JP2004120696A

JP2004120696A - Optical path control apparatus

Info

Publication number: JP2004120696A
Application number: JP2002284970A
Authority: JP
Inventors: Chie Sato; 佐藤　千恵; Shinji Iio; 飯尾　晋司; Takeshi Yagihara; 八木原　剛; Hirohisa Odaka; 小高　洋寿; Akira Miura; 三浦　明
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize an optical path control apparatus in which a packet of an optical signal is highly reliably transferred at high speed. <P>SOLUTION: The invention improves the optical path control apparatus located on a path of a network for communications by packets of optical signals for transferring the packet of the optical signal to a desired route while using an optical switch. The apparatus has an optical holding means provided on the pre-stage of the optical switch for branching optical power of the optical signal, outputting one optical signal to the optical switch and holding the other optical signal, and a routing part for instructing the branch of the optical signal to the optical holding means by switching the connection of the optical switch based upon an address of the destination to which the packet is transmitted, and the routing part switches the connection of the optical switch when the transfer is failed, and outputting the packet of the optical signal held in the optical holding means to the other route. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、光インタコネクションによって接続されたネットワークで、光信号のパケットを所望の経路に転送する光経路制御装置に関し、詳しくは、光信号のパケットを高い信頼性で高速に転送する光経路制御装置に関するものである。
【従来の技術】
【０００３】
近年、長距離伝送を中心に開発されてきた光通信技術を、ノード（ネットワークに接続されている端末やネットワーク機器）間や、装置内のボード間、チップ間等の近距離にも応用し、電気配線接続では実現不可能な大容量のデータ通信を行う光インタコネクションの技術が広がりつつある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
そして、ノード間、ボード間、またはチップ間で形成されるネットワークにおいて、送信元から送信先までの経路は、経路制御装置によって設定される。例えば、ノード間の場合、いわゆるルータが経路制御装置として用いられる。
【０００５】
図７は、光信号のパケットによって通信されるネットワークの経路上にルータを配置し、複数のノード間を接続した従来のネットワークを示す構成図である。また、図８は、従来のルータを示す構成図である。
【０００６】
図７において、コンピュータＰＣ１〜ＰＣ４はノードであり、光信号のパケットの送受信を行い、パケットのデータ処理を行う。また、ルータＲｅ１〜Ｒｅ６を介して接続される。具体的には、コンピュータＰＣ１、ＰＣ２はルータＲｅ１と接続される。コンピュータＰＣ３は、ルータＲｅ２に接続される。コンピュータＰＣ４はルータＲｅ３に接続される。
【０００７】
ルータＲｅ１は、ルータＲｅ２、Ｒｅ４と接続される。ルータＲｅ２は、ルータＲｅ３、Ｒｅ５と接続される。ルータＲｅ３は、ルータＲｅ６と接続される。ルータＲｅ５は、ルータＲｅ４、Ｒｅ６と接続される。つまり、光インタコネクションでは、一般的にルータＲｅ１〜Ｒｅ６はリング形でなくメッシュ形で接続され、コンピュータＰＣ１〜ＰＣ４間は、多数の経路が存在する。また、実際のネットワークは、もっと多くのルータ、コンピュータが接続されるが、図示を省略する。
【０００８】
続いて、ルータＲｅ１〜Ｒｅ６の構成を説明する（例えば、非特許文献２参照）。図８において、受信部１ａ〜１ｄは、光信号のパケットが入力され、この光信号を電気信号に変換して出力する。送信部２ａ〜２ｄは、電気信号のパケットを光信号に変換して出力する。また、受信部１ａ〜１ｄに接続される機器（コンピュータＰＣ１〜ＰＣ４、ルータＲｅ１〜Ｒｅ６）と送信部２ａ〜２ｄに接続される機器は対応する。例えば、ルータＲｅ１において、受信部１ａにコンピュータＰＣ１が接続されるならば、送信部２ａにもコンピュータＰＣ１が接続される。同様に、受信部１ｂ、送信部２ｂにルータＲｅ２が接続される。機器間の接続は、図示しない光ファイバや光導波路によって行われる。
【０００９】
転送部３は、記憶部であるルーティングテーブル３ａと、パケットを一時格納するバッファ３ｂを有し、受信部１ａ〜１ｄからのパケットを、パケットの送信先アドレスによって、所望の送信部２ａ〜２ｄに転送する。また、転送部３は、パケットが入力された受信部１ａ〜１ｄに対応する送信部２ａ〜２ｄに、パケットを正常に受信できた場合には送達確認を示す受信通知（ａｃｋ）を出力し、受信時にエラーが発生した場合には、送達異常を示す受信通知（ｎａｃｋ）を出力する。
【００１０】
転送にエラーが生じる場合として、例えば、パケットのサービスクラス（インターネット・プロトコル・バージョン４では、ＴＯＳ（Ｔｙｐｅ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）フィールドに格納されている）が低く、サービスクラスの高い他のパケットの転送が優先された場合があげられる。
【００１１】
ルーティングテーブル３ａは、パケットの送信先アドレスに対して、このパケットを転送するネットワークの経路情報、すなわちネットワークに接続される送信部２ａ〜２ｄが記憶されている。一般的に、最短経路となる機器が接続されている送信部２ａ〜２ｄが記憶されている。バッファ３ｂは、転送部３に入力されたパケットを一時格納する。
【００１２】
このような装置の動作を、例えば、コンピュータＰＣ１からＰＣ４にパケットを送信する場合を例にとり説明する。コンピュータＰＣ１が光信号のパケットをルータＲｅ１に出力する。
【００１３】
そして、ルータＲｅ１の受信部１ａが、入力された光信号を電気信号に変換し、転送部３に出力する。転送部３が、電気信号に変換されたパケットの送信先アドレス、およびルーティングテーブル３ａのネットワークの経路情報から、転送先の経路として送信部２ｂを選択し、パケットを出力すると共に、ａｃｋを送信部２ａに出力する。また、転送部３が、送信部２ａに出力したものと同一のパケットをバッファ３ｂに格納する。
【００１４】
一方、送信部２ａ、送信部２ｂのそれぞれが電気信号を光信号に変換して、コンピュータＰＣ１にａｃｋ、次のルータＲｅ２にパケットを出力する。そして、次のルータＲｅ２が、ルータＲｅ３にパケットを転送すると共に、ａｃｋまたはｎａｃｋをルータＲｅ１に出力する。
【００１５】
ここで、ルータＲｅ１にルータＲｅ２からａｃｋが入力されると、ルータＲｅ１の転送部３が、転送に成功したと判断し、バッファ３ｂのパケットをクリアする。しかし、ｎａｃｋが入力されると、転送部３が、転送が失敗したと判断し、ルータＲｅ２にバッファ３ｂのパケットを再送する。
【００１６】
以下同様に、ルータＲｅ３がパソコンＰＣ３にパケットを転送し、パケットの送信が終了する。すなわちルータＲｅ１〜Ｒｅ６は、入力された光信号を一旦電気信号に変換し、経路の選択を行い、再び電気信号を光信号に変換して出力している。
【００１７】
このようにして、光信号のパケットが送信元から送信先に送信されるが、光信号と電気信号の帯域を比較すると、光信号の帯域の方が著しく広いので、入力された光信号を光スイッチによって経路を切替えて、光信号のままパケットを転送するルータ（以下、光ルータと略す）もある（例えば、特許文献１参照）。
【００１８】
このような光ルータは、光信号のパケットを光分岐手段によって分岐し、分岐した一方の光信号を光スイッチに入力すると共に、他方の光信号を電気信号に変換する。そして、電気信号に変換したパケットの送信先アドレスとルーティングテーブルから光スイッチの接続を切替えて、光信号を所望のネットワークに出力するものである。
【００１９】
【特許文献１】
特開２００１−２５５５６７（段落番号０００２〜０００４、第１１図）
【非特許文献１】
黒川　隆志、外１名、「編集にあたって」、情報処理、情報処理学会、２０００年９月、第４１巻、第９号、ｐ．１００２
【非特許文献２】
西村　信冶、「光インタコネクションを応用した計算機システム」、情報処理、情報処理学会、２０００年９月、第４１巻、第９号、ｐ．１０１２−１０１５
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、光インタコネクションによって短距離間で接続されたネットワークは、長距離伝送のネットワークと比較すると、高い信頼性が要求される。例えば、コンピュータＰＣ１〜ＰＣ４を用いて並列計算をさせている場合、パケットが高速かつ確実に伝送される必要がある。
【００２１】
しかしながら、従来のルータＲｅ１〜Ｒｅ６、または光ルータの、ルーティングテーブル３ａは、パケットの送信先アドレスに対して、転送先の経路情報が一つしか記憶されていない。
【００２２】
そのため、コンピュータＰＣ１からコンピュータＰＣ４にパケットを送信する場合、ルータＲｅ１がルーティングテーブル３ａの情報から、ルータＲｅ２にパケットを転送したとしても、例えば、コンピュータＰＣ３からコンピュータＰＣ４にサービスクラスの高いパケットが出力されていると、ルータＲｅ２は、コンピュータＰＣ３からのパケットを優先してルータＲｅ３に転送する。
【００２３】
これにより、ルータＲｅ２からルータＲｅ３への経路は、コンピュータＰＣ３からのパケットに使用されているので、ルータＲｅ１からのパケットはルータＲｅ２でブロックされ、ルータＲｅ３に転送されない。そして、ルータＲｅ２からのｎａｃｋによってルータＲｅ１は、転送が失敗したと判断し、バッファ３ｂのパケットの再送を繰り返すが、ある一定時間経過すると、転送部３は、バッファ３ｂのパケットを破棄してしまう。すなわち、パケットの転送の信頼性が低く、仮に転送されてもサービスクラスによって時間がかかるという問題があった。
【００２４】
さらに、光ルータにおいては、光信号のパケットをバッファする手段がないため、パケットの再送をすることができす、送信元までｎａｃｋ信号を順次転送していき、送信元から再度パケットの送信を行わなければならず、やはりパケットの転送の信頼性が低く、時間がかかるという問題があった。
【００２５】
そこで本発明の目的は、光信号のパケットを高い信頼性で高速に転送する光経路制御装置を実現することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
光信号のパケットによって通信されるネットワークの経路上に配置され、光スイッチを用いて前記光信号のパケットを所望の経路に転送する光経路制御装置において、
前記光スイッチの前段に設けられ、前記光信号の光パワーを分岐し、一方の光信号を前記光スイッチに出力し、他方の光信号を保持する光保持手段と、
前記光信号のパケットの送信先アドレスに基づいて前記光スイッチの接続を切替えて、前記光保持手段に前記光信号の分岐を指示する経路設定部と
を有し、経路設定部は、転送が失敗すると前記光スイッチの接続を切替えて、前記光保持手段が保持する光信号のパケットを他の経路に出力させることを特徴とするものである。
【００２７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
光保持手段は、
光信号を保持する光ループと、
この光ループと光スイッチに所望の分岐比で光信号の光パワーを分岐する可変分岐手段と、
経路設定部からの指示により、可変分岐手段の分岐比を制御するドライバと
を有することを特徴とするものである。
【００２８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、
光保持手段は、可変分岐手段によって減少した光パワーを増幅する光増幅器を有することを特徴とするものである。
【００２９】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、
経路設定部は、
送信先アドレスに対応した経路情報を少なくとも１個有するルーティングテーブルと、
このルーティングテーブルの経路情報と光信号のパケットの送信先アドレスとに基づいて、経路を選定し、光保持手段の保持している光信号の分岐を指示する経路選定手段と、
この経路選定手段の選定結果に基づいて、光スイッチの接続を切替える光スイッチドライバと
を有することを特徴とするものである。
【００３０】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、
ルーティングテーブルは、パケットのサービスクラスに対応した個数の経路情報を有することを特徴とするものである。
【００３１】
請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の発明において、
ルーティングテーブルの経路情報は、優先順位を有し、
経路選定手段は、転送先の経路を、優先順位の高い経路から選定することを特徴とするものである。
【００３２】
請求項７記載の発明は、請求項４〜６のいずれかに記載の発明において、
経路選定手段は、転送先から少なくとも送達確認を示す受信通知を受信することにより、転送の成功または失敗を判断することを特徴とするものである。
【００３３】
請求項８記載の発明は、請求項４〜７のいずれかに記載の発明において、
経路設定部は、ルーティングテーブルの経路情報の優先順位を、転送先からの少なくとも送達確認を示す受信通知に基づいて変更する変更手段を設けたことを特徴とするものである。
【００３４】
請求項９記載の発明は、請求項４〜８のいずれかに記載の発明において、
経路設定部は、送達確認を示す受信通知、および送達異常を示す受信通知を電気信号によって授受する送受信手段を設けたことを特徴とするものである。
【００３５】
請求項１０記載の発明は、請求項４〜７のいずれかに記載の発明において、
経路設定部は、外部機器と電気的に接続され、外部機器からの経路情報によってルーティングテーブルの経路情報の優先順位を変更する変更手段を設けたことを特徴とするものである。
【００３６】
請求項１１記載の発明は、請求項４〜７のいずれかに記載の発明において、
経路設定部は、光信号のパケットに含まれる経路情報に基づいてルーティングテーブルの経路情報の優先順位を変更する変更手段を設けたことを特徴とするものである。
【００３７】
請求項１２記載の発明は、請求項４〜７のいずれかに記載の発明において、
経路選定手段は、タイマを有し、送達確認を示す受信通知として、光バッファに保持する光信号のパケットを転送元に出力させ、転送先から所望時間内に送達確認を示す受信通知を受信すると転送を成功したと判断することを特徴とするものである。
【００３８】
請求項１３記載の発明は、請求項１〜１２のいずれかに記載の発明において、
光スイッチから出力された光信号のパケットを暗号化する暗号化手段を設けたことを特徴とするものである。
【００３９】
請求項１４記載の発明は、請求項１〜１３のいずれかに記載の発明において、
ネットワークは、光インタコネクションによって接続されていることを特徴とするものである。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施例］
図１は本発明の第１の実施例を示した構成図である。ここで、図７と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図１において、光ルータＲ１〜Ｒ６は、ルータＲｅ１〜Ｒｅ６の代わりに設けられ、光信号用の光信号線（図示せず）、およびａｃｋ、ｎａｃｋ用の電気信号線（図示せず）で接続される。また、図７と同様に、実際のネットワークは、もっと多くの光ルータ、コンピュータが接続されるが、図示を省略している。
【００４１】
また、図２は、光ルータＲ１〜Ｒ６を示した構成図である。図２において、入力ポートＩＮ１〜ＩＮ４は、光ファイバや光導波路等の光配線（図示せず）によって、他の機器（コンピュータＰＣ１〜ＰＣ４、光ルータＲ１〜Ｒ６）と接続される。また、出力ポートＯＵＴ１〜ＯＵＴ４も他の機器と接続される。そして、入力ポートＩＮ１〜ＩＮ４と出力ポートＯＵＴ１〜ＯＵＴ４に接続される機器は対応する。例えば、ルータＲ１において、入力ポートＩＮ１にコンピュータＰＣ１が接続されるならば、出力ポートＯＵＴ１にもコンピュータＰＣ１が接続される。同様に、入力ポートＩＮ２、出力ポートＯＵＴ２に光ルータＲ２が接続される。
【００４２】
光カプラ１０は、光分岐手段であり、入力ポートＩＮ１〜ＩＮ４ごとに設けられ、入力側が入力ポートＩＮ１〜ＩＮ４のそれぞれと接続される。そして、入力ポートＩＮ１〜ＩＮ４から入力された光信号の光パワーを、例えば、分岐比１：１００に分岐して、出力する。ここで光分岐手段として、光カプラ１０としたが、光タップ、光スプリッタ等でもよい。
【００４３】
光バッファ２０は光保持手段であり、光カプラ１０ごとに設けらる。また、光バッファ２０の構成を図３に示す。図３において、光バッファ２０は、光ループ２１、可変分岐手段２２、ドライバ２３を有し、入力側が光カプラ１０の一方の出力側（分岐比１００）に接続され、入力した光信号の光パワーを分岐し、一方の光信号を前記光スイッチに出力し、他方の光信号を保持する。
【００４４】
光ループ２１は、所望の長さの光ファイバによってループを形成したものであり、光信号を保持する。可変分岐手段２２は、光ループ２１で保持されている光信号を、所望の光パワーで分岐して、一方を再度光ループ２１に入力し、他方を光スイッチ３０に出力する。ドライバ２３は、可変分岐手段２２の分岐比を制御する。
【００４５】
光スイッチ３０は、入力ポートＩＮ１〜ＩＮ４と出力ポートＯＵＴ１〜ＯＵＴ４のポート数にあわせた４入力４出力あり、入力側からの光信号を所望の出力側に出力するように接続を切替えるものであり、各入力側が光バッファ２０の出力側と接続され、各出力側が出力ポートＯＵＴ１〜ＯＵＴ４に接続される。
【００４６】
ＯＥ変換部４０は、光カプラ１０ごとに設けられ、例えば、１０［Ｇｂｐｓ］以上の変調信号を受信できる高速のフォトダイオードであり、入力側が光カプラ１０の他方の出力側（分岐比１）のそれぞれに接続され、光信号を電気信号に変換する。
【００４７】
経路設定部５０は、ルーティングテーブル５１、経路選定手段５２、光スイッチドライバ５３、変更手段５４、送受信手段５５を有し、入力側がＯＥ変換部４０の出力側に接続され、このＯＥ変換部４０からの電気信号に基づき、光スイッチ３０の入力側と出力側の接続切替え、光バッファ２０のドライバ２３に分岐の指示、他の機器とのａｃｋ、ｎａｃｋの送受信を行う。
【００４８】
ルーティングテーブル５１は、記憶手段であり、パケットの送信先アドレス、サービスクラスに対応したネットワークの経路情報を格納している。
【００４９】
経路選定手段５２は、ＯＥ変換部４０で電気信号に変換されたパケットから送信先アドレス、サービスクラスを抽出し、抽出した送信先アドレス、サービスクラス、ルーティングテーブル５１の経路情報、送受信手段５５からのａｃｋ、ｎａｃｋによって、パケットを転送する経路を選定し、光バッファ２０のドライバ２３に分岐の指示する。
【００５０】
また、光スイッチドライバ５３は、経路選定手段５２が選定した経路となるように、光スイッチ３０の接続を切替える。
【００５１】
変更手段５４は、経路選定手段５２が転送したパケットの送信先アドレス、選定した経路、および選定した経路で転送結果により、ルーティングテーブル５１の経路情報の優先順位を更新する。
【００５２】
送受信手段５５は、他の機器からのａｃｋ、ｎａｃｋを受信し、経路選定手段５２に出力する。また、パケットを転送してきた機器にａｃｋ、ｎａｃｋを送信する。
【００５３】
このような装置の動作を説明する。ここでは、説明の簡単のため、光ルータＲ１から光ルータＲ２に光信号のパケット（送信先がコンピュータＰＣ４、サービスクラスの重要度が中）を出力する場合を、代表例として説明する。もちろん、他の光ルータＲ２〜Ｒ６の動作も、接続される機器の構成は異なるが、実質的に同様である。
【００５４】
また、光ルータＲ１の入力ポートＩＮ１、出力ポートＯＵＴ１にコンピュータＰＣ１が接続され、入力ポートＩＮ２、出力ポートＯＵＴ２に光ルータＲ２が接続され、入力ポートＩＮ３、出力ポートＯＵＴ３にコンピュータＰＣ２が接続され、入力ポートＩＮ４、出力ポートＯＵＴ４に光ルータＲ４が接続されるとする。
【００５５】
コンピュータＰＣ１から光信号のパケットが入力ポートＩＮ１を介して光カプラ１０に入力され、光カプラ１０が、この光信号を２分岐して、一方を光バッファ２０に出力し、他方をＯＥ変換部４０に出力する。
【００５６】
この光カプラ１０からの光信号を、初期状態の可変分岐手段２２が、光信号をそのまま光ループ２１に入力し、光ループ２１が光信号をループし保持する。
【００５７】
また、ＯＥ変換部４０が、光カプラ１０からの光信号を電気信号に変換し、経路設定部５０に出力する。そして、経路設定部５０の経路選定手段５２が、電気信号に変換されたパケットから、送信先アドレスとサービスクラスを抽出する。
【００５８】
ここで、ルーティングテーブル５１において、パケットの送信先アドレスがコンピュータＰＣ４であり、かつサービスクラスが中の経路情報は、優先順位の高い順にｎ１、ｎ２の２個とする。また経路情報ｎ１は光ルータＲ２とし、経路情報ｎ２は、光ルータＲ４とする。
【００５９】
そして、経路選定手段５２が、抽出した送信先アドレス、サービスクラスに対応する最も優先順位の高い経路情報ｎ１をルーティングテーブル５１から選定する。すなわち、出力ポートＯＵＴ２を転送先の経路として選定する。
【００６０】
続いて、経路選定手段５２が、光スイッチドライバ５３に光スイッチ３０の接続を出力ポートＯＵＴ２に切替えさせる。これにより、出力ポートＯＵＴ２と光バッファ２０の出力側が接続される。
【００６１】
さらに、経路選定手段５２が、光バッファ２０のドライバ２３に可変分岐手段２２の分岐比の変更を指示する。これにより、ドライバ２３が可変分岐手段２２の光パワーの分岐比１：１に変更し、一方の光信号を光スイッチ３０に出力する。そして、他方を光ループ２１に出力すると共に、再度可変分岐手段２２の分岐比をかえ、他方の光信号を光ループ２１で保持させる。
【００６２】
また、光スイッチ３０に入力された光信号のパケットは、出力ポートＯＵＴ２から光ルータＲ２に転送される。
【００６３】
そしてに、光ルータＲ２も同様に転送を行う。ここで、光ルータＲ２の送受信手段５５からｎａｃｋ、ａｃｋが出力された場合の、光ルータＲ１の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。
【００６４】
図示しない電気配線を介して、光ルータＲ２からのａｃｋまたはｎａｃｋを、光ルータＲ１の送受信手段５５が受信し、（Ｓ１０）経路選定手段５２にａｃｋまたはｎａｃｋを出力する（Ｓ１１）。経路選定手段が、送受信手段５５の受信した信号が、ａｃｋかｎａｃｋかを判断し、ａｃｋならば光信号のパケットの転送が成功したと判断し、ｎａｃｋならば転送が失敗したと判断する（Ｓ１２）。
【００６５】
転送が失敗した場合、経路選定手段５２は、ルーティングテーブル５１に、次に優先順位の高い経路情報ｎ２が存在するかを判断し、存在する場合は次に優先順位の高い経路情報ｎ２を読み出し（Ｓ１３、Ｓ１４）、出力ポートＯＵＴ４を転送先の経路として選択する。そして、光スイッチドライバ５３に光スイッチ３０の接続を切替えさせ、ドライバ２３に指示を行い可変分岐手段２２の分岐比を変更し、光ループ２１が保持する光信号を分岐し、再度光スイッチ３０に光信号のパケットを出力させ、出力ポートＯＵＴ４から光ルータＲ４に光信号のパケットが出力される（Ｓ１５）。
【００６６】
そして、送受信手段５５が、転送先の光ルータＲ４からのａｃｋ、ｎａｃｋを受信し、経路選定手段５２にａｃｋ、ｎａｃｋを送信して、光ルータＲ４への転送が成功したか判断し、同様の動作を繰り返す（Ｓ１０〜Ｓ１２）。
【００６７】
また、経路選定手段５２は、ルーティングテーブル５１に、次に優先順位の高い経路情報が存在するかを判断し、存在しない場合は、送受信手段５５にパケットを入力してきたコンピュータＰＣ１にｎａｃｋを出力させる（Ｓ１６）。
【００６８】
一方、転送が成功の場合、経路選定手段５２は、光バッファ２０の光信号をクリアする（Ｓ１７）と共に、送受信手段５５にコンピュータＰＣ１宛でａｃｋを出力させる（Ｓ１８）。
【００６９】
そして、送受信手段５５がａｃｋ、ｎａｃｋを出力した後、変更手段５４に転送したパケットの送信先アドレス、選定した経路、および選定した経路の転送結果を出力する（Ｓ１９）。この転送結果より、変更手段５４が、必要ならばルーティングテーブル５１の経路情報ｎ１、ｎ２の優先順位の変更を行う（Ｓ２０）。
【００７０】
続いて、経路情報ｎ１、ｎ２の優先順位の求め方を以下に示す。優先順位は、優先度Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）で表され、この優先度Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）が大きいほど優先順位が高くなる。
【００７１】
（１）転送が成功した場合の優先度Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）。
Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）＝｛ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）・ξ・（Ｎ（ｘ，ｙ，ｚ）＋１）｝／｛ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）＋１｝
Ｎ（ｘ，ｙ，ｚ）＝ｎ（ｘ，ｙ，ｚ）＋１
【００７２】
（２）転送が失敗した場合の優先度Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）
Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）＝｛ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）・ξ・（Ｎ（ｘ，ｙ，ｚ）｝／｛ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）＋１｝
Ｎ（ｘ，ｙ，ｚ）＝ｎ（ｘ，ｙ，ｚ）＋１
【００７３】
ただし、ｘは光パケットを転送した光ルータＲ１である。ｙは、パケットの送信先アドレスである。ｗは、経路の候補である。Ｎ（ｘ，ｙ，ｚ）は経路ｗへの送信後の試行回数である。ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）は経路ｗへの転送前の優先度である。ｎ（ｘ、ｙ、ｚ）は経路ｗへの転送前の試行回数である。ξは、重み関数である。
【００７４】
ここで、優先度Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）の初期値は、どの経路の優先度も等しくしておき、十分な数のダミーパケットを流し、優先順位を設けておく。
【００７５】
または、一度ダミーパケットを流し、転送が成功すれば、Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）＝１、転送が失敗すればＰ（ｘ，ｙ，ｚ）＝０として、優先度、Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を変更していってもよい。この場合、試行回数Ｎ（ｘ，ｙ，ｚ）が少ないうちは、図５に示すようにフィルタリング関数で補間した値を用いてもよい。図５において、横軸は試行回数であり、縦軸は優先度、Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）の値である。図５（ａ）は、転送が成功した場合であり、図５（ｂ）は、転送が失敗した場合である。
【００７６】
そして、優先度Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）は、試行回数Ｎ（ｘ，ｙ，ｚ）の上限値や、時間、イベント等によって値をリセットしてもよい。時間は、例えば、毎日の同時刻、イベントは、例えば、経路に障害が発生した時などである。
【００７７】
このように、経路設定部５０が、パケットに含まれる送信先アドレス、サービスクラスによって、ルーティングテーブル５１の経路情報のなかから優先順位の高い経路を転送先に選定し、光バッファ２０の保持する光信号を分岐し転送させる。そして、転送が失敗すると次の経路の選定を行い、光バッファ２０が保持する光信号を再度分岐して送信させるので、同一の光信号のパケットを固定された経路に送信するだけでなく、異なる経路に送信できる。こにれより、パケットの喪失が生じにくく、経路が空くまで待つ必要がない。これにより、光信号のパケットを高い信頼性で高速に転送することができる。
【００７８】
また、転送の結果によって、変更手段５４が、ルーティングテーブル５１の経路情報の順位を変更するので、経路選定手段５２が最適な経路の選定を行うことができる。
【００７９】
［第２の実施例］
図６は、本発明の第２の実施例を示した構成図である。ここで、図２、図３と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図６において、経路設定部５０に経路選定手段５２と送受信手段５５の代わりに、経路選定手段５６が設けられる。また、送受信手段５５からａｃｋ、ｎａｃｋを伝送する電気配線は不要となる。
【００８０】
経路選定手段５６は、タイマ５７を有し、ＯＥ変換部４０で電気信号に変換されたパケットから送信先アドレス、サービスクラス、ａｃｋを抽出し、抽出した送信先アドレス、サービスクラス、ａｃｋ、ルーティングテーブル５１の経路情報によって、パケットを転送する経路を選定し、光スイッチドライバ５３に光スイッチ３０の接続の切替えの指示、光バッファ２０のドライバ２３に分岐の指示をする。
【００８１】
また、変更手段５４に、転送したパケットの送信先アドレス、選定した経路、および選定した経路での転送結果により、ルーティングテーブル５１の経路情報の優先順位の更新をさせる
【００８２】
タイマ５７は、パケットを転送してから、ａｃｋが到達するまでの時間をカウントする。
【００８３】
このような装置の動作を説明する。図２に示す装置と同様に、光ルータＲ１の経路選定手段５６が、ＯＥ変換部４０で変換された電気信号のパケットの送信先アドレス、サービスクラス、ルーティングテーブル５１の経路情報ｎ１、ｎ２より、転送する経路を選定する。
【００８４】
そして、経路選定手段５６が、タイマ５７を作動させる。その後、光スイッチドライバ５３に光スイッチ３０の接続を切替えさせ、光バッファ２０に保持している光信号を分岐して、光スイッチ３０に出力させる。これにより、光信号が光スイッチ３０、出力ポートＯＵＴ２を介して光ルータＲ２に出力される。
【００８５】
続いて、光ルータＲ２が、光ルータＲ１からの光信号のパケットの転送が成功した場合の動作を説明する。光ルータＲ２の経路選定手段５６が、光スイッチドライバ５３に光スイッチ３０の接続を光ルータＲ１に切替えさせる。そして、経路選定手段５６が、光ルータＲ２の光バッファ２０に保持している光信号のパケット（すなわち、光ルータＲ１から転送されてきたパケットと同一）をａｃｋとして光ルータＲ１に送信させるため、光バッファ２０のドライバ２３に可変分岐手段２２の分岐比の変更を指示し、光スイッチ３０に光信号を出力させる。
【００８６】
そして、この光ルータＲ２からの光信号のパケットが、光ルータＲ１の入力ポートＩＮ２、光カプラ１０、ＯＥ変換部４０を介して、光ルータＲ１の経路選定手段５６に入力される。光ルータＲ１の経路選定手段５６が、光ルータＲ２に転送したのと同じ光信号のパケットが入力されると、タイマ５７の時間を確認し、所望の時間以内に到達したならば、転送が成功したと判断し、同様にして、光バッファ２０で保持している光信号をａｃｋとして、転送元に出力する。
【００８７】
一方、所望の時間以内に光信号のパケットが入力されないと、経路選定手段５６が、転送を失敗したと判断し、次の経路の選定を行う。
【００８８】
また、経路選定手段５６が、転送した光信号のパケットが所望の時間内に転送先から到着するかをタイマ５７によって計測し、転送の成功、失敗を判断する。そして、転送が成功すると、光バッファ２０に保持する光信号のパケットをａｃｋとして転送元に送信する以外の動作は、図２、図３に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００８９】
このように、経路設定部５０が、パケットに含まれる送信先アドレス、サービスクラスによって、ルーティングテーブル５１の経路情報のなかから優先順位の高い経路を転送先に選定し、光バッファ２０の保持する光信号を分岐し転送させる。そして、転送が失敗すると次の経路の選定を行い、光バッファ２０が保持する光信号を再度分岐して送信させるので、同一の光信号のパケットを固定された経路に送信するだけでなく、異なる経路に送信できる。こにれより、パケットの喪失が生じにくく、経路が空くまで待つ必要がない。これにより、光信号のパケットを高い信頼性で高速に転送することができる。
【００９０】
また、経路選定手段５６が、ａｃｋとして光バッファ２０が保持している光信号を用いるので、電気配線を用いる必要ない。これにより、光配線だけとすることができ、コストを抑えることができる。
【００９１】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のようなものでもよい。
（１）図２、図６に示す装置において、ルーティングテーブル５１の記憶する経路情報は、サービスクラスの重要度が中で２個とする構成を示したが、もちろん何個でもよく、経路情報を３個以上有する場合は、経路選定手段５２、５６は、２番目の優先順位の経路で転送に失敗した場合、図３に示すステップＳ１０〜Ｓ１５を繰り返す。すなわち、順にルーティングテーブル５１から経路を読み出し、光スイッチ３０を切替えて、光バッファ２０が保持する光信号のパケットを光スイッチ３０に出力させる。
【００９２】
（２）図２に示す装置において、送受信手段５５は、ａｃｋ、ｎａｃｋを電気的に接続された他機器と送受信する構成を示したが、電気的に接続され、外部に設けられるネットワーク管理機器（外部機器）に送信してもよい。そして、ネットワーク管理機器が各光ルータＲ１〜Ｒ６からのｎａｃｋ、ａｃｋに基づき経路情報を求めて、各光ルータＲ１〜Ｒ６の送受信手段５５に送信し、これにより、変更手段５４がルーティングテーブル５１の経路情報を変更してもよい。
【００９３】
（３）図６に示す装置において、変更手段５４が、経路選定手段５２からの転送の結果、選定した経路等によってルーティングテーブル５１の経路情報を変更する構成を示したが、外部に設けられるネットワーク管理機器からの光信号に基づいて、変更手段５４がルーティングテーブル５１の経路情報を変更してもよい。すなわち、ネットワーク管理機器からの光信号のパケットの送信先アドレスが自機器宛ての場合、経路選定手段５２が、パケットに含まれる経路情報を変更手段５４に出力し、変更手段５４が、ルーティングテーブル５１の経路情報を変更してもよい。
【００９４】
（４）図２、図６に示す装置において、ルーティングテーブル５１の経路情報の個数は、サービスクラスに依存する構成を示したが、サービスクラスに依存せずに所定の個数としてもよい。
【００９５】
（５）図２、図６に示す装置において、ルーティングテーブル５１の経路情報を、光信号のパケットが転送されるごとに、変更手段５４がルーティングテーブル５１を参照し変更する構成を示したが、変更手段５４を設けず、装置のメンテナンスのときにまとめてルーティングテーブル５１の経路情報を変更するようにしてもよい。
【００９６】
（６）図２、図６に示す装置において、経路選定手段は５６は、転送先の機器からａｃｋを受信すると、転送が成功したと判断し、転送元にａｃｋを送信する構成を示したが、経路選定手段５７は、最初に選定した経路に光信号を転送したならば、ただちに転送元にａｃｋを送信する構成としてもよい。
【００９７】
（７）図２、図６に示す装置において、光バッファ２０の可変分岐手段２２によって光信号を分岐する構成を示したが、光信号を分岐することにより光パワーが減少するので、光ループ２１に光増幅器を設け、減少した光信号の光パワーを増幅する構成としてもよい。
【００９８】
（８）図２、図６に示す装置において、光スイッチ３０と出力ポートＯＵＴ１〜ＯＵＴ４の間に光信号のパケットを暗号化する暗号化手段を設けてもよい。これにより、光信号のパケットの内容の信頼性を高めることができる。
【００９９】
（９）図２、図６に示す装置において、入力ポートＩＮ１〜ＩＮ４、出力ポートＯＵＴ１〜ＯＵＴ４の数は、４個とする構成を示したが、所望数設けてよい。
【０１００】
（１０）本装置は、ノード間を例に説明したが、もちろん光インタコネクションによって接続された、ボード間、チップ間の経路制御に本装置を用いてもよい。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果がある。
経路設定部が、パケットに含まれる送信先アドレスによって、経路情報のなかから経路を転送先に選定し、光バッファの保持する光信号を分岐し転送させる。そして、転送が失敗すると次の経路の選定を行い、光バッファが保持する光信号を再度分岐して送信させるので、同一の光信号のパケットを固定された経路に送信するだけでなく、異なる経路に送信できる。こにれより、パケットの喪失が生じにくく、経路が空くまで待つ必要がない。これにより、光信号のパケットを高い信頼性で高速に転送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置を用いてネットワークの接続を示した一実施例である。
【図２】本発明の第１の実施例を示した構成図である。
【図３】図２に示す装置における光バッファ２０を示した構成図である。
【図４】図２に示す装置の動作を示したフローチャートである。
【図５】試行回数が少ない場合に優先度を求めるフィルタリング関数を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例を示した構成図である。
【図７】従来のネットワークの接続例を示した構成例である。
【図８】従来のルータの例を示した構成図である。
【符号の説明】
２０　光バッファ
２１　光ループ
２２　可変分岐手段
２３　ドライバ
３０　光スイッチ
５０　経路設定部
５１　ルーティングテーブル
５２、５６　経路選定手段
５３　光スイッチドライバ
５４　変更手段
５５　送受信手段
５７　タイマ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[0002]
The present invention relates to an optical path control device for transferring a packet of an optical signal to a desired path in a network connected by optical interconnection, and more particularly, to an optical path control for transferring a packet of an optical signal at high speed with high reliability. It concerns the device.
[Prior art]
[0003]
In recent years, optical communication technology developed mainly for long-distance transmission has been applied to short distances between nodes (terminals and network devices connected to the network), between boards in the device, between chips, etc. Optical interconnection technology for performing large-capacity data communication, which cannot be realized by electric wiring connection, is expanding (for example, see Non-Patent Document 1).
[0004]
In a network formed between nodes, boards, or chips, a path from a transmission source to a destination is set by a path control device. For example, in the case of between nodes, a so-called router is used as a route control device.
[0005]
FIG. 7 is a configuration diagram showing a conventional network in which a router is arranged on a path of a network communicated by an optical signal packet and a plurality of nodes are connected. FIG. 8 is a configuration diagram showing a conventional router.
[0006]
In FIG. 7, computers PC1 to PC4 are nodes that transmit and receive optical signal packets and perform packet data processing. Also, they are connected via routers Re1 to Re6. Specifically, the computers PC1 and PC2 are connected to the router Re1. The computer PC3 is connected to the router Re2. The computer PC4 is connected to the router Re3.
[0007]
The router Re1 is connected to the routers Re2 and Re4. The router Re2 is connected to the routers Re3 and Re5. The router Re3 is connected to the router Re6. The router Re5 is connected to the routers Re4 and Re6. That is, in the optical interconnection, the routers Re1 to Re6 are generally connected not in a ring shape but in a mesh shape, and there are many paths between the computers PC1 to PC4. In the actual network, more routers and computers are connected, but illustration is omitted.
[0008]
Subsequently, the configuration of the routers Re1 to Re6 will be described (for example, see Non-Patent Document 2). In FIG. 8, receiving units 1a to 1d receive a packet of an optical signal, convert the optical signal into an electric signal, and output the electric signal. The transmission units 2a to 2d convert a packet of an electric signal into an optical signal and output it. The devices (computers PC1 to PC4 and routers Re1 to Re6) connected to the receiving units 1a to 1d correspond to the devices connected to the transmitting units 2a to 2d. For example, in the router Re1, if the computer PC1 is connected to the receiving unit 1a, the computer PC1 is also connected to the transmitting unit 2a. Similarly, the router Re2 is connected to the receiving unit 1b and the transmitting unit 2b. The connection between the devices is performed by an optical fiber or an optical waveguide (not shown).
[0009]
The transfer unit 3 has a routing table 3a as a storage unit and a buffer 3b for temporarily storing packets, and transfers packets from the reception units 1a to 1d to desired transmission units 2a to 2d according to the destination addresses of the packets. Forward. Further, the transfer unit 3 outputs a reception notification (ack) indicating a delivery confirmation to the transmission units 2a to 2d corresponding to the reception units 1a to 1d to which the packet has been input, when the packet has been normally received, If an error occurs during reception, a reception notification (nack) indicating a delivery error is output.
[0010]
As an example of the case where an error occurs in the transfer, for example, the transfer of another packet having a low service class (stored in the Type of Service (TOS) field in Internet Protocol version 4) of a low service class and a high service class is given priority There are cases where it was done.
[0011]
The routing table 3a stores, for a destination address of a packet, path information of a network that transfers the packet, that is, transmission units 2a to 2d connected to the network. Generally, the transmission units 2a to 2d to which the shortest path device is connected are stored. The buffer 3b temporarily stores the packet input to the transfer unit 3.
[0012]
The operation of such a device will be described by taking, as an example, a case where a packet is transmitted from the computer PC1 to the PC4. The computer PC1 outputs an optical signal packet to the router Re1.
[0013]
Then, the receiving unit 1a of the router Re1 converts the input optical signal into an electric signal and outputs the electric signal to the transfer unit 3. The transfer unit 3 selects the transmission unit 2b as the transfer destination route from the transmission destination address of the packet converted into the electric signal and the network route information of the routing table 3a, outputs the packet, and transmits the ack. 2a. The transfer unit 3 stores the same packet as that output to the transmission unit 2a in the buffer 3b.
[0014]
On the other hand, each of the transmitting unit 2a and the transmitting unit 2b converts an electric signal into an optical signal, outputs ack to the computer PC1, and outputs a packet to the next router Re2. Then, the next router Re2 transfers the packet to the router Re3 and outputs ack or nack to the router Re1.
[0015]
Here, when an ack is input from the router Re2 to the router Re1, the transfer unit 3 of the router Re1 determines that the transfer has succeeded, and clears the packet in the buffer 3b. However, when "nack" is input, the transfer unit 3 determines that the transfer has failed, and retransmits the packet in the buffer 3b to the router Re2.
[0016]
Similarly, the router Re3 transfers the packet to the personal computer PC3, and the transmission of the packet ends. That is, the routers Re1 to Re6 temporarily convert the input optical signal into an electric signal, select a path, convert the electric signal into an optical signal again, and output the optical signal.
[0017]
In this way, the packet of the optical signal is transmitted from the source to the destination, but when comparing the bandwidth of the optical signal and the electrical signal, the bandwidth of the optical signal is significantly wider. There is also a router (hereinafter, abbreviated as an optical router) that switches a path by a switch and transfers a packet as an optical signal (for example, see Patent Document 1).
[0018]
Such an optical router branches an optical signal packet by an optical branching unit, inputs one of the branched optical signals to an optical switch, and converts the other optical signal into an electric signal. The connection of the optical switch is switched based on the destination address of the packet converted into the electric signal and the routing table, and the optical signal is output to a desired network.
[0019]
[Patent Document 1]
JP-A-2001-255567 (paragraph numbers 0002 to 0004, FIG. 11)
[Non-patent document 1]
Takashi Kurokawa, One Outsider, “In Editing”, Information Processing, Information Processing Society of Japan, September 2000, Vol. 41, No. 9, p. 1002
[Non-patent document 2]
Shinji Nishimura, "Computer System Applying Optical Interconnection", Information Processing, Information Processing Society of Japan, September 2000, Vol. 41, No. 9, p. 1012-1015
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, a network connected over a short distance by optical interconnection requires higher reliability than a network for long-distance transmission. For example, when parallel computation is performed using the computers PC1 to PC4, packets need to be transmitted at high speed and reliably.
[0021]
However, the routing table 3a of the conventional routers Re1 to Re6 or the optical router stores only one piece of transfer destination path information for a packet destination address.
[0022]
Therefore, when transmitting a packet from the computer PC1 to the computer PC4, even if the router Re1 transfers the packet to the router Re2 based on the information in the routing table 3a, for example, a packet with a high service class is output from the computer PC3 to the computer PC4. Then, the router Re2 transfers the packet from the computer PC3 to the router Re3 with priority.
[0023]
Thus, since the route from the router Re2 to the router Re3 is used for the packet from the computer PC3, the packet from the router Re1 is blocked by the router Re2 and is not transferred to the router Re3. Then, the router Re1 determines that the transfer has failed due to the acknowledgment from the router Re2, and repeats retransmission of the packet in the buffer 3b. After a certain period of time, the transfer unit 3 discards the packet in the buffer 3b. . That is, there is a problem that the reliability of packet transfer is low, and even if the packet is transferred, it takes time depending on the service class.
[0024]
Further, in the optical router, since there is no means for buffering the packet of the optical signal, the packet can be retransmitted. The acknowledgment signal is sequentially transferred to the source, and the packet is transmitted from the source again. However, there is also a problem that the reliability of packet transfer is low and it takes time.
[0025]
Therefore, an object of the present invention is to realize an optical path control device that transfers a packet of an optical signal at high speed with high reliability.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is
An optical path control device that is arranged on a path of a network that is communicated by an optical signal packet and that transfers the optical signal packet to a desired path using an optical switch;
An optical holding unit that is provided before the optical switch, splits the optical power of the optical signal, outputs one optical signal to the optical switch, and holds the other optical signal,
A path setting unit that switches connection of the optical switch based on a destination address of a packet of the optical signal, and instructs the optical holding unit to branch the optical signal.
The path setting unit switches the connection of the optical switch when the transfer fails, and outputs the packet of the optical signal held by the light holding unit to another path.
[0027]
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
The light holding means is
An optical loop for holding an optical signal;
Variable branching means for branching the optical power of the optical signal into the optical loop and the optical switch at a desired branching ratio;
A driver for controlling the branch ratio of the variable branch means according to an instruction from the route setting unit;
Which is characterized by having
[0028]
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2,
The light holding means has an optical amplifier for amplifying the light power reduced by the variable branching means.
[0029]
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3,
The route setting unit
A routing table having at least one piece of routing information corresponding to the destination address;
Path selecting means for selecting a path based on the path information of the routing table and the destination address of the packet of the optical signal, and instructing branching of the optical signal held by the optical holding means;
An optical switch driver for switching the connection of the optical switch based on the selection result of the route selecting means;
Which is characterized by having
[0030]
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4,
The routing table is characterized by having the number of pieces of route information corresponding to the service class of the packet.
[0031]
The invention according to claim 6 is the invention according to claim 4 or 5,
The route information of the routing table has a priority,
The route selecting means is characterized in that a route of a transfer destination is selected from routes having a higher priority.
[0032]
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 4 to 6,
The route selection means determines success or failure of transfer by receiving at least a reception notification indicating delivery confirmation from the transfer destination.
[0033]
The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 4 to 7,
The route setting unit includes a change unit that changes the priority of the route information in the routing table based on a reception notification indicating at least a delivery confirmation from the transfer destination.
[0034]
The invention according to claim 9 is the invention according to any one of claims 4 to 8,
The route setting unit is characterized in that transmission / reception means for transmitting and receiving a reception notification indicating a delivery confirmation and a reception notification indicating a delivery abnormality by an electric signal is provided.
[0035]
The invention according to claim 10 is the invention according to any one of claims 4 to 7,
The route setting unit is electrically connected to the external device, and includes a change unit that changes the priority of the route information in the routing table based on the route information from the external device.
[0036]
The invention according to claim 11 is the invention according to any one of claims 4 to 7,
The route setting unit is characterized in that a change unit for changing the priority of the route information in the routing table based on the route information included in the packet of the optical signal is provided.
[0037]
The invention according to claim 12 is the invention according to any one of claims 4 to 7,
The route selection means has a timer, as a reception notification indicating the delivery confirmation, causes the packet of the optical signal held in the optical buffer to be output to the transfer source, and receives a reception notification indicating the delivery confirmation from the transfer destination within a desired time. It is characterized by determining that the transfer has been successful.
[0038]
The invention according to claim 13 is the invention according to any one of claims 1 to 12,
An encryption means for encrypting a packet of an optical signal output from the optical switch is provided.
[0039]
The invention according to claim 14 is the invention according to any one of claims 1 to 13,
The networks are characterized by being connected by optical interconnection.
[0040]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. Here, the same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 1, optical routers R1 to R6 are provided in place of routers Re1 to Re6, and are connected by an optical signal line (not shown) for optical signals and an electric signal line (not shown) for ack and nack. Is done. Further, as in FIG. 7, the actual network is connected to more optical routers and computers, but is not shown.
[0041]
FIG. 2 is a configuration diagram showing the optical routers R1 to R6. In FIG. 2, input ports IN1 to IN4 are connected to other devices (computers PC1 to PC4 and optical routers R1 to R6) by optical wiring (not shown) such as optical fibers and optical waveguides. The output ports OUT1 to OUT4 are also connected to other devices. Devices connected to the input ports IN1 to IN4 and the output ports OUT1 to OUT4 correspond. For example, in the router R1, if the computer PC1 is connected to the input port IN1, the computer PC1 is also connected to the output port OUT1. Similarly, an optical router R2 is connected to the input port IN2 and the output port OUT2.
[0042]
The optical coupler 10 is an optical branching unit, and is provided for each of the input ports IN1 to IN4, and the input side is connected to each of the input ports IN1 to IN4. Then, the optical power of the optical signal input from the input ports IN1 to IN4 is branched into, for example, a branching ratio of 1: 100 and output. Here, the optical coupler 10 is used as the optical branching unit, but an optical tap, an optical splitter, or the like may be used.
[0043]
The optical buffer 20 is a light holding unit, and is provided for each optical coupler 10. FIG. 3 shows the configuration of the optical buffer 20. In FIG. 3, the optical buffer 20 has an optical loop 21, a variable branching unit 22, and a driver 23, the input side of which is connected to one output side (branch ratio 100) of the optical coupler 10, and the optical power of the input optical signal. And outputs one optical signal to the optical switch and holds the other optical signal.
[0044]
The optical loop 21 has a loop formed by an optical fiber having a desired length, and holds an optical signal. The variable branching unit 22 branches the optical signal held in the optical loop 21 with a desired optical power, inputs one of the signals to the optical loop 21 again, and outputs the other to the optical switch 30. The driver 23 controls the branching ratio of the variable branching unit 22.
[0045]
The optical switch 30 has four inputs and four outputs corresponding to the number of input ports IN1 to IN4 and the number of output ports OUT1 to OUT4, and switches connections so that an optical signal from an input side is output to a desired output side. , Each input side is connected to the output side of the optical buffer 20, and each output side is connected to the output ports OUT1 to OUT4.
[0046]
The OE converter 40 is provided for each optical coupler 10 and is, for example, a high-speed photodiode capable of receiving a modulation signal of 10 [Gbps] or more, and has an input side on the other output side (branch ratio 1) of the optical coupler 10. They are connected to each other and convert optical signals into electrical signals.
[0047]
The route setting unit 50 includes a routing table 51, a route selection unit 52, an optical switch driver 53, a change unit 54, and a transmission / reception unit 55. The input side is connected to the output side of the OE conversion unit 40. Based on the electrical signal, the connection of the input side and the output side of the optical switch 30 is switched, the driver 23 of the optical buffer 20 is instructed to branch, and ack / nack is transmitted / received to / from another device.
[0048]
The routing table 51 is a storage unit, and stores the destination address of the packet and the route information of the network corresponding to the service class.
[0049]
The route selection unit 52 extracts a destination address and a service class from the packet converted into an electric signal by the OE conversion unit 40, and extracts the destination address, the service class, the routing information of the routing table 51, and the A path for transferring the packet is selected based on ack and nack, and a branch instruction is given to the driver 23 of the optical buffer 20.
[0050]
Further, the optical switch driver 53 switches the connection of the optical switch 30 so that the route selected by the route selecting unit 52 is used.
[0051]
The change unit 54 updates the priority of the route information in the routing table 51 based on the destination address of the packet transferred by the route selection unit 52, the selected route, and the transfer result of the selected route.
[0052]
The transmission / reception unit 55 receives ack and nack from other devices and outputs the ack and nack to the route selection unit 52. Also, ack and nack are transmitted to the device which has transferred the packet.
[0053]
The operation of such a device will be described. Here, for simplicity of explanation, a case where an optical signal packet (the transmission destination is the computer PC4 and the importance of the service class is medium) is output from the optical router R1 to the optical router R2 will be described as a representative example. Of course, the operation of the other optical routers R2 to R6 is substantially the same, although the configuration of the connected device is different.
[0054]
A computer PC1 is connected to the input port IN1 and output port OUT1 of the optical router R1, an optical router R2 is connected to the input port IN2 and output port OUT2, and a computer PC2 is connected to the input port IN3 and output port OUT3. It is assumed that the optical router R4 is connected to the port IN4 and the output port OUT4.
[0055]
A packet of an optical signal is input from the computer PC1 to the optical coupler 10 via the input port IN1, and the optical coupler 10 branches this optical signal into two, outputs one to the optical buffer 20, and outputs the other to the OE converter 40. Output to
[0056]
The optical signal from the optical coupler 10 is input to the optical loop 21 as it is by the variable branching means 22 in the initial state, and the optical loop 21 loops and holds the optical signal.
[0057]
Further, the OE conversion unit 40 converts the optical signal from the optical coupler 10 into an electric signal and outputs the electric signal to the path setting unit 50. Then, the route selection unit 52 of the route setting unit 50 extracts the destination address and the service class from the packet converted into the electric signal.
[0058]
Here, in the routing table 51, it is assumed that the destination address of the packet is the computer PC4 and the route information of the middle service class is n1 and n2 in descending order of priority. The route information n1 is an optical router R2, and the route information n2 is an optical router R4.
[0059]
Then, the route selecting unit 52 selects the highest priority route information n1 corresponding to the extracted destination address and service class from the routing table 51. That is, the output port OUT2 is selected as the transfer destination path.
[0060]
Subsequently, the path selection unit 52 causes the optical switch driver 53 to switch the connection of the optical switch 30 to the output port OUT2. As a result, the output port OUT2 and the output side of the optical buffer 20 are connected.
[0061]
Further, the route selection unit 52 instructs the driver 23 of the optical buffer 20 to change the branch ratio of the variable branch unit 22. Thereby, the driver 23 changes the branching ratio of the optical power of the variable branching unit 22 to 1: 1 and outputs one optical signal to the optical switch 30. Then, the other is output to the optical loop 21, the branching ratio of the variable branching unit 22 is changed again, and the other optical signal is held in the optical loop 21.
[0062]
The packet of the optical signal input to the optical switch 30 is transferred from the output port OUT2 to the optical router R2.
[0063]
Then, the optical router R2 performs the transfer in the same manner. Here, the operation of the optical router R1 in the case where “nack” and “ack” are output from the transmission / reception means 55 of the optical router R2 will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0064]
The transmission / reception means 55 of the optical router R1 receives the ack or ack from the optical router R2 via an electric wiring (not shown), and outputs (ack) or ack to the path selection means 52 (S11). The route selection means determines whether the signal received by the transmission / reception means 55 is ack or nack. If the signal is ack, it is determined that the transfer of the optical signal packet has succeeded. If the signal is nack, it is determined that the transfer has failed (S12). ).
[0065]
If the transfer has failed, the route selection means 52 determines whether the next highest priority route information n2 exists in the routing table 51, and if so, reads the next highest priority route information n2 ( S13, S14), the output port OUT4 is selected as a transfer destination path. Then, the optical switch driver 53 switches the connection of the optical switch 30, instructs the driver 23 to change the branching ratio of the variable branching unit 22, branches the optical signal held by the optical loop 21, and returns to the optical switch 30 again. The optical signal packet is output, and the optical signal packet is output from the output port OUT4 to the optical router R4 (S15).
[0066]
Then, the transmission / reception unit 55 receives the ack and the ack from the transfer destination optical router R4, transmits the ack and the ack to the route selection unit 52, determines whether the transfer to the optical router R4 is successful, and determines the same. The operation is repeated (S10 to S12).
[0067]
The route selecting means 52 determines whether or not the next highest priority route information exists in the routing table 51, and if not, causes the computer PC1 which has input the packet to the transmitting / receiving means 55 to output "nack". (S16).
[0068]
On the other hand, if the transfer is successful, the route selection unit 52 clears the optical signal in the optical buffer 20 (S17) and causes the transmission / reception unit 55 to output an ack addressed to the computer PC1 (S18).
[0069]
Then, after the transmission / reception unit 55 outputs ack and nack, the transmission destination address of the packet transferred to the change unit 54, the selected route, and the transfer result of the selected route are output (S19). Based on the transfer result, the changing unit 54 changes the priority of the route information n1 and n2 of the routing table 51 if necessary (S20).
[0070]
Subsequently, a method of obtaining the priority of the route information n1 and n2 will be described below. The priority is represented by a priority P (x, y, z), and the higher the priority P (x, y, z), the higher the priority.
[0071]
(1) Priority P (x, y, z) when transfer is successful.
P (x, y, z) = {p (x, y, z) · {· (N (x, y, z) +1)} / {p (x, y, z) +1}
N (x, y, z) = n (x, y, z) +1
[0072]
(2) Priority P (x, y, z) when transfer fails
P (x, y, z) = {p (x, y, z) ξ {N (x, y, z)} / {p (x, y, z) +1}
N (x, y, z) = n (x, y, z) +1
[0073]
Here, x is the optical router R1 that has transferred the optical packet. y is the destination address of the packet. w is a route candidate. N (x, y, z) is the number of trials after transmission to the route w. p (x, y, z) is the priority before transfer to the route w. n (x, y, z) is the number of trials before transfer to the route w. ξ is a weight function.
[0074]
Here, the initial values of the priorities P (x, y, z) are set so that the priorities of all the routes are equal, a sufficient number of dummy packets are flown, and priorities are set.
[0075]
Alternatively, a dummy packet is sent once, and if the transfer succeeds, P (x, y, z) = 1, and if the transfer fails, P (x, y, z) = 0, and the priority is P (x, y). , Z) may be changed. In this case, as long as the number of trials N (x, y, z) is small, a value interpolated by a filtering function as shown in FIG. 5 may be used. In FIG. 5, the horizontal axis represents the number of trials, and the vertical axis represents the priority and the value of P (x, y, z). FIG. 5A shows a case where the transfer has succeeded, and FIG. 5B shows a case where the transfer has failed.
[0076]
The priority P (x, y, z) may be reset by an upper limit of the number of trials N (x, y, z), a time, an event, or the like. The time is, for example, the same time every day, and the event is, for example, when a fault occurs in the route.
[0077]
As described above, the route setting unit 50 selects a route having a higher priority as a transfer destination from the route information of the routing table 51 based on the destination address and the service class included in the packet, and the optical buffer held in the optical buffer 20. Divides and transfers the signal. If the transfer fails, the next path is selected, and the optical signal held by the optical buffer 20 is branched again and transmitted, so that not only the packet of the same optical signal is transmitted to the fixed path but also different. Can be sent to the route. As a result, packet loss is unlikely to occur, and there is no need to wait until a route is free. This makes it possible to transfer optical signal packets at high speed with high reliability.
[0078]
Further, the changing unit 54 changes the order of the route information in the routing table 51 according to the result of the transfer, so that the route selecting unit 52 can select the optimum route.
[0079]
[Second embodiment]
FIG. 6 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. Here, the same components as those in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 6, a route setting unit 50 is provided with a route selecting unit 56 instead of the route selecting unit 52 and the transmitting / receiving unit 55. Also, there is no need for electrical wiring for transmitting ack and nack from the transmitting / receiving means 55.
[0080]
The route selection means 56 has a timer 57, extracts a destination address, a service class, and an ack from the packet converted into an electric signal by the OE conversion unit 40, and extracts the extracted destination address, service class, ack, and routing table. Based on the path information 51, a path for transferring the packet is selected, and the optical switch driver 53 is instructed to switch the connection of the optical switch 30, and the driver 23 of the optical buffer 20 is instructed to branch.
[0081]
Further, the changing unit 54 updates the priority of the route information in the routing table 51 based on the destination address of the transferred packet, the selected route, and the transfer result on the selected route.
[0082]
The timer 57 counts the time from the transfer of the packet to the arrival of the ack.
[0083]
The operation of such a device will be described. As in the device shown in FIG. 2, the route selecting means 56 of the optical router R1 determines the destination address of the packet of the electric signal converted by the OE converter 40, the service class, and the route information n1 and n2 of the routing table 51. Select a transfer route.
[0084]
Then, the route selecting means 56 operates the timer 57. Thereafter, the optical switch driver 53 switches the connection of the optical switch 30, branches the optical signal held in the optical buffer 20, and outputs the optical signal to the optical switch 30. As a result, an optical signal is output to the optical router R2 via the optical switch 30 and the output port OUT2.
[0085]
Next, an operation in the case where the optical router R2 successfully transfers the packet of the optical signal from the optical router R1 will be described. The route selecting means 56 of the optical router R2 causes the optical switch driver 53 to switch the connection of the optical switch 30 to the optical router R1. Then, the route selecting means 56 transmits the packet of the optical signal held in the optical buffer 20 of the optical router R2 (that is, the same packet transferred from the optical router R1) to the optical router R1 as an ack, The driver 23 of the optical buffer 20 is instructed to change the branching ratio of the variable branching unit 22, and the optical switch 30 outputs an optical signal.
[0086]
Then, the packet of the optical signal from the optical router R2 is input to the route selecting means 56 of the optical router R1 via the input port IN2 of the optical router R1, the optical coupler 10, and the OE converter 40. When the same optical signal packet as that transferred to the optical router R2 is input to the route selecting means 56 of the optical router R1, the time of the timer 57 is confirmed, and if the packet arrives within the desired time, the transfer is successful. In the same way, the optical signal held in the optical buffer 20 is output to the transfer source as ack.
[0087]
On the other hand, if the optical signal packet is not input within the desired time, the route selecting unit 56 determines that the transfer has failed, and selects the next route.
[0088]
Further, the route selecting means 56 measures whether or not the transferred optical signal packet arrives from the transfer destination within a desired time by using the timer 57, and determines the success or failure of the transfer. Then, when the transfer is successful, the operation other than transmitting the packet of the optical signal held in the optical buffer 20 to the transfer source as an ack is the same as the device shown in FIGS.
[0089]
As described above, the route setting unit 50 selects a route having a higher priority order from the route information of the routing table 51 as a transfer destination based on the destination address and the service class included in the packet, Divides and transfers the signal. If the transfer fails, the next path is selected, and the optical signal held by the optical buffer 20 is branched again and transmitted, so that not only the packet of the same optical signal is transmitted to the fixed path but also different. Can be sent to the route. As a result, packet loss is unlikely to occur, and there is no need to wait until a route is free. This makes it possible to transfer optical signal packets at high speed with high reliability.
[0090]
Further, since the route selecting means 56 uses the optical signal held by the optical buffer 20 as ack, it is not necessary to use an electric wiring. Thus, only the optical wiring can be used, and the cost can be reduced.
[0091]
The present invention is not limited to this, and may be as follows.
(1) In the devices shown in FIGS. 2 and 6, the route information stored in the routing table 51 has a configuration in which the importance of the service class is two, but of course any number may be used. If there are three or more, the route selecting means 52 and 56 repeat steps S10 to S15 shown in FIG. 3 when the transfer fails on the route with the second priority. In other words, the routes are sequentially read from the routing table 51, the optical switch 30 is switched, and the packet of the optical signal held by the optical buffer 20 is output to the optical switch 30.
[0092]
(2) In the apparatus shown in FIG. 2, the transmission / reception unit 55 transmits / receives ack / nack to / from another device electrically connected. However, the network management device (e.g. External device). Then, the network management device obtains route information based on the nack and ack from each of the optical routers R1 to R6, and transmits the route information to the transmission / reception unit 55 of each of the optical routers R1 to R6. The route information may be changed.
[0093]
(3) In the apparatus shown in FIG. 6, the changing unit 54 changes the route information of the routing table 51 according to the selected route or the like as a result of the transfer from the route selecting unit 52. The change unit 54 may change the route information in the routing table 51 based on an optical signal from the management device. That is, when the destination address of the packet of the optical signal from the network management device is addressed to the own device, the route selection unit 52 outputs the route information included in the packet to the change unit 54, and the change unit 54 May be changed.
[0094]
(4) In the apparatuses shown in FIGS. 2 and 6, the number of pieces of route information in the routing table 51 depends on the service class, but may be a predetermined number without depending on the service class.
[0095]
(5) In the apparatus shown in FIGS. 2 and 6, a configuration is shown in which the change unit 54 changes the route information of the routing table 51 with reference to the routing table 51 every time an optical signal packet is transferred. The change information 54 may not be provided, and the route information of the routing table 51 may be changed at the time of maintenance of the apparatus.
[0096]
(6) In the apparatus shown in FIGS. 2 and 6, the route selecting means 56, upon receiving an ack from the transfer destination device, determines that the transfer has succeeded and transmits the ack to the transfer source. The route selection means 57 may be configured to immediately transmit an ack to the transfer source when the optical signal is transferred to the route selected first.
[0097]
(7) In the apparatus shown in FIGS. 2 and 6, the configuration in which the optical signal is branched by the variable branching means 22 of the optical buffer 20 has been described. However, the optical power is reduced by branching the optical signal. An optical amplifier may be provided to amplify the reduced optical power of the optical signal.
[0098]
(8) In the apparatus shown in FIGS. 2 and 6, an encryption means for encrypting a packet of an optical signal may be provided between the optical switch 30 and the output ports OUT1 to OUT4. Thereby, the reliability of the content of the packet of the optical signal can be improved.
[0099]
(9) In the devices shown in FIGS. 2 and 6, the number of input ports IN1 to IN4 and the number of output ports OUT1 to OUT4 are four, but any desired number may be provided.
[0100]
(10) Although the present device has been described using nodes as an example, the present device may of course be used for path control between boards and chips connected by optical interconnection.
[0101]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
The path setting unit selects a path from the path information as a transfer destination based on the destination address included in the packet, and branches and transfers the optical signal held in the optical buffer. If the transfer fails, the next path is selected, and the optical signal held by the optical buffer is branched again and transmitted, so that not only the packet of the same optical signal is transmitted to the fixed path but also to a different path. Can be sent to As a result, packet loss is unlikely to occur, and there is no need to wait until a route is free. This makes it possible to transfer optical signal packets at high speed with high reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an embodiment showing a network connection using the apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing an optical buffer 20 in the device shown in FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the device shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a filtering function for obtaining a priority when the number of trials is small.
FIG. 6 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration example showing a connection example of a conventional network.
FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of a conventional router.
[Explanation of symbols]
20 Optical buffer
21 Optical Loop
22 Variable branching means
23 Driver
30 Optical switch
50 Route setting unit
51 Routing Table
52, 56 Route selection means
53 Optical Switch Driver
54 Changing means
55 Transmission / reception means
57 timer

Claims

An optical path control device that is arranged on a path of a network that is communicated by an optical signal packet and that transfers the optical signal packet to a desired path using an optical switch;
An optical holding unit that is provided before the optical switch, splits the optical power of the optical signal, outputs one optical signal to the optical switch, and holds the other optical signal,
A path setting unit that switches connection of the optical switch based on a transmission destination address of the packet of the optical signal and instructs the optical holding unit to branch the optical signal. Then, the connection of the optical switch is switched, and the packet of the optical signal held by the light holding unit is output to another path.

The light holding means is
An optical loop for holding an optical signal;
Variable branching means for branching the optical power of the optical signal into the optical loop and the optical switch at a desired branching ratio;
2. The optical path control device according to claim 1, further comprising a driver that controls a branching ratio of the variable branching unit in accordance with an instruction from the path setting unit.

3. The optical path control device according to claim 2, wherein the light holding unit has an optical amplifier that amplifies the optical power reduced by the variable branching unit.

The route setting unit
A routing table having at least one piece of routing information corresponding to the destination address;
Path selecting means for selecting a path based on the path information of the routing table and the destination address of the packet of the optical signal, and instructing branching of the optical signal held by the optical holding means;
The optical path control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: an optical switch driver that switches connection of the optical switch based on a selection result of the path selection unit.

5. The optical path control device according to claim 4, wherein the routing table has a number of pieces of path information corresponding to a service class of the packet.

The route information of the routing table has a priority,
6. The optical path control device according to claim 4, wherein the path selection unit selects a transfer destination path from a path having a higher priority.

The optical path control device according to any one of claims 4 to 6, wherein the route selection unit determines success or failure of the transfer by receiving at least a reception notification indicating a delivery confirmation from the transfer destination.

8. The route setting unit according to claim 4, further comprising a changing unit configured to change a priority of the route information in the routing table based on a reception notification indicating at least a delivery confirmation from the transfer destination. An optical path control device according to claim 1.

The optical path control device according to any one of claims 4 to 8, wherein the path setting unit includes transmission / reception means for transmitting and receiving a reception notification indicating delivery confirmation and a reception notification indicating delivery abnormality by an electric signal.

The route setting unit is electrically connected to an external device, and further includes a change unit configured to change a priority of the route information in the routing table according to the route information from the external device. 3. The optical path control device according to claim 1.

8. The optical device according to claim 4, wherein the route setting unit includes a changing unit that changes a priority of the route information in the routing table based on the route information included in the packet of the optical signal. Routing device.

The route selection means has a timer, as a reception notification indicating the delivery confirmation, causes the packet of the optical signal held in the optical buffer to be output to the transfer source, and receives a reception notification indicating the delivery confirmation from the transfer destination within a desired time. 8. The optical path control device according to claim 4, wherein it is determined that the transfer is successful.

13. The optical path control device according to claim 1, further comprising encryption means for encrypting a packet of the optical signal output from the optical switch.

14. The optical path control device according to any one of 1 to 13, wherein the networks are connected by optical interconnection.