JP2001119352A - 光リング状ネットワーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数波長を使用する光リング状ネットワーク
において、ネットワーク全体での部品数を削減する。 【解決手段】 本発明は、複数のノードが同一のリング
状伝送路に接続されている光リング状ネットワークに関
する。そして、ｎ（ｎは２以上の整数）個の波長のいず
れかを各ノードに割当て、各ノードは、割り当てられた
波長の光信号を送受信するようにしたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光リング状ネットワ
ークに関し、特に、２波長以上を使用可能なネットワー
クに適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、インターネットの普及などによ
り、パケットベースのデータトラヒックが急増してきて
おり、それらトラヒックを中継、伝送する手段として、
ノード間を光ファイバでリング状に接続した光リング状
ネットワークが注目されている。光リング状ネットワー
クの代表的な例としては、米国の標準化団体ＡＮＳＩ
（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａ
ｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）のＸ３Ｔ９．５で規定さ
れいているＦＤＤＩ（Ｆｉｂｅｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔ
ｅｄ Ｄａｔａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）が挙げられる。
このＦＤＤＩでは、トークンと呼ばれるフレームをリン
グ内に周回させ、そのトークンを獲得したノードがデー
タフレームを伝送路へと送出することができる。

【０００３】このような通信方法を、１個のリング状伝
送路（以下、単に、リングと呼ぶこともある）１００に
６個のノード１０１〜１０６が接続されているとして、
図２を用いて説明する。

【０００４】図２（ａ）は、トークンＴがリング１００
上を周回している様子を示している。このようなトーク
ンＴが周回している状態において、ノード１０２が、ノ
ード１０６へデータフレームを送信する場合には、ま
ず、送信ノード１０２はデータフレームを送信するため
に、トークンＴの獲得を行う。トークンＴを獲得した送
信ノード１０２は、データフレームの宛先アドレス（Ｄ
Ａ）にノード１０６のアドレスをセットし、図２（ｂ）
に示すように、データフレームＦをリング１００へと送
出し始める。送信ノード１０２は、リング１００へのデ
ータフレーム１０８の送出が終了する際に、図２（ｃ）
に示すように、そのフレームＦの終部にトークンＴを付
加する。

【０００５】このデータフレームＦの宛先アドレス（Ｄ
Ａ）には、ノード１０３、１０４及び１０５のアドレス
が含まれていないため、データフレームＦ及びトークン
Ｔはこれらのノード１０３、１０４及び１０５をバイパ
スする。

【０００６】しかし、ノード１０６においては、データ
フレームＦの宛先アドレス（ＤＡ）が自分のアドレスで
あると認識され、ノード１０６は、図２（ｄ）に示すよ
うに、そのデータフレームＦを内蔵する受信バッファへ
とコピーする。

【０００７】オリジナルのデータフレームＦ及びトーク
ンＴは、ノード１０１をバイパスして、図２（ｅ）に示
すように、送信元ノード１０２に到着し、データフレー
ムＦはこの送信元ノード１０２によってリング１００よ
り取り除かれる。データフレームの一連の送信処理が終
了したトークンＴは、図２（ｆ）に示すように、再びリ
ング１００上を周回し、リング１００上の任意のノード
が自由に獲得できる状態となる。

【０００８】なお、トークンＴやデータフレームＦは、
リング１００上では、同一波長の光信号として伝送され
る。

【０００９】以上のように共通するメディア（リング１
００や波長等の伝送媒体）への送出権（トークンＴ）を
複数のノードで奪い合う方式は、一般にメディア共有型
と呼ばれている。

【００１０】最近の例では、インターネットに関する標
準化団体ＩＥＴＦ（Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇ
ｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）へのドラフ
トＴｈｅ ＳＲＰ ＭＡＣ Ｌａｙｅｒ Ｐｒｏｔｏｃ
ｏｌで提案されているＳＲＰ（Ｓｐａｔｉａｌ Ｒｅｕ
ｓｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）なども、このメディア共有型
のプロトコルとして分類できる。

【００１１】ＳＲＰでは、相手先のノードでデータフレ
ームを除去することで、帯域を有効に利用したり、上流
ノードとのネゴシエーションを行うことでフェアネス性
を維持するなどの工夫が加えられているが、同じ伝送路
を複数のノードで共有するという点では、ＦＤＤＩと同
様にメディア共有型と言える。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したメディア共有
型のネットワークシステムでは、接続するノード数の増
加などの原因により、伝送路（リング）上を流れるトラ
ヒック量が増加すると、ノード間で伝送路の帯域を取り
合う確率が高くなり、スループットが著しく低下すると
いう課題があった。

【００１３】この課題を解決する手段として、１個の物
理的伝送路（光ファイバでなるリング）上に複数の異な
る波長の光信号を通し、１個の物理的伝送路で使用可能
な帯域を拡張する光波長多重技術が挙げられる。

【００１４】しかし、光波長多重を行う上で必要とな
る、光空間スイッチ、光フィルタ、光／電気変換器等に
代表される光部品は、非常に高価であり、全てのノード
でそのような光部品を実装すると、必要な光部品数が多
大になり、ネットワーク全体のコストが大きくなるとい
う課題があった。

【００１５】そのため、光波長多重通信に対応するため
のネットワーク全体での部品数を、従来より少なくでき
る光リング状ネットワークが望まれている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明は、複数のノードが同一のリング状伝送路に
接続されている光リング状ネットワークにおいて、ｎ
（ｎは２以上の整数）個の波長のいずれかを各ノードに
割当て、各ノードは、割り当てられた波長の光信号を送
受信することを特徴とする。

【００１７】すなわち、同一のリング状伝送路を異なる
波長の光信号が流れるが、各ノードは、自己に割り当て
られた波長の光信号だけを対象とすれば良く、ネットワ
ークが複数波長を使用するものであっても、部品数の削
減などを期待できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（Ａ）第１の実施形態 以下、本発明による光リング状ネットワークの第１の実
施形態を、図面を参照しながら詳述する。第１の実施形
態の光リング状ネットワークは、複数の波長毎にノード
グループを形成している点や、どのノードに対してどの
波長を割当てるかを決定する点に特徴を有する。

【００１９】（Ａ−１）第１の実施形態の構成 （Ａ−１−１）第１の実施形態のネットワーク構成 図１及び図３はそれぞれ、第１の実施形態における光リ
ング状ネットワークの構成を示すものであり、図１は、
波長λ１及びλ２の２種類の光信号が周回している状態
を示し、図３は、波長λ１の１種類だけの光信号が周回
している状態（以下、リングパス状態と呼ぶ）を示して
いる。第１の実施形態の光リング状ネットワーク２００
は、当該ネットワーク２００の総トラヒック量の増大や
ノードの追加などに応じて、図３のリングパス状態か
ら、図１のリングパス状態への切換が可能なものであ
る。

【００２０】図１及び図３において、第１の実施形態の
光リング状ネットワーク２００は、複数個（図示のもの
は６個）のノード２０１〜２０６が、光ファイバ２０７
によってリング状に接続されて構成されている。

【００２１】ノード２０１〜２０６は、１個のマスター
ノード２０１と、一般的なノード２０２〜２０６の２種
類に分けられる。

【００２２】マスターノード２０１は、図３に示すよう
な波長λ１だけを用いた通信においては、他のノード２
０２〜２０６と同様に動作するものである。また、マス
ターノード２０１は、図３のリングパス状態から図１の
リングパス状態への切換時においては、波長λ１の光信
号をアッド、ドロップするノード（図示のものは、ノー
ド２０２、２０３、２０６）と、波長λ２の光信号をア
ッド、ドロップするノード（図示のものは、ノード２０
４、２０５）とを決定するものである。言い換えると、
各ノード２０２、…、２０５に対する波長割当てを行う
ものである。マスターノード２０１は、図１のリングパ
ス状態においては、波長λ１と波長λ２の両方の波長の
光信号をアッド、ドロップするものである。

【００２３】各ノード２０２、…、２０６は、図３に示
すような波長λ１だけを用いた通信においては、当然
に、波長λ１の光信号をアッド、ドロップするものであ
る。また、各ノード２０２、…、２０６は、図１に示す
ような波長λ１及びλ２を用いた通信においては、マス
ターノード２０１によって指定された波長λ１又はλ２
の光信号だけをアッド、ドロップするものである。

【００２４】以上から明らかなように、図１に示すリン
グパス状態においては、物理的な光伝送路（光ファイバ
２０７）が１種類であっても、２種類のリングパスが形
成される。すなわち、マスターノード２０１−ノード２
０６−ノード２０３−ノード２０２−マスターノード２
０１という波長λ１に係る第１のリングパス（図１上で
実線で示すリングパス）と、マスターノード２０１−ノ
ード２０５−ノード２０４−マスターノード２０１とい
う波長λ２に係る第２のリングパス（図１上で破線で示
すリングパス）とが形成される。

【００２５】同一のリングパスに属する２個のノード間
では、従来と同様な方法により通信が実行されるように
なされている。異なるリングパスに属する２個のノード
間では、マスターノード２０１を中継ノードとして、通
信が実行されるようになされている。

【００２６】（Ａ−１−２）第１の実施形態のノード２
０２〜２０６の構成 次に、第１の実施形態のノード２０Ｘ（Ｘは２〜６）の
内部構成を説明する。ここで、図４がノード２０Ｘの内
部構成を示している。

【００２７】図４において、ノード２０Ｘは、光アンプ
３０１、可変波長フィルタ３０２、光／電気変換器３０
３、メディアアクセス制御部３０４、スイッチング部３
０５、波長制御部３０６、電気／光変換器３０７、光結
合器３０８及び光アンプ３０９を備える。

【００２８】入力段に設けられた光アンプ３０１は、光
伝送路から到来した光信号を増幅して可変波長フィルタ
３０２に与えるものであり、例えば、ＥＤＦＡ（Ｅｒ−
Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などを
適用できる。第１の実施形態の場合、到来する光信号
は、波長λ１及びλ２の両成分を含む光多重信号のこと
もあるので、光アンプ３０１は、このような光多重信号
を増幅できることを要する。

【００２９】可変波長フィルタ３０２は、波長制御部３
０６からの波長指示信号に基づき、光アンプ３０２から
の光信号（光多重信号のこともある）から、その指示さ
れた波長成分（λ１又はλ２）を分岐して光／電気変換
器３０３に与えるものである。なお、可変波長フィルタ
３０２は、到来した他の波長成分の光信号をそのまま光
結合器３０８にも与えるものである。

【００３０】光／電気変換器３０３は、到来した光信号
（例えば、強度変調されている光信号）を電気信号に変
換してメディアアクセス制御部３０４に与えるものであ
る。この第１の実施形態の場合、光／電気変換器３０３
は、波長λ１の光信号も、波長λ２の光信号も電気信号
に変換できるものである。

【００３１】メディアアクセス制御部３０４は、他ノー
ドとメディア（物理的伝送路及び波長等の伝送媒体）を
共有するためのものであり、バッファメモリを内蔵し、
光／電気変換器３０３からの電気信号（パケット）をフ
レームデータに組み立てたり、スイッチング部３０４か
らのフレームデータをパケットに分解して電気／光変換
器３０７に与えたりするものである。また、メディアア
クセス制御部３０４は、トークンの獲得やトークンの解
放等を行うものである。

【００３２】スイッチング部３０５は、到着したパケッ
トの宛先アドレスを解読し、宛先アドレスが自ノード２
０Ｘを指示しているときには、メディアアクセス制御部
３０４によって組み立てられたフレームデータをリング
外へ（例えば、当該ノードに接続されている情報通信装
置へ）とフォワーディングし、宛先アドレスが他ノード
を指示しているときには、フレームデータをそのままメ
ディアアクセス制御部３０４に与えるものである。ま
た、スイッチング部３０５は、当該ノード２０Ｘについ
て波長を指定した、マスターノード２０１からのフレー
ムデータを受信したときには、波長制御部３０６にその
波長情報を与えるものである。さらに、スイッチング部
３０５は、リング外から（例えば、当該ノードに接続さ
れている情報通信装置から）フレームデータが与えられ
たときには、メディアアクセス制御部３０４がトークン
を獲得したことを条件としてそのフレームデータをメデ
ィアアクセス制御部３０４に与えるものである。

【００３３】波長制御部３０６は、スイッチング部３０
５から波長情報が与えられたときに、可変波長フィルタ
３０２及び電気／光変換器３０７がその波長に対応する
処理を行うように、可変波長フィルタ３０２及び電気／
光変換器３０７に対する制御処理を行うものである。

【００３４】電気／光変換器３０７は、メディアアクセ
ス制御部３０４からの電気信号（パケット）を、波長制
御部３０６によって設定された波長λ１又はλ２の光信
号に変換して光結合器３０８に与えるものである。

【００３５】光結合器３０８は、可変波長フィルタ３０
２の光信号と、電気／光変換器３０７からの光信号を波
長多重して、光アンプ３０９に与えるものである。

【００３６】光アンプ３０９は、光結合器３０８からの
光信号を増幅して光伝送路に送出するものである。この
光アンプ３０９としては、入力段の光アンプ３０１と同
様なものを適用できる。

【００３７】（Ａ−１−３）第１の実施形態のマスター
ノード２０１の構成 次に、第１の実施形態のマスターノード２０１の内部構
成を説明する。ここで、図５がマスターノード２０１の
内部構成を示している。

【００３８】図５において、マスターノード２０１は、
光アンプ４０１、波長フィルタ４０２、２個の光／電気
変換器４０３−１、４０３−２、メディアアクセス制御
部４０４、スイッチング部４０５、トラヒック統計情報
収集装置４０６、波長割当演算装置４０７、２個の電気
／光変換器４０８−１、４０８−２、光結合器４０９及
び光アンプ４１０を備える。

【００３９】マスターノード２０１の入力段に設けられ
た光アンプ４０１は、ノード２０Ｘの入力段に設けられ
た光アンプ３０１と同様なものである。

【００４０】波長フィルタ４０２は、光アンプ４０１か
らの光信号における波長λ１の成分と、波長λ２の成分
とを分離し、波長λ１の成分を第１の光／電気変換器４
０３−１に与え、波長λ２の成分を第２の光／電気変換
器４０３−２に与えるものである。なお、光アンプ４０
１からの光信号が波長λ１の成分だけを含む場合には、
波長フィルタ４０２は、波長λ１の成分を抽出して第１
の光／電気変換器４０３−１に与えるものである。

【００４１】各光／電気変換器４０３−１、４０３−２
はそれぞれ、波長フィルタ４０２から与えられた波長λ
１又はλ２の光信号を電気信号に変換してメディアアク
セス制御部４０４に与えるものである。

【００４２】メディアアクセス制御部４０４は、データ
の受信処理や送信処理は、他のノード２０２〜２０６と
同様に機能するものである。この第１の実施形態の場
合、メディアアクセス制御部４０４は、以下のような機
能をも担うものである。すなわち、メディアアクセス制
御部４０４は、伝送路上を流れるパケットのアドレス情
報（送信元ノード及び宛先ノードのアドレス情報）及び
パケット長などのトラヒック量に係る情報を抽出してト
ラヒック統計情報収集装置４０６に与える機能をも担う
ものである。

【００４３】スイッチング部４０５は、当該マスターノ
ード２０１を宛先ノードとするフレームの受信処理（ド
ロップ）や、当該マスターノード２０１を送信元ノード
とするフレームの送信処理（アッド）については、他の
ノード２０２〜２０６と同様に機能するものである。

【００４４】また、スイッチング部４０５は、当該マス
ターノード２０１が、宛先ノードにも送信元ノードにも
なっていないフレームデータの到来時には、以下のよう
に処理する。

【００４５】図３に示すような波長λ１に係る１個のリ
ングパス状態においては、スイッチング部４０５は、第
１の光／電気変換器４０３−１からのデータを第１の電
気／光変換器４０８−１に与えるようなバイパス処理を
行う。図１に示すような波長λ１及びλ２に係る２個の
リングパス状態において、到来したデータの宛先ノード
及び送信元ノードが、同一のリングパスに係るものであ
る場合には、スイッチング部４０５は、第Ｙ（Ｙは１又
は２）の光／電気変換器４０３−Ｙからのデータを第Ｙ
の電気／光変換器４０８−Ｙに与えるようなバイパス処
理を行う。

【００４６】一方、図１に示すような波長λ１及びλ２
に係る２個のリングパス状態において、到来したデータ
の宛先ノード及び送信元ノードが、異なるリングパスに
係るものである場合には、スイッチング部４０５は、到
来したデータに係るリングパスについては、当該マスタ
ーノード２０１が恰も宛先ノードであるような受信処理
（ドロップ）を行い、他のリングパスについては、その
後、当該マスターノード２０１が恰も送信元ノードであ
るような、今しがたドロップしたデータに対して送信処
理（アッド）を行う。すなわち、２個のリングパス間の
中継処理を行う。この際、必要ならば、当然にトークン
の獲得等も行う。

【００４７】ここで、他のノード２０２〜２０６のどの
ノードが波長λ１に係るリングパスに属しているかや、
どのノードが波長λ２に係るリングパスに属しているか
については、スイッチング部４０５は、トラヒック統計
情報収集装置４０６に記憶されている各ノードに対する
波長指定情報等を利用する。

【００４８】また、スイッチング部４０５は、図３に示
すようなリングパス状態から、図１に示すようなリング
パス状態への切換時には、各ノードに対する波長指定情
報を送信させるような送信処理を実行する。この送信
は、同報送信であっても良く、各ノードに対する個別送
信であっても良い。

【００４９】トラヒック統計情報収集装置４０６は、メ
ディアアクセス制御部４０４からのアドレス情報やパケ
ット長等の情報に基づいて、全てのノード間を流れるト
ラヒックの統計情報を収集し、格納しているものであ
る。また、トラヒック統計情報収集装置４０６は、図１
に示すようなリングパス状態に切り換えた後は、各ノー
ドに対する波長指定情報を格納しているものである。

【００５０】図６は、トラヒック統計情報収集装置４０
６に格納されているトラヒック統計情報の一例を示すも
のである。この図６に示すトラヒック統計情報は、送信
元ノード（図６では送信ノードと記載している）及び宛
先ノード（図６では受信ノードと記載している）の組合
せ毎のトラヒック量の分布になっている。なお、図６で
は、後述する波長割当て方法の説明が簡単になるよう
に、ノード間のトラヒック量を簡単な整数値で表現して
いる。

【００５１】トラヒック統計情報収集装置４０６がトラ
ヒック統計情報を収集する時期や期間は、図３に示すよ
うなリングパス状態から図１に示すようなリングパス状
態への切換時に、各ノードの波長割当てを決定できるよ
うなトラヒック統計情報を収集できているのならば任意
である。

【００５２】波長割当演算装置４０７は、図３に示すよ
うなリングパス状態から図１に示すようなリングパス状
態への切換えが必要となったときに、トラヒック統計情
報収集装置４０６に格納されているトラヒック統計情報
に基づいて、各ノード２０２、…、２０６についての波
長を決定し、その割当波長情報をトラヒック統計情報収
集装置４０６に与えるものである。

【００５３】ここで、波長割当演算装置４０７は、図３
に示すようなリングパス状態から図１に示すようなリン
グパス状態への切換えが必要となったと判断する方法と
しては、例えば、ノードの追加などに基づいて保守者に
よって図示しない切換スイッチが操作されたことを認識
する方法や（手動切換）、１ケ月などの所定期間におけ
る総トラヒック量が閾値を越えたことを認識する方法
（自動切換）や、いずれかのノードが送出権をなかなか
獲得できないスループットの低下のために切換をマスタ
ーノードに求めていたことを認識する方法（自動切換）
などを挙げることができる。

【００５４】第１の電気／光変換器４０８−１は、メデ
ィアアクセス制御部４０４からの電気信号（パケット）
を、波長λ１の光信号に変換して光結合器４０９に与え
るものであり、第２の電気／光変換器４０８−２は、メ
ディアアクセス制御部４０４からの電気信号（パケッ
ト）を、波長λ２の光信号に変換して光結合器４０９に
与えるものである。

【００５５】光結合器４０９は、第１及び第２の電気／
光変換器４０８−１及び４０８−２からの光信号を波長
多重して、光アンプ４１０に与えるものである。

【００５６】光アンプ４１０は、光結合器４０９からの
光信号を増幅して光伝送路に送出するものである。この
光アンプ４１０としては、入力段の光アンプ４０１と同
様なものを適用できる。

【００５７】（Ａ−２）第１の実施形態の動作 （Ａ−２−１）第１の実施形態の通信動作 図３に示すような波長λ１のみを用いて通信を行うリン
グパス状態においては、マスターノード２０１を含め、
ノード間の通信は、従来と同様になされる。すなわち、
全てのノード２０１〜２０６が波長λ１の光信号のアッ
ド、ドロップを行い、各ノード２０１、…、２０６で
は、メディアアクセス制御部４０４、３０４でのデータ
フレーム送受信の競合制御により、波長λ１の帯域を共
有しながら、通信を実行する。

【００５８】なお、このような１個のリングパスを用い
た通信時において、マスターノード２０１では、トラヒ
ック統計情報収集装置４０６が、トラヒック統計情報の
収集、格納処理をも実行する。

【００５９】ここで、波長λ１を用いる１個のリングパ
スだけではいずれかのノードのスループットが低下する
ときなどには、新たに波長λ２を用いるリングパスを加
え、各ノードに対して一方の波長λ１又はλ２を割当て
（この波長割当方法については後で詳述する）、図１に
示すような波長λ１及びλ２に係る２個のリングパス状
態に移行する。この移行時には、移行前の図３に示すよ
うなリングパス状態において、マスターノード２０１か
ら他の全てのノード２０１〜２０６に対して指定波長情
報が送信される。これにより、各ノード２０２、…、２
０６の可変波長フィルタ３０２や電気／光変換器３０７
は、その指定波長に対応するようになる。

【００６０】上述したように、図１に示す２個のリング
パス状態においては、マスターノード２０１−ノード２
０６−ノード２０３−ノード２０２−マスターノード２
０１という波長λ１に係る第１のリングパスと、マスタ
ーノード２０１−ノード２０５−ノード２０４−マスタ
ーノード２０１という波長λ２に係る第２のリングパス
とが形成されている。

【００６１】このように、波長毎にノードをグループ化
することにより、１個の波長を共有するノード数が減少
し、スループットが向上することが期待できる。このよ
うにしても、ノード２０２〜２０６では、図４に示すよ
うに、１波長分だけの光部品を装備するだけでよく、ノ
ードのコスト削減も期待できる。

【００６２】図１に示すリングパス状態において、同一
波長λ１（又はλ２）のノードグループに属するノード
間の通信は、他の波長λ２（又はλ１）のノードグルー
プに属するノードがその波長λ１（又はλ２）の光信号
をバイパスするので、あたかも、同一波長λ１（又はλ
２）のノードグループに属するノードだけでなる光リン
グ状ネットワークと同様な通信処理を行う。

【００６３】これに対して、一方の波長λ１（又はλ
２）のノードグループに属するノードから、他方の波長
λ２（又はλ１）のノードグループに属するノードへの
通信は、マスターノード２０１を中継ノードとし、マス
ターノード２０１のメディアアクセス制御部４０４及び
スイッチング部４０５における波長変換制御（具体的に
は、受信した光／電気変換器４０３−１（又は４０３−
２）に係る波長とは異なる波長に係る電気／光変換器４
０８−２（又は４０８−１）を使用することによる変
換）によってノードグループ間を接続させることで行
う。

【００６４】（Ａ−２−２）第１の実施形態のノードへ
の波長割当動作 次に、図１に示すような波長λ１及びλ２に係る２個の
リングパス状態への移行時に実行される、各ノードに対
する割当て波長の決定方法を、図６及び図７を参照しな
がら説明する。

【００６５】なお、ノードに対する波長の割当てによっ
ては、異なる波長間を中継されるトラヒック量が異な
る。中継されるトラヒックは波長λ１及び波長λ２の両
方の帯域を使用する。そのため、第１の実施形態におい
ては、この中継トラヒック量を最小とするようなノード
の波長割当て方法を採用している。

【００６６】上述したように、マスターノード２０１の
波長割当演算装置４０７が、トラヒック統計情報収集装
置４０６に格納されているトラヒック統計情報に基づい
て、各ノード２０２、…、２０６についての波長を決定
する。なお、トラヒック統計情報収集装置４０６におい
ては、図６に示すような各ノード間のトラヒック分布を
示すトラヒックマトリックス（トラヒック統計情報）を
生成、格納している。なお、このトラヒックマトリック
スの生成は、構成の項で説明したように、図３に示す波
長λ１のリングパス状態での通信実行時に逐次更新しな
がら生成しても良く、また、送信ノードと受信ノードの
アドレスやパケット長などを通信実行時にはそのまま記
憶し、波長割当動作を開始したときに、図６に示すよう
なトラヒックマトリックスを生成しても良い。

【００６７】波長割当演算装置４０７はまず、波長λ１
及びλ２に対する初期のノードの割当てグループを作成
し、トラヒックマトリックスに基づき、波長グループ間
を交流する中継トラヒック量を計算する。

【００６８】図７の例では、初期割当が、図７（ａ）に
示すように、波長λ１のグループがノード２０１、２０
２、２０３であり、波長λ２のグループがノード２０
４、２０５、２０６である場合である。なお、マスター
ノード２０１は、中継処理を行うため、波長λ１のグル
ープにも波長λ２のグループにも属するため、波長割当
の対象ノードから除外することもできるが（この場合に
は、図６のトラヒックマトリクスからもマスターノード
２０１を除外する）、図７は、マスターノード２０１に
も一方の波長λ１又はλ２を仮に対応付けるものとした
場合を示している。

【００６９】上述したような初期割当の場合には、図６
でハッチを付与した送信ノードと受信ノードの組合せが
中継を必要とする組合せとなり、中継トラヒック量は
「６５」となる。

【００７０】次に、波長割当演算装置４０７は、波長λ
１のグループの１個のノード（図７（ｂ）ではノード２
０１）と、他の波長λ２のグループのノード（図７
（ｂ）ではノード２０４、２０５、２０６）をそれぞれ
入れ替えた状態での中継トラヒック量の計算を行う。以
上の入れ替え処理を、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すよう
に、初期割当における波長λ１に属する他のノード２０
２、２０３に関してもそれぞれ行う。

【００７１】以上のような計算処理によって得られた中
継トラヒック量のうちで最もその値の小さい組合せを求
める。図７では、波長λ１のグループのノードがノード
２０６、２０２、２０３であり、波長λ２のグループの
ノードがノード２０４、２０５、２０１である場合が中
継トラヒック量が最も小さい（「２６」）組合せとして
得られる。

【００７２】その後、波長割当演算装置４０７は、その
中継トラヒック量が最も小さい波長の割当を、次の初期
割当とし、その最小値が更新されなくなるまで、上記し
た計算過程を繰り返す。

【００７３】最終的に、中継トラヒック量が最小となる
ような割当パターンを得たマスターノード２０１は、上
述したように、その波長割当情報（波長指定情報）を、
各ノード２０２〜２０６に通知する。

【００７４】（Ａ−３）第１の実施形態の効果 第１の実施形態の光リング状ネットワークによれば、以
下の効果を奏することができる。

【００７５】(1) １個の波長λ１を用いた通信では、
スループットの低下など、弊害が大きくなったときやな
りそうなときには、２個の波長λ１及びλ２を用いた通
信に切り換えられるので、そのような弊害を除去でき、
又は、そのような弊害を未然に防止することができる。

【００７６】このような切換後においても、第１の実施
形態では、各ノード（マスターノードを除く）には一方
の波長だけを対応させるようにしたので、拡張した波長
λ２を全てのノードで共有する従来の波長多重方法と比
較して、１波長当たりを共有するノード数が少なくな
り、この点から、全体のスループットの向上が可能とな
る。

【００７７】(2) 拡張した波長λ２を全てのノードで
共有する従来の波長多重方法と比較して、マスターノー
ド以外のノードで共有する波長数が少なくなり、複数波
長対応の光部品（可変波長フィルタや電気／光変換器）
を適用することにより、ノード当たりの光部品の実装数
を減少でき、ノード、ひいては、光リング状ネットワー
クのコスト削減が可能となる。

【００７８】(3) 波長へのノードの割当てグループを
決定する際に、異なる波長間の中継トラヒック量が最小
となるような組み合わせパターンを探索して決定するよ
うにしたので、両方の波長の帯域を使用するトラヒック
量（通信量）を減少させることができ、１波長当たりの
帯域の使用効率を向上させることができる。

【００７９】（Ｂ）第２の実施形態 次に、本発明による光リング状ネットワークの第２の実
施形態を、図面を参照しながら詳述する。

【００８０】この第２の実施形態は、図３に示した波長
λ１だけの１個のリングパス状態から、図１に示した波
長λ１及びλ２の２個のリングパス状態への切換時に実
行される、各ノード２０２、…、２０６への波長割当方
法が第１の実施形態のものと異なっており、すなわち、
波長割当演算装置４０７の処理が第１の実施形態と異な
っており、その他の点は、第１の実施形態と同様であ
る。

【００８１】（Ｂ−１）第２の実施形態のノードへの波
長割当動作 そこで、以下では、波長割当演算装置４０７が実行する
各ノード２０２、…、２０６への波長割当動作を、図８
〜図１０を参照しながら説明する。

【００８２】なお、この第２の実施形態においても、第
１の実施形態と同様に、波長間を中継されるトラヒック
量が最小となるような、各ノードに対する波長の組み合
わせパターンを作成しようとするものであり、この第２
の実施形態は、いわゆる遺伝的アルゴリズムを適用し
て、各ノードに対する波長を決定するものである。

【００８３】波長割当演算装置４０７は、図８に示すよ
うな遺伝子コードと呼ばれる配列を複数用意し、その配
列のパターンの組み替えを行うことで、最適な組み合わ
せパターンの作成を行う。なお、図８において、遺伝子
コードのエレメントの値は波長λ１、λ２を表す識別番
号（それぞれ「１」、「２」）であり、そのアドレスは
各ノードの識別番号である。図１では、マスターノード
２０１を含め、６個のノード２０１〜２１０を示してい
るが、図８は、マスターノードを含め、ノード数がｘ個
の場合を示している。

【００８４】遺伝的アルゴリズムは、遺伝子へのコード
化、選択確率の決定手法、交叉手法などにより、様々な
バリエーションが存在するが、一般的な動作は、図９の
フローチャートに示す通りである。

【００８５】波長割当演算装置４０７は、まず初期段階
では、乱数などを用いて、図１０（ａ）に示すように、
遺伝子コードを複数個作成する（ステップ８０１）。

【００８６】次に、波長割当演算装置４０７は、各遺伝
子コードの優劣を評価するための適応度の計算を行う
（ステップ８０２）。ここでは、その遺伝子コード（波
長割当パターン）での波長間に跨る中継トラヒック量を
適応度とする。すなわち、トラヒックマトリックスから
求めることができる。図１０（ｂ）は、各遺伝子コード
について求めた適応度を示している。

【００８７】その後、波長割当演算装置４０７は、得ら
れた適応度に基づいて、優秀な遺伝子コードを複数個選
択する（ステップ８０３）。図１０（ｃ）は、適応度が
「６７」までの遺伝子コードを優秀な遺伝子コードとし
て選択した様子を示している。優秀な遺伝子コードの選
択方法は、適応度がある値（閾値）以下の遺伝子コード
を全て選択したり、適応度が小さい方から、予め定めら
れた個数の遺伝子コードを選択したり、全ての適応度か
ら統計分布（例えば正規分布）を求め、その統計分布上
で小さい方の所定確率に属する適応度を有する遺伝子コ
ードを選択したりする方法を適用できる。

【００８８】次に、波長割当演算装置４０７は、優秀な
遺伝子コードの一部と、他の優秀な遺伝子コードの一部
とを結合して、新しい遺伝子コードを作成する（ステッ
プ８０４）。この過程は、遺伝的アルゴリズムでは交叉
と呼ばれている。図１０（ｄ）は、交叉によって新しい
遺伝子コードを作成した様子を示しており、この図示の
ものは、結合するポイントが一つである一点交叉法によ
っている。

【００８９】また、波長割当演算装置４０７は、ある遺
伝子コードの一部を、ある確率などに従って、書き換え
る（ステップ８０５）。この過程は、遺伝的アルゴリズ
ムでは突然変異と呼ばれている。図１０（ｅ）は、突然
変異によって遺伝子コードが書き換えられている様子を
示している。

【００９０】これは、特定の遺伝子コードだけを選択、
交叉することにより、同じ遺伝子コードパターンばかり
が生成されるのを防止している。

【００９１】波長割当演算装置４０７は、突然変異処理
の終了後、新たに生成された遺伝子コードの集団を用い
て、上述したステップ８０２〜８０５でなるループを繰
り返す。

【００９２】ループ終了の条件は、ループする回数（世
代数）や、最良適応度の値などによって決定される。

【００９３】以上のような遺伝的アルゴリズムを実行し
て、中継トラヒック量が最小となるような最良な遺伝子
コード（波長割当パターン）が定まると、マスターノー
ドは、第１の実施形態と同様に、各ノードに指定波長を
通知する。

【００９４】第２の実施形態によれば、第１の実施形態
と同様な効果を期待できる。さらに、第２の実施形態に
よれば、波長割当演算装置４０７に、遺伝的アルゴリズ
ムを実装することにより解空間の大域的な探索が可能と
なり、局所的な解に留まる可能性が減少する。すなわ
ち、第１の実施形態におけるパターン探索アルゴリズム
と比較して、異なる波長間を中継するトラヒック量を最
小とする、より良好な組み合わせパターンを作成するこ
とが期待できる。

【００９５】（Ｃ）第３の実施形態 次に、本発明による光リング状ネットワークの第３の実
施形態を、図面を参照しながら詳述する。

【００９６】上述した第１及び第２の実施形態は、波長
数を２波まで増大できるものであったが、この第３の実
施形態は、波長数を最大Ｎ波（Ｎは３以上）まで増大で
きるものである。

【００９７】（Ｃ−１）第３の実施形態の構成 この第３の実施形態の光リング状ネットワークも、ノー
ド間が１個の物理的伝送路（光ファイバ）によって接続
されているものであり、ノード中１個はマスターノード
になっている（図１及び図３参照）。

【００９８】この第３の実施形態においても、マスター
ノード以外のノードの内部構成も、上述した第１の実施
形態に係る図４のように表すことができる。

【００９９】第３の実施形態でのノードが、第１の実施
形態のノードと異なる点は、可変長フィルタ３０２が、
波長制御部３０６の制御下で、波長λ１〜λＮのいずれ
をも分離抽出できる点と、電気／光変換器３０７が波長
制御部３０６によって指示された波長を有する光信号に
電気信号を変換できる点である。

【０１００】図１１は、この第３の実施形態におけるマ
スターノード（２０１）の内部構成を示している。

【０１０１】第３の実施形態のマスターノードは、光ア
ンプ９０１、波長フィルタ９０２、Ｎ個の光／電気変換
器（図１１では「光／電」で示している）９０３−１〜
９０３−Ｎ、メディアアクセス制御部９０４、スイッチ
ング部９０５、トラヒック統計情報収集装置９０６、波
長割当演算装置９０７、Ｎ個の電気／光変換器（図１１
では「電／光」で示している）９０８−１〜９０８−
Ｎ、光結合器９０９及び光アンプ９１０を備える。

【０１０２】この第３の実施形態の波長フィルタ９０２
は、入力された光信号におけるＮ個の波長λ１〜λＮの
成分を分離し得るものである。Ｎ個の光／電気変換器９
０３−１〜９０３−Ｎはそれぞれ、波長フィルタ９０２
で分離されたいずれか１個の光信号成分を電気信号に変
換するものである。Ｎ個の電気／光変換器９０８−１〜
９０８−Ｎはそれぞれ、電気信号を、自己に割り当てら
れている波長λ１、…、λＮのいずれかを有する光信号
に変換するものである。光結合器９０９は、Ｎ個の電気
／光変換器９０８−１〜９０８−Ｎからの光信号を結合
（多重）して出力するものである。

【０１０３】第３の実施形態のトラヒック統計情報収集
装置９０６及び波長割当演算装置９０７も、最大Ｎ波に
対応するものであるので、第１の実施形態のものとは処
理などが異なるが、この相違点については、後述する波
長割当動作の説明で明らかにする。

【０１０４】光アンプ９０１、メディアアクセス制御部
９０４、スイッチング部９０５及び光アンプ９１０など
は、第１の実施形態のものと同様であるので、その説明
は省略する。

【０１０５】（Ｃ−２）第３の実施形態の動作 この第３の実施形態において、適用している波長数が１
波のときの通信動作は、従来と同様であるので、その説
明は省略する。

【０１０６】この第３の実施形態において、適用してい
る波長数がｎ（ｎは２〜Ｎ）波のときの通信動作は、第
１の実施形態における適用している波長数が２波のとき
の通信動作とほぼ同様である。すなわち、同一波長が割
り当てられているノード間の通信は、その波長が割り当
てられている全てのノードだけでなる等価的な光リング
状ネットワークの通信動作（従来の通信動作）と同様で
ある。また、異なる波長が割り当てられているノード間
の通信は、マスターノードが中継ノードとなって、第１
の実施形態の２波での通信動作と同様である。

【０１０７】以上のように、第１の実施形態の通信動作
の説明で、第３の実施形態の通信動作が理解でき、その
ため、これ以上の通信動作の説明は省略する。

【０１０８】次に、波長割当演算装置９０７が、トラヒ
ック統計情報収集装置９０６が集計して格納しているト
ラヒック統計情報に基づいて実行する、各ノードに対す
る波長割当動作を説明する。以下では、新たな波長数が
ｎ（ｎは２〜Ｎ）とする。

【０１０９】なお、波長数をｎ−１からｎに増大させる
場合としても、第１の実施形態において、波長数を１か
ら２に増大させる場合のような条件などを適用する。

【０１１０】この第３の実施形態においても、波長割当
パターンの探索アルゴリズムとして、第２の実施形態と
同様に、遺伝的アルゴリズムを適用する。すなわち、フ
ローチャートの図示は省略するが（図９参照）、図８に
示すような遺伝子コード（この実施形態では波長識別番
号は１〜ｎ）を、複数個、初期割当を行い、その後、適
応度の計算、優秀な遺伝子コードの選択、遺伝子コード
間の交叉、遺伝子コードの突然変異でなるループ処理
を、繰り返しの終了条件を満たすまで繰り返して、最良
な波長割当パターンを決定する。

【０１１１】この第３の実施形態では、波長数がｎであ
るので、第２の実施形態とは異なる適応度を適用するこ
ととしている。すなわち、第２の実施形態における適応
度は、マスターノードが中継するトラヒック量を適応度
としていたが、第３の実施形態では、以下で説明する適
応度を適用する。

【０１１２】ｎ波におけるｉ番目の波長λｉでのトラヒ
ック量Ｓｉを、次の（１）式で定義する。

【０１１３】

【数１】 ここで、Ｔｉｉは、図１２に示すように、波長λｉが割
当られている全てのノード間での交流トラヒック量を表
し、Ｔｉｊは、図１２に示すように、波長ｉが割当られ
ているノード群から波長ｊが割当られているノード群へ
の交流トラヒック量を表し、Ｔｊｉは、図１２に示すよ
うに、波長ｊが割当られているノード群から波長ｉが割
当られているノード群への交流トラヒック量を表してい
る。

【０１１４】この第３の実施形態における適応度は、各
波長λ１、…、λｎのトラヒック量Ｓ１、…、Ｓｎを比
較し、その最大値Ｍａｘ（Ｓｉ）とする。この適応度Ｍ
ａｘ（Ｓｉ）が小さいものほど良い波長割当パターンで
あり、適応度Ｍａｘ（Ｓｉ）を最小化する波長割当パタ
ーンを、上述した遺伝的アルゴリズムによって探索す
る。

【０１１５】（１）式から明らかなように、最良な適応
度Ｍａｘ（Ｓｉ）の探索では、（１）式の前半の加算部
の値を小さくする、若しくは、後半の減算部の値を大き
くする解を探索しなければならない。すなわち、最良な
適応度Ｍａｘ（Ｓｉ）は、その波長λｉにおける他の波
長との交流トラヒック量が少なく、その波長λｉの内部
の交流トラヒック量を大きいものであることを意味して
いる。このような適応度Ｍａｘ（Ｓｉ）を適用すること
により、複数の波長間同士を中継するトラヒック量を減
少させるような最適な組み合わせパターンを得ることが
できる。

【０１１６】（Ｃ−３）第３の実施形態の効果 第３の実施形態によれば、第２の実施形態と同様な効果
を期待できる。さらに、以下の効果を期待できる。

【０１１７】第２の実施形態における適応度と比較し
て、適応度をｎ波の波長数に対応させることにより、一
度のパターン探索アルゴリズムの実行でｎ波の異なる波
長間を中継するトラヒック量が最小となるような組み合
わせパターンを作成することが可能となる。

【０１１８】また、この第３の実施形態における適応度
を用いることにより、波長毎のトラヒック量Ｓｉが波長
同士で均衡化される。そのため、どの波長内部のトラヒ
ックが増加したとしても、ある程度の空き帯域が確保さ
れており、トラヒック増加に対して安全性を持った組み
合わせパターンの作成が可能となる。

【０１１９】（Ｄ）第４の実施形態 次に、本発明による光リング状ネットワークの第４の実
施形態を、図面を参照しながら詳述する。

【０１２０】この第４の実施形態も、上述した第３の実
施形態と同様に、波長数を最大Ｎ波（Ｎは３以上）まで
増大できるものである。

【０１２１】（Ｄ−１）第４の実施形態の構成 この第４の実施形態の光リング状ネットワークも、ノー
ド間が１個の物理的伝送路（光ファイバ）によって接続
されているものであり、ノード中１個はマスターノード
になっている（図１及び図３参照）。

【０１２２】この第４の実施形態においては、各ノード
に対してｎ波のいずれを割り当てる波長割当構成及び動
作が、第３の実施形態とは異なっている。この第４の実
施形態においては、マスターノード以外のノードも、波
長割当機能を担うものになっている。

【０１２３】第４の実施形態のマスターノード（２０
１）も、ブロック的には第３の実施形態に係る図１１と
同様に示すことができる。

【０１２４】しかしながら、第４の実施形態のマスター
ノードにおいて、スイッチング部９０５は、各ノードに
対する波長割当が必要となったときに、波長割当演算装
置９０７の制御下で、トラヒック統計情報収集装置９０
６に格納されているトラヒック統計情報を各ノード（２
０２〜２０６）に配信する機能を有する。また、スイッ
チング部９０５は、その後、各ノードから到来した各ノ
ードがそれぞれ決定した波長割当情報（最良な遺伝子コ
ード）をトラヒック統計情報収集装置９０６を介して波
長割当演算装置９０７に与える機能を有する。

【０１２５】第４の実施形態の波長演算装置９０７は、
各ノードに対する波長割当が必要となったときに、トラ
ヒック統計情報収集装置９０６に格納されているトラヒ
ック統計情報を各ノードに配信することを起動したり、
各ノードが決定した波長割当情報（最良な遺伝子コー
ド）が到来したときに、その中から、適応度が最も良い
ものを抽出し、その波長割当情報を確定したものとし
て、各ノードに通知したりするものである。

【０１２６】一方、第４の実施形態のマスターノード以
外のノード（２０２〜２０６）の構成は、図１３で表す
ことができる。

【０１２７】図１３において、各ノードは、光アンプ１
１０１、可変波長フィルタ１１０２、光／電気変換器１
１０３、メディアアクセス制御部１１０４、スイッチン
グ部１１０５、波長制御部１１０６、電気／光変換器１
１０７、光結合器１１０８、光アンプ１１０９及び波長
割当演算装置１１１０を備える。

【０１２８】ここで、光アンプ１１０１、可変波長フィ
ルタ１１０２、光／電気変換器１１０３、メディアアク
セス制御部１１０４、波長制御部１１０６、電気／光変
換器１１０７、光結合器１１０８及び光アンプ１１０９
は、第３の実施形態で説明したもの（ひいては第１の実
施形態で説明したもの）と同様であり、その説明は省略
する。

【０１２９】第４の実施形態のスイッチング部１１０５
は、既述した実施形態と同様な受信データ、送信データ
及び中継データのスイッチングを行う。これに加えて、
第４の実施形態のスイッチング部１１０５は、さらに、
受信データが波長割当処理に関するものであれば、波長
割当演算装置１１１０に与え、また、波長割当演算装置
１１１０が出力した波長割当処理に係るデータをリング
状伝送路にアッドするためのスイッチングを行うもので
ある。

【０１３０】波長割当演算装置１１１０は、各ノードに
対する波長割当処理を実行するものである。この波長割
当演算装置１１１０における具体的処理は、後述する動
作説明で明らかにする。

【０１３１】（Ｄ−２）第４の実施形態の動作 この第４の実施形態の光リング状ネットワークにおける
適用している波長数がｎ（ｎは１〜Ｎ）波のときの通信
動作そのものは、第３の実施形態と同様であるので、そ
の説明は省略する。

【０１３２】以下では、この第４の実施形態の特徴をな
す各ノードへの波長割当動作を説明する。

【０１３３】マスターノード（２０１）の波長割当演算
装置９０７は、ｎ波への波長拡張が必要となったとき
は、まず、トラヒック統計情報収集装置９０６を用いて
得られたトラヒック統計情報（トラヒックマトリック
ス）と拡張する波長数ｎとを各ノード（２０２〜２０
６）に通知する。

【０１３４】各ノードにおいては、このような情報が波
長割当演算装置１１１０に与えられ、各ノードの波長割
当装置１１１０はそれぞれ、第２及び第３の実施形態に
ついて説明したような遺伝的アルゴリズムを実行する。
すなわち、この第４の実施形態においても、第３の実施
形態について説明した（１）式に示す適応度を適用し、
処理の全体の流れは、図９を用いて説明した第２の実施
形態の遺伝的アルゴリズムとほぼ同様である。

【０１３５】しかし、第４の実施形態において、各ノー
ドの波長割当装置１１１０が実行する遺伝的アルゴリズ
ムの流れは、以下の点が第２の実施形態のものと異なっ
ている。

【０１３６】各ノードの波長割当装置１１１０は、フロ
ーチャートの図示は省略するが（図９参照）、複数個の
遺伝子コードを初期割当とし（乱数などで初期割当を行
うので、各ノードでの初期割当は異なるものとなってい
る）、その後、適応度の計算、優秀な遺伝子コードの選
択、遺伝子コード間の交叉、遺伝子コードの突然変異で
なるループ処理を繰り返して、この繰り返し動作中の所
定のタイミングで、後述する移住処理を行う。

【０１３７】上述したループ処理を繰り返していくと、
各ノード内で最適な組み合わせパターンを持つ優秀な遺
伝子コードが作成される。作成された優秀な遺伝子コー
ドは、ある周期（例えば遺伝的アルゴリズムにおける世
代数）毎に、他のノード（１個でも複数でもかまわな
い）で作成された遺伝子コードと交換される。この動作
が、遺伝的アルゴリズムにおける移住と呼ばれる動作で
ある。この移住は、複数回繰り返される。

【０１３８】マスターノードは、一定の期間（例えば移
住回数などで定まる期間）が経過すると、各ノードで生
成された優秀な遺伝子コードを回収する。そして、回収
した遺伝子コードの中から一番良い適応度を持つ遺伝子
コードを選択する。最後に、マスターノードは、その遺
伝子コードに基づいた波長割当パターンを各ノードに通
知する。

【０１３９】なお、マスターノードも、遺伝的アルゴリ
ズムを実行するノードとなっていても良い。また、遺伝
的アルゴリズムを実行するノードは、ネットワークの全
てのノードである必要はなく、そのうちの複数個であれ
ば良い。

【０１４０】（Ｄ−３）第４の実施形態の効果 第４の実施形態によれば、第３の実施形態と同様な効果
を期待できる。さらに、以下の効果を期待できる。

【０１４１】第３の実施形態のような移住処理を伴わな
い波長割当方法に比較して、移住処理を行うことによ
り、探索する解の多様性が保たれ、局所的な解に留まる
可能性が減少する。その結果、第３の実施形態における
波長割当アルゴリズムと比較して、ｎ波の異なる波長間
を中継するトラヒック量を最小とする、より良好な組み
合わせパターンを作成することが可能となる。

【０１４２】また、各ノードで独立して波長割当アルゴ
リズムを実行することにより、計算負荷が分散化され、
短時間で最適な組み合わせパターンを得ることができ
る。因みに、１個のノードにおけるアルゴリズム処理
で、同様な結果を得ようとすると、遺伝子コードの初期
割当数を多く必要としたり、ループ処理を終了させるま
での繰り返し数を多大にするなど、アルゴリズムの実行
時間をかなり長いものにすることを要する。

【０１４３】（Ｅ）他の実施形態 上記各実施形態の説明においても、種々、変形実施形態
にも言及したが、さらに、以下に例示するような変形実
施形態も挙げることができる。

【０１４４】（Ｅ−１）上記第１〜第３の実施形態にお
いては、マスターノードが、波長間の中継機能と、波長
割当機能とを担うものであったが、波長間の中継機能
と、波長割当機能とを別個のノードが担うようにさせて
も良い。また、中継機能を担うノードの数は、１個に限
定されるものではなく、２個以上あっても良い。さらに
は、データの通信を行うことがない、波長間の中継専用
のノードがリング状伝送路上に設けられていても良い。

【０１４５】（Ｅ−２）上記各実施形態においては、リ
ング状伝送路に対するデータの周回方向が一方向のもの
を示したが、双方向のネットワークにも適用でき、各方
向のそれぞれについて、波長数を拡張できるようにして
も良い。

【０１４６】（Ｅ−３）上記各実施形態の説明では、通
信時において、波長毎のリングパスをアクセスするノー
ドの調整をトークンで行うものを示したが、通信方法や
アクセス方法はこれに限定されないものである。要は、
波長毎にノードをグループ化させて通信を実行させる点
に特徴があり、データをリング状伝送路にアッドし得る
ノードを調整する方法は、トークンを用いる方法だけで
なく、各ノード毎にデータをアッドし得るタイムスロッ
トを定めている方法や、マスターノードなどが競合制御
する方法などをも適用しても良い。

【０１４７】（Ｅ−４）上記第４の実施形態において
は、移住処理を含む遺伝的アルゴリズムを示したが、移
住処理を適用しないで、複数のノードが独立に最適な遺
伝子コードを定め、その後、さらにその中から最適なも
のを取り出すようにしても良い。また、独立に遺伝的ア
ルゴリズムを実行する波長割当演算装置は、異なるノー
ドに設けられているものに限定されず、１ノードに複数
の波長割当演算装置が設けられていても良い。

【０１４８】（Ｅ−５）上記各実施形態においては、波
長割当演算装置がノード内に設けられているものを示し
たが、他の箇所に設けられていても良い。例えば、ノー
ドに接続されている情報処理装置に搭載されていても良
い。また、波長割当機能のみを実行する装置（ノード）
がリング状伝送路に設けられていても良い。

【０１４９】（Ｅ−６）上記第３及び第４の実施形態の
説明では、ｎ−１波からｎ波に波長数を増大させる場合
を示したが、ｎ−２以下の波長数からｎ波に波長数を増
大させるようにしても良い。この場合であっても、ｎ波
のいずれかの波長への各ノードの割当方法としては、上
記実施形態のものを適用できる。

【０１５０】（Ｅ−７）上記各実施形態では、徐々に波
長数を増大させていく場合を示したが、波長数を、当ト
ラヒック量やノードの削除などに応じて、減少させる場
合にも本発明を適用することができる。この場合であっ
ても、ｎ波（減少後の波長数；但し１波は除く）のいず
れかの波長への各ノードの割当方法としては、上記実施
形態のものを適用できる。

【０１５１】（Ｅ−８）上記各実施形態では、波長数を
増大させる場合に波長割当処理を行うものを示したが、
波長数を変えない場合であっても、波長割当処理を行
い、各ノードに割り当てる波長を変更するようにしても
良い。例えば、所定期間当たりの総トラヒック量は同程
度であっても、トラヒック分布が変化したときには、波
長割当処理を行って各ノードへの波長割当を見直すよう
にしても良い。この際の波長割当処理にも、上記実施形
態のものを適用できる。

【０１５２】（Ｅ−９）上記各実施形態で説明した波長
数の増大、（Ｅ−７）項の変形実施形態で説明した波長
数の減少、（Ｅ−８）項の変形実施形態で説明した同一
波長数での割当波長の見直しをダイナミックに切り換え
る光リング状ネットワークも本発明の技術的範囲に属す
る。例えば、所定期間当たりの総トラヒック量が減少し
たときには波長数を減少し、総トラヒック量がかなり増
大したときやスループットが低下したノードから波長数
増大要請があったときには波長数を増大し、総トラヒッ
ク量は変化しないがトラヒック分布が変化したときやス
ループットが低下したノードから割当波長変更要請があ
ったときには割当波長の見直しを行うようにしても良
い。

【０１５３】（Ｅ−１０）上記各実施形態の説明では、
図６に示すような送信ノードと受信ノードの組合せ毎に
集計したものをトラヒック分布情報をしたものを示した
が、他の形式の情報を適用しても良いことは勿論であ
る。例えば、どちらが送信ノードか受信ノードかを問わ
ず、通信が実行された２ノードの組合せ毎に集計したも
のであっても良い。

【０１５４】また例えば、受信ノードを考慮せず、トー
クンの獲得割合を各ノード毎に集計したものであっても
良い。この場合には、中継トラヒック量を最小化すると
いう観点からの適応度（評価値）ではなく、同一波長に
割り当てられた複数のノードのトークンの獲得割合の総
和が、他のノードグループとバランスさせるという観点
からの適応度（評価値）を適用することになる。

【０１５５】（Ｅ−１１）上記各実施形態においては、
２ノード間の通信状況の強弱を予め考慮することなく、
波長割当処理を行うものを示したが、２ノード間の通信
状況の強弱を反映できるような波長割当処理であっても
良い。例えば、ある２ノード間のトラヒック量が大きな
所定閾値より大きい場合には、同一波長を割り当てると
いう条件を定め、遺伝子コードの初期割当や、交叉や、
突原変異などもこの条件下で実行させるようにしても良
い。逆に、ある２ノード間のトラヒック量が小さな所定
閾値より小さい場合には、異なる波長を割り当てるとい
う条件を定め、遺伝子コードの初期割当や、交叉や、突
原変異などもこの条件下で実行させるようにしても良
い。

【０１５６】（Ｅ−１２）上記各実施形態においては、
光リング状ネットワークの構成要素が各ノードに対する
割当て波長を自動的に定めるものを示したが、保守員な
どが別個独立した情報処理装置を用いて決定した割当波
長を外部から光リング状ネットワークに設定するもので
あっても良い。

【０１５７】（Ｅ−１３）上記各実施形態においては、
異なる波長が割り当てられたノード間でも通信を行うこ
とができるものを示したが、異なる波長が割り当てられ
たノード間での通信を認めないものであっても良い。こ
のようにしても、あたかも複数の光リング状ネットワー
クをリング状伝送路を共有化させて（光ファイバの敷設
量を少なくさせて）実現できるという効果を奏すること
ができる。

【０１５８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の
ノードが同一のリング状伝送路に接続されている光リン
グ状ネットワークにおいて、ｎ（ｎは２以上の整数）個
の波長のいずれかを各ノードに割当て、各ノードは、割
り当てられた波長の光信号を送受信するようにしたの
で、同一のリング状伝送路を異なる波長の光信号が流れ
るが、各ノードは、自己に割り当てられた波長の光信号
だけを対象とすれば良く、ネットワークが複数波長を使
用するものであっても、部品数の削減、ひいてはコスト
削減などを期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態のリング状ネットワークにおい
て２個のリングパスが設定された状態を示すブロック図
である。

【図２】従来のリング状ネットワーク及びその通信動作
の説明図である。

【図３】第１の実施形態のリング状ネットワークにおい
て１個のリングパスが設定された状態を示すブロック図
である。

【図４】第１の実施形態のノードの内部構成を示すブロ
ック図である。

【図５】第１の実施形態のマスターノードの内部構成を
示すブロック図である。

【図６】第１の実施形態におけるトラヒック統計情報例
（トラヒックマトリックス）の説明図である。

【図７】第１の実施形態の各ノードに対する波長割当処
理の説明図である。

【図８】第２の実施形態の各ノードに対する波長割当処
理で使用される遺伝子コードの説明図である。

【図９】第２の実施形態の各ノードに対する波長割当処
理（遺伝的アルゴリズム）を示すフローチャートであ
る。

【図１０】第２の実施形態の各ノードに対する波長割当
処理での遺伝子コードの変化などを示す説明図である。

【図１１】第３の実施形態のマスターノードの内部構成
を示すブロック図である。

【図１２】第３の実施形態の各ノードに対する波長割当
処理（遺伝的アルゴリズム）での適応度の説明図であ
る。

【図１３】第４の実施形態のノードの内部構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

２００…光リング状ネットワーク、 ２０１…マスターノード、 ２０２〜２０６…ノード、 ２０７…光ファイバ、 ３０１、３０９、４０１、４１０、９０１、９１０、１
１０１、１１０９…光アンプ、 ３０２、１１０２…可変波長フィルタ、 ３０３、４０３−１、４０３−２、９０３−１〜９０３
−Ｎ、１１０３…光／電気変換器、 ３０４、４０４、９０４、１１０４…メディアアクセス
制御部、 ３０５、４０５、９０５、１１０５…スイッチング部、 ３０６、１１０６…波長制御部、 ３０７、４０８−１、４０８−２、９０８−１〜９０８
−Ｎ、１１０７…電気／光変換器、 ３０８、４０９、９０９、１１０８…光結合器、 ４０６、９０６…トラヒック統計情報収集装置、 ４０７、９０７、１１１０…波長割当演算装置。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のノードが同一のリング状伝送路に
   接続されている光リング状ネットワークにおいて、 ｎ（ｎは２以上の整数）個の波長のいずれかを各ノード
   に割当て、各ノードは、割り当てられた波長の光信号を
   送受信することを特徴とする光リング状ネットワーク。
2. 【請求項２】 送信元ノードからその割当波長とは異な
   る割当波長の宛先ノードへの通信を中継するものであっ
   て、送信元ノードからの光信号を宛先ノードの割当波長
   の光信号に変換する中継ノードを少なくとも１個有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光リング状ネットワ
   ーク。
3. 【請求項３】 当該光リング状ネットワークのトラヒッ
   ク状況に応じて、当該光リング状ネットワークで使用す
   る波長数を変化させると共に各ノードへの割当波長を変
   更させ、各ノードは、割当波長の変化に対応できる光受
   信手段及び光送信手段を有することを特徴とする請求項
   １又は２に記載の光リング状ネットワーク。
4. 【請求項４】 当該光リング状ネットワークのトラヒッ
   ク状況に応じて、各ノードに対するｎ個の波長の割当て
   を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
   記載の光リング状ネットワーク。
5. 【請求項５】 当該光リング状ネットワークのトラヒッ
   ク状況の情報を集計、格納するトラヒック統計情報格納
   手段と、 当該光リング状ネットワークにおける波長数の変化時、
   及び又は、同一波長数での各ノードへの波長割当の変更
   時に、トラヒック状況の情報に基づいて、各ノードに対
   する新たな割当波長を決定する割当波長決定手段とを有
   することを特徴とする請求項３又は４に記載の光リング
   状ネットワーク。
6. 【請求項６】 上記割当波長決定手段は、波長が異なる
   ノード間のトラヒック量が少なくなるように、各ノード
   に対する波長を決定することを特徴とする請求項５に記
   載の光リング状ネットワーク。
7. 【請求項７】 上記割当波長決定手段は、 それぞれが各ノードへの割当波長を決定する複数の割当
   波長決定部と、 これら複数の割当波長決定部が決定した割当波長の中か
   ら最良のものを、最終的な割当波長に決定する最終決定
   部とを有することを特徴とする請求項５又は６に記載の
   光リング状ネットワーク。
8. 【請求項８】 上記各割当波長決定部がそれぞれ、異な
   るノードに搭載されていることを特徴とする請求項７に
   記載の光リング状ネットワーク。