JP2004140831A - バースト通信のための多重リング状光ネットワーク - Google Patents

Abstract

【課題】バースト特性を有する大容量データ伝送に適し、帯域幅の効率性を改善したリング状光ネットワーク及びこのためのノードを提供する。
【解決手段】２つの光ファイバリンクで相互連結された光アド／ドロップルータを有する多数の単一リング状光ネットワーク間の通信を支援するコア光ルータは、受信した光信号を逆多重化して異波長の各チャネルに出力する波長分割逆多重化部１１０と、分岐部１３０と、スイッチング部１２０と、同一目的地に向かうチャネルを時間順に整列させる衝突調整部１４０と、チャネルを目的地別にまとめて多重化する波長分割多重化部１５０と、スイッチング部及び衝突調整部に制御信号を出力する制御部１６０と、を含み、この多重リング状光ネットワーク上で伝送されるフレームは、多数のパケットデータから構成されたバーストデータ及びバーストデータの目的地を示すヘッダデータを含むことを特徴とする。
【選択図】　図５

Description

　本発明は、光ネットワークに関し、特に、波長分割多重方式のリング状光ネットワークに関する。

　現在、データトラヒック(data traffic)の急激な増加及びこれを処理するための全光ネットワーク(All Optical Network)の構成が必須的であると認識されている。この結果、光ネットワークを構成するための多様な解決策が提示されている。さらに、多様な光伝送システム及び光ルーティング装置の開発のために多くの努力が進行中であり、様々な製品が市場に出ている。波長分割多重化器(Wavelength Division Multiplexer： ＷＤＭ)に基づいたリング状光ネットワーク(optical ring network)は、ネットワーク構成の容易さ、ネットワークのスイッチング復旧、初期費用の低減などによって注目を集めているネットワークトポロジー(network topology)である。このようなリング状光ネットワークは、世界の多くの国において採択されている。既存の光ネットワークの構成は、このような波長分割多重化器に基づいた単一リング状光ネットワーク(single-ring network)を基盤にし、これを互いに連結するインターリングコネクションのために、光スイッチ(Optical Cross-Connect: ＯＸＣ)が採択される形態に発展されると予想されている。このように、多数のコアノードを有するそれぞれの単一リング状光ネットワークを連結してなるリング状光ネットワークを多重リング状光ネットワークと称する。しかしながら、このようなネットワークの構成がチャネル単位でルーティングを行い、このようなチャネルを予め設定することに起因して、データトラヒックバースト(burst)の特性を受容するための柔軟性(flexibility)に重大な短所を有するようになり、ネットワークにおける帯域幅の全体的な効率性が大幅に低下するということが指摘されている。

　このような短所を克服するために、光パケットスイッチング(Optical Packet Switching： ＯＰＳ)及び光バーストスイッチング(Optical Burst Switching： ＯＢＳ)技術に基づいた光ルータの研究が進行されている。しかしながら、このような光ルータも、光バッファ(optical buffer)、高速光スイッチ(high speed optical switch)などの光素子(optical component)の問題解決が優先してあり、この光素子の問題の解決のために、光ファイバを利用したバーストディレイライン(burst delay line)、波長変換器(wavelength converter)などを利用した解決策が模索されている。しかしながら、未だ満足すべき回答がなく、経済的観点からも問題がある。従って、向上した多重リング状光ネットワークのために技術が要求されている。

　本発明の目的は、バースト特性を有する大容量データ伝送に適し、技術的、経済的にみて実現性に優れた多重リング状光ネットワークを提供することにある。

　本発明の他の目的は、ネットワークにおける帯域幅の効率性を改善し、より実用的なリング状光ネットワーク、及びこのためのノードを提供することにある。

　このような問題点を解決するために、本発明によるバーストデータ通信のための多重リング状光ネットワークは、少なくとも２つの光ファイバリンクを通して互いに連結された多数の光アド／ドロップルータを有する多数の単一リング状光ネットワークと、単一リング状光ネットワーク間の通信を支援するコア光ルータと、を含み、そのコア光ルータは、単一リング状光ネットワークのうち少なくとも１つから受信した少なくとも１つの光信号を逆多重化して異なる波長を有する多数のチャネルに出力する波長分割逆多重化部と、各チャネルを一部分岐して出力する分岐部と、第１制御信号によってチャネルのうち少なくとも１つをその目的地と連結された経路にスイッチングするスイッチング部と、第２制御信号によって、スイッチング部で出力されて同一の目的地に向かうチャネルを時間順に整列させる衝突調整部と、衝突調整部を経たチャネルを目的地別にまとめて多重化光信号として出力する波長分割多重化部と、分岐部から入力された各分岐されたチャネルの目的地を認識し、各チャネルが自分の目的地に進行することを可能にするために、スイッチング部及び衝突調整部に第１及び第２制御信号を出力する制御部と、を含み、この多重リング状光ネットワーク上で伝送されるフレームは、多数のパケットデータから構成されたバーストデータ、及びバーストデータの目的地を示すヘッダデータを含むことを特徴とする。

　その光アド／ドロップルータは、受信された光信号を波長によって多数のチャネルに逆多重化し、該各チャネルの一部を分岐し、該各分岐されたチャネルに変調されたフレームの目的地を認識し、自分を目的地にするチャネルはドロップし、他のノードを目的地にするチャネル及びアドされたチャネルを多重化して出力する構成とすることができる。また、光アド／ドロップルータと一対一で連結され、多数のサービス装置から入力された同一の目的地を有するパケットデータを一定長さで縛ってバーストデータを生成し、該バーストデータ及び該バーストデータの目的地を示すヘッダデータからフレームを生成し、このフレームによって変調されたチャネルを光アド／ドロップルータにアドする多数の入射ノードをさらに含むことができる。さらに、光アド／ドロップルータと一対一で連結され、該各光アド／ドロップルータからドロップされたチャネルのフレームを復調し、該フレームのバーストデータをパケットデータに分解し、該パケットデータのＩＰアドレスによって、物理的に連結された対応するサービス装置に当該パケットデータを出力する多数の出射ノードをさらに含むことができる。サービス装置は、ＩＰルータ、イーサネット(登録商標)スイッチ又はソネット装備のうち少なくとも１つとすることが可能である。

　本発明の光アド／ドロップルータは、受信された少なくとも１つの光信号を波長によって多数のチャネルに逆多重化する逆多重化部と、第３制御信号によって多数のチャネルから選択されたチャネルをドロップするアド／ドロップ部と、このアド／ドロップ部を通過して入力された多数のチャネルを多重化して出力する多重化部と、逆多重化部とアド／ドロップ部との間に配置され、各チャネルの一部を分岐する分岐部と、その各分岐されたチャネルから各チャネルに変調されたフレームの目的地を認識し、選択されたチャネルをドロップするためにアド／ドロップ部に第３制御信号を出力する制御部と、を含む構成とすることが可能である。

　当該多重リング状光ネットワークは、各光アド／ドロップルータに付属された入射ノードをさらに含み、その入射ノードは、多数のサービス装置と物理的に連結されており、サービス装置から入力されたパケットデータの目的地を認識するインターフェース部と、目的地によって分類された多数のバッファを備え、該各バッファに貯蔵されたパケットデータを一定長さで縛ってバーストデータを生成するバーストアセンブラと、インターフェース部から入力されたパケットデータを目的地によってバーストアセンブラの対応するバッファに出力する第１電気スイッチと、入力されたバーストデータ及び目的地を示すヘッダデータからフレームを生成するヘッダ取り付け部と、制御部の制御信号によってバーストアセンブラの対応するバッファに貯蔵されたバーストデータをヘッダ取り付け部に出力する第２電気スイッチと、ヘッダ取り付け部から入力されたフレームによって変調されたチャネルを光アド／ドロップルータのアド／ドロップ部に出力する光送信部と、を含むことができる。この入射ノードは、目的地及びサービス品質によるバーストアセンブラのバッファ順序を貯蔵するためのルックアップテーブルをさらに含むことができる。

　当該多重リング状光ネットワークは、各光アド／ドロップルータに付属された出射ノードをさらに含み、その出射ノードは、光アド／ドロップルータのアド／ドロップ部から入力されたチャネルのフレームを復調して出力する光受信部と、該各フレームからヘッダデータを除去し、バーストデータをパケットデータに分解するバーストディスアセンブラと、このバーストディスアセンブラから入力されたパケットデータのＩＰアドレスを認識するＩＰパケットフォーワーディング部と、多数のサービス装置と物理的に連結された多数のインターフェ−スカードと、ＩＰパケットフォーワーディング部から入力されたパケットデータをＩＰアドレスによって対応するインターフェ−スカードに出力する電気スイッチと、を含むことができる。この出射ノードは、各ＩＰアドレスによる対応するインターフェ−スカードの順序を貯蔵するためのルックアップテーブルをさらに含むことができる。

　本発明の分岐部は、各チャネルのパワーレベルの約１０％を分岐する構成とすることができ、少なくとも２つの光ファイバリンクは、ワーキング光ファイバリンク及びプロテクション光ファイバリンクからなるものとすることができる。また、チャネルの数は、３２以下、６４以下、１２８以下とすることが可能である。

　本発明による多重リング状光ネットワークは、バーストデータ及びヘッダデータから構成されたフレームを基盤にした通信を遂行することによって、バースト特性を有する大容量データ伝送に適しているという利点がある。

　また、本発明による多重リング状光ネットワークは、チャネルアド／ドロップ過程の遂行において、タブカプラ、光スイッチなどを利用したフレキシブル構造を提示することによって、技術的、経済的に実現性に優れているという利点がある。

　さらに、本発明による多重リング状光ネットワークは、エッジ光ルータの電気的バッファを利用することによって、ネットワークの有する帯域幅の効率性を改善し、実用性に優れるという利点がある。

　以下、本発明の好適な実施形態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明確にする目的で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。

　図１は、本発明の好適な実施形態によるバーストデータ通信のための多重リング状光ネットワークの構成を示す図である。この多重リング状光ネットワークは、第１ないし第４単一リング状光ネットワーク２０１〜２０４、及び単一リング状光ネットワーク間の通信を支援するコア光ルータ１００を含む。多重リング状光ネットワークにおいては、ｎ個の異なる波長を有するチャネルの使用が可能で、ここで、ｎは、自然数である。例えば、異なる波長の第１ないし第ｐチャネル(λ１〜λｐ)は、インターリング通信(inter ring communication)のために使用され、異なる波長の第(ｐ＋１)ないし第ｎチャネル(λ(ｐ＋１)〜λｎ)は、イントラリング通信(intra ring communication)のために使用される。このようなチャネル割り当ては、固定されたものではない。すなわち、インターリング通信及びイントラリング通信のためのチャネル割り当ては、単一リング状光ネットワークまたは多重リング状光ネットワークにおいて要求される帯域(bandwidth)及びトラヒック(traffic)のレベルによって決定されるべきである。現在のネットワーキング構成技術としては、３２個のＷＤＭチャネルを有するのが一般的である。しかしながら、光伝送技術が発展するにつれて、近いうちに、６４または１２８個のチャネルを有する技術が一般化されると予想される。

　各単一リング状光ネットワーク２０１〜２０４は、ワーキング(working)及びプロテクション(protection)光ファイバリンク（又は順方向及び逆方向光ファイバリンク）２１０，２２０で連結された多数の光アド／ドロップルータ(optical add/drop router: ＯＡＤＲ)３００、及び多数の光アド／ドロップルータ３００と一対一で連結された多数のエッジ光ルータ(edge optical router)４００を含む。隣接した光アド／ドロップルータ３００間には、多数のチャネルから構成された波長分割多重化光信号が伝送され、光アド／ドロップルータ３００とエッジ光ルータ４００との間には、独立したチャネルが伝送される。リング状光ネットワーク２０１〜２０４は、多数のサービス装置から収集されたパケットデータを目的地によって分類し、これを一定長さで縛って伝送するバーストデータ単位の通信を遂行する。つまり、各チャネルに載せて伝送されるフレーム(frame)は、同一の目的地及びサービス品質を有するパケットデータからなるバーストデータ、及び当該フレームの目的地を示すヘッダデータを含む。各光アド／ドロップルータ３００は、受信チャネルの変調されたフレームを通してヘッダデータを認識し、これに基づいて、スイッチングを遂行する。つまり、各光アド／ドロップルータ３００は、受信されたヘッダデータが示す目的地が自分を示すと、当該フレームをドロップさせ、他の光アド／ドロップルータ３００を示すと、当該フレームをそのまま通過させて、次の光アド／ドロップルータ３００に伝送するようにする。

　このようなヘッダデータの伝送は、一般的に１つの光ャネルを割り当てて(一般的に、監視チャネル(supervisory channel)と称する)ヘッダデータのみを送る方法、及びそれぞれの光チャネルを利用してバーストデータにヘッダデータを添付する方法を両方とも利用することができる。しかしながら、ヘッダデータのみのための監視チャネル(supervisory channel)を備える場合は、ＷＤＭの光チャネルが非常に多くてヘッダデータ同士のブロッキング(blocking)が発生する確率が高い。このような可能性を避けるためには、監視チャネルの伝送率(bit rate)を高めれば、各チャネル当たりのヘッダの伝送量が少なくなるので、１つのタイムスロット(time slot)のヘッダフレームに３２個、６４個またはそれ以上のＷＤＭチャネルに対する全ての制御情報及びヘッダ情報を乗せることができる。

　図２は、図１に示した光アド／ドロップルータの構成を示す図であり、図３は、図２に示した入射ノードの構成を示す図であり、図４は、図２に示した出射ノードの構成を示す図である。

　図２を参照すると、光アド／ドロップルータ３００を構成する素子は、重複配置された、ワーキング光ファイバリンク２１０側の素子３１０と、プロテクション光ファイバリンク２２０側の素子３８０とに区分される。正常状態においてもワーキング及びプロテクション光ファイバリンク２１０，２２０を両方とも利用するが、プロテクション光ファイバリンク２２０は、リンク切断状況において大きな役割を担当するようになる。以下、理解の便宜のために、ワーキング光ファイバリンク２１０側の素子のみを説明する。

　光アド／ドロップルータ３００は、逆多重化部３２０、アド／ドロップ部３３０、多重化部３４０、分岐部３５０、光受信部３６０、及び制御部３７０を含む。

　逆多重化部(demultiplexer)３２０は、他の隣接した光アド／ドロップルータ３００から入力された光信号をチャネル別(または、波長別)に逆多重化して出力する。

　アド／ドロップ部３３０は、ｎの光スイッチ(ＳＷ)３３５を含み、ｎ個の光スイッチ３３５は、逆多重化部３２０の出力端と一対一で対応される。各光スイッチ３３５は、制御部３７０の制御信号によってスイッチング動作を遂行し、逆多重化部３２０から入力されたチャネルをエッジ光ルータ４００を構成する出射ノード(egress node)５１０側にドロップさせるか、多重化部３４０側に通過させる機能を遂行する。さらに、光スイッチ３３５は、エッジ光ルータ４００を構成する入射ノード(ingress node)４１０から入力されたチャネルをアド(add)させて多重化部３４０側に出力する機能を遂行する。

　多重化部３４０は、アド／ドロップ部３３０から入力された多数のチャネルを多重化して出力する。

　分岐部３５０は、ｎ個のタブカプラ(tab coupler)３５５を含み、ｎ個のブカプラ３５５は、逆多重化部３２０のｎ個の出力端と一対一で対応される。分岐部３５０は、逆多重化部３２０とアド／ドロップ部３３０との間に配置され、各チャネルの一部を分岐する機能を遂行する。例えば、タブカプラ３５５に入力されたチャネルにおいて、全体パワーの１０％に対応する光は、光受信部３６０に出力し、残りの９０％に対応する光は、光スイッチ３３５に出力する。

　光受信部３６０は、ｎ個の光受信器を含み、ｎ個の光受信器は、ｎ個のダブカプラ３３５と一対一で対応される。光受信部３６０は、分岐されたチャネルを光電変換して出力する。光受信器としては、フォトダイオードを使用することができる。

　制御部３７０は、光電変換されたチャネルからフレームを復調し、各フレームのヘッダデータを抽出することによって対応する目的地を認識する。さらに、制御部３７０は、その目的地が自分を示すフレームを検出し、該検出されたフレームを選択的にドロップさせるための制御信号をアド／ドロップ部３３０に出力する。つまり、検出されたフレームが変調されているチャネルが入力される光スイッチ３３５に制御信号を出力し、該当の光スイッチ３３５は、スイッチング過程を遂行することによって、対応するチャネルを出射ノード５１０側にドロップする。さらに、制御部３７０は、入射ノード４１０において生成されたフレームの目的地、サービス品質などを認識することによって、当該フレームによって変調されるチャネル及びチャネル送信時点を決定する。

　エッジ光ルータ４００は、入射ノード４１０及び出射ノード５１０を含む。

　図３を参照すると、入射ノード４１０は、インターフェース部４２０、ルックアップテーブル(look-up table)４３０、第１電気スイッチ４４０、バーストアセンブラ(burst assembler)４５０、第２電気スイッチ４６０、ヘッダ取り付け部４７０、及び光送信部４８０を含む。

　インターフェース部４２０は、ｍ個のインターフェ−スカード(interface card)４２５を含み、各インターフェ−スカード４２５は、それぞれサービス装置と物理的に連結されており、そのサービス装置としては、ＩＰルータ、イーサネット(登録商標)スイッチ、ソネット装備などが可能である。この時、ｍは、サービス装置の個数を示す。インターフェース部４２０は、多様なサービスフォーマットに対するインターフェ−スを提供するために備わり、同時多発的に受信されるパケットデータの制御信号(例えば、ＩＰデータのヘッダパケット)を抽出するなどの方式で目的地、サービス品質などを認識する。

　ルックアップテーブル４３０は、目的地及びサービス品質によるバーストアセンブラ４５０のバッファ４５５の番号が貯蔵されている。

　第１電気スイッチ４４０は、インターフェース部４２０において認識された目的地及びサービス品質、ルックアップテーブル４３０を参照して各インターフェ−スカード４２５から入力されたデータを、バーストアセンブラ４５０の対応するバッファ４５５に出力する。

　バーストアセンブラ４５０は、ｎ個のバッファ４５５を含み、バッファ４５５は、目的地ノード及びサービス品質によって細かく分類されている。バーストアセンブラ４５０は、各バッファ４５５に貯蔵されたパケットデータを一定長さで縛って（束ねて）バーストデータを生成する。

　ヘッダ取り付け部４７０は、ｎ個のヘッダ取り付け器４７５を含み、バッファ４５５とヘッダ取り付け器４７５は一対一で対応される。第２電気スイッチ４６０を通して入力されたバーストデータの前端に目的地を示すヘッダデータを付けることによってフレームを完成する。

　第２電気スイッチ４６０は、制御部３７０の制御信号によってバーストアセンブラ４５０のバッファ４５５に分類された各バーストデータを、それぞれ対応するヘッダ取り付け器４７５に出力する。つまり、第２電気スイッチは、バッファ４５５に分類されたバーストデータを光アド／ドロップルータ３００に伝送するために、各バーストデータを、選択されたチャネルによって対応するヘッダ取り付け器４７５に出力する機能を遂行する。

　光送信部４８０は、異なる波長のチャネルを出力するｎ個の光送信器４８５を含み、光送信器４８５は、ヘッダ取り付け器４７５と一対一で対応される。光送信器４８５は、対応するヘッダ取り付け器４７５から入力されたフレームによって変調されたチャネルを出力する。光送信器４８５としては、レーザーダイオード、発光ダイオードなどを使用することができる。

　図４を参照すると、出射ノード５１０は、光受信部５２０、バーストディスアセンブラ(burst disassembler)５３０、ルックアップテーブル５５０、ＩＰパケットフォーワーディング部５４０、電気スイッチ５６０、及びインターフェース部５７０を含む。

　光受信部５２０は、異なる波長のチャネルを受信するｎ個の光受信器５２５を含み、光受信器５２５は、対応する光アド／ドロップルータ３００の光スイッチ３３５と一対一で対応される。光受信器５２５は、入力されたチャネルを光電変換して出力する。光受信器５２５としては、フォトダイオードを使用することができる。

　バーストディスアセンブラ５３０は、各光受信器５２５から入力されたフレームからヘッダデータを除去し、バーストデータをパケットデータに分解する。

　ＩＰパケットフォーワーディング部５４０は、ｎ個のＩＰパケットフォーワーダ(IP packet forwarder)５４５を含み、バーストディスアセンブラ５３０から入力されたパケットデータの最終目的地、つまり、パケットデータのＩＰアドレスを認識する。

　ルックアップテーブル５５０は、各ＩＰアドレスによるインターフェース部５７０の対応するインターフェ−スカード５７５の番号を貯蔵している。

　電気スイッチ５６０は、ＩＰパケットフォーワーディング部５４０から認識されたＩＰアドレス、ルックアップテーブル５５０を参照して、各ＩＰパケットフォーワーダ５４５から入力されたパケットデータをインターフェース部５７０の対応するインターフェ−スカード５７５に出力する。

　インターフェース部５７０は、ｍ個のインターフェ−スカード５７５を含み、各インターフェ−スカード５７５は、それぞれサービス装置と物理的に連結されており、そのサービス装置は、ＩＰルータ、イーサネット(登録商標)スイッチ、ソネット装備などが可能である。インターフェース部５７０は、多様なサービスフォーマットに対するインターフェ−スを提供するために備わる。

　図５は、図１に示したコア光ルータの構成を示す図である。コア光ルータは、逆多重化部１１０、分岐部１３０、スイッチング部１２０、衝突調整部(contention resolution block)１４０、多重化部１５０、及び制御部１６０を含む。

　逆多重化部１１０は、各リング状光ネットワーク２０１〜２０４から受信された多波長の光信号を逆多重化して異なる波長の第１ないし第ｐチャネルλ１〜λｐに出力する機能を遂行し、第１ないし第４リング状光ネットワーク２０１〜２０４と一対一で連結された第１ないし第４逆多重化器１１１〜１１４から構成される。各逆多重化器１１１〜１１４と連結されたリング状光ネットワーク２０１〜２０４から入力された光信号を逆多重化することによって、異なる波長を有する第１ないし第ｐチャネルλ１〜λｐを出力する。逆多重化器１１１〜１１４としては、１×４アレイ導波路回折格子を使用することができる。

　分岐部１３０は、各チャネルを一部分岐して出力する機能を遂行し、第１ないし第４カプラ１３１〜１３４を含む。第１ないし第４カプラ１３１〜１３４は、第１ないし第４逆多重化器１１１〜１１４と一対一で連結され、各カプラ１３１〜１３４は、対応する逆多重化器１１１〜１１４から入力された各チャネルを一部分岐して制御部１６０に出力する。

　スイッチング部１２０は、制御信号によって各チャネルをその目的地と連結された経路にスイッチングする機能を遂行し、例えば、入力されたチャネルの目的地が第２リング状光ネットワーク２０２である場合、第２リング状光ネットワーク２０２と連結された経路に出力されるようにスイッチングする。

　衝突調整部１４０は、スイッチング部１２０から出力されて同一の目的地に向かうチャネルを時間順で整列させる機能を遂行する。つまり、衝突調整部１４０は、同一の目的地に向かうチャネルの衝突を防止するために、出力順序を再配列する機能を遂行する。

　多重化部１５０は、衝突調整部１４０を経たチャネルを目的地別に収集した後、多重化された光信号として出力する機能を遂行し、第１ないし第４多重化器１５１〜１５４を含む。第１ないし第４多重化器１５１〜１５４は、第１ないし第４リング状光ネットワーク２０１〜２０４と一対一で連結される。

　制御部１６０は、各分岐されたチャネルからその目的地を把握し、各チャネルが自分の目的地に進行することができるように制御信号を出力する。つまり、制御部１６０は、分岐されたチャネルからフレームを復調し、該フレームのヘッダデータを抽出した後、アドレス情報及びサービス品質(Quality of Service: ＱＯＳ)情報を読み出してスイッチング部及び衝突調整部を制御する。

　図６は、図１に示した第１リング状光ネットワーク２０１に属する光アド／ドロップルータ３００Ａのチャネルアド／ドロップ過程を説明するための概略図であり、図７は、光アド／ドロップルータ３００Ａに関連したタイムスロットを示す図である。理解の便宜のために、光アド／ドロップルータ３００Ａ及びエッジ光ルータ４００Ａ’の構成素子のうち関連した素子のみを示し、チャネルに変調された多数のフレームが直接図示されている。フレームに表示されているアルファベットは、目的地として決定された光アド／ドロップルータ３００を示し、例えば、フレームＡは、光アド／ドロップルータ３００Ａを目的地とするフレームである。フレームに表示された数字は、目的地として決定されたリング状光ネットワーク２００を示し、例えば、フレーム１は、第１リング状光ネットワーク２０１を目的地とするフレームである。さらに、リング状光ネットワークにおいては、ｎ個の異なる波長のチャネルが使用され、そのうち、インターリング通信のために異なる波長の第１ないし第ｐチャネルλ１〜λｐが使用され、イントラリング通信のために異なる波長に第(ｐ＋１)ないし第ｎチャネルが使用されると仮定する。

　光アド／ドロップルータ３００Ａの制御部３７０は、対応するフレームが行くべき目的地、サービス品質、ルーティングプロトコル(routing protocol)などを参照して、アド時間及びチャネルを決定する。制御部３７０は、アドされるフレームがアップリンクされる特定時間に空いているチャネルを選択して空いているタイムスロットに当該フレームをアドする。このようにアドされたチャネルは、異なるチャネルと多重化されて伝送される。この時、制御部３７０は、フレームの目的地を認識して、その目的地が自分の属するリング状光ネットワーク２０１にあるか、それとも、隣接したリング状光ネットワーク２０２〜２０４にあるかを考慮すべきである。

　まず、光アド／ドロップルータ３００Ａの第ｎチャネルλｎのドロップ過程を説明した後、光アド／ドロップルータ３００Ａの第１チャネルλ１のアド過程を説明する。

　図６を参照すると、制御部３７０は、タブカプラ３５５によって分岐された第ｎチャネルλｎの一部を通して対応するフレームの目的地を認識し、その目的地が自分を示すフレームを検出する。さらに、検出されたフレームを選択的にドロップさせるための制御信号を第ｎ光スイッチ３３５であるＳＷｎに出力する。ＳＷｎにフレームＢ、フレームＡ、フレームＤが順次に入力され、制御部３７０は、フレームＡが自分を目的地とすることを認識し、ＳＷｎに制御信号を出力する。ＳＷｎは、スイッチング動作を遂行し、第ｎチャネルλｎは、エッジノード４００Ａ’の出射ノード５１０に入力される。

　このドロップ過程を図７を参照して時間順に説明すると、次のようである。

　Ｔｎ−１時点では、フレームＢが入力され、フレームＢは、光アド／ドロップルータ３００Ｂを目的地とするので、ＳＷｎをそのまま通過する。

　Ｔｎ時点では、フレームＡが入力されているので、制御部３７０は、ＳＷｎに制御信号を出力し、ＳＷｎがスイッチング動作を遂行することによって、フレームＡはエッジノード４００Ａ’の出射ノード５１０に出力される。

　Ｔｎ＋１時点では、フレームＤが入力され、制御部３７０は、ＳＷｎに制御信号を出力する。ＳＷｎがスイッチング動作を遂行することによって、フレームＤは多重化器３４０に出力される。つまり、フレームＤは、光アド／ドロップルータ３００Ｄを目的地とするので、ＳＷｎをそのまま通過する。

　次に、光アド／ドロップルータ３００Ａの第１チャネルλ１のアド過程を説明する。

　制御部３７０は、入射ノード４１０において生成されたフレーム３が伝送されるチャネル及び時点を決定する。フレーム３を構成するバーストデータは、バーストアセンブラ４５０のバッファ４５５に貯蔵され、入射ノード４１０の第２電気スイッチ４６０は、制御部３７０から制御信号が入力されるまで、バーストデータの貯蔵を維持させる。制御部３７０は、分岐部３５０を利用してネットワーク内の全てのチャネル状態を認識しており、バーストアセンブラ４５０内に貯蔵された全てのバーストデータのサービス品質、通信プロトコルなどを考慮して順次に伝送するバーストデータを決定し、全てのチャネルを対象にして空きのタイムスロットを検索する。以降、最適のチャネル(ここでは、第１チャネル)及び空きのタイムスロットが選択されると、入射ノード４１０の第２電気スイッチ４６０に制御信号を出力し、待機中のバーストデータ及びヘッダデータを縛ってフレーム３を生成し、フレーム３によって変調された第１チャネルλ１を第１光スイッチ３３５ＳＷ１に出力する。以降、第１チャネルλ１は、ＳＷ１を通過して多重化器３４０に入力される。

　この第１チャネルλ１のアド過程を図７を参照して説明すると、次のようである。

　制御部３７０は、Ｔｎ時点に至るまで伝送するバーストデータを待機状態に維持し、Ｔｎ時点に至ると、第２電気スイッチ４６０に制御信号を出力する。第２電気スイッチ４６０は、バーストデータが貯蔵されたバッファ４５５と対応するヘッダ取り付け器４７５を連結し、ヘッダ取り付け器４７５は、バーストデータと対応するヘッダデータを縛ってフレーム３を生成する。以降、対応する光送信器３８５がフレーム３によって変調された第１チャネルλ１をＳＷ１に出力する。以降、第１チャネルλ１は、ＳＷ１を通過して多重化器３４０に出力される。

　以上、本発明につき具体例を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲はこれに限られるべきではなく、本発明の範囲内で様々な変形が可能であるということは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである

本発明の好適な実施形態によるバーストデータ通信のための多重リング状光ネットワークの構成を示す図。 図１に示した光アド／ドロップルータの構成を示す図。 図２に示した入射ノードの構成を示す図。 図２に示した出射ノードの構成を示す図。 図１に示したコア光ルータの構成を示す図。 図１に示した第１単一リング状光ネットワークに属する光アド／ドロップルータＡのチャネルアド／ドロップ過程を説明するための概略図。 光アド／ドロップルータＡに関連したタイムスロットを示す図。

Claims (16)

1. 　少なくとも２つの光ファイバリンクを通して互いに連結された多数の光アド／ドロップルータを有する多数の単一リング状光ネットワークと、
   　前記単一リング状光ネットワーク間の通信を支援するコア光ルータと、を含み、
   　前記コア光ルータは、
   　前記単一リング状光ネットワークのうち少なくとも１つから受信した少なくとも１つの光信号を逆多重化して異なる波長を有する多数のチャネルに出力する波長分割逆多重化部と、
   　前記各チャネルを一部分岐して出力する分岐部と、
   　第１制御信号によって前記チャネルのうち少なくとも１つをその目的地と連結された経路にスイッチングするスイッチング部と、
   　第２制御信号によって、前記スイッチング部から出力されて同一の目的地に向かうチャネルを時間順に整列させる衝突調整部と、
   　前記衝突調整部を経たチャネルを目的地別にまとめて多重化光信号として出力する波長分割多重化部と、
   　前記分岐部から入力される各分岐されたチャネルの目的地を認識し、該各チャネルが自分の目的地に進行することを可能にするために、前記スイッチング部及び前記衝突調整部に前記第１及び第２制御信号を出力する制御部と、を備え、
   　当該多重リング状光ネットワーク上で伝送されるフレームは、多数のパケットデータから構成されたバーストデータ、及び該バーストデータの目的地を示すヘッダデータを含むことを特徴とするバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
2. 　光アド／ドロップルータは、受信された光信号を波長によって多数のチャネルに逆多重化し、該各チャネルの一部を分岐し、該各分岐されたチャネルに変調されたフレームの目的地を認識し、自分を目的地にするチャネルはドロップし、他のノードを目的地にするチャネル及びアドされたチャネルを多重化して出力する請求項１記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
3. 　光アド／ドロップルータと一対一で連結され、多数のサービス装置から入力された同一の目的地を有するパケットデータを一定長さで縛ってバーストデータを生成し、該バーストデータ及び該バーストデータの目的地を示すヘッダデータからフレームを生成し、該フレームによって変調されたチャネルを前記光アド／ドロップルータにアドする多数の入射ノードをさらに含む請求項２記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
4. 　サービス装置は、ＩＰルータ、イーサネット(登録商標)スイッチ又はソネット装備のうち少なくとも１つを含む請求項３記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
5. 　光アド／ドロップルータと一対一で連結され、該各光アド／ドロップルータからドロップされたチャネルのフレームを復調し、該フレームのバーストデータをパケットデータに分解し、該パケットデータのＩＰアドレスによって、物理的に連結された対応するサービス装置に当該パケットデータを出力する多数の出射ノードをさらに含む請求項３記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
6. 　光アド／ドロップルータは、
   　受信された少なくとも１つの光信号を波長によって多数のチャネルに逆多重化する逆多重化部と、
   　第３制御信号によって前記多数のチャネルから選択されたチャネルをドロップするアド／ドロップ部と、
   　前記アド／ドロップ部を通過して入力された多数のチャネルを多重化して出力する多重化部と、
   　前記逆多重化部と前記アド／ドロップ部との間に配置され、前記各チャネルの一部を分岐する分岐部と、
   　その各分岐されたチャネルから前記各チャネルに変調されたフレームの目的地を認識し、選択されたチャネルをドロップするために前記アド／ドロップ部に前記第３制御信号を出力する制御部と、を含む請求項１記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
7. 　サービス装置は、ＩＰルータ、イーサネット(登録商標)スイッチ又はソネット装備のうち少なくとも１つを含む請求項５記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
8. 　当該多重リング状光ネットワークは、各光アド／ドロップルータに付属された入射ノードをさらに含み、
   　前記入射ノードは、
   　多数のサービス装置と物理的に連結されており、前記サービス装置から入力されたパケットデータの目的地を認識するインターフェース部と、
   　目的地によって分類された多数のバッファを備え、該各バッファに貯蔵されたパケットデータを一定長さで縛ってバーストデータを生成するバーストアセンブラと、
   　前記インターフェース部から入力されたパケットデータを目的地によって前記バーストアセンブラの対応するバッファに出力する第１電気スイッチと、
   　入力されたバーストデータ及び目的地を示すヘッダデータからフレームを生成するヘッダ取り付け部と、
   　制御部の制御信号によって前記バーストアセンブラの対応するバッファに貯蔵されたバーストデータを前記ヘッダ取り付け部に出力する第２電気スイッチと、
   　前記ヘッダ取り付け部から入力されたフレームによって変調されたチャネルを前記光アド／ドロップルータのアド／ドロップ部に出力する光送信部と、を含む請求項６記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
9. 　入射ノードは、目的地及びサービス品質によるバーストアセンブラのバッファ順序を貯蔵するためのルックアップテーブルをさらに含む請求項８記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
10. 　当該多重リング状光ネットワークは、各光アド／ドロップルータに付属された出射ノードをさらに含み、
    　前記出射ノードは、
    　前記光アド／ドロップルータのアド／ドロップ部から入力されたチャネルのフレームを復調して出力する光受信部と、
    　該各フレームからヘッダデータを除去し、バーストデータをパケットデータに分解するバーストディスアセンブラと、
    　前記バーストディスアセンブラから入力されたパケットデータのＩＰアドレスを認識するＩＰパケットフォーワーディング部と、
    　多数のサービス装置と物理的に連結された多数のインターフェ−スカードと、
    　前記ＩＰパケットフォーワーディング部から入力されたパケットデータをＩＰアドレスによって対応する前記インターフェ−スカードに出力する電気スイッチと、を含む請求項８記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
11. 　出射ノードは、各ＩＰアドレスによる対応するインターフェ−スカードの順序を貯蔵するためのルックアップテーブルをさらに含む請求項１０記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
12. 　分岐部は、各チャネルのパワーレベルの約１０％を分岐する請求項１記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
13. 　少なくとも２つの光ファイバリンクは、ワーキング光ファイバリンク及びプロテクション光ファイバリンクからなる請求項１記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
14. 　チャネルの数は、３２以下である請求項１記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
15. 　チャネルの数は、６４以下である請求項１記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。
16. 　チャネルの数は、１２８以下である請求項１記載のバースト通信のための多重リング状光ネットワーク。

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