377的节点373的时隙是面向上级环逆向跨越用时隙的时隙383。此外，如图127D的同一箭头Y56所示，在双向箭头Y42a所示的、作为上级环357的节点的S-C353与M-C351之间，信号逆向通过的情况是M-C351的跨越通信(逆向跨越通信)。
图127B是如箭头Y57所示存在从上级环357到下级环377的跨越和 M-C351的跨越的情况。下级环377的节点373的时隙为面向上级环逆向跨越用时隙的时隙383，存在M-C351的跨越的、上级环357的节点353 和SubM-C371的时隙为逆向跨越时隙384a、384b，其它为逆向时隙382。
图127C中，如箭头Y58所示，存在从下级环377到上级环357的通信和M-C351的跨越。存在M-C351的跨越的上级环357的节点353的时隙为逆向跨越时隙384，其它为逆向时隙382。
另外，作为其它情况，存在从下级环到上级环的通信但不存在M-C 的跨越的、从下级环377到上级环357的时隙全部为逆向时隙382。
由此，在多环NW的情况下，起点节点351考虑时隙的方向、起点节点351的跨越的有无、从上级环357到下级环377的跨越的有无、以及从下级环377到上级环357的跨越的有无，决定对起点节点以外的节点 352、353、371～373中的节点(特定节点)353、373设定的偏移值，该节点353、373是需要对顺向时隙以外的时隙进行刻画的节点。
接着，参考图128说明M-C[1]中的时间计数器值的发布动作开始时的动作序列。其中，假设该动作是在图123A所示的多环NW中，上级环中连接M-C[1]、S-C[2]，上级环与下级环由SubM-C[3]、[4]进行中继连接，下级环中连接S-C[5]的系统中的动作。
另外，如图128所示，传播延迟时间D1～D4在M-C[1]与S-C[2]之间为D1，在M-C[1]与SubM-C[3]之间为D2，在M-C[1]与SubM-C[4]之间为D3，在SubM-C[3]与S-C[5]之间为D4。
M-C[1]在命令投入时，开始M-C[1]内部的计数器管理部317(参考图113)的时间计数器值的计数，开始控制用顺向时隙和数据用顺向时隙双方的刻画。图128中，时间计数器值的初始值为“100”，控制用时隙从TS1开始，“200”时为TS2，“300”时为TS3，随着时间计数器值的增加，时隙依次递增。此外，除了该控制用时隙以外，还同时进行不图示的数据用时隙的刻画。
接着，参考图129说明M-C[1]中的初始时间计数器值的发布设定时的动作序列。
M-C[1]进行对M-C以外的各节点[2]～[5]的初始时间计数器值的发布设定。初始时间计数器值包含在同步帧内的命令设定信息中进行发布。命令设定信息中，设定初始时间计数器值的发布所使用的控制用顺向时隙编号、目的地MAC地址、目的地控制器ID、以及为了响应初始时间计数器值而分配的分配控制用时隙编号。此外，初始时间计数器值也可以包含在时间计数器动作开始命令中。
接着，参考图130说明M-C[1]中的初始时间计数器值向上级环发布时的动作序列。
M-C[1]在控制用顺向时隙中对M-C以外的各节点[3]发布同步帧，该同步帧中作为时间戳赋予了初始时间计数器值“100，200，300，…”。
M-C[1]例如在控制用顺向时隙TS3中发送时，作为时间戳，赋予在控制用顺向时隙TS3的开头的时间计数器值“300”上加上时间戳赋予处理延迟时间(例如1)得到的值“300+1＝301”。时间戳赋予处理延迟时间是赋予时间戳的处理所花费的时间。将该“301”如箭头Y61所示向 SubM-C[3]发送。
在该例的情况下，控制用顺向时隙开始时间计数器值是用于发送的控制用顺向时隙的开头计数器值“300”。控制用顺向时隙开始时隙编号是与SubM-C[3]对应的控制用顺向时隙的时隙编号“TS3”。数据用顺向时隙开始时间计数器值是用于发送的控制用顺向时隙之后的数据用顺向时隙的分界处的开头计数器值“450”。数据用顺向时隙开始时隙编号是与 SubM-C[3]对应的数据用顺向时隙编号“TS2”。
接着，参考图131说明上级环的SubM-C[3]、[4]中的初始时间计数器值接收时的动作序列。
SubM-C(例如[3])接收上述图130中说明的同步帧后，从同步帧内的时间计数器值“301”中减去到初始时间计数器值发送为止的电路处理延迟时间“1”，将通过减法运算得到的值“300-1＝300”赋予为本节点的时间计数器值“300”。这样做是因为，从M-C[1]发送同步帧时，作为时间戳赋予处理延迟时间加上了“1”，因而通过减去该“1”得到正确的计数器值“300”。
另外，SubM-C[3]还接收数据用顺向时隙开始时间计数器值“450”，因而也对该“450”进行刻画。
在此，参考图132说明M-C[1]中的初始时间计数器值向下级环的发布设定时的动作序列。
M-C[1]在控制用顺向时隙中对M-C[1]以外的各节点[2]～[4]发布同步帧，该同步帧中作为时间戳赋予了初始时间计数器值。S-C[2]开始逆时针用时隙(包括数据用时隙)。此外，SubM-C[3]、[4]、S-C[5]除了控制用时隙以外，还同时进行数据用时隙的刻画。
另外，M-C[1]有时还从逆时针、顺时针两个方向同时发布同步帧。
返回原来的说明流程，参考图133说明M-C[1]中的初始时间计数器值向下级环发布时的动作序列。
M-C以外的各节点[2]～[5]在从M-C[1]发布来作为时间戳赋予了初始时间计数器值的同步帧的情况下，使用控制用顺向时隙发送对该同步帧的响应。
因此，M-C[1]对于上级环的M-C以外的各节点[2]～[5]，如箭头Y63、 Y64、Y65所示，从距离M-C[1]较近的节点起，依次分配序号较小的控制用时隙。
另外，M-C[1]对于下级环的节点，如箭头Y66所示，从距离M-C[1] 或SubM-C[3]、[4]较近的节点(例如[5])起，从上级环中已分配的控制用时隙以外的控制用时隙中，依次分配序号较小的时隙。
此外，前提是SubM-C[3]、[4]事先已掌握下级环拓扑和控制器ID，事先利用命令进行设定。另外，假设SubM-C[3]、[4]从接收初始时间计数器值时起，在周期的1个周期以内的定时时刻，以下级环为目的地进行初始时间计数器值的发布。
除了该控制用顺向时隙以外，还同时进行数据用时隙的刻画。
接着，参考图134说明下级环的S-C[5]、[6]中的时刻回答时的动作序列。其中，假设S-C[6]是与连接有S-C[5]的下级环连接的节点。
下级环的S-C[5]、[6]使用由M-C[1]分配给本节点的控制用顺向时隙 TS7、TS8，如箭头Y67、Y68所示，对SubM-C[3]发送延迟测定帧，该延迟测定帧中作为时间戳赋予了本节点的初始时间计数器值。此外，S-C[5]、[6]从接收初始时间计数器值时起，在周期的1个周期以内的定时时刻，对SubM-C[3]回答初始时间计数器值。S-C[5]、[6]在时间计数器值上加上到发送初始时间计数器值为止的电路处理延迟时间(例如1)，将相加后的值赋予为本节点的时间计数器值。
接着，参考图135说明SubM-C[3]中转发S-C[5]、[6]的时刻回答时的动作序列。
SubM-C[3]如箭头Y67所示从下级环的S-C[5]接收作为时间戳赋予了初始时间计数器值的延迟测定帧后，如框135a所示测定传播延迟时间。此外，SubM-C[3]使用由M-C[1]分配给本节点的控制用顺向时隙，如箭头 Y69所示，在时隙“TS12”中对M-C[1]发送延迟测定帧，该延迟测定帧中作为时间戳赋予了S-C[5]的初始时间计数器值。此外，SubM-C[3]在发送之后又从下级环的S-C[6]如箭头Y68所示新接收了初始时间计数器值时，在下一周期的被分配的控制用顺向时隙中进行发送。
接着，参考图136A、图136B，说明SubM-C[3]中转发S-C[5]的时刻回答时的动作序列。此外，图136A中示出多环网络的结构图，标注了各节点的符号[1]～[5]。
SubM-C[3]在箭头Y71所示的时隙“TS9”中，发布以下级环的S-C[5] 为目的地的、作为时间戳赋予了初始时间计数器值的同步帧，该同步帧绕下级环1周后返回到SubM-C[3]时进行分出(DROP)。据此，如框136a 所示，测定下级环绕环1周的传播延迟时间。
另外，SubM-C[3]从下级环的S-C[5]接收作为时间戳赋予了初始时间计数器值的延迟测定帧后，使用由M-C[1]分配给本节点的控制用顺向时隙，如箭头Y72所示，对M-C[1]发送延迟测定帧，该延迟测定帧中作为时间戳赋予了S-C[5]的初始时间计数器值。此外，SubM-C[3]在发送之后又新接收了来自下级环的S-C的初始时间计数器值时，在下一周期的被分配的控制用顺向时隙中进行发送。
接着，参考图137说明逆向/跨M-C对应的时隙的生成定时。
S-C[2](或SubM-C)如箭头Y73所示从M-C[1]接收多时隙开始用帧后，如框137a内符号137b所示，基于本节点中动作的控制用、数据用的顺向时隙，如箭头Y74所示生成如下时隙。也就是说，生成：符号137c 所示的控制用、数据用的逆向时隙；符号137d所示的顺向跨越时隙；符号137e所示的逆向跨越时隙；符号137f所示的面向上级环顺向跨越用时隙的时隙；符号137g所示的面向上级环逆向跨越用时隙的时隙。
接着，参考图138说明逆向时隙的生成方法。
如参考图137所说明的那样，S-C[2](或SubM-C)如箭头Y73所示，从M-C接收多时隙开始用帧后，按照多时隙开始用帧中记载的偏移值(2 ×Dn)使时隙[TS4]开始动作，该时隙[TS4]与数据用顺向时隙的开头位置相比提前了偏移值的时间。将该时隙作为逆向时隙。
接着，参考图139说明顺向跨越时隙的生成方法。
S-C[2](或SubM-C)如箭头Y73所示，从M-C[1]接收多时隙开始用帧后，按照多时隙开始用帧中记载的偏移值(Dru)使时隙开始动作，该时隙与数据用顺向时隙的开头位置相比提前了偏移值的时间。将该时隙作为顺向跨越时隙。
接着，参考图140说明逆向跨越时隙的生成方法。
S-C[2](或SubM-C)如箭头Y73所示，从M-C[1]接收多时隙开始用帧后，按照多时隙开始用帧中记载的偏移值(2Dn-Dru)使时隙开始动作，该时隙与数据用顺向时隙的开头位置相比提前了偏移值的时间。将该时隙作为逆向跨越时隙。
接着，参考图141说明下级环的节点(例如为S-C[5])的第一安装例。
第一安装例是单向通信(上行下行的路径不对称)和多环中的下级环的安装例。箭头Y76表示下级环内的插入/分出(ADD/DROP)，箭头 Y77表示来自作为发送部的TX1的面向上级环的插入(ADD)，箭头Y78 表示来自TX2的面向上级环的插入(ADD)。
对下级环内的时隙的插入(ADD)和对上级环的时隙的插入(ADD) 需要在不同的时隙中进行动作。
因此，配备数量为时隙数的TX(插入接口)。另外，使各时隙中使用的波长不同。
此时，每个时隙的插入接口(ADD IF)分开，因此如框141f内所示，时刻t33a的“TS1”如箭头Y79所示使开始定时提前至时刻t31，提前量为下级环绕环1周延迟时间。由此，能够在相同定时时刻进行不同时隙中的插入(ADD)。例如，能够同时发送顺向时隙TS1[TX1]和面向上级环的时隙时隙TS3[TX2]。与此同时，能够在顺向时隙TS1[RX]中进行接收。
接着，参考图142说明下级环的节点(例如为S-C[5])的第二安装例。
第二安装例是单向通信(上行下行的路径不对称)的多环中的下级环的安装例，与第一安装例不同，如框142a内所示，对面向上级和下级环的插入接口(ADD IF)进行共用化。由此，不需要准备数量为时隙数的插入接口，因此能够削减设备成本。此外，箭头Y76表示下级环内的分出(DROP)，箭头Y79a、Y79b表示来自作为发送部的TX的面向上级环的插入(ADD)。
此时，框142b内所示的在插入端口中动作的时隙“TS1～TS7”规定周期为t-n的非等间隔的时隙，来发送各时隙“TS1～TS7”。
其中，对于多个时隙，在相同循环数的周期t中，根据最早时隙的开头位置Pa和最迟时隙的开头位置Pb，周期t-n的大小为(Pb-Pa)。
此时，插入接口数为1个，因此无法对各时隙同时进行插入(ADD)。因此，例如，如框142c内所示，以[2]面向上级环的时隙TS1、[1]顺向时隙TS1、[2]面向上级环的时隙TS4、[1]顺向时隙TS4的顺序进行发送， [2]面向上级环的时隙TS2的前半部分TS2a等成为无法使用的区域。
接着，参考图143说明作为第七实施方式的对象的多环NW。
本实施方式中，以图143所示的多环NW(单向通信、双向通信)为对象，能够进行多环NW的WDM/TDM网络中的时隙交换。
本实施方式中，尤其能够解决由虚线包围的控制课题。
具体而言，本实施方式中，在单向通信且上行下行的路径不对称的多环NW中，能够同步上级环绕环1周的传播延迟时间不是时隙的整数倍时的、绕环1周时的时隙。其理由是能够测定绕环1周的传播延迟时间。另外，能够同步从下级环对上级环进行时隙发送时的时隙。其理由是能够避免环交换点节点处发生时隙冲突。
另外，本实施方式中，在双向通信的多环NW中，能够同步时隙以同一起点节点的同一输出IF为目的地从逆时针和顺时针两个方向到达时的左右的时隙。其理由是，能够根据时隙的方向、跨环的有无、跨M-C 的有无等来设定时隙。
接着，参考图144说明作为本实施方式的对象的单环NW。
本实施方式中，以图144所示的单环NW(单向通信、双向通信)为对象，能够进行单环NW且存在多个起点节点的WDM/TDM网络中的时隙交换。
本实施方式中，尤其能够解决由虚线包围的控制课题。
具体而言，本实施方式中，在单向通信且上行下行的路径不对称的单环NW中，能够同步上级环绕环1周的传播延迟时间不是时隙的整数倍时的、绕环1周时的时隙。其理由是能够测定绕环1周的传播延迟时间。
另外，本实施方式中，在双向通信的单环NW中，能够同步时隙以同一起点节点的同一输出IF为目的地从逆时针和顺时针两个方向到达时的左右的时隙。其理由是，能够根据时隙的方向、跨M-C的有无等来设定时隙。
最后，图145中示出现有技术的课题和本实施方式对该课题的具体解决方法的总结。
本实施方式的特征在于由虚线包围的解决方法。此外，包含由虚线包围的内容的解决方法的内容已经在上文中进行了描述，因而省略说明。
如上所述，在第七实施方式中，起点节点基于起点节点与起点节点以外的各节点之间的传播延迟时间、以及绕环1周的传播延迟时间，在起点节点以外的各节点中，最多配备两种数据用时隙。
这样，在起点节点以外的各节点中配备两种数据用时隙，因此在多环 NW中，在下级环的节点中，能够配备与环交换点节点的基准时隙同步的、面向上级环的时隙。据此，收到的效果是能够避免环交换点节点处发生时隙冲突。
另外，在配备时隙时考虑绕环1周的传播延迟时间，因此在单环NW 中，即使在绕环1周的传播延迟时间不是时隙的整数倍时，起点节点也能够处理到达的时隙。据此，收到能够转发来自其它节点的时隙的效果。
符号说明
10 TS信息管理部
21 触发信号检测部
22 光SW控制部
23 发送控制部
26 控制信号处理部
50 触发信号生成部
60 TS信息发布部
80 TS开始发布部
81 控制信号生成部
90 延迟时间计算部
20、25、145 TS同步部
30、152 光TS-SW部
40、153 TS收发部
101A～101D 光开关节点
120 光主节点(主节点)
121 光开关节点
122 数据线
123、124 控制线
31、141 分波部
32、142 合波部
133、143、143a、143b 控制信号接收部
134 业务信息收集部
135 拓扑管理部
136 TS(时隙)分配部
137 TS开始发布部
138 TS信息发布部
139 时刻发布部
144 光TS-SW(开关)部
145 TS同步部
146 TS收发部
147 业务信息发送部
148、148a、148b TS信息管理部
149、149b 时间计数器
150 内部时钟
311 光开关部
312 缓冲区部
313 控制信息发送部
314 基准TS同步部
315 延迟测定部
316 多TS管理部
317 计数器管理部
318 内部时钟部
319 TS控制部
320 TS量更新时刻计算部
321 控制信息接收部
530 ROADM(可重构光分插复用)装置
531 光纤网络

Claims (1)

1.一种节点，其特征在于，所述节点在包括由单个环构成的单环网络或多个环多级连接而成的多环网络的光网络系统中存在于所述环上，所述节点具备：
时隙控制部，在本节点为主节点的情况下，设定所述主节点以外的各节点的时刻；
基准时隙同步部，在本节点为所述主节点以外的节点的情况下，从由该主节点设定的时刻起，对第一时隙进行刻画；
延迟测定部，在本节点为所述主节点的情况下，基于该主节点与该主节点以外的各节点之间的传播延迟时间、以及绕所述环1周的传播延迟时间，计算该主节点以外的各节点中的特定节点的偏移值，对所述特定节点设定所计算出的偏移值；以及
多时隙管理部，在本节点为所述特定节点的情况下，对第二时隙进行刻画，所述第二时隙是将本节点的第一时隙的开始时刻偏移了由所述主节点设定的偏移值而得到的。
CN201710416335.5A 2012-06-13 2013-06-13 光开关节点 Active CN107257263B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-133776 2012-06-13
JP2012133775 2012-06-13
JP2012133776 2012-06-13
JP2012-133775 2012-06-13
JP2013-032134 2013-02-21
JP2013032134 2013-02-21
CN201380031284.4A CN104429023B (zh) 2012-06-13 2013-06-13 光网络系统、光开关节点、主节点

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380031284.4A Division CN104429023B (zh) 2012-06-13 2013-06-13 光网络系统、光开关节点、主节点

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107257263A true CN107257263A (zh) 2017-10-17
CN107257263B CN107257263B (zh) 2019-04-26

Family

ID=49758292

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710416335.5A Active CN107257263B (zh) 2012-06-13 2013-06-13 光开关节点
CN201380031284.4A Active CN104429023B (zh) 2012-06-13 2013-06-13 光网络系统、光开关节点、主节点

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380031284.4A Active CN104429023B (zh) 2012-06-13 2013-06-13 光网络系统、光开关节点、主节点

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9883262B2 (zh)
EP (2) EP2863589B1 (zh)
JP (1) JP5937684B2 (zh)
CN (2) CN107257263B (zh)
WO (1) WO2013187474A1 (zh)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2784951B1 (en) * 2013-03-28 2017-05-17 Alcatel Lucent Method of Optical Data Transmission
CN104348754B (zh) * 2013-07-26 2019-08-23 中兴通讯股份有限公司 一种光突发环网的带宽分配方法和装置
US9819436B2 (en) 2013-08-26 2017-11-14 Coriant Operations, Inc. Intranodal ROADM fiber management apparatuses, systems, and methods
JP2015056747A (ja) * 2013-09-11 2015-03-23 富士通株式会社 ネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラム
CN104468406B (zh) * 2013-09-13 2019-10-22 中兴通讯股份有限公司 跨主节点业务处理方法和装置
WO2015040624A1 (en) * 2013-09-18 2015-03-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Monitoring network performance characteristics
CN104796212B (zh) * 2014-01-22 2019-07-05 中兴通讯股份有限公司 一种光突发传送网、节点和传输方法
CN104796214B (zh) * 2014-01-22 2019-03-26 中兴通讯股份有限公司 光突发传送网节点时隙同步的训练方法、节点设备和网络
JP6066964B2 (ja) * 2014-07-15 2017-01-25 大井電気株式会社 光通信システムに用いられる分散測定装置、クロック補正装置、および送信装置
CN105656587B (zh) 2014-11-12 2019-07-30 中兴通讯股份有限公司 一种实现时隙同步的方法和装置
JP6488768B2 (ja) * 2015-03-04 2019-03-27 富士通株式会社 光伝送装置及び光伝送システム
JP6819041B2 (ja) * 2015-09-10 2021-01-27 ソニー株式会社 サーバシステムおよびサーバ
JP6613742B2 (ja) * 2015-09-11 2019-12-04 国立研究開発法人情報通信研究機構 負荷変動およびパケット伝送損失があるｌｆｎ伝送路で高信頼通信を行うためのデータ通信制御方法
US9929855B2 (en) * 2015-10-02 2018-03-27 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Synchronizing clocks in a communications network
CN108353368A (zh) * 2015-11-11 2018-07-31 华为技术有限公司 同步的方法与设备
US10091103B2 (en) * 2016-04-22 2018-10-02 Juniper Networks, Inc. Efficient synchronization of stored information using a parallel ring network topology
AU2017273637A1 (en) * 2016-06-01 2018-12-13 Roshmere, Inc. An optically-switched data network
CN106254969B (zh) * 2016-08-08 2019-06-18 西安电子科技大学 快速光交换条件下的时隙分配方法
JP6310534B2 (ja) * 2016-11-30 2018-04-11 日本電信電話株式会社 スケジューラ
JP6647193B2 (ja) * 2016-12-09 2020-02-14 日本電信電話株式会社 光リングネットワークシステム及びそのパス制御方法
US10107959B2 (en) * 2017-02-02 2018-10-23 International Business Machines Corporation Waveguide architecture for photonic neural component
US10031287B1 (en) * 2017-02-02 2018-07-24 International Business Machines Corporation Waveguide architecture for photonic neural component with multiplexed optical signals on inter-node waveguides
JP6654583B2 (ja) * 2017-02-09 2020-02-26 Kddi株式会社 通信システムの制御装置及びプログラム
WO2020141334A1 (en) 2019-01-03 2020-07-09 Mellanox Technologies Tlv Ltd. Time division communication via optical switch fabric
CN112821947B (zh) * 2019-11-18 2022-05-20 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备的光保真LiFi通信控制方法、装置、设备及介质
WO2021166267A1 (ja) * 2020-02-21 2021-08-26 日本電信電話株式会社 通信遅延測定装置、通信遅延測定方法及びプログラム
US20230188240A1 (en) * 2020-05-18 2023-06-15 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Communication control device, communication method, communication system and communication program
CN111698140B (zh) * 2020-06-24 2022-01-25 成都天奥电子股份有限公司 一种适用于环形组网系统的高精度时间同步方法
WO2022013988A1 (ja) * 2020-07-15 2022-01-20 日本電信電話株式会社 通信装置、通信方法、通信システムおよび通信プログラム
CN115378534A (zh) * 2021-05-21 2022-11-22 华为技术有限公司 一种时钟频率的同步方法及通信装置
WO2022249347A1 (ja) * 2021-05-26 2022-12-01 日本電信電話株式会社 光通信装置、信号処理装置、光通信方法、及び信号処理方法
WO2023281745A1 (ja) * 2021-07-09 2023-01-12 日本電信電話株式会社 通信装置、スケジューリング方法、及びプログラム
US11838102B2 (en) * 2021-11-12 2023-12-05 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and systems for optical network dimensioning
JPWO2023100699A1 (zh) * 2021-12-01 2023-06-08
WO2023243031A1 (ja) * 2022-06-16 2023-12-21 日本電信電話株式会社 光ｔｄｍ伝送装置、同期方法、および、同期プログラム
WO2023243030A1 (ja) * 2022-06-16 2023-12-21 日本電信電話株式会社 光ｔｄｍ伝送装置、同期方法、および、同期プログラム
WO2024142336A1 (ja) * 2022-12-27 2024-07-04 日本電信電話株式会社 スケジューラ、光ｔｄｍ伝送システム、スケジューリング方法、および、スケジューリングプログラム
CN117097427B (zh) * 2023-08-03 2024-05-14 北京邮电大学 一种光时隙交换网络中的时间同步方法和系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5452115A (en) * 1993-04-22 1995-09-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Communications system
WO2003084109A1 (en) * 2002-03-26 2003-10-09 Matisse Networks Synchronization system for all optical slotted ring dynamic networks
US7280550B1 (en) * 2002-12-18 2007-10-09 Cirrus Logic, Inc. Bandwidth optimization of ring topology through propagation delay compensation

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3569128B2 (ja) * 1998-04-24 2004-09-22 株式会社東芝 Ａｔｍ通信システムのセル送出制御方式
JP3388409B2 (ja) * 2000-11-22 2003-03-24 国土交通省国土技術政策総合研究所長 路側通信網
JP2002237824A (ja) * 2001-02-09 2002-08-23 Hitachi Ltd 情報サービス方法
US20050147411A1 (en) * 2002-03-28 2005-07-07 Matisse Networks Optical reservation-based network switch fabrics
US7009991B2 (en) * 2002-03-28 2006-03-07 Matisse Networks Reservation-based media access controller and reservation-based optical network
US20040037558A1 (en) * 2002-08-20 2004-02-26 Nortel Networks Limited Modular high-capacity switch
KR100975882B1 (ko) * 2007-08-17 2010-08-13 한국전자통신연구원 시간분할 다중화 수동형 광전송 방식에 파장분할 다중화기술을 적용한 광가입자망 시스템 및 서비스 제공 방법
US8861964B2 (en) * 2010-03-29 2014-10-14 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Methods and arrangements in optical network

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5452115A (en) * 1993-04-22 1995-09-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Communications system
WO2003084109A1 (en) * 2002-03-26 2003-10-09 Matisse Networks Synchronization system for all optical slotted ring dynamic networks
US7280550B1 (en) * 2002-12-18 2007-10-09 Cirrus Logic, Inc. Bandwidth optimization of ring topology through propagation delay compensation

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013187474A1 (ja) 2013-12-19
EP2863589A4 (en) 2016-06-01
EP3264688A1 (en) 2018-01-03
CN107257263B (zh) 2019-04-26
JPWO2013187474A1 (ja) 2016-02-08
US9883262B2 (en) 2018-01-30
CN104429023A (zh) 2015-03-18
EP2863589A1 (en) 2015-04-22
EP3264688B1 (en) 2021-08-18
EP2863589B1 (en) 2020-03-11
CN104429023B (zh) 2018-04-13
JP5937684B2 (ja) 2016-06-22
US20150131991A1 (en) 2015-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104429023B (zh) 光网络系统、光开关节点、主节点
EP0109964B1 (en) Synchronization in a communication network of interconnected rings
CN107241179A (zh) 一种时间触发业务静态调度表的生成方法
CN101888574B (zh) 被动光网系统及其运用方法
CN200994146Y (zh) 高速串行时分复用总线
ATE428233T1 (de) Verteilung einer zeitreferenz uber ein netzwerk
CN107636993B (zh) 传输系统以及传输方法
CN107786457A (zh) 高速以太网确定性高带宽数据传输方法
Hattori et al. Optical layer-2 switch network based on WDM/TDM nano-sec wavelength switching
CA2894730A1 (en) Spectral-temporal connector for full-mesh networking
US3602647A (en) Control signal transmission in time division multiplex system communications
CN103582136B (zh) 在使用多信道的无线传感器网络中高效分配信道的方法
CN110876203B (zh) 一种针对多信道多天线工业无线网络的实时传输调度方法
Belbekkouche et al. Path-based QoS provisioning for optical burst switching networks
CN102075821B (zh) 一种共享波长转换器装置及解决光分组冲突方法
CN100393014C (zh) 密集波分复用系统光监控通道实现装置和方法
Han et al. An AWG-based WDM-PON architecture employing WDM/TDMA transmission for upstream traffic with dynamic bandwidth allocation
CN117395328B (zh) 一种时频调度mac协议方法、装置及设备
JP3926080B2 (ja) ネットワークシステム及びノード装置
Kleinrock et al. On the behavior of a very fast bidirectional bus network
CN111586500B (zh) 一种分布式同步复用装置
CN117254874A (zh) 异步光时分复用时隙控制装置及方法
Padhi Optical Burst Switching in WDM Ring Networks
CN117480852A (zh) 通信装置、通信方法、以及多跳中继系统
JP2015133646A (ja) ノード及びスケジューラ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant