JP2001244980A - 超高速光パケット転送リングネットワーク、光挿入分岐型多重分離ノード装置及び光挿入分岐型多重分離ノード装置の動作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パケットを用いて通信を行う際に低遅延、低遅
延ジッタ、大容量及び高スケーラビリティ（拡張性）で
の運用を行うことができ且つ、その運用を簡易に行うこ
と。 【解決手段】光ファイバ伝送路を通して到着する光パケ
ットが自光挿入分岐型多重分離ノード装置宛のパケット
で無ければ、光パケット信号のまま当該光ノード装置を
通過させ、前記光パケットが自ノード装置宛のパケット
であれば、分岐して取り込むパケット転送制御を行な
う。その為、前記各光ノード装置は、光パケットの前記
光ファイバ伝送路ヘの挿入時に、その光パケットの宛先
ノード装置のアドレスまたは宛先ノード装置までの経路
を含む情報を示したラベルを作成し、このラベルを波長
多重または偏波多重して前記光ファイバ伝送路に対応す
る光パケットより所定時間早く送出しておき、このラベ
ルを各光ノード装置で受信して、対応するパケットが自
ノード装置宛のパケットか否かを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パケットを光ファ
イバ伝送路に光パケット単位で分岐挿入する光挿入分岐
型多重分離ノード装置とこの光挿入分岐型多重分離ノー
ド装置の動作方法及び光挿入分岐型多重分離ノード装置
間を光ファイバでリング状に接続して成る超高速光パケ
ット転送リングネットワークに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、コンピュータなどパケットを用い
て通信を行う装置（以下、通信端末と呼ぶ）の間での通
信は、データを主にIPデータグラムと呼ばれるパケット
（以下、IPパケット）に変換して通信を行っている。ま
た、通信ネットワークに接続された多数の通信端末の任
意の２台の間で通信を行うため、ネットワークにはルー
タと呼ばれる複数のパケット転送装置が設置されてい
る。

【０００３】ルータでは、入力されるIPパケットのIPヘ
ッダと呼ばれる部分に書き込まれたデータを送受する通
信端末の論理的番号を示すIPアドレスを認識してパケッ
トの出力方路を選択する。近年のインターネットなどの
大規模ネットワークでは、通信端末より送信されたパケ
ットは多数のルータを中継しなければ宛先の通信端末へ
転送されない。

【０００４】従って、ルータでの転送処理がソフトウェ
アベースで行われる通常の方式ではパケット全体を一旦
メモりに組み込んでから処理することになり、ソフトウ
ェア処理時間による遅延は避けられなかった。このた
め、多数のノードを通過する全ネットワークでの遅延が
累積し、全遅延時間が長くなるという問題があった。ま
た、専用ICによりIP処理を高速化したルータを用いたネ
ットワークでも次のような問題が予想されている。

【０００５】近い将来、インターネット等の大規模ネッ
トワークでは数Tbit/sから数百Tbit/sのネットワークス
ループットが必要とされている。これを実現するために
は大容量のリンクと、リンク間の方路を決定する高スル
ープットのルータが必要である。近年、波長多重や光時
分割多重技術等を用いることによりルータ間のリンク容
量が数100Gbit/s 以上に大容量化が可能となった。一
方、これに対応するルータでは数100Gbit/s ×入出力方
路数の転送スループットが必要とされる。専用ICにより
IP処理を高速化したルータでも従来の構成のままでは上
記のスループットは得られない。

【０００６】この解決案として多数のICを並列構成とす
ることにより、個々のICの処理速度は遅いが並列処理す
ることにより高スループットが得られる方法が提案され
ているが、装置規模の増大やIC間のインターコネクショ
ンが問題となっている。

【０００７】また、あるノードとあるノード間を結ぶパ
スそれぞれに異なる光波長を割り当て、同じ宛先ノード
のパケットは同一の波長の光信号として送出する光パス
ネットワークが提案されている。この場合、隣接するノ
ード間は波長多重（ＷＤＭ）伝送され、各ノードではＡ
ＷＧ（アレイ導波路型回折格子）などの波長分散光素子
を用いて所定の波長のみパケットに分解してルータでパ
ケット単位の処理がされるが、その他の波長は光の状態
のまま隣接するノードヘカットスルーされるため、各ノ
ードのルータ部の負荷が大幅に軽減される。現在、主に
リングトポロジー（ＷＤＭ／光ＡＤＭリング網）での検
討がなされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の光パ
スネットワークによる方法は、パスに光波長を割り当
て、その波長単位に準定常的なパス設定を行うため、パ
ス内の実パケットのトラヒックがパス容量と比較して小
さい場合、ネットワーク全体のスループットが上がらな
い。また、ネットワーク全体のスループットを上げるた
め、トラヒックが大きいパスには大容量光パスを割り当
て、小さいパスには小容量光パスを割り当てる等と、動
的にパス容量を変化させることも考えられるが、そのた
めには常時全パスのトラヒックを監視して波長割り当て
を変更できる光波長選択デバイスとそのオぺレーション
網とそのソフトウェアが必要となりネットワーク運用が
複雑となる。

【０００９】本発明は、上述の如き従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的は、パケットを用い
て通信を行う際に低遅延、低遅延ジッタ、大容量及び高
スケーラビリティ（融通性）での運用を行うことができ
且つ、その運用を簡易に行うことができる超高速光パケ
ット転送リングネットワーク、このネットワークに用い
られる光挿入分岐型多重分離ノード装置及びこの光挿入
分岐型多重分離ノード装置の動作方法を提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明の特徴は、光パケットを分岐、挿
入、通過させる挿入分岐型多重分離ノード装置間を光フ
ァイバ伝送路でリング状に接続して成る超高速光パケッ
ト転送リングネットワークにおいて、光ファイバ伝送路
を通して到着する光パケットが自ノード装置宛のパケッ
トで無ければ、光パケット信号のまま当該光ノード装置
を通過させ、前記光パケットが自ノード装置宛のパケッ
トであれば、分岐して取り込むパケット転送制御手段を
前記各光挿入分岐型多重分離ノード装置に具備すること
にある。

【００１１】請求項２の発明の前記各光挿入分岐型多重
分離ノード装置は、光パケットの前記光ファイバ伝送路
ヘの挿入時に、その光パケットの宛先ノード装置のアド
レスまたは宛先ノード装置までの経路を含む情報を示し
たラベル信号を作成し、前記光パケットをこのラベル信
号と共に、波長多重または偏波多重して前記光ファイバ
伝送路に送出する手段を設け、前記パケット転送制御手
段は、到着する全てのラベルを前記光ファイバ伝送路か
ら波長分離または偏波分離して取得することによって、
対応する光パケットの宛先ノード装置のアドレスまたは
経路情報を読み取る。

【００１２】請求項３の発明の特徴は、各光挿入分岐型
多重分離ノード装置により前記光ラベル信号は対応する
光パケットよりも所定時間早く前記光ファイバ伝送路に
送出されることにある。

【００１３】請求項４の発明の特徴は、前記光挿入分岐
型多重分離ノード装置の少なくとも１つが、ネットワー
ク内の特定のアドレスの光ノード装置のみがパケット挿
入可能となるような内容を記載したラベル信号を所定の
頻度で発生して前記光ファイバ伝送路に送出し、前記ラ
ベルを取得した光ノード装置では、前記ラベルにより発
ノード装置であると指定された光ノード装置以外は、パ
ケット挿入を禁止されることにある。

【００１４】請求項５の発明の前記光挿入分岐型多重分
離ノード装置の中の少なくとも１台は、パケット圧縮比
Ｎのパケット圧縮回路とパケット伸長比Ｎのパケット伸
長回路とＭ個の光電変換部とを有するようにし、各光挿
入分岐型多重分離ノード装置は同一宛先のパケットが連
続するＮ／Ｍの中に２個以上存在しないように前記光フ
ァイバ伝送路側へ光パケットを挿入する制御を行う。

【００１５】請求項６の発明の前記各光挿入分岐型多重
分離ノード装置はラベル信号をビット同期した状態で送
受信する。

【００１６】請求項７の発明の特徴は、前記ラベル信号
とラベル信号との間に空ビットを挿入することにある。

【００１７】請求項８の発明の特徴は、リング状に接続
した光ファイバ伝送路に配置されて光パケットの分岐、
挿入、通過させる光挿入分岐型多重分離ノード装置にお
いて、ユーザ側から入力されるパケットを一旦蓄積した
後、後述のパケット制御回路からの光パケット送出命令
信号により前記パケットを光パケットに変換して後述す
る光回路部に出力すると共に、送信するパケットに対応
した宛先ノード装置のアドレスまたは宛先ノード装置間
の経路情報を示したラベルを作成するパケット終端送出
回路部と、前記光ファイバ伝送路から入力される光信号
を分離することにより光パケットと光ラベル信号を分離
して取り出し、光ラベル信号は後述のパケット制御送受
信部に送出し、分離した光パケットと前記パケット終端
送出回路部からの前記光パケットの２系列の光パケット
を入力して、後述のパケット制御送受信部からの駆動信
号により前記光ファイバ伝送路から入力される前記分離
した光パケットをそのまま前記光ファイバ伝送路上に通
過させるバー状態と前記光ファイバ伝送路側からの前記
分離光パケットを分岐させて後述のパケット受信終端回
路部へ送出し、且つ前記パケット終端送出回路部からの
光パケットを前記光ファイバ伝送路上に挿入するクロス
状態とを切り替え、更に、後述するパケット制御送受信
部からの挿入光ラベルを、通過または挿入光パケットと
波長多重または偏重多重して前記光ファイバ伝送路上へ
送出する光回路部と、前記光回路部から出力される光ラ
ベル信号により対応する光パケットの有無と宛先を判断
し、もし、前記光ファイバ伝送路側の光パケットが自ノ
ード装置を宛先とするか、或いは通過する光パケットが
無く且つ、前記パケット終端送出回路部に蓄積されたパ
ケットが存在する場合は、前記光回路部を前記クロス状
態に保つ駆動信号を出力し、また、このとき前記パケッ
ト終端送出回路部に蓄積されたパケットが存在する場合
は光パケット送出命令信号を前記パケット終端送出回路
部へ出力すると共に、挿入または通過するパケットに対
応した光ラベル信号を所定のタイミングで光回路部に出
力し、もし、前記光ファイバ伝送路側の光パケットが自
ノード装置を宛先としない場合は、前記光回路部に前記
バー状態を保つ駆動信号を送出した後、通過パケットに
対応して前記光ラベル信号を前記光回路部に送出するパ
ケット制御送受信部と、前記光回路部から光パケットを
入力して光電変換し、得られたパケット情報内部のユー
ザ宛先アドレス又は宛先ノード装置間の経路情報を読み
出すことによりパケット編集前のパケットの状態に再編
集した後、当該パケットを所定の出力ポートに出力する
パケット受信終端回路部とを具備することにある。

【００１８】請求項９の発明の前記パッケット終端送出
回路部は、ユーザ側から入力されるパケットをそのイン
タフェースに応じて終端する１つ以上の終端回路部と、
前記終端回路部の出力信号を入力し、同一宛先ノード装
置を有する複数のパケットを１つのパケットに編集及び
蓄積し、前記パケット制御送受信部からのトリガ信号に
より後述の電光変換部に出力すると共に、そのパケット
に対応した発ノード装置及び宛先ノード装置のアドレス
か、或いは発ノード装置と宛先ノード装置間の経路情報
等を含むラベル信号を作成して前記パケット制御回路部
へ出力するパケット編集送出回路部と、前記パケット編
集送出回路のパケット出力信号を入力としてパケット波
長λP の光パケットに電光変換する第１の電光変換部
と、前記送信パッケージからの光パケットを多重化する
パケット多重部とを有し、前記光回路部は、入力ポート
に当該光ノード装置に接続する前記光ファイバ伝送路の
入力光ファイバが接続される光ラベル分離部と、出力ポ
ートに当該光ノード装置に接続する前記光ファイバ伝送
路の出力光ファイバが接続される光ラベル多重部と、前
記光ラベル多重部のうち光パケット波長λP が出力する
ポートに入力ポートのうちの一つが接続され、前記電光
変換部の出力に他の入力ポートが接続され、一方、出力
ポートの一つが前記光ラベル多重部の光パケット波長λ
P の入力ポートに接続され、他の出力ポートが前記パケ
ット受信終端回路部に接続されて前記パケット制御送受
信部からの駆動信号により駆動される２入力ポート且つ
２出力ポートの２×２光スイッチとを有し、前記パケッ
ト制御送受信部は、前記光回路部より出力する波長λL
の光ラベルを受信して光電変換するラベル光電変換部
と、前記ラベル光電変換部から出力される前記光ファイ
バ伝送路側のラベル信号と前記パケット終端送出回路部
からのラベル信号を入力し、もし、前記光ファイバ伝送
路側の光パケットが自ノード装置を宛先とするか或い
は、通過する光パケットが無く且つ前記パケット終端送
出回路部に蓄積されたパケットが存在する場合は、前記
光回路部の２×２光スイッチを前記クロス状態に保つ駆
動信号を出力し、また、このとき前記パケット終端送出
回路部に蓄積されたパケットが存在する場合は前記光パ
ケット送出命令信号を前記パケット終端送出回路部へ送
出すると共に、挿入する光パケットに対応した光ラベル
信号を前記光回路部に所定のタイミングで送出し、も
し、前記光ファイバ伝送路側の光パケットが自ノード装
置を宛先としない場合は、前記２×２光スイッチを前記
バー状態に保つ駆動信号を送出し、通過パケットに対応
したラベル信号を電光変換部へ出力するパケット制御回
路部と、前記パケット制御回路のラベル出力信号を入力
してラベル波長λL の光ラベルに電光変換して前記光ラ
ベル多重部のラベル波長入力ポートに出力する第２の電
光変換部とを有し、パケット受信終端回路部は、前記光
回路部により分岐された波長λP の光パケットを受信し
て光電変換するパケット光電変換部と、前記パケット光
電変換部からの出力を入力とし、パケット情報内部のユ
ーザ宛先アドレス等を読み出すことによりパケット編集
前のパケットの状態に再編集し所定の出力ポートに出力
するパケット受信編集回路部とを具備することにある。

【００１９】請求項１０の発明の特徴は、光パルス間隔
を狭めることにより光パケットの持続時間長を短くする
光パケット圧縮回路を前記パケット終端送信回路部と前
記光回路部の間に挿入し、パケット持続時間長を圧縮前
に戻す光パケット伸張回路を前記光回路部と前記パケッ
ト受信終端回路部の間に挿入することにある。

【００２０】請求項１１の発明の特徴は、リング状に接
続した光ファイバ伝送路に配置されて光パケットを分
岐、挿入、通過させる光挿入分岐型多重分離ノード装置
の動作方法において、前記光ファイバ伝送路から入力さ
れる光信号から光ラベル信号を分離して取り出す分離ス
テップと、前記分離した光ラベル信号により対応する光
パケットの有無と宛先を判別するラベル判別処理ステッ
プと、前記ラベル判別処理で前記光ファイバ伝送路側の
光パケットが自ノード装置を宛先とするか或いは通過す
る光パケットが無いと判別されることで出力される光パ
ケット送出命令信号により、ユーザ側から入力されるパ
ケットを光パケットに変換して後述する光スイッチに出
力する光パケット送出処理ステップと、前記ラベル判別
処理で前記光ファイバ伝送路側の光パケットが自ノード
装置を宛先とするか或いは通過する光パケットが無く且
つ自ノード装置に蓄積されたパケットが存在する場合
と、前記光ファイバ伝送路側の光パケットが自ノード装
置を宛先としない場合とで、前記光ファイバ伝送路に対
して光信号の分岐、挿入、通過経路が異なるように光ス
イッチを切り替える駆動信号を所定時間待機した後、出
力する光スイッチ駆動ステップと、前記ラベル判別処理
で前記光ファイバ伝送路側の光パケットが自ノード装置
を宛先としないと判別された場合、前記分離したラベル
信号を再作成して新たに光ラベルを作成するラベル再作
成ステップと、前記光スイッチを介して前記再作成した
光ラベルを前記光ファイバ伝送路に送出する光ラベル送
出ステップと、前記分離した光ラベルの到着から所定時
間後に到着した対応光パケットを所定時間遅延させる遅
延ステップと、前記遅延後に到着した前記光パケットを
前記光スイッチを介してそのまま前記光ファイバ伝送路
上に出射する出射ステップとを具備することにある。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の超高速光パケッ
ト転送リングネットワークの一実施形態に係る構成を示
した図である。

【００２２】超高速光パケット転送ネットワークは、光
挿入分岐型多重分離ノード装置１−１、１−２、１−
３、１−４を光ファイバ伝送路２でリング状に接続して
成り、各光挿入分岐型多重分離ノード装置１−１、１−
２は通信端末３−１、３−２等を接続している。

【００２３】次に、本ネットワークの動作の概略を述べ
る。パケットを転送することを目的に本ネットワーク利
用する例えば通信端末３−１等はリングネットワークを
構成する光挿入分岐型多重分離（光ADM ）ノード装置
（以降、単に光ノード装置と称することもある）１−１
に接続される。その光挿入分岐型多重分離ノード装置１
−１は通信端末３−１から受け渡されたパケットのヘッ
ダ情報を読み取ることにより、宛先の通信端末３−２が
接続された光挿入分岐型多重分離ノード装置１−２のア
ドレスまたは経路情報を割り出す。

【００２４】光ノード装置１−１では、このパケットの
宛先ノード装置１−２の情報をデジタルPCM （パルスコ
ードモジュレーション）信号形式で含むラベルが作成さ
れる。パケットとラベルはどちらも電、光変換により光
信号に変換され、偏波多重または光波長多重により同一
の光ファイバ伝送路２に送出される。

【００２５】この光パケットとラベル信号が通過する全
ての光挿入分岐型多重分離ノード装置１−１〜１−４で
はラベル信号を偏波分離または波長分離により得て電気
信号に変換し、電子回路により対応するパケットが自ノ
ード装置宛か否かを判断し、もし、自ノード装置宛であ
れば光パケットが入力する光スイッチを駆動してドロッ
プさせ、もし自ノード装置宛でなければ光スイッチを駆
動して光信号のままスルーさせる。スルーさせる場合に
おいても対応する光ラベルを再生し、通過させる光パケ
ットと多重化して送出する。即ち、経路制御は電気回路
により行い、光信号の転送制御は光スイッチにより行う
ことにより、超高速の光パケット信号のままでの転送制
御を可能としている。

【００２６】図２は本発明の光挿入分岐型多重分離ノー
ド装置の一実施形態を示したブロック図である。本例の
光挿入分岐型多重分離ノード装置は、図１に示した光挿
入分岐型多重分離ノード装置（１−１〜１−４）に相当
し、パケット終端送出回路部１１、パケット制御送受信
部１２、パケット受信終端回路部１３及び光回路部１４
を有している。

【００２７】図３は図２に示した光挿入分岐型多重分離
ノード装置の詳細構成例を示したブロック図である。パ
ケット終端送出回路部１１は複数の終端回路部１１１、
パケット編集送出回路部１１２、Ｅ／Ｏ変換部１１３２
とパケット圧縮回路１１３１から成る複数の送信パッケ
ージ１１３、パケット多重部１１４を備えている。パケ
ット制御送受信部１２は、ラベルＯ／Ｅ変換部１２２、
Ｅ／Ｏ変換部（２）１２３、パケット制御回路部１２１
を備えている。パケット受信終端回路部１３はパケット
分離部１３１、パケット伸長回路１３２１とパケットＯ
／Ｅ変換部１３２２から成る複数の受信パッケージ１３
２、パケット編集受信回路部１３３、Ｅ／Ｏ変換部１３
４を備えている。光回路部１４は２×２光スイッチ１４
１、光ラベル分離部１４２、光ラベル多重部１４３を備
えている。

【００２８】次に光挿入分岐型多重分離ノード装置の構
成を中心にネットワークの動作を詳細を述べる。パケッ
ト終端送出回路部１１のパケット終端回路部１１１は、
本ネットワークに接続される通信端末からのパケットが
イーサネットやＳＤＨ等種々の物理ネットワークを利用
して接続されることが想定される。このため、それらの
フォーマットを終端し、同一のフォーマットで次段のパ
ケット編集送出回路１１２に受け渡すための回路部であ
り、その当該光ノード装置に接続される通信端末の数だ
けある。

【００２９】パケット編集送出回路１１２は入力された
パケットのデータ部とその発／宛先アドレス、サービス
情報（優先度、許容遅延等）を一旦電気的にバッファリ
ングする。パケット編集送出回路部１１２では他の終端
回路部１１１からのパケットでもそれらの宛先通信端末
が同一で、同一のサービスレベルである場合、それらの
パケットを纏めて一つの新たなパケットとして編集する
こともできる。

【００３０】また、パケット編集送出回路部１１２は入
力パケットの宛先通信端末がどこの光ノード装置に接続
されているかのテーブルを有し、それを参照することに
より、パケットの宛先通信端末が接続されている光ノー
ド装置のアドレス情報を各パケットのラベルとして作成
し、パケットとそのラベルの対応を管理する。そして、
このラベルはパケット制御送受信部１２へ出力される。
パケット制御送受信部１２からの光パケット送出命令信
号により、パケット編集送出回路部１１２よりパケット
は送信パッケージ１１３のＥ／Ｏ変換部１１３２へ出力
される。パケット送出命令信号が送出されるのは光ファ
イバ伝送路側からの入力パケットが無いか、自ノード宛
のパケットである場合である（図６参照：後述）。

【００３１】パケット編集送出回路部１１２から出たパ
ケット信号はＥ／Ｏ変換部１１３２によって光信号に変
換される。光パケットの波長は本リングネットワーク１
つに対し、ただ一つの所定の波長（パケット波長）に近
いほうがよい。これは各光挿入分岐型多重分離ノード装
置ごとに送出する光パケット波長が異なっていた場合、
光ファイバ伝送路の波長分散により、パケット間のウォ
ークオフ（パケット間相対遅延時間の変動）を招き、隣
接する光パケットが時間的に重なってパケット分離が不
可能となるためである。また、パケット制御送受信部１
２からはパケットに対応するラベル信号がＥ／Ｏ変換部
（２）１２３へ出力され、Ｅ／Ｏ変換部（２）１２３で
ラベル波長を有する光ラベル信号に変換される。

【００３２】光パケット信号は光回路部１４の２×２光
スイッチ１４１によりリング伝送路側光ファイバに挿入
され、この光パケットに対応したラベル信号は光ラベル
多重部１４３により、リング伝送路側光ファイバに対応
する光パケットと所定の時間差で偏波多重または波長多
重される。光パケットと光ラベルの送出時間差は、次ノ
ード装置ヘ送出される光パケットと光ラベル間の次ノー
ド装置における到着時間差がある所定の値となるように
送出される。

【００３３】図４に上記各機能部の動作方法を説明する
タイムチャートを示す。この図に示したように、光パケ
ットと光ラベルの到着時間差（光ラベルが先に到着す
る）はパケット制御送受信部１２におけるラベル判別処
理１０１ｂの処理時間とパケット終端送出回路部１１に
おける光パケット送出処理１０１ｃの時間より長くなる
ように決定される。特に光パケットと光ラベルが波長多
重される場合、両者の波長が異なるため、光ファイバ伝
送路２の群速度分散を考慮して送出時間差を決定するこ
とになる。尚、図４のタイムチャートの各処理ステップ
について後述する。

【００３４】ネットワークを構成する全光挿入分岐型多
重分離光ノード装置１−１〜１−４では、光回路部１４
の光ラベル分離部１４２により波長分離または偏波分離
された光ラベル信号をパケット制御送受信部１２のラベ
ルＯ／Ｅ変換部１２２で電気信号に変換し、パケット制
御回路部１２１で対応する光パケットが自ノード装置向
けのパケットか否かを判別し、判別内容に応じて２×２
光スイッチ１４１に駆動信号を送出し、パケット終端送
出回路部１１に光パケット送出命令信号を送出する。

【００３５】入力光パケットの有無と宛先及びその光ノ
ード装置からの挿入パケットの有無によるあるべき２×
２光スイッチ１４１の状態を図５に示す。

【００３６】この図５では、２×２光スイッチ１４１の
２つの状態の入出力間ポートの結合状態を示している。
リング伝送路側より入力された光パケットが自ノード装
置向けのパケットの場合、その２×２光スイッチ１４１
に駆動信号を送出して図５（ｂ）に示すようにクロス状
態に遷移させ、到着した光パケットを分岐させてパケッ
ト受信終端回路部１３の受信パッケージ１３２のパケッ
トＯ／Ｅ変換部１３２２に導く。このとき挿入するパケ
ットがある場合、リング伝送路側からの光パケットをド
ロップ分岐するのと同時に挿入パケットをリング伝送路
側へ挿入する。

【００３７】また、入力光パケットが自ノード装置を宛
先としない場合、２×２光スイッチ１４１に駆動信号を
送出して、図５（ａ）に示すようにバー状態に遷移さ
せ、対応する光パケットをそのまま次ノード装置へ通過
させる。前述と同様に、このとき終端したラベル信号は
再度光ラベル化し、対応する光パケットと所定の時間間
隔で次ノード装置へ到着するように時間間隔を調整し
て、光パケットと光ラベル多重部１４３において偏波多
重または波長多重して送出する。図６の表図に上記した
２×２光スイッチ１４１の状態遷移の一覧を示してあ
る。

【００３８】ここで、上記したパケット終端送出回路部
１１、パケット制御送受信部１２及び光回路部１４の動
作タイミングを図３のタイミングチャートを参照して説
明する。光回路部１４に光ラベル信号が到着すると（ス
テップ１０１ａ）、パケット制御送受信部１２は前記光
ラベル信号の宛先などの判別処理を行い（ステップ１０
１ｂ）、判別終了後（ステップ１０２ｂ）、リング側か
らの入力パケットが無いか、対応するパケットが自ノー
ド装置宛である場合、パケット終端送出回路部１１に光
パケット送出命令を出すと共に、待機時間後（ステップ
１０３ｂ）に、２×２光スイッチ１４１の駆動信号を光
回路部１４に出力する。一方、リング側からの入力パケ
ットが有ったり、対応するパケットが自ノード装置宛で
無い場合、パケット制御送受信部１２は到着ラベルの再
作成処理をして、新たに光ラベルを作成する（ステップ
１０４ｂ，１０５ｂ）。

【００３９】これにより、パケット終端送出回路部１１
は光パケット送出処理を行って（ステップ１０１ｃ）、
光パケットを送出する（ステップ１０２ｃ）。光回路部
１４はステップ１０２ａでリング伝送路側の光パケット
が到着すると（ステップ１０２ａ）、２×２光スイッチ
１４１が図５で説明したように切り替えられる（ステッ
プ１０３ａ）。その後、ステップ１０４ａで、パケット
終端送出回路部１１で再生した光ラベルを送出し、光パ
ケット遅延線の伝搬により時間調整した対応する光パケ
ット（転送光パケット）をリング伝送路に出射する（ス
テップ１０５ａ）。

【００４０】パケット受信終端回路部１３のパケット編
集受信回路部１３３では受信パッケージ１３２のパケッ
トＯ／Ｅ変換部１３２２からのパケット信号を入力し
て、元のパケット編集送出回路部において編集される前
のパケットのフォーマットに再編集する。再編集時に元
パケットのIPアドレス等の宛先通信端末のアドレス情報
を読み取り、これら情報に基づいて再編集したパケット
を該当の出力ポートに出力する。

【００４１】前述の光挿入分岐型多重分離ノード装置１
を用いたネットワークでは、ある光ノード装置の上流に
あるノード装置のトラヒックが多く、パケットの占有確
率が１に近い場合、リング伝送路ヘの挿入確率が減少す
る。挿入不可の場合、パケット終端送出回路部１１のメ
モリに挿入可能なスロットが到来するまで蓄積される。
しかし、この場合、空きスロットの到来間隔の平均値が
小さく確率的であるため、転送遅延や転送遅延揺らぎが
増加し、最悪の場合メモリサイズを超過してパケット損
失が生じる。

【００４２】そこで本例では、リング伝送路に含まれる
光挿入分岐型多重分離ノード装置のうち少なくとも１つ
が、リング伝送路内の特定の光挿入分岐型多重分離ノー
ド装置のアドレスのみにその光ノード装置からのパケッ
ト挿入が可能となるようなラベルを所定の頻度で発生す
るように制御する。それらのラベルの対応するパケット
のスロットは空とする。リング内の指定光挿入分岐型多
重分離ノード装置以外の各光ノード装置は上述したルー
チンにより、このラベルを読み取って挿入不可と判断す
るため、このラベルに対応するパケットのスロットは空
のまま指定の光ノード装置に到達する。

【００４３】すなわち、指定された光挿入分岐型多重分
離光ノード装置は一定の間隔で挿入可能なパケットスロ
ットが到来するため、その頻度を最低帯域幅とするパケ
ット送出レートが保証されることとなる。ある光ノード
装置の専用パケットの全周回パケットに対する占有率を
１％として、パケット時間長を８０ｎｓとすると、その
光ノード装置への専用パケット到来周期は１２５ｋＨｚ
となる。１パケットに含まれるビット数を１５００バイ
ト（１２０００ビット）とすると、１．５Gbit／ｓの帯
域を当該光ノード装置に保証することが可能となる（請
求項２対応）。

【００４４】本例では、パケット圧縮回路１１３１とパ
ケット伸張回路１３２１を用いてネットワークスループ
ットを増大させることができる。図７にパケット圧縮／
伸張の概念図を示す。同じパケットサイズ（パケットに
含まれるビット数）でも、ビット速度を高速化すること
によりパケット持続時間領域が小さくなり、より多くの
パケットをリング伝送路上で転送することができるよう
になって、ネットワークスループットが増大する。光信
号領域でパケット圧縮／伸張を行うことによりパケット
編集送出回路部１１２やパケット編集受信回路部１３３
の構成や性能を変更する必要は無い（請求項１０対
応）。

【００４５】パケット圧縮／伸張回路１１３１、１３２
１を使用する光挿入分岐型多重分離ノード装置でのパケ
ット挿入時は、フロー制御方法を用いている。パケット
圧縮比をＮ、パケットＯ／Ｅ変換部１３２２の数をＭと
すると、パケット伸長回路１３２１のパケット伸張時に
は原理的にＮ／Ｍパケット時間長だけ伸張化時間が必要
となる。もしこの伸張化処理の間にその光ノード装置を
宛先とする次の光パケットが到来した場合、パケット受
信終端回路部１３においてパケット間での干渉等により
パケット受信ができなくなる。これを回避するために、
各光ノード装置よりパケットを挿入しようとする時、同
一宛先のパケットが挿入予定パケット時間位置の前後に
Ｎ／Ｍパケット（挿入予定パケット位置も含む）内に無
いことを確認し、無い場合のみ挿入するプロトコルを定
める。これを実現するための光ラベルと光パケットのタ
イミングチャートを図８に示す。

【００４６】この図８に示した「他の要因による遅延付
与」分は、このフロー制御プロトコルを使用しない場合
においても必要なラベルとパケットの時間差のことであ
る。全ての光挿入分岐型多重分離ノード装置はパケット
制御回路部１２１においてラベル送出タイミングをパケ
ット送出タイミングより、パケット圧縮／伸張回路１１
３１／１３２１が無い場合と比較して（Ｎ／Ｍ−１）パ
ケットスロット分だけ早めに送出する。パケット挿入光
ノード装置では、挿入目標位置より時間的にＮ／Ｍ以上
前のパケットスロットもモニタしておく。

【００４７】もし、挿入目標位置の前後Ｎ／Ｍパケット
内に当該光ノード装置が挿入しようとするパケットの宛
先ノード装置と同一のノード装置を宛先とするパケット
が存在する場合は挿入を中止し、もし同一ノード装置を
宛先とするパケットが存在しない場合は挿入を実行す
る。このフロー制御プロトコルによりリング伝送路内の
どのパケット列を抽出しても同一の光ノード装置を宛先
とするパケットが連続するＮ／Ｍパケット列内に２個以
上存在することを無くすことが可能となる（請求項５対
応）。

【００４８】本例では、光挿入分岐型多重分離ノード装
置はラベルとラベルのビット同期を確立してラベルを送
出する。パケット間でのビット列が非同期のパケット転
送網では、受信パケットから１０^-7以上の周波数精度を
有するクロックを抽出することは非常に困難である。映
画など長時間に亙る映像データをリアルタイムで分配す
るアプリケーションの場合、送信端末での映像符号化ク
ロックと受信端末での映像再生クロックが高い精度で一
致する必要がある。

【００４９】受信端末での再生クロックが送信端末での
符号化クロックより高い場合、受信端末でのデータの欠
落が生じ、受信端末での再生クロックが送信端末での符
号化クロックより低い場合、受信端末でのバッファメモ
リが溢れて映像後部のデータが消滅する。例えばクロッ
ク周波数６００ＭＨｚの２時間の高精細動画像データを
クロック周波数差が１０^-5の送受信端間で伝送した場
合、映像終了時には４．３Mbitものずれが生じる。ラベ
ル間のビット同期を確立することにより、ネットワーク
内の全ての光ノード装置が１０^-9以上の高い精度で共通
のクロックを共有することが可能となり、上記のような
リアルタイムアプリケーションも転送可能とする。以下
具体的な方法を記述する（請求項６、７対応）。

【００５０】リング伝送路に含まれる光挿入分岐型多重
分離ノード装置の少なくとも１つの光ノード装置をラベ
ルのクロックを供給するマスタノード装置とする。各光
ノード装置は光パケットと偏波多重または波長多重され
た光ラベルを分離し、電気的に終端する。すなわち各光
ノード装置でラベルのクロックの抽出、ラベルのビット
識別再生を行い、内容の判別を行う。その後、抽出した
クロックを元にビット再生して電光変換することにより
光ラベルを作成し、偏波多重または波長多重により光パ
ケットと多重して次ノード装置に発出する。すなわち各
光ノード装置は受信ラベルのクロックを抽出することに
よりマスタノード装置のクロックを共有することができ
る。このとき、ラベルをフレームとするフレーム同期を
してラベル認識を容易にしてもよいし、ラベルとラベル
の間に適当な空ビットを挿入してラベル発出レートを調
整することも可能である。勿論この場合でもビットレベ
ルでの同期は確立している。

【００５１】図９は本発明の超高速光パケット転送リン
グネットワークの設計例を示した表図である。リング長
を500km とする。リング伝送路ファイバを1.55μm にお
いてファイバ分散が2.4ps/nm/km 以内とした零分散波長
シフト光ファイバを用い、各光挿入分岐型多重分離ノー
ド装置の光パケット用光源の光周波数偏差（波長偏差）
を20GHz 以内とすることにより、各光挿入分岐型多重分
離ノード装置より発信されたパケットがリングを一周し
た後のウォークオフ時間を0.1ns 以下に留めることがで
きる。

【００５２】パケット間ビット同期は非同期としている
ため、各光ノード装置の受信器ではパケット毎にビット
同期を確立する必要がある。パケットの先頭ビットでビ
ット位相を合わせたとき、パケット末尾でビット位相が
合致するために、各T-O 光挿入分岐型多重分離ノード装
置で設置するパケット伸張用のクロックの精度Δｆ（H
z）は、Δｆ≦γ/Tb となる必要がある。Tbは圧縮前の
パケット時間長、γはパケット末尾でのビット位相の許
容誤差である。圧縮前パケットのクロックを40GHz 、パ
ケットビット長L=12000bit、γ＝２％とすると、必要な
周波数精度は66.7kHz となり、個々の光ノード装置に左
記の精度を有する独立なクロックを設置すればよい。こ
のとき、パケットの先頭のプリアンブル時間の内にビッ
ト位相のみ合わせる。プリアンブル時間を4ns とするこ
とにより、マイクロ波ミキサ等の位相比較回路を用いる
ことにより、パケット毎にビット位相を合致させること
が可能となる。

【００５３】ここでは40Gbit/sの光パケットを４分の１
に圧縮して160Gbit/s の超高速光パケットとしてリング
伝送路側へ挿入する例を示す。この際の光挿入分岐型多
重分離ノード装置の構成は図２と同様である。パケット
圧縮回路へ入力する光パケットのビット長は固定の1500
byteとする。パケット圧縮回路の構成例を図１０に示
す。

【００５４】パルス圧縮／伸張用ループの長さに経時変
化があると、圧縮／伸張後のビット間隔が不均一になる
ため、ループ実効長を安定化させる必要がある。ループ
用光ファイバ熱線膨張係数をβ（／℃）、温度変化をΔ
T(℃) 、ビット間隔の許容不均一率をγ（０＜γ＜１）
とすると、 βＮＬΔＴ＜γ の関係が満足される必要がある。Ｎはパケット圧縮比で
ある。

【００５５】本設計例ではγ＝２％と仮定すると、β〜
10^-7低減したファイバでは室温付近で５℃以内で安定化
すればよい。また、ファイバループ長は約１５ｍとな
る。この例では入力ビット列と出力ビット列ではビット
順序が入れ替わるが、宛先ノード装置におけるパケット
伸張回路において、同じループ長の伸張回路を使用すれ
ばパケット伸張後に圧縮前と同じビット順序が再生され
る。

【００５６】使用する光スイッチはリチウム酸ニオブ結
晶に光導波路を作成し、プレーナ電極を配置したマッハ
ゼンダ干渉計型光スイッチを用いることができる。市販
光スイッチの技術レベルで変調帯域幅１０GHz は現状で
も十分可能であるため、スイッチング遷移時間（クロス
状態とバー状態間の切り替え時間）は０．１ns以下にで
きる。

【００５７】光パケット間のガードタイムは上記の光ス
イッチの遷移時間、光パケット間ウォークオフ時間の他
にラベル送出回路のジッタ等を考慮して決定される。こ
こではマージンを０．７nsを含んで全ガードタイムを１
nsと設計した。上述のプリアンブルタイムと合わせて、
伝送帯域の内ペイロードパケット転送以外に使用される
オーバヘッド時間は５nsとなり、その占有率は約６％と
なる。

【００５８】ラベル情報は隣接するノード間でビットシ
ンクロナスモードで転送される。リング内にラベルのク
ロックを供給する１台のマスタノード装置を設ける。リ
ング網を周回後マスタノード装置に戻ったパケットのパ
ケット位相はリング周回時間がリングファイバ伝送路の
環境温度変動による線膨張／収縮等により変動している
ため、その周回後の時点のマスタノード装置におけるパ
ケット送出位相と位相が合致しているとは限らない。そ
こでパケット送出周期をリング周回時間の整数分の１に
常時同期するようにパケット送出の周波数（すなわちラ
ベル送出の周波数と同一）をリング周回時間の変動に合
わせる必要がある。

【００５９】ファイバの熱線膨張係数βは１０^-6から１
０^-5なので長手方向で平均したファイバ温度の最大経時
変化幅を５０℃とすると、最大５０KHz のラベル送出周
波数変化を見込んでおけばよい。１６０Gbitの光パケッ
トの持続時間は８０nsであるので、ラベル信号として８
０bit を使用粋とすると、ラベルのビットレートは１Gb
it/s、ラベル送出周波数は１２５MHz となる。したがっ
て、Eathernet 技術など現状の電子回路技術でラベル処
理を行うことが可能となる。

【００６０】帯域保証を行う場合、前述のクロック供給
のマスタノード装置を図１１に示すような専用ラベル送
出のためのマスタノード装置としてよい。例えは、ある
光ノード装置ｋに帯域2Gbit/s の帯域を保証する場合、
宛先をｋとしたラベルを1.5625MHz のレート（すなわち
ラベル送出レートの80分の１のレート）で発出すればよ
い。これにより、その他のノードはこのパケットを光ノ
ード装置ｋまで通過させるため、光ノード装置ｋにはそ
のレートを最低レートとするパケット挿入が保証でき
る。

【００６１】上記した実施例で示した設計の場合の収容
可能な光挿入分岐型多重分離ノード装置の計算例を図１
２に示す。この図ではネットワークヘの入力パケットの
平均トラヒックに対するピークトラヒックをバースト率
としている。ηはリング側伝送容量に対するノード間ピ
ークビットレートである。リング側を１６０Gbit/s、光
ノード装置間ピークビットレートを１Gbit/s、入力パケ
ットのバースト率を５とすると、各光ノード装置間に１
Gbit/sの定常的なパスを設定する場合と比較して約５倍
の３６の光挿入分岐型多重分離ノード装置が収容可能と
なる。

【００６２】一般的にネットワーク転送遅延時間は送着
信光ノード装置におけるパケット化／非パケット化遅
延、各通過光ノード装置でのキュー遅延とスイッチ遅
延、伝送路の伝搬遅延の総和である。本例では超高速の
光パケットの転送を送信ノード装置で光信号を電気信号
に変換してそのアドレス情報を認識するのではなく、光
信号の状態のままで分岐するか、通過させることによ
り、電気回路のボトルネックによる転送処理能力の制限
を受けない。電気回路によるパケット処理は送信ノード
装置と着信ノード装置のみであり、通過光ノード装置は
光信号のままカットスルーされる。また送信ノード装置
においてリングヘのパケット挿入時のみキュー遅延を受
けるが、その遅延量は少ない。

【００６３】図１３にキュー遅延量、図１４にキュー遅
延の変動の計算例を示す。パケット利用率０．６程度で
も１０パケット分以内の遅延である。本例では、超高速
パケットを用いるため、パケット遅延は極めて小さい。
実施例では１パケット８０nsであるため、１０パケット
分のキュー遅延としても実時間では０．８μs と、極め
て短いため、総転送遅延はほぼ伝送路の伝搬遅延とな
る。また、遅延揺らぎも送信ノード装置におけるキュー
遅延揺らぎのみであり、十分に小さい。もし、数パケッ
トの遅延揺らぎも許容できないアプリケーションでは
（特許請求の範囲第２項記載）前述した帯域保証アルゴ
リズムを起動する事により、遅延揺らぎが無く最低帯域
を保証されたパケット転送が可能となる。

【００６４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明で
は、光信号の状態のままで分岐するか、通過させること
により、電気回路の転送処理能力の制限を受けず、各光
ノード装置においてリング伝送路ヘのパケット挿入時の
み少ないキュー遅延を受けるだけであるため、低遅延、
低遅延ジッタ、大容量の通信を行うことができる。ま
た、光のパスを設定するのではなく、パケットそのもの
を光化し、その光パケット単位でルーティング処理を行
うため、各光挿入分岐型多重分離ノード装置間で統計多
重効果が十分に発揮され、スケーラビィテイの高いネッ
トワークを構築することができる。光パケット毎にスイ
ッチングするネットワークの場合、パケット衝突を回避
するため経路予約プロトコルを用いたり、光メモリを必
要とするなど、ハード面オペレーション面の両方で複雑
化するが、本発明ではリングトポロジーを採用した結
果、光メモリも経路予約も必要のない簡易なネットワー
ク構成することができる。更に、ラベルとラベルのビッ
ト同期を確立してラベルを送出することにより、各光ノ
ード装置にネットワーク内で同一のクロックを配給する
ことが可能となり、映像アプリケーション等のクロック
精度依存性が高いアプリケーションの利用も可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の超高速光パケット転送リングネット
ワークの一実施形態に係る構成を示した図である。

【図２】 本発明の光挿入分岐型多重分離ノード装置の
一実施形態を示したブロック図である。

【図３】 図２に示した光挿入分岐型多重分離ノード装
置の詳細構成例を示したブロック図である。

【図４】 図３に示した光挿入分岐型多重分離ノード装
置の各部の動作方法を説明するタイミングチャートであ
る。

【図５】 図３に示した２×２光スイッチの状態と場合
分けを示した説明図である。

【図６】 図３に示した２×２光スイッチの状態遷移を
一覧として示した表図である。

【図７】 図３に示した光ノード装置におけるパケット
圧縮／伸張の概念を説明する図である。

【図８】 図３に示した光ノード装置でのパケット挿入
時のフロー制御方法を示したタイミングチャートであ
る。

【図９】 本発明の超高速光パケット転送リングネット
ワークの設計例を示した表図である。

【図１０】 図３に示したパケット圧縮回路の構成例を
説明する図である。

【図１１】 マスタノード装置で帯域保証を行う場合に
送出される専用ラベルの構成例を示した図である。

【図１２】 超高速光パケット転送リングネットワーク
の設計において、バースト率と収容可能ノード数の関係
を示したグラフである。

【図１３】 利用率と平均待ち時間［パケット］の関係
で示されるキュー遅延量を示したグラフである。

【図１４】 利用率と分散［パケット］との関係で示さ
れるキュー遅延揺らぎを示したグラフである。

【符号の説明】

１−１〜１−４ 光挿入分岐型多重分離ノード装置 ２ 光ファイバ伝送路 ３−１、３−２ 通信端末 １１ パケット終端送出回路部 １２ パケット制御送受信部 １３ パケット受信終端回路部 １４ 光回路部 １１１ 終端回路部 １１２ パケット編集送出回路部 １１３ 送信パッケージ １１４ パケット多重部 １２１ パケット制御回路部 １２２ ラベルＯ／Ｅ変換部 １２３ Ｅ／Ｏ変換部（２） １３１ パケット分離部 １３２ 受信パッケージ １３３ パケット編集受信回路部 １３４ Ｅ／Ｏ変換部 １４１ ２×２光スイッチ １４２ 光ラベル分離部 １４３ 光ラベル多重部 １１３１ パケット圧縮回路 １１３２ Ｅ／Ｏ変換部（１） １３２１ パケット伸長回路 １３２２ パケットＯ／Ｅ変換部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１月１０日（２００１．１．１
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５９】１６０Gbit/sの光パケットの持続時間は８
０nsであるので、ラベル信号として８０bit を使用粋と
すると、ラベルのビットレートは１Gbit/s、ラベル送出
周波数は１２．５MHz となる。したがって、Eathernet
技術など現状の電子回路技術でラベル処理を行うことが
可能となる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６０】帯域保証を行う場合、前述のクロック供給
のマスタノード装置を図１１に示すような専用ラベル送
出のためのマスタノード装置としてよい。例えは、ある
光ノード装置ｋに帯域2Gbit/s の帯域を保証する場合、
宛先をｋとしたラベルを156.25ｋHz のレート（すなわ
ちラベル送出レートの80分の１のレート）で発出すれば
よい。これにより、その他のノードはこのパケットを光
ノード装置ｋまで通過させるため、光ノード装置ｋには
そのレートを最低レートとするパケット挿入が保証でき
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６１】上記した実施例で示した設計の場合の収容
可能な光挿入分岐型多重分離ノード装置の計算例を図１
２に示す。この図ではネットワークヘの入力パケットの
平均トラヒックに対するピークトラヒックをバースト率
としている。ηはリング側伝送容量に対するノード間ピ
ークビットレートである。リング側を１６０Gbit/s、光
ノード装置間ピークビットレートを１Gbit/s、入力パケ
ットのバースト率を５とすると、各光ノード装置間に３
６の光挿入分岐型多重分離ノード装置が収容可能とな
る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｌ 12/42 Ｈ０４Ｌ 11/20 １０２Ｄ (72)発明者 今宿 亙 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 山林 由明 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K002 AA01 AA03 BA04 BA05 BA06 DA02 DA05 DA11 FA01 5K030 GA01 HA08 HB11 HC14 HD03 HD09 JA01 JL03 KX20 LA17 LB05 LE11 5K031 CA15 CB10 CC04 DA19 DB12 DB14 9A001 BB04 CC02 HH35 JJ12 KK16

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光パケットを分岐、挿入、通過させる挿
   入分岐型多重分離ノード装置間を光ファイバ伝送路でリ
   ング状に接続して成る超高速光パケット転送リングネッ
   トワークにおいて、 光ファイバ伝送路を通して到着する光パケットが自ノー
   ド装置宛のパケットで無ければ、光パケット信号のまま
   当該光ノード装置を通過させ、前記光パケットが自ノー
   ド装置宛のパケットであれば、分岐して取り込むパケッ
   ト転送制御手段を前記各光挿入分岐型多重分離ノード装
   置に具備することを特徴とする超高速光パケット転送リ
   ングネットワーク。
2. 【請求項２】 前記各光挿入分岐型多重分離ノード装置
   は、光パケットの前記光ファイバ伝送路ヘの挿入時に、
   その光パケットの宛先ノード装置のアドレスまたは宛先
   ノード装置までの経路を含む情報を示したラベル信号を
   作成し、前記光パケットをこのラベル信号と共に、波長
   多重または偏波多重して前記光ファイバ伝送路に送出す
   る手段を設け、 前記パケット転送制御手段は、到着する全てのラベルを
   前記光ファイバ伝送路から波長分離または偏波分離して
   取得することによって、対応する光パケットの宛先ノー
   ド装置のアドレスまたは経路情報を読み取ることを特徴
   とする請求項１記載の超高速光パケット転送リングネッ
   トワーク。
3. 【請求項３】 各光挿入分岐型多重分離ノード装置によ
   り前記光ラベル信号は対応する光パケットよりも所定時
   間早く前記光ファイバ伝送路に送出されることを特徴と
   する請求項２記載の超高速光パケット転送リングネット
   ワーク。
4. 【請求項４】 前記光挿入分岐型多重分離ノード装置の
   少なくとも１つが、ネットワーク内の特定のアドレスの
   光ノード装置のみがパケット挿入可能となるような内容
   を記載したラベル信号を所定の頻度で発生して前記光フ
   ァイバ伝送路に送出し、前記ラベルを取得した光ノード
   装置では、前記ラベルにより発ノード装置であると指定
   された光ノード装置以外は、パケット挿入を禁止される
   ことを特徴とする請求項２又は３記載の超高速光パケッ
   ト転送リングネットワーク。
5. 【請求項５】 前記光挿入分岐型多重分離ノード装置の
   中の少なくとも１台は、パケット圧縮比Ｎのパケット圧
   縮回路とパケット伸長比Ｎのパケット伸長回路とＭ個の
   光電変換部とを有するようにし、各光挿入分岐型多重分
   離ノード装置は同一宛先のパケットが連続するＮ／Ｍの
   中に２個以上存在しないように前記光ファイバ伝送路側
   へ光パケットを挿入する制御を行うことを特徴とする請
   求項１乃至４いずれかに記載の超高速光パケット転送リ
   ングネットワーク。
6. 【請求項６】 前記各光挿入分岐型多重分離ノード装置
   はラベル信号をビット同期した状態で送受信することを
   特徴とする２乃至５いずれかに記載の超高速光パケット
   転送リングネットワーク。
7. 【請求項７】 前記ラベル信号とラベル信号との間に空
   ビットを挿入することを特徴とする請求項６記載の超高
   速光パケット転送リングネットワーク。
8. 【請求項８】 リング状に接続した光ファイバ伝送路に
   配置されて光パケットの分岐、挿入、通過させる光挿入
   分岐型多重分離ノード装置において、 ユーザ側から入力されるパケットを一旦蓄積した後、後
   述のパケット制御回路からの光パケット送出命令信号に
   より前記パケットを光パケットに変換して後述する光回
   路部に出力すると共に、送信するパケットに対応した宛
   先ノード装置のアドレスまたは宛先ノード装置間の経路
   情報を示したラベルを作成するパケット終端送出回路部
   と、 前記光ファイバ伝送路から入力される光信号を分離する
   ことにより光パケットと光ラベル信号を分離して取り出
   し、光ラベル信号は後述のパケット制御送受信部に送出
   し、分離した光パケットと前記パケット終端送出回路部
   からの前記光パケットの２系列の光パケットを入力し
   て、後述のパケット制御送受信部からの駆動信号により
   前記光ファイバ伝送路から入力される前記分離した光パ
   ケットをそのまま前記光ファイバ伝送路上に通過させる
   バー状態と前記光ファイバ伝送路側からの前記分離光パ
   ケットを分岐させて後述のパケット受信終端回路部へ送
   出し、且つ前記パケット終端送出回路部からの光パケッ
   トを前記光ファイバ伝送路上に挿入するクロス状態とを
   切り替え、更に、後述するパケット制御送受信部からの
   挿入光ラベルを、通過または挿入光パケットと波長多重
   または偏重多重して前記光ファイバ伝送路上へ送出する
   光回路部と、 前記光回路部から出力される光ラベル信号により対応す
   る光パケットの有無と宛先を判断し、もし、前記光ファ
   イバ伝送路側の光パケットが自ノード装置を宛先とする
   か、或いは通過する光パケットが無く且つ、前記パケッ
   ト終端送出回路部に蓄積されたパケットが存在する場合
   は、前記光回路部を前記クロス状態に保つ駆動信号を出
   力し、また、このとき前記パケット終端送出回路部に蓄
   積されたパケットが存在する場合は光パケット送出命令
   信号を前記パケット終端送出回路部へ出力すると共に、
   挿入または通過するパケットに対応した光ラベル信号を
   所定のタイミングで光回路部に出力し、もし、前記光フ
   ァイバ伝送路側の光パケットが自ノード装置を宛先とし
   ない場合は、前記光回路部に前記バー状態を保つ駆動信
   号を送出した後、通過パケットに対応して前記光ラベル
   信号を前記光回路部に送出するパケット制御送受信部
   と、 前記光回路部から光パケットを入力して光電変換し、得
   られたパケット情報内部のユーザ宛先アドレス又は宛先
   ノード装置間の経路情報を読み出すことによりパケット
   編集前のパケットの状態に再編集した後、当該パケット
   を所定の出力ポートに出力するパケット受信終端回路部
   と、 を具備することを特徴とする光挿入分岐型多重分離ノー
   ド装置。
9. 【請求項９】 前記パッケット終端送出回路部は、ユー
   ザ側から入力されるパケットをそのインタフェースに応
   じて終端する１つ以上の終端回路部と、 前記終端回路部の出力信号を入力し、同一宛先ノード装
   置を有する複数のパケットを１つのパケットに編集及び
   蓄積し、前記パケット制御送受信部からのトリガ信号に
   より後述の電光変換部に出力すると共に、そのパケット
   に対応した発ノード装置及び宛先ノード装置のアドレス
   か、或いは発ノード装置と宛先ノード装置間の経路情報
   等を含むラベル信号を作成して前記パケット制御回路部
   へ出力するパケット編集送出回路部と、 前記パケット編集送出回路のパケット出力信号を入力と
   してパケット波長λPの光パケットに電光変換する第１
   の電光変換部と、前記送信パッケージからの光パケット
   を多重化するパケット多重部とを有し、前記光回路部
   は、入力ポートに当該光ノード装置に接続する前記光フ
   ァイバ伝送路の入力光ファイバが接続される光ラベル分
   離部と、 出力ポートに当該光ノード装置に接続する前記光ファイ
   バ伝送路の出力光ファイバが接続される光ラベル多重部
   と、 前記光ラベル多重部のうち光パケット波長λP が出力す
   るポートに入力ポートのうちの一つが接続され、前記電
   光変換部の出力に他の入力ポートが接続され、一方、出
   力ポートの一つが前記光ラベル多重部の光パケット波長
   λP の入力ポートに接続され、他の出力ポートが前記パ
   ケット受信終端回路部に接続されて前記パケット制御送
   受信部からの駆動信号により駆動される２入力ポート且
   つ２出力ポートの２×２光スイッチとを有し、 前記パケット制御送受信部は、前記光回路部より出力す
   る波長λL の光ラベルを受信して光電変換するラベル光
   電変換部と、 前記ラベル光電変換部から出力される前記光ファイバ伝
   送路側のラベル信号と前記パケット終端送出回路部から
   のラベル信号を入力し、もし、前記光ファイバ伝送路側
   の光パケットが自ノード装置を宛先とするか或いは、通
   過する光パケットが無く且つ前記パケット終端送出回路
   部に蓄積されたパケットが存在する場合は、前記光回路
   部の２×２光スイッチを前記クロス状態に保つ駆動信号
   を出力し、また、このとき前記パケット終端送出回路部
   に蓄積されたパケットが存在する場合は前記光パケット
   送出命令信号を前記パケット終端送出回路部へ送出する
   と共に、挿入する光パケットに対応した光ラベル信号を
   前記光回路部に所定のタイミングで送出し、もし、前記
   光ファイバ伝送路側の光パケットが自ノード装置を宛先
   としない場合は、前記２×２光スイッチを前記バー状態
   に保つ駆動信号を送出し、通過パケットに対応したラベ
   ル信号を電光変換部へ出力するパケット制御回路部と、 前記パケット制御回路のラベル出力信号を入力してラベ
   ル波長λL の光ラベルに電光変換して前記光ラベル多重
   部のラベル波長入力ポートに出力する第２の電光変換部
   とを有し、 パケット受信終端回路部は、前記光回路部により分岐さ
   れた波長λP の光パケットを受信して光電変換するパケ
   ット光電変換部と、 前記パケット光電変換部からの出力を入力とし、パケッ
   ト情報内部のユーザ宛先アドレス等を読み出すことによ
   りパケット編集前のパケットの状態に再編集し所定の出
   力ポートに出力するパケット受信編集回路部と、 を具備することを特徴とする請求項８記載の光挿入分岐
   型多重分離ノード装置。
10. 【請求項１０】 光パルス間隔を狭めることにより光パ
    ケットの持続時間長を短くする光パケット圧縮回路を前
    記パケット終端送信回路部と前記光回路部の間に挿入
    し、パケット持続時間長を圧縮前に戻す光パケット伸張
    回路を前記光回路部と前記パケット受信終端回路部の間
    に挿入することを特徴とする請求項８又は９記載の光挿
    入分岐型多重分離ノード装置。
11. 【請求項１１】 リング状に接続した光ファイバ伝送路
    に配置されて光パケットを分岐、挿入、通過させる光挿
    入分岐型多重分離ノード装置の動作方法において、 前記光ファイバ伝送路から入力される光信号から光ラベ
    ル信号を分離して取り出す分離ステップと、 前記分離した光ラベル信号により対応する光パケットの
    有無と宛先を判別するラベル判別処理ステップと、 前記ラベル判別処理で前記光ファイバ伝送路側の光パケ
    ットが自ノード装置を宛先とするか或いは通過する光パ
    ケットが無いと判別されることで出力される光パケット
    送出命令信号により、ユーザ側から入力されるパケット
    を光パケットに変換して後述する光スイッチに出力する
    光パケット送出処理ステップと、 前記ラベル判別処理で前記光ファイバ伝送路側の光パケ
    ットが自ノード装置を宛先とするか或いは通過する光パ
    ケットが無く且つ自ノード装置に蓄積されたパケットが
    存在する場合と、前記光ファイバ伝送路側の光パケット
    が自ノード装置を宛先としない場合とで、前記光ファイ
    バ伝送路に対して光信号の分岐、挿入、通過経路が異な
    るように光スイッチを切り替える駆動信号を所定時間待
    機した後、出力する光スイッチ駆動ステップと、 前記ラベル判別処理で前記光ファイバ伝送路側の光パケ
    ットが自ノード装置を宛先としないと判別された場合、
    前記分離したラベル信号を再作成して新たに光ラベルを
    作成するラベル再作成ステップと、 前記光スイッチを介して前記再作成した光ラベルを前記
    光ファイバ伝送路に送出する光ラベル送出ステップと、 前記分離した光ラベルの到着から所定時間後に到着した
    対応光パケットを所定時間遅延させる遅延ステップと、 前記遅延後に到着した前記光パケットを前記光スイッチ
    を介してそのまま前記光ファイバ伝送路上に出射する出
    射ステップと、 を具備することを特徴とする光挿入分岐型多重分離ノー
    ド装置の動作方法。