JP2004153850A - Communication system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical communication system capable communication having a small delay rate, a small discard rate and a high throughput by using a network which uses a wavelength division multiplexing and a time division multiplexing in combination. <P>SOLUTION: This system has a wavelength multiplexing optical network 1 having a plurality of optical transmission channels of different wavelengths, a plurality of nodes 2 interconnected via this wavelength multiplexing optical network and performing transmission/reception by using the time slots into which each of the transmission channels is divided, and a network controller 3 for centrally controlling the time slot allocation for the plurality of nodes. To ensure common reception idle time slots for all of the plurality of nodes, the network controller moves the assigned time slots when an idle time slot is newly generated or the network controller is capable of another processing. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

本発明は、通信システム、特に波長多重光ネットワークを用いた光通信システムに関する。   The present invention relates to a communication system, and more particularly to an optical communication system using a wavelength division multiplexing optical network.

情報化社会の発展に伴い、より大容量の通信が可能なバックボーンネットワークが求められている。バックボーンネットワークを大容量化する一つの方法として、光通信システムにおいて1本の光ファイバ中に独立にデータ変調された波長の異なる光信号を複数チャネル挿入する波長分割多重がある。波長分割多重を用いてバックボーンネットワークを構成する方法は、従来より幾つか提案されている(例えば非特許文献1)。   With the development of the information society, there is a demand for a backbone network capable of larger-capacity communication. As one method for increasing the capacity of a backbone network, there is wavelength division multiplexing in which a plurality of optical signals of different wavelengths, which have been independently data-modulated, are inserted into one optical fiber in an optical communication system. Several methods of configuring a backbone network using wavelength division multiplexing have been conventionally proposed (for example, Non-Patent Document 1).

これらのうち、下坂らの報告(OCS92−79)では、各波長の光伝送チャネルを複数の短いタイムスロットに分割し、送信データを送信先毎にパケットにまとめて空きタイムスロットに送り出す方法を採用している。すなわち、波長分割多重に時分割多重を併用する方式である。この方式はバックボーンLANのように多数の相手に対する送信要求がほぼ同時に発生する系では、有効である。   Among them, the report by Shimosaka et al. (OCS92-79) adopts a method in which an optical transmission channel of each wavelength is divided into a plurality of short time slots, and transmission data is grouped into packets for each destination and sent to an empty time slot. are doing. In other words, this is a method in which time division multiplexing is used together with wavelength division multiplexing. This method is effective in a system such as a backbone LAN where transmission requests to a large number of partners occur almost simultaneously.

ところで、上述した下坂らの報告は受信波長固定方式であり、送信先の受信波長に送信元の光送信器の送信波長を合わせて送っている。この方式では、送信先の波長に空きタイムスロットがある限りはいくらでもデータを送信できるため、例えばあるノードAが別のノードBの空きタイムスロット全てを使用してしまうと、ノードAとノードBの間にいるノードCがノードBにデータを送りたくとも送れない、という事態が発生する。すなわち、ノードCはノードAがノードBにデータを送信し終わるまで送信動作を待たねばならず、遅延が非常に大きくなるか、あるいは廃棄率が非常に大きくなってしまう。LAN間接続などを行うバックボーンネットワークでは、上述のように多数の送信先に対する送信要求がほぼ同時に発生する。逆に、あるノードに対する送信要求も他の多数のノードからほぼ同時に発生すると言ってよい。従って、一部のノード(上記の場合ノードA)によってトラヒックが制限されてしまう上述のようなネットワーク管理は、バックボーンネットワークに適さない。   Meanwhile, the report by Shimosaka et al. Described above is a fixed reception wavelength system, in which the transmission wavelength of the optical transmitter of the transmission source is matched with the reception wavelength of the transmission destination. In this method, any number of data can be transmitted as long as there is an empty time slot in the wavelength of the transmission destination. For example, if one node A uses all the empty time slots of another node B, the node A A situation arises in which even if the intervening node C wants to send data to the node B, it cannot send it. That is, the node C has to wait for the transmission operation until the node A finishes transmitting data to the node B, resulting in a very large delay or a very high discard rate. In a backbone network for LAN-to-LAN connection, transmission requests to a number of destinations occur almost simultaneously as described above. Conversely, it can be said that a transmission request for a certain node is generated almost simultaneously from many other nodes. Therefore, the above-described network management in which the traffic is restricted by some nodes (the node A in the above case) is not suitable for the backbone network.

また、LANでは全てのノードに同じデータを送る同報機能や、任意の複数のノードに同じデータを送信するマルチキャスト機能(以後、同報とマルチキャストを総称して同報・マルチキャストという)は重要である。上述した下坂らの方式は受信波長固定方式であるため、同報・マルチキャスト機能を実現しようとすると、送信先の全ノードにデータをコピーして送らねばならず効率が悪い。   In a LAN, a broadcast function of transmitting the same data to all nodes and a multicast function of transmitting the same data to a plurality of arbitrary nodes (hereinafter, broadcast and multicast are collectively referred to as broadcast / multicast) are important. is there. Since the method of Shimosaka et al. Described above is a fixed reception wavelength method, in order to realize a broadcast / multicast function, data must be copied and transmitted to all transmission destination nodes, which is inefficient.

さらに、受信波長を可変にしたとしても、1つのノードにデータ受信器が1つのみしかない場合には、同報・マルチキャスト通信における送信タイムスロットのタイミングにおいて、同報・マルチキャストの全ての送信先ノードのデータ受信器がそのデータを受信できる状態、すなわち同報・マルチキャストの送信元以外からのデータを受信していない状態になっていなければならない。言い換えれば、各ノードにデータ送受信器が1つずつの場合、同報・マルチキャスト通信を行うためには、各受信器に共通の空きタイムスロットが無ければならないが、その様な状態をいかに実現するかについての検討は従来なされていない。この問題を解決するには、例えば非特許文献2などに記載されているように、各ノードにそれぞれ複数のデータ送受信器を持たせればよいが、これには大幅なコストアップが余儀なくされ、システムの実現性、コストパフォーマンスという観点から好ましくない。
電子情報通信学会技術研究報告−光通信システムOCS92−77〜82 電子情報通信学会技術研究報告−光通信システムOCS92−84
Further, even if the reception wavelength is variable, if only one data receiver is provided in one node, all the transmission destinations of the broadcast / multicast are transmitted at the timing of the transmission time slot in the broadcast / multicast communication. The node's data receiver must be able to receive the data, that is, not receiving data from sources other than the broadcast / multicast source. In other words, if each node has one data transceiver, each receiver must have a common free time slot in order to perform broadcast / multicast communication, but such a state is realized. No consideration has been given to this. In order to solve this problem, for example, as described in Non-patent Document 2, each node may have a plurality of data transceivers, but this requires a significant increase in cost, and the system Is not preferable from the viewpoint of feasibility and cost performance.
IEICE Technical Report-Optical Communication System OCS92-77-82 IEICE Technical Report-Optical Communication System OCS92-84

上述したように、従来の波長分割多重に時分割多重を併用したネットワークを用いる光通信システムでは、大量のデータ送信を行う一部のノードによってトラヒックが制限されてしまい、他のデータ送信を行いたいノードが送信できないという問題と、同報・マルチキャスト機能を実現しようとしても、全ての送信先ノードに共通の空きタイムスロットがとれず、同報・マルチキャスト通信ができない場合があるという問題があった。   As described above, in a conventional optical communication system using a network in which time division multiplexing is used in combination with wavelength division multiplexing, traffic is limited by some nodes that transmit a large amount of data, and it is desired to perform other data transmissions. There is a problem that a node cannot transmit, and a problem that broadcast / multicast communication cannot be performed because a common free time slot cannot be obtained for all destination nodes even when an attempt is made to realize a broadcast / multicast function.

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、波長分割多重と時分割多重を併用したネットワークを用いて、低遅延・低廃棄率でスループットの大きい通信を可能とし、さらに同報・マルチキャスト機能も容易に実現できる光通信システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and enables communication with high throughput at a low delay and a low discard rate using a network combining wavelength division multiplexing and time division multiplexing. An object of the present invention is to provide an optical communication system capable of easily realizing a broadcast / multicast function.

本発明は、タイムスロットに時分割された複数の波長を使用して複数のノードが通信を行う波長多重ネットワークにおいて、より低廃棄率、高スループットを実現するためのタイムスロット数、タイムスロット分割方法を提供し、さらに、ネットワーク内のデータレートの同期を取るためのクロック分配をクロック分配専用の送受信器を用意すること無く行う方法を提供し、また、ネットワークコントローラにネットワーク運用に関する負荷が集中し過ぎないようにするためのパス/チャネル識別子の割り当て方法を提供するものである。   The present invention relates to a wavelength division multiplexing network in which a plurality of nodes communicate using a plurality of wavelengths time-divided into time slots, the number of time slots for realizing a lower discard rate and a higher throughput, and a time slot dividing method. And a method for distributing clocks for synchronizing data rates in the network without preparing a dedicated transceiver for clock distribution, and excessively concentrating the load on network operation on the network controller. It is intended to provide a method of assigning a path / channel identifier to prevent such a situation.

上記の課題を解決するため、本発明は、複数の異なる波長の光伝送チャネルを有する波長多重光ネットワークを介して複数のノードを接続し、各波長の光伝送チャネルを分割した複数のタイムスロットを用いて送受信を行う光通信システムにおいて、複数のノードに対するタイムスロットの割当てを集中制御するネットワークコントローラを備えたことを基本的な特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention connects a plurality of nodes via a wavelength division multiplexed optical network having a plurality of optical transmission channels of different wavelengths, and forms a plurality of time slots obtained by dividing the optical transmission channel of each wavelength. An optical communication system that performs transmission and reception by using a network controller that centrally controls the assignment of time slots to a plurality of nodes is provided.

本発明において、ネットワークコントローラに対する各ノードからの送信要求(呼設定要求)の通知やネットワークコントローラから各ノードへのタイムスロット割当て通知のための制御信号は、データ伝送のためのデータチャネルとは別の制御チャネルを介して行われることが望ましい。   In the present invention, a control signal for notifying a transmission request (call setting request) from each node to the network controller and notifying a time slot assignment from the network controller to each node is different from a data channel for data transmission. Preferably, it is performed via a control channel.

また、本発明は、このような基本構成において、ネットワークコントローラの故障を検出する故障検出手段と、この故障検出手段によりネットワークコントローラの故障が検出されたとき、各ノードが予め定められたタイムスロット割当てに従ったタイムスロットにより送受信を行うプリアサイン方式、または各ノード間でタイムスロットの割当てを決定する分散制御方式に切り替える手段とをさらに備えたことを特徴とする。   Further, according to the present invention, in such a basic configuration, a failure detecting means for detecting a failure of a network controller, and when the failure detecting means detects a failure of the network controller, each node assigns a predetermined time slot. And a means for switching to a pre-assignment method in which transmission and reception are performed using time slots in accordance with the above-mentioned method, or a distributed control method in which time slot assignment is determined among the nodes.

また、本発明は、このような基本構成において、ネットワークコントローラはさらに複数のノードの全てに共通の受信空きタイムスロットが確保されるように送受信ノードに対するタイムスロットの割当てを制御する機能を有することを特徴とする。   Further, the present invention has such a basic configuration that the network controller further has a function of controlling assignment of time slots to transmission / reception nodes such that a common reception free time slot is secured for all of the plurality of nodes. Features.

さらに、本発明の光通信システムによりコネクションレスデータの通信を行う場合には、コネクションレスデータのための中継ノードを波長多重光ネットワークに接続し、この中継ノードを介して空き帯域を利用してノード間でコネクションレスデータの送受信を行えばよい。   Further, when communication of connectionless data is performed by the optical communication system of the present invention, a relay node for connectionless data is connected to a wavelength-division multiplexed optical network, and a node is connected to the node by using an available bandwidth through the relay node. The transmission and reception of connectionless data may be performed between them.

さらに、本発明では、周期的に繰り返されるフレームを有し、そのフレームを複数のタイムスロットに時分割した複数の波長を用いて複数のノードが通信を行う光通信ネットワークにおいて、1フレーム内のタイムスロット数をネットワークに接続されるノード数の2倍以上にすることを特徴とする光波長多重ネットワークを提供する。   Further, according to the present invention, in an optical communication network in which a plurality of nodes communicate using a plurality of wavelengths obtained by time-dividing the frame into a plurality of time slots, the frame has a time period within one frame. An optical wavelength division multiplexing network characterized in that the number of slots is at least twice the number of nodes connected to the network.

さらに、同様のネットワークで1フレーム内に2種類以上の異なる時間長のタイムスロットが混在する光波長多重ネットワークを提供する。   Further, the present invention provides an optical wavelength multiplexing network in which two or more types of time slots having different time lengths coexist in one frame in the same network.

また、複数の波長の光を各々タイムスロットに時分割し、各タイムスロットを複数のノードがネットワークコントローラの指示に従ってデータ送受信に使用し、更にネットワーク制御用の制御チャネルを有する光通信ネットワークであり、ネットワークコントローラは公衆網あるいは公衆網に同期したクロックを有する機器に接続されており、ネットワークコントローラは光通信ネットワークの制御チャネルを介して、光通信ネットワークに接続されているノードにクロックを分配する光波長多重ネットワークを提供する。   Further, the optical communication network has a plurality of wavelengths each time-divided into time slots, each of the time slots is used for data transmission and reception according to instructions of a network controller, and further has a control channel for network control. The network controller is connected to a public network or a device having a clock synchronized with the public network, and the network controller distributes a clock to a node connected to the optical communication network via a control channel of the optical communication network. Provide multiple networks.

さらに、複数の波長の光を各々タイムスロットに時分割し、各タイムスロットを複数のノードがネットワークコントローラの指示に従ってデータ送受信に使用する光通信ネットワークであり、パス識別子はネットワークコントローラが割り当て、チャネル識別子は各ノードが各々独立に割り当て、さらに、パス識別子割り当てはタイムスロット割り当てとは独立に行われる光波長多重ネットワークを提供する。   Further, an optical communication network in which light of a plurality of wavelengths is time-divided into time slots, and each time slot is used by a plurality of nodes for data transmission and reception in accordance with an instruction of a network controller, wherein a path identifier is assigned by a network controller, Provides an optical wavelength-division multiplexing network in which each node independently allocates, and further, path identifier allocation is performed independently of time slot allocation.

上述のように構成された本発明の光通信システムでは、各波長の光伝送チャネルを時分割した各タイムスロットを送受信ノードがどのように使用して通信を行うかをネットワークコントローラが集中制御によって決定する。従って、ネットワークコントローラにプログラムされたタイムスロット割当て規則を適切に設定しておけば、従来のような大量のデータを送信する特定のノードのために他のノードが送信できないというような不公平は起こらない。   In the optical communication system of the present invention configured as described above, the network controller determines how the transmitting and receiving nodes perform communication using the time slots obtained by time-dividing the optical transmission channels of the respective wavelengths by centralized control. I do. Therefore, if the time slot allocation rules programmed in the network controller are properly set, the unfairness that the other node cannot transmit due to a specific node transmitting a large amount of data as in the related art occurs. Absent.

この場合、ネットワークコントローラに対する各ノードからの送信要求やネットワークコントローラから各ノードへのタイムスロット割当ての通知のための制御信号を制御チャネルを介して行えば、データ伝送が制御信号のために中断されることがない。   In this case, if a transmission request from each node to the network controller or a control signal for notifying a time slot assignment from the network controller to each node is performed through the control channel, data transmission is interrupted due to the control signal. Nothing.

また、このようにネットワークコントローラによってタイムスロット割当てを集中制御する場合、ネットワークコントローラが故障すると通信システム全体が動作不能となることの対策として、本発明ではネットワークコントローラさらにはその予備機(ネットワークコントローラを二重化している場合)の故障を検出したときは、タイムスロット割当てをネットワークコントローラによるそれからプリアサイン方式または分散制御方式へと切り替えることにより、通信システムの停止という事態を回避している。   In the case where the time slot allocation is centrally controlled by the network controller as described above, in order to prevent the entire communication system from operating if the network controller fails, the present invention employs a network controller and its spare device (duplicate network controller). When the failure is detected, the time slot assignment is switched from the network controller to the pre-assignment method or the distributed control method, thereby avoiding a situation in which the communication system is stopped.

さらに、あるノードから他のあるノードへの通信は、一般にフレームなどで決められた周期で周期的にタイムスロットを使用する形態になり、1タイムスロットに全てのデータを詰め込んで送信することはあまり無いので、現に使用されているタイムスロットのみでなく、暫く先の時間までタイムスロットの使用予約がある。従って、同報・マルチキャスト通信を行うためには、全ての送信相手に共通の受信タイムスロットがとれるように、他の使用予定のタイムスロットの位置を移動させればよいが、同報・マルチキャストの要求が発生してから共通の受信空きタイムスロットを作るべくタイムスロットの移動を開始する方法では、呼設定に時間が掛かってしまう。また、波長分割多重に時分割多重を組み合わせるシステム構成では、タイムスロットの全部が同時に使用されることはほとんどなく、ある程度は常に空いていることが多い。   Further, communication from a certain node to another certain node generally uses a time slot periodically at a cycle determined by a frame or the like, and it is not often possible to pack all data in one time slot and transmit it. Since there is no time slot, there is a reservation for use of the time slot not only for the currently used time slot but also for a short time before. Therefore, in order to perform broadcast / multicast communication, the position of another time slot to be used may be moved so that a common reception time slot can be allocated to all transmission destinations. In the method of starting time slot movement to create a common reception free time slot after a request is generated, it takes time to set up a call. Further, in a system configuration in which time division multiplexing is combined with wavelength division multiplexing, all of the time slots are rarely used at the same time, and are often always free to some extent.

この点に着目して、本発明ではネットワークコントローラにより複数のノードの全てに共通の受信空きタイムスロットが確保されるようにタイムスロットの割当てを制御することにより、各ノードにデータ送受信器が1つずつしかない場合でも、同報・マルチキャストの要求発生に対して即座に対応することを可能としている。   Focusing on this point, in the present invention, the network controller controls the assignment of time slots so that a common reception free time slot is secured for all of a plurality of nodes, so that each node has one data transceiver. Even if there is only one request, it is possible to immediately respond to the occurrence of a broadcast / multicast request.

また、コネクションレスデータについては中継ノードを介して通信を行うようにすれば、コネクションレスデータの送受信のためにネットワークコントローラに送信要求を出して手続を行う必要がなく、しかも他の通常のデータの送受信のための帯域を制限することもなくなる。   If connectionless data is communicated via a relay node, there is no need to issue a transmission request to the network controller for transmission and reception of connectionless data and perform a procedure. There is no need to limit the bandwidth for transmission and reception.

本発明の作用を説明するために図24のような光波長多重ネットワークを考える。各ノードの送信光はネットワーク内の光媒体で混合またはスイッチされ、各ノードの受信器に分配される。図37に示すように各ノードはタイムスロット毎に自ノードが受信するべき送信光を選択して受信する。この時、図24のようにネットワーク内のノード数がnであるとき、フレーム(受信周期)内のタイムスロット数がノード数nに対してどのくらいであるかによってネットワークの効率が異なる。あるノードから他の全てのノードに送るトラヒック量が等しい場合や、あるいはトラヒックがネットワーク導入時から全く変化しないのであれば、フレーム内のタイムスロット数やタイムスロットの区切り方はネットワーク導入時に固定的に決めてしまえば良いが、実際には相手毎にトラヒックの量が異なり、時間と共にトラヒックそのものが変動する。その様な場合、あるノードから他のノードへの送信タイムスロット割り当て、あるいはあるノードが他のノードから受信するときの受信タイムスロット割り当てとしては、他の各ノードへ(または他の各ノードから)とりあえず1タイムスロットを確保しておき、そのほかにトラヒックの変動を吸収するためのタイムスロット、あるいは、予備のタイムスロットがあれば良いはずである。従って、1フレーム内のタイムスロット数がネットワーク内のノード数より大きくなければ、新たな送信要求に対して十分に対応ができない可能性がある。あるノードに新たな送信の要求が発生したときにその送信が行えるかどうかを計算機でシミュレーションしてみたところ、一例として図38のような結果が得られた。同図において、横軸はネットワーク内のスループットを正規化したもの、縦軸は横軸のスループットのときに発生した送信要求の数に対してそれが受け入れられない(呼損する)確率である。nはノード総数である。タイムスロットの数がノードの数nと同じである場合と2倍ある場合とでは大きな差があることが分かる。従って、タイムスロット数をノード数の2倍以上設けることにより著しい呼損を起こさないようにすることが可能となる。   In order to explain the operation of the present invention, consider an optical wavelength division multiplexing network as shown in FIG. The transmission light of each node is mixed or switched by the optical medium in the network and distributed to the receiver of each node. As shown in FIG. 37, each node selects and receives transmission light to be received by its own node for each time slot. At this time, when the number of nodes in the network is n as shown in FIG. 24, the efficiency of the network differs depending on the number of time slots in the frame (reception period) with respect to the number n of nodes. If the amount of traffic sent from one node to all other nodes is equal, or if the traffic does not change at all when the network is introduced, the number of time slots in a frame and how to separate time slots are fixed at the time of network introduction. It suffices to decide, but in reality, the traffic volume differs for each partner, and the traffic itself fluctuates with time. In such a case, the assignment of a transmission time slot from one node to another node, or the assignment of a reception time slot when a certain node receives from another node, may be performed with respect to each other node (or from each other node). For the time being, one time slot should be secured, and in addition, a time slot for absorbing traffic fluctuation or a spare time slot should be sufficient. Therefore, if the number of time slots in one frame is not larger than the number of nodes in the network, it may not be possible to sufficiently respond to a new transmission request. When a computer simulated whether or not a new transmission request could be made when a new transmission request was issued, a result as shown in FIG. 38 was obtained as an example. In the figure, the horizontal axis is a normalized value of the throughput in the network, and the vertical axis is a probability that the transmission request generated at the time of the horizontal axis is unacceptable (call loss). n is the total number of nodes. It can be seen that there is a large difference between the case where the number of time slots is the same as the number n of nodes and the case where the number is twice. Therefore, by providing the number of time slots at least twice the number of nodes, it is possible to prevent a significant call loss.

さらに、通信の相手先ノード毎にトラヒックの量が異なるから、1タイムスロットの長さに対してほんの短い時間しか送信データが無い様な相手もありうる。また、前述のようにタイムスロットの数が増えるほど呼損する確率は小さくなるが、受信時にタイムスロット毎に波長を切り替えて受信する本発明のようなネットワークでは、切り替え時にガードタイムが必要となるため、タイムスロットを細かく区切り過ぎると、ガードタイムの占める割合が大きくなり効率が落ちてしまう。従って、効率を落とさず、かつ著しい呼損が起きない程度のタイムスロット数にしたい。   Furthermore, since the amount of traffic differs for each communication partner node, there may be a partner whose transmission data is only short for a time slot length. Also, as described above, the probability of call blocking decreases as the number of time slots increases, but in a network such as the present invention in which a wavelength is switched for each time slot during reception, a guard time is required at the time of switching. On the other hand, if the time slots are divided too finely, the ratio occupied by the guard time increases, and the efficiency decreases. Therefore, it is desirable to reduce the number of time slots to such an extent that efficiency is not reduced and no significant call loss occurs.

このように、効率の問題から余りタイムスロットを細くできず、また、タイムスロットの大きさが全て等しい場合には、トラヒックの量が非常に小さい相手に対しても1タイムスロット分を占有されることになり、トラヒックの偏りが非常に大きい場合は不経済である。そこで、タイムスロットの大きさを小さいものと大きいものの2種類あるいはそれ以上用意しておくと、トラヒックの量に応じてタイムスロットの大きさを選択することができ、スループットが向上する。   As described above, when the time slots cannot be made very thin due to the problem of efficiency, and when the time slots are all equal in size, one time slot is occupied even for a partner whose traffic amount is very small. In other words, it is uneconomic if the traffic bias is very large. Thus, if two or more types of time slots are prepared, a small one and a large one, the size of the time slot can be selected according to the amount of traffic, and the throughput is improved.

第6の発明はクロック分配に関するものである。ネットワーク内でクロック速度を統一しないと、ネットワーク内のあるノードに接続された端末から、他のノードの接続された端末へのリアルタイムの通信(電話など)を行う場合にクロックの微妙なずれによってビットが足りなくなったり、余ったりしてしまう。このため、ネットワーク内のクロックは統一されている必要がある。さらに、ネットワーク内から公衆網など外部に接続する場合にも同様にクロックが等しくなければならない。このため本発明のようなネットワーク内では、通常、公衆網に同期したクロックを使用する。この時、どの様にしてクロックを統一するかが問題となる。   The sixth invention relates to clock distribution. If clock speeds are not standardized in the network, when a terminal connected to one node in the network performs real-time communication (telephone, etc.) to a terminal connected to another node, a bit shift occurs due to a slight shift in clock. Is running out or is left out. Therefore, the clocks in the network need to be unified. Furthermore, the clocks must also be equal when connecting to an external device such as a public network from within the network. For this reason, a clock synchronized with the public network is usually used in a network such as the present invention. At this time, how to unify clocks becomes a problem.

公衆網に直接接続されていれば、公衆網に同期したクロックを得ることができるが、すべてのノードが直接公衆網に接続されているとは限らない。また、本発明のようなバックボーンネットワークはそれ自体が公衆網接続のためのゲートウェイになっている場合が多く、ネットワークを経由してクロックが供給されなければ、他のノードには公衆網に同期したクロックが手に入らないことが多い。   If connected directly to the public network, a clock synchronized with the public network can be obtained, but not all nodes are directly connected to the public network. In many cases, a backbone network such as the present invention itself is a gateway for connection to the public network, and if no clock is supplied via the network, other nodes are synchronized with the public network. Clocks are often not available.

一方、公衆網と接続されているノードが得たクロックを他のノードに供給する方法としては、クロック専用チャネルを設ける方法、公衆網と接続しているノードの送信波からクロックを抽出する方法が考えられている。   On the other hand, as a method of supplying a clock obtained by a node connected to the public network to another node, a method of providing a dedicated clock channel, and a method of extracting a clock from a transmission wave of a node connected to the public network are available. It is considered.

しかし、前者の方法はそのためにクロック専用の送受信器が必要になり、コストが高くなる。従って、通常、後者の方法が取られるが、本願のネットワークではタイムスロットごとに相手を切り替えて通信するので、公衆網と接続されていないノードがクロックを供給するノードの信号をあるタイムスロットで受信してから、つぎに同じ相手からのタイムスロットが回ってくるまでクロックを等しい速度のままで保持しなければならなくなり、これはフレームの長さにもよるが困難である。   However, the former method requires a transceiver dedicated to the clock for that purpose, which increases the cost. Therefore, the latter method is usually adopted. However, in the network of the present invention, since the communication is performed by switching the partner for each time slot, a node not connected to the public network receives a signal of a node supplying a clock in a certain time slot. Then, the clock must be held at the same speed until the next time slot from the same partner comes around, which is difficult depending on the frame length.

先に述べた発明では、タイムスロット割り当てのためにネットワーク内にネットワークコントローラを設け、さらに、タイムスロット割り当ての通知などのために制御チャネルを設けるとしたが、この場合、制御チャネルでネットコントローラが送信している時間の割合は非常に大きくまた頻繁であって、また、ネットワークコントローラの送信は常に全てのノードが受信する。そこで、制御チャネルの伝送速度を公衆網のハイアラーキに適合する速度に設定し、ネットワークコントローラを公衆網に接続して公衆網のクロックをもらって、ネットワークコントローラが制御チャンネルで送信するときに公衆網に適合したクロックで送信すれば、そこから、他のノードは公衆網に適合したクロックを抽出することができる。前述のように、制御チャネルでネットワークコントローラは頻繁に送信を行うので、送信の合間の短い時間であればクロックを保持しておくことが可能である。   In the above-described invention, the network controller is provided in the network for time slot allocation, and the control channel is provided for notifying the time slot allocation. In this case, the network controller transmits the control channel using the control channel. The percentage of time spent is very large and frequent, and the transmissions of the network controller are always received by all nodes. Therefore, the transmission speed of the control channel is set to a speed compatible with the hierarchy of the public network, the network controller is connected to the public network, the public network clock is received, and the network controller conforms to the public network when transmitting on the control channel. If the transmission is performed using the clock thus set, the other nodes can extract a clock suitable for the public network. As described above, since the network controller frequently performs transmission on the control channel, it is possible to hold a clock for a short time between transmissions.

ネットワークは呼を識別するために呼に識別子を与える。識別子には通常、大きな区切りであるパスを識別するパス識別子と、そのパス内の呼を識別するチャネル識別子があり、本発明のようなネットワークではタイムスロットをパスと同一にするあるいは連動させるのがストレートな方法である。   The network gives the call an identifier to identify the call. Identifiers usually include a path identifier that identifies a path that is a large delimiter and a channel identifier that identifies a call within the path. In a network such as the present invention, it is necessary to make the time slot the same as or cooperate with the path. It is a straightforward method.

一方、本発明のネットワークでは、同じ相手と複数のタイムスロットにまたがって送受信していているときにトラヒックに変動が起こり、これまでのタイムスロット数より減らせる場合には減らしてタイムスロットを解放する。タイムスロットとパスを連動させるとこのようにトラヒックに変動があってタイムスロット数を減らす場合に識別子を再発行しなければならない。この時、物理的なタイムスロットと仮想的なパスとはまったく独立にすることにより、トラヒックの変動によりタイムスロットの数を減らす場合でも、パス識別子の割り当てを変更しなくて良いし、さらにチャネル識別子も変更しないで良くなる。   On the other hand, in the network of the present invention, the traffic fluctuates when transmitting and receiving the same partner over a plurality of time slots, and when the number of time slots can be reduced, the time slots are reduced and released. . If the time slot and the path are linked, the identifier must be reissued when the traffic fluctuates and the number of time slots is reduced. At this time, by making the physical time slot and the virtual path completely independent, even when the number of time slots is reduced due to traffic fluctuation, the assignment of the path identifier does not need to be changed, and the channel identifier is further reduced. Also get better without changing.

また、この様な識別子の発行は通常の交換系では交換器が行う。それを本発明に当てはめると、ネットワークコントローラが行うことになるが、ネットワークコントローラはメインの仕事としてタイムスロット管理があり、そのほかに識別子発行も行うとなると非常に処理量が多くなる。パス識別子はネットワーク単位で集中管理しなくてはならないので、ネットワークコントローラが行うことになるが、同一のパス識別子を異なる送信−受信ペアに割り当てないかぎり、そのパス内のチャネルの使用方法はそのパスを使用する送受信ペアに任せることができるので、チャネル識別子の発行は各ノードに任せてしまうことで、ネットワークコントローラの負荷を軽減できる。   In a normal switching system, such an identifier is issued by an exchange. When this is applied to the present invention, the network controller performs the processing. However, the network controller performs time slot management as its main task, and if it also issues an identifier, the processing amount becomes extremely large. Since the path identifier must be centrally managed on a network basis, the network controller performs the operation.However, unless the same path identifier is assigned to a different transmission-reception pair, the method of using the channel in the path is determined by that path. Can be delegated to the transmission / reception pair that uses, and the issue of the channel identifier is delegated to each node, thereby reducing the load on the network controller.

本発明によれば、各波長の光伝送チャネルを時分割した各タイムスロットを用いて送信ノードが受信ノードに対して送信する際、どのノードがどのタイムスロットを用いるかをネットワークコントローラが集中的に制御して決定するため、ネットワークコントローラに適切なタイムスロット割当て規則をプログラムしておくことにより、不公平がなく、しかも迅速なタイムスロット割当てが可能となり、低廃棄率で、スループットの大きい通信が可能となる。   According to the present invention, when the transmitting node transmits to the receiving node using each time slot obtained by time-dividing the optical transmission channel of each wavelength, the network controller intensively determines which node uses which time slot. By programming appropriate time slot allocation rules in the network controller for control and decision, time slots can be allocated without inequity and quickly, enabling low-drop rate and high-throughput communication. It becomes.

また、ネットワークコントローラさらにはその予備機も故障した場合、それを検出してプリアサイン方式あるいは分散制御方式に切り替えられるようにしておけば、これらの故障により通信システム全体が停止してしまうという事態が避けられる。   In addition, if the network controller and its spare unit also fail, if the failure is detected and switched to the pre-assignment method or the distributed control method, such a failure may cause the entire communication system to stop. can avoid.

さらに、予め受信空きタイムスロットが各ノードで共通のタイムスロットになるようにネットワークコントローラが常時あるいは随時にタイ ムスロット割当てを整理するというタイムスロット割当て制御を行うことにより、各ノードにデータ送受信器が1つずつしかない場合においても、同報・マルチキャスト通信の要求が発生したときに即座に全ての相手ノードに共通の受信タイムスロットを設定することができる。   Further, the network controller performs time slot allocation control in which the time slot allocation is always or whenever necessary so that the reception free time slot becomes a common time slot in each node. Even in the case where there is only one each time, a common reception time slot can be set to all the other nodes immediately when a request for broadcast / multicast communication occurs.

また、タイムスロット数をノード数の2倍以上にし、1フレーム中のタイムスロットの大きさを2種類以上用意することで、より低廃棄率、高スループットを実現する。さらに、ネットワーク内のデータレートの同期を取るためのクロック分配をネットワークコントローラが行うことによりクロック専用チャンネルおよび、クロック専用受信器を不要にする。パス識別子の管理/割り当てをネットワークコントローラが行い、チャネル識別子の管理/割り当ては一般ノードが行うことによりネットワークコントローラにネットワーク運用に関する負荷が集中し過ぎないようにする。さらに、パス識別子の割り当てを、タイムスロット割り当てとは独立に行うことによりタイムスロット整理、管理を容易にする。   Further, by setting the number of time slots at least twice the number of nodes and preparing at least two types of time slots in one frame, a lower discard rate and higher throughput can be realized. Furthermore, the clock distribution for synchronizing the data rates in the network is performed by the network controller, thereby eliminating the need for a dedicated clock channel and a dedicated clock receiver. The network controller manages / assigns the path identifier, and manages / assigns the channel identifier by the general node so that the load related to the network operation is not excessively concentrated on the network controller. Furthermore, by allocating path identifiers independently of time slot allocation, time slot arrangement and management are facilitated.

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1(a)(b)は、本発明の一実施例に係る光通信システムの概略構成を示す図である。図1(a)において、波長多重光ネットワーク1には通信を行う一般ノード(n1 〜nn )2とネットワークコントローラ(NWC)3が接続されている。波長多重ネットワーク1は、例えば図2(a)に示すようなスターカップラ4と光ファイバ5からなるパッシブスター型ネットワークや、図2(b)に示すようなリングファイバ6を用いたリング型ネットワーク、あるいは他の形式のネットワークにより構成される。ネットワークコントローラ3は、図1(a)のように専用ノードでも良いし、図1(b)のようにいずれかの一般ノードを兼ねる構成でも良い。   FIGS. 1A and 1B are diagrams illustrating a schematic configuration of an optical communication system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1A, a wavelength multiplexing optical network 1 is connected to general nodes (n1 to nn) 2 for communication and a network controller (NWC) 3. The wavelength multiplexing network 1 includes, for example, a passive star type network including a star coupler 4 and an optical fiber 5 as shown in FIG. 2A, a ring type network using a ring fiber 6 as shown in FIG. Alternatively, it is constituted by another type of network. The network controller 3 may be a dedicated node as shown in FIG. 1A, or may be a configuration which also serves as any general node as shown in FIG. 1B.

ネットワークコントローラ3は、あるノードが他のノードに対してデータを伝送する際、図3に示すように波長多重光ネットワーク1で用いる波長λ1 〜λnの光伝送チャネルを時分割した複数のタイムスロットSijのうちのどれを用いるかを集中制御により決定するものである。   When a certain node transmits data to another node, the network controller 3 time-divides a plurality of time slots Sij obtained by time-dividing the optical transmission channels of wavelengths λ1 to λn used in the wavelength multiplexing optical network 1 as shown in FIG. Which is to be used is determined by centralized control.

図4は、ネットワークコントローラ3の具体的な構成例を示すブロック図であり、制御信号受信器11、制御信号送信器12、信号処理部13、CPU14およびメモリ(RAM)15を主要構成としている。制御信号受信器11は、各ノード2からネットワークコントローラ3に対する送信要求発生通知などの制御信号を受信する。制御信号送信器12は、ネットワークコントローラ3から各ノード2へのタイムスロット割当て通知などの制御信号を送信する。 FIG. 4 is a block diagram illustrating a specific configuration example of the network controller 3, which mainly includes a control signal receiver 11, a control signal transmitter 12, a signal processing unit 13, a CPU 14, and a memory (RAM) 15. The control signal receiver 11 receives a control signal such as a transmission request generation notification from each node 2 to the network controller 3. The control signal transmitter 12 transmits a control signal such as a time slot assignment notification from the network controller 3 to each node 2.

信号処理部13は、制御信号受信器11が受信した制御信号を分類し、CPU14で扱える形態のデータに変換する処理と、CPU14からのタイムスロット割当てなどのデータを制御信号送信器12での送信に適した形態の信号に変換する処理を主に行う。また、信号処理部13は後述するアラーム信号やエラー信号を受理し、これらを他に通知したり管理者に知らせるための表示部(図示せず)などに転送する処理も行う。   The signal processing unit 13 classifies the control signal received by the control signal receiver 11, converts the control signal into data in a form that can be handled by the CPU 14, and transmits data such as time slot allocation from the CPU 14 by the control signal transmitter 12. The main processing is to convert the signal into a signal suitable for the following. The signal processing unit 13 also receives an alarm signal and an error signal, which will be described later, and transfers them to a display unit (not shown) for notifying them or notifying the administrator.

メモリ15は、ノード2に対するタイムスロット割当てテーブルを格納している。CPU14は、制御信号受信器11の受信データを信号処理部13から受け取ると、メモリ15を参照してタイムスロットの割当てを決定し、決定したタイムスロットを表す情報を信号処理部13を介して制御信号送信器12へ送出する。制御信号送信器12は、信号処理部13からの情報に基づいてタイムスロット割当て通知のための制御信号を送信する。   The memory 15 stores a time slot assignment table for the node 2. When receiving the data received by the control signal receiver 11 from the signal processing unit 13, the CPU 14 determines the time slot assignment with reference to the memory 15 and controls the information representing the determined time slot via the signal processing unit 13. The signal is sent to the signal transmitter 12. The control signal transmitter 12 transmits a control signal for time slot assignment notification based on information from the signal processing unit 13.

ノード2からネットワークコントローラ3に対するタイムスロット設定要求(送信要求発生)の制御信号や、ネットワークコントローラ3から各ノード2へのタイムスロット割当て通知の制御信号の伝送は、データを伝送するデータチャネルとは別の制御チャネルを通して行う。このように制御チャネルを使用すれば、制御信号の伝送によってデータの伝送が妨げられることはない。制御チャネルは、波長分割多重に供される複数の波長のうちのある特定の波長の光伝送チャネルを利用してもよいし、制御チャネル専用に光伝送路または電気伝送路を用意してもよい。また、制御信号の情報量が少ない場合は本来データの伝送に使用される伝送チャネルの中の特定のタイムスロットを制御チャネルとして用いてもよい。   The transmission of the control signal of the time slot setting request (transmission request generation) from the node 2 to the network controller 3 and the control signal of the time slot allocation notification from the network controller 3 to each node 2 are different from the data channel for transmitting data. Through a control channel. By using the control channel in this manner, the transmission of the control signal does not hinder the data transmission. As the control channel, an optical transmission channel of a specific wavelength among a plurality of wavelengths provided for wavelength division multiplexing may be used, or an optical transmission path or an electric transmission path may be prepared exclusively for the control channel. . When the information amount of the control signal is small, a specific time slot in a transmission channel originally used for data transmission may be used as the control channel.

図5は、図1における一般ノード2の構成例であり、データ送信器21、制御信号送信器22、データ受信器23、制御信号受信器24、WDM(波長分割多重)合波器25、WDM分波器26および光スイッチ27を有する。データ送信器21およびデータ受信器23は、例えば1.5μm帯で波長分割多重されたデータチャネルによってデータの送受信を行う。制御信号送信器22および制御信号受信器24は、例えば1.3μm帯の波長分割多重された制御チャネルによって制御信号の送受信を行う。WDM合波器25およびWDM分波器26は、データと制御信号を同一の光ファイバ5で伝送するためにデータチャネルと制御チャネルの合波および分波を行う。光スイッチ27については必要な場合とそうでない場合があり、詳しくは後述する。なお、図示されていないが、ノード内には制御部があり、各送受信器21ないし24を制御する。さらに、データ送受信器21、23にはデータの入線および出線がある。   FIG. 5 is an example of the configuration of the general node 2 in FIG. 1, and includes a data transmitter 21, a control signal transmitter 22, a data receiver 23, a control signal receiver 24, a WDM (wavelength division multiplexing) multiplexer 25, a WDM It has a duplexer 26 and an optical switch 27. The data transmitter 21 and the data receiver 23 transmit and receive data through a data channel that is wavelength division multiplexed in, for example, a 1.5 μm band. The control signal transmitter 22 and the control signal receiver 24 transmit and receive a control signal using, for example, a 1.3 μm wavelength-division multiplexed control channel. The WDM multiplexer 25 and the WDM demultiplexer 26 multiplex and demultiplex the data channel and the control channel in order to transmit the data and the control signal through the same optical fiber 5. The optical switch 27 may or may not be necessary, and will be described in detail later. Although not shown, a control unit is provided in the node, and controls each of the transceivers 21 to 24. Further, the data transceivers 21 and 23 have data input and output lines.

次に、本実施例におけるネットワークコントローラ3によるタイムスロット割当て制御の概要を図6に示すフローチャートを参照して説明する。まず、ある一般ノード(送信ノード)から他の一般ノード(受信ノード)に対するネットワークコントローラのスロット割当要求発生を通知する制御信号が制御信号送信器22から送信され、これが制御信号受信器11で受信されると(S11)、その受信データが信号処理部13を介してCPU14に入力され、CPU14によって送信ノードと受信ノードに共通に空いているタイムスロット(共通空きタイムスロットという)があるかどうかがメモリ15を参照して判定される(S12)。ここで共通空きタイムスロットがあれば、その共通空きタイムスロットをデータの送受信に割当てる旨の情報がCPU14から信号処理部13を介して制御信号送信器12に出され、この制御信号送信器12から共通空きタイムスロットを送受信に割当てる旨の通知を行うための制御信号が送信ノードと受信ノードに対して送信される(S14)。一方、共通空きタイムスロットがない場合は、送信ノードあるいは受信ノードのタイムスロット割当てを変更し(S13)、その後S14に移る。また、S12、S13で割当が不可能であった場合は、スロット割当失敗の旨を送信ノードに通知する。送信ノードおよび受信ノードでは、ネットワークコントローラ3から送信されてきたタイムスロット割当て通知のための制御信号を制御信号受信器24で受信すると、そのタイムスロットを用いてデータ送信器21およびデータ受信器23によりデータの送受信を行う。   Next, an outline of time slot allocation control by the network controller 3 in the present embodiment will be described with reference to a flowchart shown in FIG. First, a control signal notifying that a network controller has issued a slot allocation request from a general node (transmitting node) to another general node (receiving node) is transmitted from the control signal transmitter 22 and received by the control signal receiver 11. Then (S11), the received data is input to the CPU 14 via the signal processing unit 13, and the CPU 14 determines whether or not there is a time slot that is common to the transmitting node and the receiving node (referred to as a common free time slot). 15 (S12). If there is a common vacant time slot, information indicating that the common vacant time slot is allocated to data transmission / reception is output from the CPU 14 to the control signal transmitter 12 via the signal processing unit 13, and the control signal transmitter 12 A control signal for notifying that a common free time slot is allocated to transmission and reception is transmitted to the transmitting node and the receiving node (S14). On the other hand, if there is no common free time slot, the time slot assignment of the transmitting node or the receiving node is changed (S13), and the process proceeds to S14. If the assignment is not possible in S12 and S13, the transmission node is notified of the slot assignment failure. In the transmitting node and the receiving node, when the control signal receiver 24 receives the control signal for notifying the time slot allocation transmitted from the network controller 3, the data transmitter 21 and the data receiver 23 use the time slot. Send and receive data.

図7および図8は、送受信の具体的なタイムスケジュールの例であり、(a)は送信器のタイムスロット割当て、(b)は受信器のタイムスロット割当てを示している。S1 〜Sm がタイムスロットであり、○を付したタイムスロットは送信または受信に使用されているタイムスロットを表している。ここでは、各ノードの送信波長は固定で各ノード固有の値とし、受信器側で送信器毎に受信波長を切り替えて受信する方式をとっているが、形態としては送受信波長が共に可変であっても良い。但し、送信波長を変化させるときには、他の波長を横切ることが無いように、例えば図5に示したようにデータ送信器21とWDM合波器25との間に光スイッチ27を設け、波長が正しい値で安定するまでは、光を波長多重ネットワーク1に送り出さないようにする必要がある。   7 and 8 show examples of specific time schedules for transmission and reception, where (a) shows the time slot assignment of the transmitter and (b) shows the time slot assignment of the receiver. S1 to Sm are time slots, and a time slot with a circle represents a time slot used for transmission or reception. Here, the transmission wavelength of each node is fixed and set to a value unique to each node, and the receiver side switches the reception wavelength for each transmitter to receive the signal. However, the transmission and reception wavelengths are both variable. May be. However, when changing the transmission wavelength, an optical switch 27 is provided between the data transmitter 21 and the WDM multiplexer 25, for example, as shown in FIG. Until the value is stabilized at a correct value, it is necessary to prevent light from being transmitted to the wavelength division multiplexing network 1.

また、ここでは連続するm個のタイムスロットからなる単位をフレームとし、送受信はフレームの繰り返しで行なわれるものと仮定している。しかし、ある相手への送信は10タイムスロットおき、違う相手への送信は20タイムスロットおきというように決めて、特にフレームを決めることなく通信することも可能である。   Here, it is assumed that a unit consisting of m continuous time slots is a frame, and that transmission and reception are performed by repeating the frame. However, it is also possible to determine that transmission to a certain party is performed every 10 time slots and transmission to a different party is performed every 20 time slots, so that communication can be performed without particularly determining a frame.

今、図7(a)(b)の状態で例えばノードn1 からノードn3 に対する新たな送信要求が発生したとする。この場合、ノードn1 は送信要求としてどのノードに対してどのくらいのスロット数が必要であるかを示す制御信号を制御チャネルを通してネットワークコントローラ3に通知する。この通知を受けたネットワークコントローラ3は、ノードn1 の送信空きタイムスロットとノードn3 の受信空きタイムスロットの共通部分、つまり共通空きタイムスロットを探索する。ここで仮にノードn1 からの送信要求は1タイムスロット/1フレーム(1フレームにつき1タイムスロット)であったとすると、図7(a)(b)の状態では先頭から3つ目のタイムスロットS3 が空いているので、ネットワークコントローラ3はノードn1 に対しては次のフレームからタイムスロットS3 を使ってノードn3 にデータを送信するように制御チャネルで通知し、ノードn3 に対してはノードn1 からのデータ送信が次のフレームからタイムスロットS3 によって行われることを制御チャネルで通知する。また、もし送信要求が遅延のきびしいものであった場合は、可能であれば、次のフレームではなく、現在のフレームから送信が可能であるように、フレームの後ろの方を割り当てるという方法も考えられる。   Now, suppose that a new transmission request is generated from the node n1 to the node n3, for example, in the state shown in FIGS. In this case, the node n1 notifies the network controller 3 via the control channel of a control signal indicating which node and how many slots are required as a transmission request. The network controller 3 having received this notification searches for a common portion between the transmission free time slot of the node n1 and the reception free time slot of the node n3, that is, a common free time slot. Here, assuming that the transmission request from the node n1 is one time slot / one frame (one time slot per frame), the third time slot S3 from the top in the state of FIGS. Since it is free, the network controller 3 notifies the node n1 on the control channel to transmit data to the node n3 using the time slot S3 from the next frame, and notifies the node n3 from the node n1. The control channel informs that data transmission is to be performed by the time slot S3 from the next frame. Also, if the transmission request has a severe delay, if possible, consider allocating the end of the frame so that transmission from the current frame is possible instead of the next frame. Can be

このようにタイムスロットの割当てを決定してゆけば、あるノードni が他のあるノードnj に対して非常に多くのタイムスロットを使ってデータ送信を行うような送信要求を出したとしても、別のノードからもノードnj に対する送信要求が出ているか、あるいは出ると予想できる場合には、ノードni の送信要求の通信量を減らすようにネットワークコントローラ3がノードni に命令することもでき、ネットワーク1が一部のノードのために混乱することはない。   By deciding the time slot allocation in this way, even if one node ni issues a transmission request to another node nj to transmit data using a very large number of time slots, If a transmission request to the node nj is issued or expected to be transmitted from the node nj, the network controller 3 can also instruct the node ni to reduce the traffic of the transmission request of the node ni. Is not confused for some nodes.

一方、共通空きタイムスロットが見付からないときには、動かせる他のタイムスロットを動かすことで共通空きタイムスロットを作り出すようにする。例えば、図7(a)(b)においてノードn2 がノードn4 に1タイムスロット/1フレームで送信をしたいが、ノードn2 の送信とノードn4 の受信とで共通タイムスロットが見付からなかったとする。ここで、ノードn2 からノードn1 への送信に着目すると、送信タイムスロットとしてS3 が使われているので、タイムスロットS3 での送信を矢印で示されるようにタイムスロットS2 へと移動する。この結果、図8(a)(b)に示されるように、ノードn2 の送信タイムスロットS3 とノードn4 の受信タイムスロットS3 は共に空きとなり、このタイムスロットS3 によってノードn2 からノードn4 への送信が可能となる。そこで、ネットワークコントローラ3は、ノードn2 からノードn1 への送信タイムスロットをS2 に移動することと、タイムスロットS3 をノードn2 からノードn4への送信タイムスロットとすることを該当する各ノードに通知することで、混乱無く事態を収集する。   On the other hand, when a common free time slot is not found, a common free time slot is created by moving another time slot that can be moved. For example, in FIGS. 7A and 7B, it is assumed that the node n2 wants to transmit to the node n4 in one time slot / one frame, but a common time slot cannot be found between the transmission of the node n2 and the reception of the node n4. Here, paying attention to the transmission from the node n2 to the node n1, since S3 is used as the transmission time slot, the transmission in the time slot S3 moves to the time slot S2 as shown by the arrow. As a result, as shown in FIGS. 8A and 8B, the transmission time slot S3 of the node n2 and the reception time slot S3 of the node n4 are both vacant, and the time slot S3 allows transmission from the node n2 to the node n4. Becomes possible. Therefore, the network controller 3 notifies the corresponding nodes that the transmission time slot from the node n2 to the node n1 is moved to S2 and that the time slot S3 is the transmission time slot from the node n2 to the node n4. By collecting things without confusion.

ここで、もし同様のタイムスロット割当てをノード間で制御チャネルを通して話し合いで決定する分散制御で行おうとすると、例えばまずノードn2 がノードn4 に対して自分の送信空きタイムスロットの番号と通信に必要なタイムスロットの数を通知し、ノードn4 はそれを自分の受信空きタイムスロット番号と照らし合わせて、共通タイムスロットが取れない旨と自分の受信空きタイムスロット番号をノードn2 に通知する。そして、ノードn2 はノードn4 の受信空きタイムスロットを検討し、自分の送信タイムスロットのうちどこかに移動すればノードn4 と共通にとれるようなタイムスロットの候補を見出だし、その移動対象としたタイムスロットで送信している相手に対して、自分の送信空きタイムスロット番号を告げて、それをどこかに移動できないか打診する、などといった非常に複雑な一連の手続きが必要となる。   Here, if the same time slot allocation is to be performed by distributed control, which is determined through discussions between the nodes through a control channel, for example, first, node n2 transmits to node n4 the number of its own idle time slot and the number required for communication. The number of time slots is notified, and the node n4 compares it with its own reception free time slot number, and notifies the node n2 that a common time slot cannot be obtained and its own reception free time slot number. Then, the node n2 examines the reception free time slot of the node n4, finds a time slot candidate that can be taken in common with the node n4 if it moves to any of its own transmission time slots, and sets it as a target to be moved. It requires a very complicated series of procedures, such as notifying the other party transmitting in the time slot of his or her own transmission free time slot number and asking whether it can be moved somewhere.

これに対し、本実施例のようにネットワークコントローラ3に全ての一般ノード2についてのタイムスロット割当てテーブルを備えておき、それをもとにタイムスロット割当てを集中制御する構成とすれば、ノード間で上述のような複雑な手続きを行う必要がなくなり、極めて簡単にタイムスロット割当てを行うことが可能となる。   On the other hand, if the network controller 3 is provided with a time slot assignment table for all the general nodes 2 as in the present embodiment and the time slot assignment is centrally controlled based on the table, There is no need to perform the complicated procedure as described above, and time slot assignment can be performed extremely easily.

なお、タイムスロット割当てテーブルを全ての一般ノード2に備えておき、それを基にタイムスロット割当ての交渉を行うことも可能であるが、この方法ではネットワーク1内の遅延の問題から、他ノードのタイムスロット割当てに変更・移動があった場合に、それが通知されないうちに行き違いで送信、変更要求を出してしまう可能性があり、交渉が混乱する可能性がある。混乱を生じさせないためには、一般ノード2が全てネットワークコントローラ3と同程度の機能を持ち、かつ共通で決定論的なアルゴリズムで動作するようにすれば良いが、装置が大掛かりになりコストが非常に高くなる。従って、本実施例のように一つのネットワークコントローラ3が全ての一般ノード2の送受信のタイムスロット割当てを決定する方法が有利となる。   It is also possible to prepare a time slot allocation table for all the general nodes 2 and to negotiate the time slot allocation based on this table. If the time slot assignment is changed or moved, there is a possibility that a transmission or change request may be issued by mistake before the notification is made, and the negotiation may be confused. In order to avoid confusion, it is only necessary that all the general nodes 2 have the same level of function as the network controller 3 and operate with a common and deterministic algorithm. Become higher. Therefore, a method in which one network controller 3 determines the transmission and reception time slot allocation of all the general nodes 2 as in the present embodiment is advantageous.

共通空きタイムスロットが見付からなかったときの他の解決方法として、次の実施例のような方法をとることもできる。図9は、本発明の他の実施例に係る光通信システムの概略構成図であり、一般ノード2の一つ(nr)をバケツリレーノードとして用いている。本実施例では、ネットワークコントローラ3が共通空きタイムスロットを見付けられなかったとき、図10に示されるように送信ノードからの送信データをバケツリレーノードnrに一旦送信して、このノードnrから新たに目的のノードに送信させる方法をとる。図10は、図7の例と同様にノードn2 からノードn4 に1タイムスロット/1フレームで送信をしたいが、ノードn2 の送信とノードn4 の受信とで共通タイムスロットがない場合の例である。この場合は、送信ノードn2 からの送信データをタイムスロットS2 を使ってバケツリレーノードnrに送信した後、バケツリレーノードnrがこれを中継する形でタイムスロットS3 を用いて受信ノードn4 に送信している。   As another solution when a common free time slot is not found, a method as in the following embodiment can be adopted. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an optical communication system according to another embodiment of the present invention, in which one (nr) of the general nodes 2 is used as a bucket brigade node. In the present embodiment, when the network controller 3 cannot find a common free time slot, it transmits the transmission data from the transmission node to the bucket relay node nr once as shown in FIG. Take the method of sending to the target node. FIG. 10 shows an example in which transmission from the node n2 to the node n4 is desired to be performed in one time slot / one frame as in the example of FIG. 7, but there is no common time slot between the transmission of the node n2 and the reception of the node n4. . In this case, after transmitting the transmission data from the transmission node n2 to the bucket relay node nr using the time slot S2, the bucket relay node nr transmits the transmission data to the reception node n4 using the time slot S3 so as to relay the transmission data. ing.

なお、図10では一般ノード2の一つがバケツリレーノードnrを兼ねるようにしたが、バケツリレー専用のノードとして用意してもよいし、予めネットワークコントローラ3内にバケツリレーの機能を持たせてもよい。   In FIG. 10, one of the general nodes 2 also serves as the bucket relay node nr. However, it may be prepared as a dedicated bucket relay node, or a bucket relay function may be provided in the network controller 3 in advance. Good.

また、あるノードni から他のあるノードnj に対する送信が終了するか、あるいは使用中のタイムスロット数が少なくなって、それまで使用していたタイムスロットが空きになる場合には、空きになることが分かった時点でノードni からどのタイムスロットがいつ空きになるかをネットワークコントローラ3に通知する。あるいは、送信が終了した時点、つまりタイムスロットが空いた時点で、タイムスロットが空いたことをネットワークコントローラ3に通知してもよい。このようにして、ネットワークコントローラ3はタイムスロットの使用状況を常に把握していく。ネットワークコントローラ3の処理の範囲としては、呼単位で管理する方法もとり得るが、処理量が多くなるため、送信要求等はスロット単位で行い、スロットの内をいかに使用するかは、各一般ノード2が行うことが望ましい。新たな呼が発生したときに、すでに設定されているスロットの残った帯域でまにあうなら、新しくスロット要求をする必要がないからである。   In addition, when transmission from a certain node ni to another certain node nj is completed, or when the number of time slots in use decreases and the time slots used so far become free, the time slot becomes free. When the time is known, the node ni informs the network controller 3 of which time slot becomes empty and when. Alternatively, when the transmission is completed, that is, when the time slot is vacant, the network controller 3 may be notified that the time slot is vacant. In this way, the network controller 3 keeps track of the time slot usage. The range of processing by the network controller 3 may be a method of managing on a call basis. However, since the processing amount increases, transmission requests and the like are made in slot units, and how to use the slots is determined by each general node 2. It is desirable to do. This is because, when a new call is generated, if there is no problem with the remaining bandwidth of the already set slot, it is not necessary to make a new slot request.

本発明の光通信システムのように、各波長の光伝送チャネルを複数のタイムスロットに分割して使う場合、以下のようにしてタイムスロットのタイミングが波長毎に違わないようにタイミングを共通にとる必要がある。すなわち、波長多重光ネットワーク1が図2(a)のようなパッシブスター型の場合、スターカップラ4に光信号が到着した時点でタイミングが合っていれば、図7(a)(b)中に示した通りのタイミングでスターカップラ4により各ノードからの光信号を混合することができる。そのためには、スターカップラ4まで自ノードから光が進む時間ti が分かっていれば、いずれかがタイミング信号を与え、それに合わせれば良い。   When the optical transmission channel of each wavelength is divided into a plurality of time slots and used as in the optical communication system of the present invention, the timing is commonly used so that the timing of the time slot does not differ for each wavelength as follows. There is a need. That is, in the case where the wavelength multiplexing optical network 1 is of a passive star type as shown in FIG. 2A, if the timing is matched at the time when the optical signal arrives at the star coupler 4, the waveforms shown in FIGS. Optical signals from each node can be mixed by the star coupler 4 at the timing shown. To this end, if the time ti for the light to travel from its own node to the star coupler 4 is known, one of them may provide a timing signal and adjust it accordingly.

例えば、ネットワークコントローラ3が制御チャネルを介してタイミング信号を与えるとすると、タイミング信号がスターカップラ4を通過した後ノードniに到着するまでti 秒、自ノードが送信したタイムスロットの先頭がスターカップラ4に到着するまで同じくti 秒をそれぞれ要する。従って、タイミング信号がノードni に届くより2ti 秒前にノードni がタイムスロットの先頭を送信すれば、スターカップラ4でノードni が送信したタイムスロットの先頭とタイミング信号が同じタイミングで混合されることになる。タイミング信号が1タイムスロットに1回、1フレームに1回、あるいは数タイムスロットに1回、といったように周期的に与えられれば、このように2ti 秒前にノードni がタイムスロットの先頭を送信するというようなことも可能である。   For example, if the network controller 3 gives a timing signal via the control channel, the time slot transmitted by the own node is set at the start of the star coupler 4 for ti seconds until the timing signal arrives at the node ni after passing through the star coupler 4. It also takes ti seconds to arrive at. Therefore, if the node ni transmits the beginning of the time slot 2 ti seconds before the timing signal reaches the node ni, the start of the time slot transmitted by the node ni by the star coupler 4 and the timing signal are mixed at the same timing. become. If the timing signal is given periodically, such as once in one time slot, once in one frame, or once in several time slots, the node ni transmits the beginning of the time slot two ti seconds before. It is also possible to do.

なお、時間ti は光ファイバ5の敷設時に予め測定しておいたケーブル長に基づいて計算で求めてもよいし、実際に信号が往復する時間を測ることで求めてもよい。タイミング信号は上述のように制御チャネルを通して与えてもよいし、例えばネットワークコントローラ3が1フレームに1回ずつデータチャネルでデータの送信を行って、それを基準にして求めてもよい。   The time ti may be obtained by calculation based on the cable length measured in advance when the optical fiber 5 is laid, or may be obtained by actually measuring the time required for the signal to reciprocate. The timing signal may be given through the control channel as described above, or, for example, the network controller 3 may transmit data on the data channel once per frame and obtain the timing signal based on the data.

波長多重光ネットワーク1が図2(b)のようなリング型ネットワークの場合も同様に、ネットワークコントローラ3が制御チャネルを介して周期的にタイミング信号を与え、それに合わせて各ノード2がデータを送信すればよい。   Similarly, when the wavelength multiplexing optical network 1 is a ring network as shown in FIG. 2B, the network controller 3 periodically supplies a timing signal via a control channel, and each node 2 transmits data in accordance with the timing signal. do it.

制御チャネルは、データチャネルよりも簡易な送受信系である。従って、制御チャネル自身が波長分割多重などにより複数のチャネルを持つことは基本的になく、複数のチャネルを持つとしても図11(b)に示すように上りと下りで波長を変えるか、あるいは上りと下りで別ケーブルを使用する程度である。その場合、全てのノードが同じ波長を使って制御チャネルで制御信号の送受信を行うため、送受信の順番などのプロトコルを決めておく必要がある。例えば、図11に示すように上り、つまり一般ノード2が制御信号を送信するときは、制御チャネルを複数のタイムスロットに時分割して各ノード2の送信順序を予め決めておくTDMA(時分割多元接続)とし、下り、つまりネットワークコントローラ3が制御信号を送信するときは、各ノード2に対して制御信号を順次送信するTDM(時分割多重)とするなどの方法を採用することが考えられる。また、制御チャンネルのフレーム長とデータチャンネルのフレーム長は等しくなくても良く、よりフレキシブルな管理をするためにも1データフレーム長に複数(できれば整数)の制御チャンネルフレームがあることが望ましい。   The control channel is a simpler transmission / reception system than the data channel. Therefore, the control channel itself does not basically have a plurality of channels due to wavelength division multiplexing or the like, and even if it has a plurality of channels, the wavelength is changed between the upstream and downstream as shown in FIG. And it is only about using a separate cable in the downstream. In this case, since all nodes transmit and receive control signals on the control channel using the same wavelength, it is necessary to determine a protocol such as the order of transmission and reception. For example, as shown in FIG. 11, when an uplink, that is, when the general node 2 transmits a control signal, the control channel is time-divided into a plurality of time slots and the transmission order of each node 2 is determined in advance by TDMA (time division When the network controller 3 transmits a control signal, a method such as TDM (time division multiplexing) for sequentially transmitting a control signal to each node 2 may be adopted. . Further, the frame length of the control channel and the frame length of the data channel may not be equal, and it is preferable that one data frame length has a plurality (preferably an integer) of control channel frames for more flexible management.

次に、ネットワークコントローラ3が故障した場合、あるいは後述する予備のネットワークコントローラが故障した場合の対策について説明する。このような場合、ネットワークコントローラ3やその予備機、あるいは一般ノード2にネットワークコントローラ3の故障検出機能を持たせ、ネットワークコントローラ3の故障を検出したときは、通信スループットが悪くなることを是認した上で、図12に示すようなプリアサイン方式や、分散制御方式に切り替えるものとする。   Next, a description will be given of measures to be taken when the network controller 3 fails or a spare network controller described later fails. In such a case, the network controller 3 or its spare device, or the general node 2 is provided with a failure detection function of the network controller 3, and when a failure of the network controller 3 is detected, the communication throughput is deteriorated. Then, it is assumed that the method is switched to the pre-assignment method or the distributed control method as shown in FIG.

プリアサイン方式は、予め決められたタイムスロット割当てに従ってタイムスロットを割当てる方法であり、図12の例では一つのノードから他のノードへ均等にデータを送信するようにタイムスロットを割当て、受信時には他のノードからのデータを順番に受信するようにしておく。他の方法として、予め通信量を申告しておき、それに基づいて通信量の多いノードペアにより多くのタイムスロットを割当てるようにしてもよい。さらに、ネットワークコントローラ3が故障した時点でのタイムスロット割当てを変更しない、という方法をとってもよい。この方法は、廃棄率やスループットは低下するが、非常に簡単であるため、ネットワークコントローラ3の修復が比較的速やかに終わると予想される場合には有効である。   The pre-assignment method is a method of allocating time slots according to a predetermined time slot allocation. In the example of FIG. 12, a time slot is allocated so that data is transmitted evenly from one node to another node, and a time slot is allocated during reception. Data from the other nodes in order. As another method, the traffic may be declared in advance, and more time slots may be allocated to the node pairs having a large traffic based on the traffic. Further, a method of not changing the time slot allocation at the time when the network controller 3 fails may be adopted. Although this method reduces the discard rate and the throughput, it is very simple, and is effective when it is expected that the repair of the network controller 3 will be completed relatively quickly.

分散制御方式は、前述したように個々の一般ノード2が制御チャネルを通して話し合うことでタイムスロット割当てを決定する方法であり、空きタイムスロットが少ない場合には前述のように交渉が非常に複雑になり時間が掛かる。また、通信量の変化が大きい場合には複数の相手に同時に話しかけるようなことが起こり、返答が重なったりして混乱が起こる可能性がある。従って、分散制御を行うと事態を収集するための制御に時間が掛かるため、結果として廃棄が多くなり、スループットを低下させる。しかし、各ノードの送受信タイムスロットに比較的空きが多く、通信量の変化が緩やかな系であれば、この分散制御方式でも十分対応できる。また、分散制御方式はプリアサイン方式よりは廃棄率が小さく、スループットの低下が少ない。   The distributed control method is a method in which the individual general nodes 2 determine the time slot allocation by discussing through the control channel as described above. If there are few empty time slots, the negotiation becomes very complicated as described above. Takes time. In addition, when the change in the communication amount is large, it is possible to speak to a plurality of parties at the same time, and there is a possibility that replies may be overlapped and confusion may occur. Therefore, when the distributed control is performed, it takes a long time to perform the control for collecting the situation, and as a result, the discard increases, and the throughput decreases. However, if the transmission / reception time slot of each node has a relatively large amount of free space and the change in the communication amount is gradual, the distributed control method can sufficiently cope with this. Further, the distributed control method has a smaller discard rate than the pre-assignment method, and the decrease in throughput is small.

ネットワークコントローラ3の故障時にタイムスロット割当て方式を上述したプリアサイン方式や分散制御方式に切り替えることを可能とするために、本実施例ではネットワークコントローラ3および一般ノード2に、基本的な故障を検出できる自己診断機能を持たせる。この自己診断で検出できない故障がネットワークコントローラ3に生じる場合も考えられるので、そのようなネットワークコントローラ3の故障を検出するために、例えば図14(a)に示すようにネットワークコントローラ3に接続され、独立した送受信器(少なくとも制御信号の送受信器)を備えた監視装置7を配置する。さらに、停電その他の電源故障の場合もあり得ることを考慮して、ネットワークコントローラ3と同じ場所に置かずに、図14(b)(c)のように異なった位置に監視装置7を配置するようにしてもよい。監視装置7は独立した専用の装置でも良いし、あるいは一般ノード2のいずれかが兼ねてもよい。   In this embodiment, a basic failure can be detected by the network controller 3 and the general node 2 so that the time slot allocation method can be switched to the pre-assignment method or the distributed control method when the network controller 3 fails. Have a self-diagnosis function. Since a failure that cannot be detected by the self-diagnosis may occur in the network controller 3, in order to detect such a failure of the network controller 3, for example, the network controller 3 is connected to the network controller 3 as shown in FIG. A monitoring device 7 having an independent transceiver (at least a transceiver for control signals) is arranged. Further, in consideration of the possibility of a power failure or other power failure, the monitoring device 7 is arranged at a different position as shown in FIGS. 14B and 14C without being placed at the same location as the network controller 3. You may do so. The monitoring device 7 may be an independent dedicated device, or may be one of the general nodes 2.

また、監視装置7自体の故障もあり得るので、コストに余裕のあるシステムにでは監視装置7を複数個設けることが望ましい。具体的には、例えば専用の監視装置7を複数用意するか、または予備のネットワークコントローラにも監視機能を持たせるか、あるいは監視装置7の機能を兼ねる一般ノード2を幾つか用意してもよい。   Further, since there is a possibility that the monitoring device 7 itself may fail, it is desirable to provide a plurality of monitoring devices 7 in a system having a sufficient cost. Specifically, for example, a plurality of dedicated monitoring devices 7 may be prepared, or a spare network controller may have a monitoring function, or some general nodes 2 that also have the function of the monitoring device 7 may be prepared. .

監視装置7あるいは監視機能を持つ一般ノード2が自分以外の装置あるいはノードの異常を検出した場合、自己診断機能によってそれが自分の故障によるものでないかを判断する。自分の故障でなかった場合で、システムの動作に大きな影響を与える動作、例えば後述するようなネットワークコントローラ3からの制御チャネルによる制御信号の送信を邪魔したり、あるいはネットワークコントローラ3を止めるなどの動作を行う場合には、自己診断機能の故障もあり得るので、故障が見付かった装置、ノードでない他の装置、ノードも同じ様に故障を検出しているかどうかなど制御チャネルを通して確かめる。これには、例えば自分以外の故障を見付けた場合に、制御チャネルで必ず報告しているようにしているのならば制御チャネルを監視しているのみでよいし、そうでない場合は制御チャネルを通して確かめるようにすればよい。故障を確かめたら、初めてシステムの動作に大きな影響を与える動作を行う。また、故障を確かめられなかった場合は、自分の故障の可能性があるので、その旨をネットワークコントローラ3やネットワーク管理者に通知するようにする。   When the monitoring device 7 or the general node 2 having the monitoring function detects an abnormality of a device or node other than its own, the self-diagnosis function determines whether the abnormality is due to its own failure. An operation that has a large effect on the operation of the system when it is not its own failure, for example, an operation such as interrupting the transmission of a control signal from the network controller 3 through a control channel as described later or stopping the network controller 3 Since the self-diagnosis function may be out of order, the device which has found the fault, other devices other than the node, and whether or not the node has also detected the fault are checked through the control channel. For example, if you find a failure other than yourself, you only need to monitor the control channel if you always want to report on the control channel, otherwise check through the control channel What should I do? After confirming the failure, the operation that greatly affects the operation of the system is performed for the first time. If the failure cannot be confirmed, there is a possibility of the failure, and the fact is notified to the network controller 3 or the network administrator.

監視装置7は、ネットワークコントローラ3の送受信内容から異常(故障)の有無を監視し、異常を確認した場合には、ネットワークコントローラ3、ネットワーク管理者およびシステム全体、のいずれかまたは全部に制御チャネルを通してアラーム信号を出す。ネットワークコントローラ3やネットワーク管理者に出すアラーム信号は、図14(a)(b)に示すように監視装置7がネットワークコントローラ3に直結されている場合には、直結線を使用して送出すればよいし、直結されていない場合には、例えば公衆網など外部の異なるネットワークを通してアラーム信号を送出するか、あるいはアラーム信号用に専用の波長を用意しておいたり、アラーム信号用に制御チャネルに専用のタイムスロットを用意しておくなどの方法がある。   The monitoring device 7 monitors the transmission / reception contents of the network controller 3 for the presence or absence of an abnormality (failure). When the abnormality is confirmed, the monitoring device 7 communicates with any or all of the network controller 3, the network administrator, and the entire system through a control channel. Issue an alarm signal. If the monitoring device 7 is directly connected to the network controller 3 as shown in FIGS. 14A and 14B, the alarm signal to be sent to the network controller 3 or the network administrator can be sent using the direct connection. If it is not directly connected, send an alarm signal through a different external network such as a public network, or prepare a dedicated wavelength for the alarm signal, or use a dedicated control channel for the alarm signal. For example, there is a method of preparing a time slot.

監視装置7はネットワークコントローラ3の異常を検出すると、上記のようにまずネットワークコントローラ3にそれを通知し、ネットワークコントローラ3の自己診断機能で自己診断させる。このとき通信システム全体に対しては、図15(b)のように通信システムの機能を妨げない程度の短いアラーム信号を出してもよい。また、このアラームでは改善が見られず、前述のように故障検出機能自身の故障で無い場合で、かつネットワークコントローラ3の異常の程度が非常に大きく通信システムが動作できないような場合には、図15(a)のように制御信号に被せるようなアラーム信号を出し、また異常の程度が小さくあまり通信システムに影響しない場合には、図15(b)のように制御信号の合間、例えばTDMAのガードタイムの間などにアラーム信号をパルス状に出すようにしてもよい。この場合、異常の内容に応じて例えば図15(c)に示すように予めアラーム信号を構成するパルスの種類などを決めておくことにより、アラームによって異常の内容が分かるようにしておくことが好ましい。   When detecting an abnormality in the network controller 3, the monitoring device 7 first notifies the network controller 3 of the abnormality as described above, and causes the self-diagnosis function of the network controller 3 to perform a self-diagnosis. At this time, as shown in FIG. 15B, an alarm signal as short as not to hinder the function of the communication system may be output to the entire communication system. Also, no improvement is seen with this alarm, and if the failure is not a failure of the failure detection function itself as described above and the degree of abnormality of the network controller 3 is so large that the communication system cannot operate, When an alarm signal is output to cover the control signal as shown in FIG. 15 (a), and when the degree of abnormality is small and does not significantly affect the communication system, as shown in FIG. The alarm signal may be output in a pulse shape during a guard time or the like. In this case, it is preferable that the type of the pulse constituting the alarm signal is determined in advance as shown in FIG. 15C according to the content of the abnormality, so that the content of the abnormality can be understood by the alarm. .

さらに、ネットワークコントローラ3の異常の程度が大きく、かつ即座に修復できないような場合、ネットワークコントローラ3を止められる権限を与えておくとよい。また、図21に示すように予備のネットワークコントローラ9がある場合には、この予備機9に切り替え予備機9の故障を検出するためにのみ専用の監視装置が働くようにしてもよい。ネットワークコントローラ3を止める動作は、例えば図14(a)(b)に示すように監視装置7がネットワークコントローラ3に直結されている場合は簡単に実現でき、図14(c)に示すように直結されていない場合には、ネットワーク管理者にその旨を通知して止めてもらうようにすればよい。また、制御チャネルで特殊な信号を受信するとネットワークコントローラ3が止まるような機能(予備機9がある場合には、予備機9が動作を始めるような機能)を備えておき、その様な信号を監視装置7が出すようにしてもよい。   Furthermore, when the degree of abnormality of the network controller 3 is large and cannot be repaired immediately, it is preferable to give authority to stop the network controller 3. In addition, when there is a spare network controller 9 as shown in FIG. 21, the spare network controller 9 may be switched to the spare machine 9 and a dedicated monitoring device may operate only to detect a failure of the spare machine 9. The operation of stopping the network controller 3 can be easily realized when the monitoring device 7 is directly connected to the network controller 3 as shown in FIGS. 14A and 14B, for example, and is directly connected as shown in FIG. If not, the network administrator may be notified and stopped. Further, a function of stopping the network controller 3 when a special signal is received on the control channel (a function of starting the operation of the spare device 9 if there is the spare device 9) is provided. The monitoring device 7 may output it.

さらに、予備機9も含めてネットワークコントローラ3が止まるか、または人為的に止められた場合には、どのタイミングからどの様なプロトコル(前述)で通信を行うかを制御チャネルを通して各ノードに指示する。例えば、ネットワークコントローラ3が制御チャネルで制御信号を送信する時間またはその予定の送信時間に、その様な内容を監視装置7が送信すれば良い。また、一般ノード2はネットワークコントローラ3に重大な異常が発生した時点、すなわち監視装置7がその異常発生を通知した時点、あるいは監視装置7がネットワークコントローラ3を止める信号を出した時点から監視装置7からの指示が来るまでは、タイムスロット割当てを変化させないなどの対策をとるとよい。   Further, when the network controller 3 including the standby unit 9 stops or is stopped artificially, the network controller 3 instructs each node through the control channel from what timing and from what protocol (described above) to perform communication. . For example, the monitoring device 7 may transmit such contents at a time when the network controller 3 transmits the control signal on the control channel or at a scheduled transmission time. The general node 2 starts monitoring the network controller 3 from the time when a serious abnormality occurs in the network controller 3, that is, when the monitoring device 7 notifies the occurrence of the abnormality, or when the monitoring device 7 outputs a signal for stopping the network controller 3. It is advisable to take measures such as not changing the time slot assignment until an instruction is received from.

なお、上述した監視装置7を特別に用意する必要は必ずしもない。一般ノード2は、少なくとも自ノードに関係するネットワークコントローラ3の動作異常、例えば自ノードが送信要求を出していないのに送信タイムスロットが割当てられたり、新たなタイムスロット割当てが使用中のものと重なっているなどの異常については検出することができる。このような場合、当該ノード2は取り敢えずネットワークコントローラ3に対して動作が異常である旨を制御チャネルを通して通知する。それでもネットワークコントローラ3の異常が改善されない場合には、制御チャネル上の制御信号の送信状態が図11のような形態であるならば、各ノード2はネットワークコントローラ3からの送信だけでなく、他ノードの送信も聞けるので、ある特定のノード(例えば、公衆網のゲートウェイになっているノードのような、停止することの少ないノードがよい)は、他ノードの送信も常に聞くようにして、異常を検出したノードは制御チャネルの自分の割当てタイムスロットの中で、ネットワークコントローラ3の異常とその程度をその特定のノードに通知する。通知を受けた特定ノードは、公衆網、ホットライン、あるいは波長多重光ネットワーク1を介してネットワーク管理者に通知する。   It is not always necessary to specially prepare the above-described monitoring device 7. The general node 2 has at least an abnormal operation of the network controller 3 related to the own node, for example, a transmission time slot is allocated even though the own node has not issued a transmission request, or a new time slot allocation is overlapped with a used one. Abnormalities such as the presence of an error can be detected. In such a case, the node 2 first informs the network controller 3 via the control channel that the operation is abnormal. If the abnormality of the network controller 3 still does not improve, if the transmission state of the control signal on the control channel is in the form as shown in FIG. A certain node (for example, a node that rarely shuts down, such as a node serving as a public network gateway) should always listen to the transmissions of other nodes, and The detected node notifies the specific node of the abnormality of the network controller 3 and its degree in its assigned time slot of the control channel. The specific node that has received the notification notifies the network administrator via the public network, the hotline, or the wavelength multiplexing optical network 1.

ネットワークコントローラ3がさらに深刻な異常を起こした場合には、上記特定ノードが制御チャネルを通して合図をすると、ネットワークコントローラ3が予備機9に切り替わるか、あるいは予備機9が故障したり、予備機9がない場合には、一斉に前述したバックアッププロトコルに切り替えるようにする。その判断は特定ノードの判断でも良いし、ネットワーク管理者の判断を待ってもよく、システムによって異なる。   When the network controller 3 causes a more serious abnormality, when the specific node signals through the control channel, the network controller 3 switches to the standby unit 9 or the standby unit 9 breaks down, or the standby unit 9 If not, switch to the backup protocol described above. The judgment may be made by a specific node or may be made by a network administrator, and differs depending on the system.

この方法はネットワークコントローラ3の異常のみでなく、他ノードの異常の場合にも適用できる。自ノードとの通信を行うあるいは行う予定であったノードが正しく通信を行っていない場合には、その検出はデータが正しく受信されていないことから直ぐに行うことができる。この検出結果をネットワークコントローラ3に通知すれば、ネットワークコントローラ3は異常な通信を行っているノードに命令して改善させることができる。   This method can be applied not only to an abnormality in the network controller 3 but also to an abnormality in another node. If a node that communicates with or is to communicate with its own node is not communicating correctly, it can be detected immediately because the data is not correctly received. If this detection result is notified to the network controller 3, the network controller 3 can instruct a node that is performing abnormal communication to improve it.

ネットワークコントローラ3の異常に対する簡易な対処方法として、ネットワークコントローラ3がどのノードでもその異常が検知できる程度まで故障した場合のみ、その異常に対処するという方法も考えられる。例えば、ネットワークコントローラ3が制御チャネルで送信を行わない、制御チャネルでの送信パワーが異常に低下している、制御チャネルでの送信のタイミングが明らかに間違っているなどの場合である。また、ネットワークコントローラ3が自らの異常を検出して動作できない旨を通知してきた場合も含む。   As a simple countermeasure against the abnormality of the network controller 3, a method of coping with the abnormality only when the network controller 3 has failed to such an extent that any node can detect the abnormality can be considered. For example, the network controller 3 does not transmit on the control channel, the transmission power on the control channel is abnormally reduced, or the timing of transmission on the control channel is obviously wrong. In addition, this includes the case where the network controller 3 detects its own abnormality and notifies that it cannot operate.

これらの場合、各ノード2は取り敢えず異常を検出すると、その旨を制御チャネルでネットワークコントローラ3あるいは他ノードに通知する。修復不可能である場合、ネットワークコントローラ3自体が前述した方式のプロトコルの切り替えを指示できればすればよいし、指示が来ない場合には、例えば特定のノードを決めておき、そのノードでの判断によって各ノードへ切り替えを指示する。特定のノードは、いずれか一つを予め決めておいてもよいが、LAN(ローカルエリアネットワーク)、特に波長分割多重のLANではノードが休止していることがあり得るので、例えば指示を出す順番を決めて第1番目のノードが最初に指示を出すことにしておき、所定時間待っても第1番目のノードが指示を出さない時に、第2番目のノードが指示を出す、というようにしてもよい。指示を出すノードは、ネットワークコントローラ3の故障と思ったものが実は自ノードの故障であることもあり得るので、他ノードもネットワークコントローラ3の故障を制御チャネルで訴えているかどうか確認してから指示を出すことが好ましい。   In these cases, when each node 2 first detects an abnormality, the node 2 notifies the network controller 3 or another node of the abnormality through a control channel. If the restoration is impossible, it is sufficient if the network controller 3 itself can instruct the switching of the protocol of the above-described method. If the instruction does not come, for example, a specific node is determined, and the determination by the node is performed. Instruct each node to switch. Any one of the specific nodes may be determined in advance. However, in a LAN (local area network), particularly a wavelength division multiplexing LAN, the nodes may be inactive. So that the first node gives an instruction first, and when the first node does not give an instruction after waiting a predetermined time, the second node gives an instruction, and so on. Is also good. The node that issues the instruction may determine that the failure of the network controller 3 is actually the failure of its own node. Is preferable.

また、自ノードの故障であることが分かった場合には、それをネットワークコントローラ3に通知し、自ノードの管理者がいれば通知する。ネットワークコントローラ3はネットワーク管理者に通知し、そのノードの故障の程度により対処をする。対処の内容は、例えばそのノードはタイムスロット割当てを変更させない、通信を中止させる、などであり、また他のノードに対してそのノードの異常と異常の程度を通知する。   Further, when it is found that the own node is out of order, the network controller 3 is notified of the failure, and if there is an administrator of the own node, it is notified. The network controller 3 notifies the network administrator and takes action according to the degree of failure of the node. The contents of the countermeasures are, for example, that the node does not change the time slot assignment, stop the communication, etc., and notifies other nodes of the abnormality of the node and the degree of the abnormality.

さらに、以上述べたような光通信システムでは、制御信号はタイムスロット割当ての決定のみでなく、データの送出タイミングを示すタイミング信号の役割を果たすこともある。従って、ネットワークコントローラ3が故障してもタイミングが保持できるように、例えば監視装置7やプロトコルの切り替えを指示した一般ノードがネットワークコントローラ3に代わってタイミングを与えるようにするか、いずれかのノードに指示してタイミングを与えさせると良い。   Further, in the above-described optical communication system, the control signal may not only determine a time slot assignment but also play a role of a timing signal indicating a data transmission timing. Therefore, in order to maintain the timing even if the network controller 3 fails, for example, the monitoring device 7 or the general node instructing the switching of the protocol may give the timing in place of the network controller 3, It is good to give instructions and give timing.

次に、本発明の光通信システムでの同報・マルチキャスト機能について説明する。LANでは同報・マルチキャスト機能が重要であるが、本発明のような光通信システムでこれを実現しようとすると、複数の送信相手で受信空きタイムスロットが共通にとれない可能性がある。そのため、ネットワークコントローラ3は各ノードの送受信のタイムスロット割当てを管理・整理して、同報・マルチキャストの要求が起こったとき即座に対応できるようにしておく。   Next, a broadcast / multicast function in the optical communication system of the present invention will be described. In a LAN, the broadcast / multicast function is important. However, if this is to be realized in an optical communication system as in the present invention, there is a possibility that a plurality of transmission destinations may not be able to take common reception free time slots. For this reason, the network controller 3 manages and arranges the time slot allocation for transmission and reception of each node so that it can immediately respond to a broadcast / multicast request.

具体的には、例えばフレームの後ろの方の幾つかのタイムスロットは同報・マルチキャストの要求があったときのために常に空いているようにする。そのために、同報・マルチキャスト以外の通常の送信要求があった場合、出来るだけフレームの前の方から送信できるタイムスロットを探していく。また、同報・マルチキャスト用に確保しておいた幾つかのタイムスロットを使わなければデータを送信できない場合には、取り敢えずそのタイムスロットを使ってデータの送信を開始し、前述のタイムスロット割当て法で述べたように、前の方のタイムスロットのうち移動させられるものを移動させることにより、送受信の共通空きタイムスロットを作り出す。   Specifically, for example, some time slots at the end of the frame are always free for a time when a broadcast / multicast is requested. Therefore, when there is a normal transmission request other than the broadcast / multicast, a time slot that can be transmitted is searched for as early as possible in the frame. If data cannot be transmitted without using some time slots reserved for broadcast / multicast, data transmission is started using those time slots, and the time slot allocation method described above is used. As described above, a common empty time slot for transmission and reception is created by moving one of the earlier time slots that can be moved.

また、このような事態ができるだけ起こらないように、例えばフレームの後ろに近いタイムスロットを使用してデータの送受信を行っている組は、出来るだけ前の方にずらしていくようにネットワークコントローラ3が制御を行うことが好ましい。例えば、タイムスロットの利用状況などから、移動した方が良い送受信タイムスロットの組をリストアップしておき、いずれかのタイムスロットが新たに空きタイムスロットになった場合に計算を開始し、その空きタイムスロットを利用してリストアップされた組の移動が可能かどうかを調べていく。ネットワークコントローラ3の処理能力に余裕があれば、空きタイムスロットが新たに発生したとき以外でも、より前方に詰められた効率の良いタイムスロット割当てが出来ないかどうかを調べていてもよい。これらの計算は、ネットワークコントローラ3の能力に応じてネットワークコントローラ3内に専用のプロセッサを設けて行ってもよいし、通常の制御の合間を縫って行ってもよい。   Also, in order to prevent such a situation from occurring as much as possible, for example, the network controller 3 that transmits and receives data using a time slot near the end of the frame is shifted as far forward as possible by the network controller 3. Preferably, control is performed. For example, a list of transmission / reception time slots that should be moved is listed up based on the usage status of time slots, etc., and when one of the time slots becomes a new free time slot, calculation is started, and It is checked whether or not the listed set can be moved using the time slot. If the processing capacity of the network controller 3 has sufficient capacity, it may be checked whether or not efficient time slot allocation packed forward can be performed even when a new free time slot is generated. These calculations may be performed by providing a dedicated processor in the network controller 3 according to the capability of the network controller 3, or may be performed during normal control.

また、ここではタイムスロットは出来るだけフレームの前方に詰めるように説明したが、出来るだけ後方に詰めてもよいし、同報・マルチキャスト用に空けておきたいタイムスロットの番号と優先順位を決めておいて、同様の制御を行ってもよい。   Also, here, the time slots are described as being packed in front of the frame as much as possible.However, the time slots may be packed up as much as possible, or the time slot numbers and priorities to be vacated for broadcast / multicast are determined. Then, similar control may be performed.

ところで、本発明のような波長分割多重に時分割多重を併用した光通信システムでは、1タイムスロットがATM(非同期転送モード)交換における情報転送単位であるセルと比較して非常に長い(10倍〜100倍程度)時間になる可能性がある。本発明の光通信システムがバックボーンLANとして使用される場合、送信側に接続された下位ネットワークの異なる複数の端末からのデータが1タイムスロットの中にまとめられて入り、それが受信側に接続された下位ネットワークの複数の異なる端末に送信されることになる。   By the way, in an optical communication system using wavelength division multiplexing and time division multiplexing as in the present invention, one time slot is much longer (10 times as large as a cell which is an information transfer unit in ATM (asynchronous transfer mode) exchange). (About 100 times). When the optical communication system of the present invention is used as a backbone LAN, data from a plurality of terminals of different lower networks connected to the transmitting side are put together in one time slot and are connected to the receiving side. Will be transmitted to a plurality of different terminals in the lower network.

しかし、同報・マルチキャスト通信を行う場合には、同報・マルチキャスト通信に供される1ノードからの送信データが常に1タイムスロットを埋められるだけの量であればよいが、その送信データを出す端末が下位ネットワークの1端末のみである場合などでは、1タイムスロットが割当てられたにも拘らずタイムスロットはほとんど空同然であることもあり得る。さらに、放送のような一方通行の同報・マルチキャスト通信であれば良いが、複数箇所を接続したテレビ会議システムのようなそれぞれのノードが送信を行う系では、タイムスロットがほとんど空の状態で幾つも占有されることになり効率が悪い。   However, in the case of performing the broadcast / multicast communication, the transmission data from one node used for the broadcast / multicast communication only needs to be an amount that can always fill one time slot. For example, when the terminal is only one terminal of the lower network, the time slot may be almost empty even though one time slot is allocated. Furthermore, a one-way broadcast / multicast communication such as a broadcast may be used. However, in a system in which each node performs transmission, such as a video conference system in which a plurality of locations are connected, the number of times when a time slot is almost empty is reduced. Is also occupied, which is inefficient.

従って、同報・マルチキャスト通信用に空けておくタイムスロットは、図13(a)に示すように他のタイムスロットよりもタイムスロット長を短くするなどの工夫をしておくことが好ましい。勿論、他の部分で通常通信用のタイムスロットがとれない場合には、この短いタイムスロットを使って通常の送受信を行っても構わない。   Therefore, it is preferable that the time slots to be left open for broadcast / multicast communication be designed to have a shorter time slot length than other time slots as shown in FIG. Of course, when a time slot for normal communication cannot be obtained in other parts, normal transmission and reception may be performed using this short time slot.

また、上述のTV会議システムのような同報・マルチキャスト通信を行う場合には、具体的な通信量をそれぞれのノードに申請させて、それに見合った時間で新たにタイムスロットを区切り直してもよい。図13(b)はその様子を示したもので、例えば通常のタイムスロット1つ分を通信情報量に合せて細かく区切っている。通信情報量がタイムスロット1つに収まらなければ、収まるだけの数のタイムスロットを使用すればよい。   In the case of performing the broadcast / multicast communication as in the TV conference system described above, a specific communication amount may be applied to each node, and a new time slot may be newly divided at a time corresponding thereto. . FIG. 13B shows this state, for example, one normal time slot is finely divided according to the amount of communication information. If the amount of communication information does not fit in one time slot, it is sufficient to use as many time slots as fit.

さらに、タイムスロットの空き部分に別の情報を乗せてもよい。例えば、1つのノードから複数の同報・マルチキャスト通信データが送信される場合には、その通信データを1タイムスロットにまとめればよいし、ある特定の相手に対するデータをタイムスロットの空き部分に入れて送信してもよい。   Further, another information may be carried in the empty portion of the time slot. For example, when a plurality of broadcast / multicast communication data are transmitted from one node, the communication data may be collected into one time slot, or data for a specific partner may be put in an empty portion of the time slot. You may send it.

また、TV会議システムのように同報発信者が多数いて、かつ遅延が大きくてもよいアプリケーションでは、ある1つのノードにそのアプリケーションの他の同報発信者からのデータを通常の送受信で送り、そこで改めて1つのタイムスロットにまとめて送信しても良い。   In an application such as a TV conference system in which there are a large number of broadcasters and the delay may be large, data from another broadcaster of the application is sent to a certain node by normal transmission and reception. Therefore, it may be transmitted once again to one time slot.

ここで、全ての同報相手に共通の受信空きタイムスロットがとれない場合には、以下のような方法をとればよい。例えば、1個の共通空きタイムスロットがとれなくとも、グループ内でならば共通の空きタイムスロットがとれるようなグループに同報相手を分け、送信者はそのグループの数だけ同じ情報を送信する。このとき、同報の送信者がそれらのタイムスロットで送信タイムスロットが空いていない場合には、送信者が送信できないグループにはバケツリレーにより中継を行う。この中継は、前述したバケツリレー専用ノードが行ってもよいし、ネットワークコントローラ3あるいは他の一般ノードが行ってもよい。また、同報の送信者が送信できないグループの共通空きタイムスロットに送信できるノードが、同報の送信者が送信できるグループの中にあれば、そのノードが中継してもよい。さらに、一般ノード2にそのようなコピー機能がない場合には、やはりバケツリレー専用ノードで中継を行ってもよい。   Here, if a common reception free time slot cannot be obtained for all broadcast partners, the following method may be used. For example, even if one common free time slot cannot be obtained, a broadcast partner is divided into groups in which a common free time slot can be obtained within a group, and the sender transmits the same information by the number of the groups. At this time, if the sender of the broadcast does not have a transmission time slot in those time slots, the relay is performed by a bucket brigade to a group in which the sender cannot transmit. This relay may be performed by the above-described bucket relay dedicated node, or may be performed by the network controller 3 or another general node. Also, if a node that can transmit in a common free time slot of a group that a broadcast sender cannot transmit is in a group that a broadcast sender can transmit, that node may relay. Further, when the general node 2 does not have such a copy function, the relay may be performed by the bucket relay dedicated node.

次に、本発明において波長多重光ネットワーク1を拡張する場合を考える。波長多重光ネットワーク1が図2(a)に示したようなパッシブスター型ネットワークの場合は、スターカップラ4のポート数を越えてネットワーク1を拡張することは難しい。1つのポートにカップラを介して2つ以上のノードを接続することは可能であるが、それらのノードに関しては送受信の光強度が小さくなり、受信感度が劣化するという問題があるためである。また、この劣化を問題とする場合には、光伝送路にアンプを挿入したり、送信パワーが大きくかつ受信感度が良い送受信器を用意するなどの対策が必要で、コストが大きくなる。一方、送信波長固定方式では、1ノードに一つ波長を割り振るので、受信器の波長可変範囲などから、総波長数すなわちノード数に限界がある。   Next, a case where the wavelength division multiplexing optical network 1 is extended in the present invention will be considered. When the wavelength multiplexing optical network 1 is a passive star network as shown in FIG. 2A, it is difficult to extend the network 1 beyond the number of ports of the star coupler 4. Although it is possible to connect two or more nodes to one port via a coupler, these nodes have a problem that the transmission / reception light intensity decreases and the reception sensitivity deteriorates. If this deterioration is a problem, it is necessary to take measures such as inserting an amplifier into the optical transmission line or preparing a transceiver having a large transmission power and a good reception sensitivity, which increases the cost. On the other hand, in the transmission wavelength fixing method, one wavelength is allocated to one node, and therefore, the total number of wavelengths, that is, the number of nodes is limited due to the wavelength variable range of the receiver.

図16は、このような限界を越えて波長多重光ネットワーク1を拡張する場合の実施例であり、複数の波長多重光ネットワーク1間をゲートウェイ8で接続した構成となっている。ゲートウェイ8は例えば図17〜図20に示すように構成される。   FIG. 16 shows an embodiment in which the wavelength division multiplexing optical network 1 is extended beyond such a limit, and a plurality of wavelength division multiplexing optical networks 1 are connected by a gateway 8. The gateway 8 is configured, for example, as shown in FIGS.

図17に示すゲートウェイ8は、ゲートウェイ受信器31、信号処理部32およびゲートウェイ送信器33を縦続接続して構成され、送信側の波長多重光ネットワークから受信側の波長多重光ネットワーク宛の光信号をゲートウェイ受信器31により電気信号に変換し、信号処理部32で所定の処理を施した後、ゲートウェイ送信器33により光信号に変換して送信し直すようにしたものである。ゲートウェイ受信器31、信号処理部32およびゲートウェイ送信器33は、それぞれ1つまたはトラヒックに応じて複数個用意される。ゲートウェイ受信器31の受信波長と、ゲートウェイ送信器33の送信波長は、それぞれに接続されている側の波長多重光ネットワークの方式に従うものとする。   The gateway 8 shown in FIG. 17 is configured by cascade-connecting a gateway receiver 31, a signal processing unit 32, and a gateway transmitter 33, and converts an optical signal addressed to a wavelength-division multiplexing optical network from a transmitting side to a wavelength-division multiplexing optical network on a receiving side. The signal is converted into an electric signal by the gateway receiver 31, subjected to predetermined processing by the signal processing unit 32, converted to an optical signal by the gateway transmitter 33, and transmitted again. One or a plurality of gateway receivers 31, signal processing units 32, and gateway transmitters 33 are prepared according to traffic. It is assumed that the reception wavelength of the gateway receiver 31 and the transmission wavelength of the gateway transmitter 33 follow the method of the wavelength multiplexing optical network connected to each.

図18に示すゲートウェイ8は、波長選択装置41と波長変換装置42により構成され、波長選択装置41はネットワークコントローラ3から指示されている送信側のタイムスロットを選択し、これを波長変換装置42が受信側の波長多重光ネットワークで指定されている波長の光信号に変換して出力する。 The gateway 8 shown in FIG. 18 includes a wavelength selecting device 41 and a wavelength converting device 42. The wavelength selecting device 41 selects a time slot on the transmission side instructed by the network controller 3, and the time slot is designated by the wavelength converting device 42. The signal is converted into an optical signal of a wavelength designated by the wavelength multiplexing optical network on the receiving side and output.

より具体的には、図19に示すように送信側の波長多重光ネットワークからの光信号を波長分波器51で波長毎に分割し、これを光スイッチ52に入力して受信側の波長多重光ットワーク宛のタイムスロットを選択し、さらに波長変換装置53で波長変換して、波長合波器54で合波して出力する。さらに他の構成法として、図20に示すようにカップラ61とチューナブルフィルタ62に図19における波長分波器51と光スイッチ52の機能を兼ねさせ、チューナブルフィルタ62から出力される光信号を波長変換装置63により波長変換して、カップラ64で合波して出力するようにしてもよい。   More specifically, as shown in FIG. 19, an optical signal from a wavelength-division multiplexing optical network on the transmission side is divided for each wavelength by a wavelength demultiplexer 51, and this is input to an optical switch 52, and wavelength division multiplexing on the reception side is performed. A time slot destined for the optical network is selected, the wavelength is further converted by the wavelength converter 53, multiplexed by the wavelength multiplexer 54, and output. As another configuration method, as shown in FIG. 20, the coupler 61 and the tunable filter 62 have the functions of the wavelength demultiplexer 51 and the optical switch 52 in FIG. 19, and the optical signal output from the tunable filter 62 is The wavelength may be converted by the wavelength converter 63 and multiplexed by the coupler 64 for output.

次に、本発明の光通信システムでコネクションレスデータ(以下、CLデータという)をサポートする方法について説明する。CLデータをサポートする方法としては、例えば以下の方法がある。まず、図22に示すようにCLデータ中継用の中継ノード10を波長多重光ネットワーク1に接続する。CLデータは一旦それを発信する一般ノード2から中継ノード10へ送信し、中継ノード10から送信相手のノードへ転送する。データの送受信は、フレーム毎に中継ノード10と通信するノードを予め決めておいて行う。また、フレームという概念を導入していないネットワークでは、タイムスロット列を何個か毎に区切って同様のことを行う。   Next, a method of supporting connectionless data (hereinafter, CL data) in the optical communication system of the present invention will be described. As a method for supporting CL data, for example, there is the following method. First, as shown in FIG. 22, a relay node 10 for relaying CL data is connected to the wavelength division multiplexing optical network 1. The CL data is transmitted once from the general node 2 that transmits the CL data to the relay node 10, and is transferred from the relay node 10 to the destination node. The transmission and reception of data is performed by previously determining a node that communicates with the relay node 10 for each frame. In a network in which the concept of a frame is not introduced, the same operation is performed by dividing the time slot sequence into several slots.

一般ノード2は、予め決められた送信順序に従って自ノードの順番が到来した時点、つまり自ノードがCLデータを送信できるフレームが到来した時点で送信すべきデータがあれば、自ノードの送信の空きタイムスロットにCLデータを挿入する。また、送るべきCLデータがあるのに空きタイムスロットがないと言うことが頻繁に起きると予想されるトラヒックの多いネットワークでは、空き帯域、即ち使用中のスロットの残余帯域を使用しても良い。このとき、通常のデータとしてCLデータが区別できるようにヘッダを付けるなどすると良い。   When there is data to be transmitted at the time when the order of the own node arrives according to a predetermined transmission order, that is, at the time when a frame in which the own node can transmit CL data arrives, the general node 2 has an available transmission space of the own node. Insert CL data into the time slot. Further, in a network with a lot of traffic where it is frequently expected that there is no free time slot even though there is CL data to be transmitted, a free band, that is, the remaining band of the slot being used may be used. At this time, it is preferable to attach a header so that the CL data can be distinguished as normal data.

そのタイムスロットの内容がCLデータであることが中継ノード10に分かるように、例えばその旨を示す情報をデータのヘッダに書き込んでおいてもよいが、ハードウェアのレベルで簡単に判別できるようにしておいてもよい。   For example, information indicating that fact may be written in the header of the data so that the relay node 10 knows that the content of the time slot is CL data, but it is easy to determine at the hardware level. You may keep it.

例えば波長多重光ネットワーク1が送信波長可変のネットワークの場合には、CLデータ専用の波長を決めておけば中継ノード10は受信器の受信波長をCLデータの送信波長に同調させておくことで、CLデータのみを受信することができる。また、波長多重光ネットワーク1が送信波長固定のネットワークの場合には、タイムスロットの先頭で、ある特定のパルス列を送信するなどの方法がある。さらに、中継ノード10が予めネットワークコントローラ3と連絡をとるか、あるいは制御チャネルをモニタするなどして、一般ノード2の送受信タイムスロット割当てを例えばタイムスロット割当てテーブルを内部に持つことで把握しておき、そのノードの送信空きタイムスロットにデータがあった場合に、それを受信する方法もある。   For example, if the wavelength multiplexing optical network 1 is a variable transmission wavelength network, a dedicated wavelength for CL data is determined, and the relay node 10 tunes the reception wavelength of the receiver to the transmission wavelength of CL data. Only CL data can be received. When the wavelength multiplexing optical network 1 is a fixed transmission wavelength network, there is a method of transmitting a specific pulse train at the beginning of a time slot. Further, the relay node 10 previously communicates with the network controller 3 or monitors the control channel to grasp the transmission / reception time slot allocation of the general node 2 by, for example, having a time slot allocation table therein. If there is data in a transmission free time slot of the node, there is a method of receiving the data.

中継ノード10内の受信器は、一般ノード2のCLデータの送信順序に従い、あるフレームではある特定のノードの送信データを受信し、その中のCLデータのみを取り出し、メモリなどに保存する。このとき、CLデータの宛先を見て、宛先毎にデータを仕分けしておくとよい。これは具体的には、例えば一般ノード2が中継ノード10にCLデータを送信する段階で、宛先毎に異なるタイムスロットで送信するようにしてもよいし、あるいは一般ノード2は全く宛先などを気にせず単純に送信し、中継ノード10に仕分けを一任してもよい。これらはネットワーク毎に異なる。   The receiver in the relay node 10 receives transmission data of a specific node in a certain frame in accordance with the transmission order of CL data of the general node 2, extracts only CL data from the transmission data, and stores it in a memory or the like. At this time, it is preferable to sort the data for each destination by looking at the destination of the CL data. Specifically, for example, when the general node 2 transmits the CL data to the relay node 10, the general node 2 may transmit the CL data in a different time slot for each destination, or the general node 2 may care about the destination at all. It is also possible to simply transmit the message without relying on the relay node 10 and leave the sorting to the relay node 10. These are different for each network.

また、中継ノード10内のメモリでは、例えば予めメモリ領域を宛先毎に区切っておき、その宛先のデータが来たらその領域にデータを格納するようにしてもよいし、データに宛先が即座に判別できるタグを付けておいてもよい。   Further, in the memory in the relay node 10, for example, a memory area may be divided in advance for each destination, and when data of the destination comes, the data may be stored in that area, or the destination is immediately determined in the data. A tag that can be attached may be added.

中継ノード10から一般ノード2へのCLデータの転送も、同様にして行う。すなわち、一般ノード2はCLデータ受信の順番を決めておき、自ノードがCLデータを受信するフレームが来たならば自ノードの受信空きタイムスロットで中継ノード10からの送信に対して同調を行う。中継ノード10は、予めネットワークコントローラ3と連絡を取るか、あるいは制御チャネルをモニタするなどしてタイムスロット割当てを把握しておき、相手ノードの受信空きタイムスロットのタイミングでデータを送信する。このとき、中継ノード10はメモリ内に保存されたデータのうち、その時点でその相手ノードが宛先になっているデータを取り出して送信する。   Transfer of CL data from the relay node 10 to the general node 2 is performed in the same manner. That is, the general node 2 determines the order of CL data reception, and tunes to the transmission from the relay node 10 in the reception free time slot of the own node when a frame in which the own node receives CL data comes. . The relay node 10 contacts the network controller 3 in advance, or grasps the time slot allocation by monitoring the control channel, and transmits the data at the timing of the reception free time slot of the partner node. At this time, the relay node 10 extracts and transmits the data destined for the partner node at that time among the data stored in the memory.

このようにネットワーク内にCLデータ用の中継ノード10を設け、空きタイムスロットを用いてCLデータの送受信を行うことによって、CLデータ送受信のためにネットワークコントローラ3に要求を出して手続きをする必要がなくなり、またCLデータのために他の通常のデータの送受信のための帯域が制限されることもなくなる。もちろん、CLデータの中にも遅延のきびしいものがあるため、その様なデータは通常の手順で送るか、あるいは相手ノードとの間でタイムスロットが設定されていれば、その残余帯域を利用して送れば良い。このとき、統計多重効果で発生したタイムスロット内の残余帯域を使用しても良い。   In this way, by providing the relay node 10 for CL data in the network and transmitting and receiving CL data using an empty time slot, it is necessary to issue a request to the network controller 3 for CL data transmission and reception and perform a procedure. In addition, the band for transmitting and receiving other normal data due to CL data is not limited. Of course, some of the CL data has a severe delay, so such data should be sent in the normal procedure, or if a time slot is set with the partner node, the remaining bandwidth will be used. Just send it. At this time, the remaining band in the time slot generated by the statistical multiplexing effect may be used.

次に、上述した光波長多重ネットワークの細部について説明する。   Next, details of the above-described optical wavelength division multiplexing network will be described.

図23は、図24に示すようなノード数がnである波長多重光ネットワークのタイムスロットを分割する方法の一例を示している。図23(a)では、1フレーム中に2nのタイムスロット数がある。作用で述べたように、タイムスロット数がノード数の2倍以上あれば、著しい呼損が起きにくくなる。波長切り替えのためガードタイムが短いシステムならば、図23(b)の様にタイムスロット数を2nよりも多く設定することにより、よりスループットを上げることができる。   FIG. 23 shows an example of a method of dividing a time slot of a wavelength division multiplexing optical network having n nodes as shown in FIG. In FIG. 23A, there are 2n time slots in one frame. As described in the operation, if the number of time slots is twice or more than the number of nodes, remarkable call loss hardly occurs. If the system has a short guard time for wavelength switching, the throughput can be further increased by setting the number of time slots to be larger than 2n as shown in FIG.

本発明のようなネットワークでは、実際にネットワークに接続されているノード2の数はその時々や場合によって異なることが多い。しかし、そのネットワークに接続できるノード2の最大数はほぼ決まっていることが多いので、予めその最大数を基準にしてタイムスロット数を決めれば良い。また、タイムスロットの数、長さ、あるいはフレーム長などが(日単位、月単位程度の)ゆっくりとした速さででも変更できるネットワークであれば、ノード数に変動が有ったときに変えても良い。あるいはノード数が変動する都度でなくても、タイムスロット数がノード数に対して多すぎたり少なすぎたりしてネットワーク1の効率やトータルのスループットが満足のいかない状態になった(またはなりそうな)時点で変えても良い。   In a network such as the present invention, the number of nodes 2 actually connected to the network often differs from time to time and from time to time. However, since the maximum number of nodes 2 that can be connected to the network is almost always determined, the number of time slots may be determined in advance based on the maximum number. If the number, length, or frame length of time slots can be changed at a slow speed (on a daily or monthly basis), change the number of nodes when the number of nodes changes. Is also good. Alternatively, even if the number of nodes does not change, the number of time slots is too large or too small relative to the number of nodes, and the efficiency or the total throughput of the network 1 becomes unsatisfactory (or likely). It may be changed at the time.

図25は、トラヒックの偏りに対応するためにタイムスロットの大きさを2種類以上用意した例である。この場合でも勿論、1フレーム内のトータルのタイムスロット数はノード数の2倍以上あると良い。どの大きさのタイムスロットを何個ずつ用意するかに関してはそのネットワークのトラヒックの状況によって異なる。   FIG. 25 is an example in which two or more types of time slot sizes are prepared to cope with traffic bias. Even in this case, of course, the total number of time slots in one frame is preferably at least twice the number of nodes. The size of the time slots and the number of the time slots to be prepared depend on the traffic conditions of the network.

例えば、比較的相手ノードの偏りの小さいネットワークでは、電話やメールなどの小さいファイルの転送に用いるための電話が数本から数十本通る程度のタイムスロットをノード数だけ用意して、後は、CADデータなど大きいバースト状のデータ送信に備えて1タイムスロットで画像データが通るような大きいタイムスロットにすることも考えられるし、偏りの大きいネットワークでは小さいタイムスロットをノードの数より少なめに用意し、後は、図25(c)の様に大きいタイムスロットと中程度のタイムスロットを用意しておいても良い。   For example, in a network where the bias of the partner node is relatively small, a time slot for transmitting several to several tens of telephones for transferring small files such as telephones and e-mails is prepared for the number of nodes. In preparation for transmission of large burst data such as CAD data, it is conceivable to use a large time slot such that image data passes in one time slot. In a highly biased network, prepare a small time slot smaller than the number of nodes. After that, a large time slot and a medium time slot may be prepared as shown in FIG.

図25(a)はその一例として細かいタイムスロットと大きいタイムスロットとの2種類有る例を示している。(b)はもう一つの例であって、上述した実施例で述べた同報のための細い区切りのタイムスロット(M〜M)と合わせて3種類用意した例を示している。(c)は大中小3種類のタイムスロットがある例を示している。(d)はフレームを非常に細いタイムスロットに分割し、トラヒック量に応じて細いタイムスロットを何個か続けて使用する(その間にはガードタイムを取らない)ようにすることで等価的にタイムスロットの長さを変えている例を示している。(d)の場合には、実際に受信波長を切り替えるのは矢印で示した部分だけであるので、ガードタイムの回数が増え過ぎて効率が悪くなるということはない。さらに、(e)のように細いタイムスロットに区切らないで、任意の位置で区切ることもできる。ただ、本発明の波長多重ネットワークでは、図37のように相手ごとに波長を切り替えて受信するために、その等価的なタイムスロットの区切り方が相手によって異なると、その調整をするために非常に複雑なアルゴリズムが必要となる可能性がある。 FIG. 25A shows an example in which there are two types, a fine time slot and a large time slot. (B) shows another example in which three types of time slots (M 1 to M M ) are prepared in combination with the narrow time slots (M 1 to M M ) for broadcasting described in the above embodiment. (C) shows an example in which there are three types of time slots, large, medium and small. (D) divides the frame into very thin time slots, and uses several thin time slots in succession according to the traffic volume (no guard time is taken between them) to equivalently reduce the time. An example in which the length of the slot is changed is shown. In the case of (d), since the reception wavelength is actually switched only at the portion indicated by the arrow, the number of times of the guard time does not increase too much and the efficiency does not deteriorate. Furthermore, instead of being divided into thin time slots as in (e), it can be divided at an arbitrary position. However, in the wavelength-division multiplexing network of the present invention, since the wavelength is switched for each partner as shown in FIG. Complex algorithms may be required.

図26は、公衆網のクロックに本発明の波長多重ネットワークのクロックを同期させるために、ネットワークコントローラ3がクロックを公衆網から抽出して制御チャネルを通じて一般ノードに分配する系の構成例である。ネットワークコントローラ3は公衆網20に接続されており、さらに、公衆網20へのゲートウェイとなっている。あるいは公衆網20に接続されていなくても(公衆回線に接続できなくてもて)公衆網20に同期したクロックが入手できる回線と接続していればそれでも良い。図27は公衆網へのゲートウェイとネットワークコントローラ3が異なるノードである例を示しており、ここではネットワークコントローラは公衆回線への接続は請け負わない。   FIG. 26 shows a configuration example of a system in which the network controller 3 extracts a clock from the public network and distributes the clock to general nodes through a control channel in order to synchronize the clock of the wavelength division multiplexing network of the present invention with the clock of the public network. The network controller 3 is connected to the public network 20 and serves as a gateway to the public network 20. Alternatively, even if it is not connected to the public network 20 (even if it cannot be connected to the public line), it may be connected to a line from which a clock synchronized with the public network 20 can be obtained. FIG. 27 shows an example in which the gateway to the public network and the network controller 3 are different nodes. Here, the network controller does not undertake connection to the public line.

図28は、公衆網20へのゲートウェイのノードからホットラインなどでクロックのみをネットワークコントローラ3に送っている例を示している。   FIG. 28 shows an example in which only a clock is sent from the gateway node to the public network 20 to the network controller 3 by a hot line or the like.

このようにしてネットワークコントローラ3は公衆網に同期したクロックを得て、ネットワークコントローラ3が制御チャネンルで送信するときにそのクロックの速度で送信を行い、それを各ノード2が受信してクロック抽出を行うことによって各ノードが、公衆網20に同期したクロックを得ている。   In this way, the network controller 3 obtains a clock synchronized with the public network, transmits the clock at the speed of the clock when the network controller 3 transmits on the control channel, and each node 2 receives the clock and extracts the clock. By doing so, each node obtains a clock synchronized with the public network 20.

図29は、制御チャネルをWDMで多重する場合のノードの構成例である。この構成では、光ファイバ72に接続されたWDM合分波器71−1はデータ送信器76および制御信号送信器77に結合され、WDM合分波器77−2はデータ受信器78および制御信号受信器79に接続される。データ送信器76、制御信号送信器77、データ受信器78および制御信号受信器79はノードコントローラ80に結合される。この構成において、制御チャネルの波長は全てのノードで共用するため、通常のLANと同様に時分割に、ネットワークコントローラ、各一般ノードが送信を行い、送信されたそれら全ての制御情報を受信することになる。その時分割の方法の一例が図30に示されている。図30の(a)では、ネットワークコントローラ3からの情報を続けて送信し、各一般ノードからの送信をTDMAで行っていることが示されている。この方法は、ノードの数が比較的少ないか、一般ノードからの情報量が短いなど、NWCが送信していない時間が短くて、その間各ノードがクロックを正しく保持できる場合に有効である。そうでない場合には(b)のように一般ノードとネットワークコントローラの送信を交互に行うか、あるいは(c)のように一般ノードを幾つかのグループに分けて(a)と同様のことを何回か繰り返してそれを一周期とするなどの方法を取ってネットワークコントローラ3が送信していない時間をクロックが保持できる時間内に収めるとよい。   FIG. 29 is a configuration example of a node when a control channel is multiplexed by WDM. In this configuration, the WDM multiplexer / demultiplexer 71-1 connected to the optical fiber 72 is coupled to the data transmitter 76 and the control signal transmitter 77, and the WDM multiplexer / demultiplexer 77-2 is connected to the data receiver 78 and the control signal Connected to receiver 79. Data transmitter 76, control signal transmitter 77, data receiver 78 and control signal receiver 79 are coupled to node controller 80. In this configuration, since the wavelength of the control channel is shared by all the nodes, the network controller and each of the general nodes transmit and receive all the transmitted control information in a time-sharing manner as in a normal LAN. become. One example of the time division method is shown in FIG. FIG. 30A shows that information from the network controller 3 is continuously transmitted, and transmission from each general node is performed by TDMA. This method is effective when the time during which the NWC is not transmitting is short, such as when the number of nodes is relatively small or the amount of information from a general node is short, and each node can hold the clock correctly during that time. Otherwise, the general node and the network controller are transmitted alternately as in (b), or the general nodes are divided into several groups as in (c) and what is similar to (a) is performed. It is preferable that the time during which the network controller 3 is not transmitting is kept within the time that the clock can hold by taking a method such as making the cycle one or more times.

また、クロックの送信形態としては、前述のように制御チャネルのビットレートを公衆網20に同期したビットレートにするという方法の他に、公衆網のハイアラーキのどれかのビットレートの整数倍あるいは整数分の1などの分かりやすいビットレートにして送信するという方法もある。さらに、制御チャネルのビットレートは任意に設定して図31(a)の様に公衆網に同期したクロック周波数のマイクロ波を同時に制御チャネルの送信光に偏重することも可能であるし、また、図31(b)のようにクロック周波数のマイクロ波に制御情報を変調してその変調波で制御チャネルの送信光を変調しても良い(サブキャリア変調)。なお、図31はネットワークコントローラの制御チャネルでの電気段での送信スペクトルを示しているものである。   As the clock transmission form, in addition to the method of setting the bit rate of the control channel to a bit rate synchronized with the public network 20 as described above, an integer multiple or an integer of any bit rate of the hierarchy of the public network is used. There is also a method of transmitting at an easy-to-understand bit rate such as 1/100. Further, it is possible to arbitrarily set the bit rate of the control channel and simultaneously deviate the microwaves of the clock frequency synchronized with the public network to the transmission light of the control channel as shown in FIG. As shown in FIG. 31 (b), the control information may be modulated into a microwave having a clock frequency, and the modulated wave may be used to modulate the transmission light of the control channel (subcarrier modulation). FIG. 31 shows the transmission spectrum at the electric stage on the control channel of the network controller.

図31(a)のようにすると、制御チャンネルでの他のノードの送信時にもネットワークコントローラはクロックを送信し続けることができ、一般ノードは常時クロックを供給されることが可能となる。このとき、制御チャネルがある光波長を占有する形で時分割で使用されている場合には、その波長帯に同時に異なるノードからの送信があると、それらの送信光の光キャリア同士が干渉し合ってビート雑音が発生する。そのため、ネットワークコントローラが他のノードの制御情報伝送時にクロックのみを送信する場合には、ビート雑音が受信帯域内には入らない程度に、ネットワークコントローラ3の制御チャンネル用送信器の波長と他のノードの制御チャンネル用送信器の波長を遠ざけると良い。   As shown in FIG. 31A, the network controller can continue to transmit the clock even when another node transmits on the control channel, and the general node can always be supplied with the clock. At this time, if the control channel is used in a time-division manner so as to occupy a certain optical wavelength, if there are simultaneous transmissions from different nodes in that wavelength band, the optical carriers of those transmission lights will interfere with each other. Together, beat noise occurs. Therefore, when the network controller transmits only the clock at the time of transmitting the control information of another node, the wavelength of the control channel transmitter of the network controller 3 and the other nodes are reduced to such an extent that the beat noise does not enter the reception band. It is good to keep the wavelength of the transmitter for the control channel away.

また、図31のような方法をとると、制御チャンネル用送受信器の帯域を広げなければならないように思われ、図31(b)の例では、確かに帯域を広げなければならないが、図31(a)では、高周波部分にあるのがクロックのみであるため受信感度をほとんど気にしなくて良く、クロック周波数の正弦波が通りさえすれば良いので、フィルタの帯域や形を変更するなどの少々の変更は必要だが、そのために送受信器を高ビットレート用のものに取り替える必要はない。   Also, if the method as shown in FIG. 31 is adopted, it seems that the band of the control channel transceiver must be expanded. In the example of FIG. 31 (b), the band must be expanded. In (a), since only the clock is in the high-frequency portion, there is almost no need to worry about the receiving sensitivity, and it is only necessary to pass the sine wave of the clock frequency. Need to be changed, but there is no need to replace the transceiver with a higher bit rate one.

図32はネットワーク内のパスを示すための説明図である。本発明のようなネットワークでは、実質的に図32(b)のように送信−受信のペアごとに線を張っているものと見なせる。パス識別子はその送信−受信ペアに対して(図32(b)の1本の線に対して)1つ以上の識別子を「ネットワーク」が与える。本発明の場合、「ネットワーク」とは具体的にはネットワークコントローラ3である。ただし、専用ノードがあるのなら専用ノード、または、一般ノード2のどれかがネットワークコントローラ3を兼ねても良い。   FIG. 32 is an explanatory diagram showing paths in the network. In a network like the present invention, it can be considered that a line is substantially formed for each transmission-reception pair as shown in FIG. The "network" provides one or more path identifiers for the transmission-reception pair (for one line in FIG. 32 (b)). In the case of the present invention, the “network” is specifically the network controller 3. However, if there is a dedicated node, either the dedicated node or the general node 2 may serve as the network controller 3.

基本的にはネットワーク1内にパス識別子を発行するノードは1つとする。また、ノードi送信−ノードj受信とノードj送信−ノードi受信は別のものとし独立なパスとして扱う。   Basically, one node issues a path identifier in the network 1. Also, node i transmission-node j reception and node j transmission-node i reception are different and treated as independent paths.

1つの送信−受信ペアに与えられるパス識別子は、そのペア内のトラヒック量に応じて1つ以上与えられるが、この時、送受信帯域の物理的な区切りであるタイムスロットとは独立に用いると良い。即ち、図33(a)のように異なるタイムスロットで同じ相手に送る場合があるが、同じ相手に送るこれらのタイムスロットを図33(b)のようにひとまとめとして扱い、その中でのパス識別子はタイムスロットの区切りとは全く独立に取り扱う。図33(b)のタイムスロットのまとまりは、図33(c)のような呼の集まりであり、各々の呼には図33(d)に示すようにヘッダを有する呼を識別するためのパス識別子およびチャネル識別子が記されている。同じタイムスロット内にある呼でも、パス識別子は異なることがあってよい。その様にタイムスロットとパスを独立にとると、例えば図34のようにいずれかの呼の終了が起こって、その相手に送るタイムスロットの数を減らせる場合に、パス識別子およびチャネル識別子の再発行をせずに済む。もちろん、呼の終了によってそのパスが使われなくなったのであれば、パス識別子はネットワークに返せば良い。   One or more path identifiers given to one transmission-reception pair are given according to the amount of traffic in the pair. At this time, it is preferable to use the path identifier independently of a time slot which is a physical division of a transmission / reception band. . That is, as shown in FIG. 33 (a), there is a case where different time slots are sent to the same partner, but these time slots sent to the same partner are treated as a group as shown in FIG. Is treated completely independently of the time slot delimiter. The group of time slots in FIG. 33B is a group of calls as shown in FIG. 33C, and each call has a path for identifying a call having a header as shown in FIG. An identifier and a channel identifier are described. Even in calls within the same time slot, the path identifier may be different. If the time slot and the path are taken independently in such a manner, for example, as shown in FIG. 34, when one of the calls is terminated and the number of time slots to be sent to the other party can be reduced, the path identifier and the channel identifier must be reset. No need to issue. Of course, if the path is no longer used due to the termination of the call, the path identifier may be returned to the network.

また、各ノード2の送信器ハードウェア内のバッファ構成が、図35のように(タイムスロットごとでなく)送信相手ごとにバッファリングする構成を取っており、これにより、各ノードはその様なタイムスロットの減少に速やかに対応できる。即ち、入力スイッチ116は複数のバッファ(B1 ないしBn ー1 )115を介して出力スイッチ114に接続される。出力スイッチの出力端子は送信器113に接続される。送信器113、スイッチ114および116並びにバッファ115はノードコントローラ110によって制御される。   In addition, the buffer configuration in the transmitter hardware of each node 2 is configured to buffer for each transmission partner as shown in FIG. 35 (not for each time slot), whereby each node can perform such buffering. It is possible to respond promptly to a decrease in time slots. That is, the input switch 116 is connected to the output switch 114 via a plurality of buffers (B1 to Bn-1) 115. The output terminal of the output switch is connected to the transmitter 113. The transmitter 113, the switches 114 and 116, and the buffer 115 are controlled by the node controller 110.

通常、パスの中のチャネルを識別するチャネル識別子もネットワークが発行する。本発明のようなネットワークは、非常にスループットが高いため、1つの呼の大きさが小さいものでは電話程度の帯域である場合がある。その様な場合、ネットワーク内に存在する呼の数が非常に大きくなり、それらを全て1つのノードで集中して処理するのは大変な処理量になる。パス識別子はネットワークで統一して管理する必要があるためネットワークコントローラ(あるいは他のノード)が一括して管理するが、チャネル識別子の発行も同時に行おうとすると、ネットワークコントローラの規模が非常に大きくなり、また、制御チャネルなどでそのためにやり取りする情報量が非常に大きくなって効率が悪い。従って、本発明のようなネットワークではチャネル識別子は各送信−受信ペアを構成する各一般ノード2が独立に発行すると良い。   Usually, the network also issues a channel identifier that identifies the channel in the path. Since a network such as the present invention has a very high throughput, a small call size may have a bandwidth equivalent to that of a telephone. In such a case, the number of calls existing in the network becomes very large, and it is a great amount of processing to collectively process all of them in one node. The network controller (or another node) manages the path identifiers in a unified manner on the network, but if the channel identifiers are also issued at the same time, the size of the network controller becomes very large. In addition, the amount of information exchanged therefor in a control channel or the like becomes very large, resulting in poor efficiency. Therefore, in a network such as the present invention, it is preferable that each general node 2 constituting each transmission-reception pair issues a channel identifier independently.

上述のようにネットワーク内に存在する呼の数は膨大な数となるため、それに対応するためのパス識別子およびチャネル識別子に使用するビット数も多くなるはずである。それらは実効的なデータレートを下げることになるので、できるだけビット数を下げるのが望ましい。一つのパスの中に含まれるチャンネル数にばらつきがあって少ないチャネル数しか含まれていないパスの数が多いと、結局パス全体の数を増やさねばならず、識別子のために使われるビット数が大きくなってしまう。そこで、パス識別子の割り振りはそのペア内の呼の数に応じて行われるのが望ましい。しかし、スループットが非常に大きく、データレートの少々の減少であればかまわないネットワークであるならば、下位ネットワークに対応してパス識別子を割り振る方法も考えられる。図36はその説明図であるが、(a)は本実施例のネットワークの論理構成図であり、各ノードに接続されている下位ネットワークを合わせて記してある。(b)は(a)からノード1からノード2への送信だけを抜き出したもので、下位ネットワーク17、即ちネットワークLNW1からLNW3への送信とLNW2からLNW3への送信は異なるパス識別子を与えている例を示している。これは、送信元の下位ネットワークごとに分けた例であるが、このほかに、送信先の下位ネットワークごとに分けても良いし、そのペアごとに分けるなどの分け方もある。   As described above, since the number of calls existing in the network is enormous, the number of bits used for the path identifier and the channel identifier corresponding to the number of calls must also increase. Since they reduce the effective data rate, it is desirable to reduce the number of bits as much as possible. If the number of channels included in a single path varies and the number of paths that include only a small number of channels is large, the number of bits used for identifiers must be increased after all, and the number of bits used for identifiers must be increased. It gets bigger. Therefore, it is desirable that the path identifiers are allocated according to the number of calls in the pair. However, if the network has a very high throughput and a small decrease in data rate is acceptable, a method of allocating a path identifier corresponding to a lower network may be considered. FIG. 36 is an explanatory diagram of this, in which (a) is a logical configuration diagram of the network of this embodiment, which also shows the lower-level networks connected to each node. (B) is an extract of only the transmission from the node 1 to the node 2 from (a), and different path identifiers are given to the lower network 17, that is, the transmission from the network LNW1 to the LNW3 and the transmission from the LNW2 to the LNW3. An example is shown. This is an example in which the data is divided for each lower network of the transmission source. In addition to this, the data may be divided for each lower network of the transmission destination, or may be divided for each pair.

これらのパス識別子の要求は、一般ノードが新たなパス識別子が必要かどうか判断して行う。下位ネットワークからの新たな送信要求がノード2に上がってきた場合に、そのノードは自ノードの送信帯域の使用状況(その呼が新しく入る余地があるかどうか)を見て、ネットワークコントローラにタイムスロット要求、パス識別子要求をするかどうか決めると良い。つまり、要求された呼が入る余地がない場合には、ネットワークコントローラに要求は行わないようにし、ネットワークコントローラに断らなくてもその呼設定が行えるのならば、ネットワークコントローラには通知をしないようにして、できるだけネットワークコントローラの負荷を軽くすると良い。また、設定できなかった呼の処理をどの様にするか(待たせておくのか、諦めさせるのか)なども、各ノードの判断で行えばよく、特にネットワークで統一する必要はない。   Requests for these path identifiers are made by the general node as to whether a new path identifier is required. When a new transmission request from the lower network comes to the node 2, the node checks the use status of the transmission band of the own node (whether there is room for the call to be newly entered) and sends a time slot to the network controller. It is good to decide whether to make a request and a path identifier request. In other words, if there is no room for the requested call, do not make a request to the network controller, and do not notify the network controller if the call can be set up without rejecting it. It is advisable to reduce the load on the network controller as much as possible. Also, how to handle the call that could not be set (whether to wait or give up) may be determined by each node, and it is not particularly necessary to unify them in the network.

しかし、タイムスロット要求がネットワークコントローラになされ、そのタイムスロットが設定できなかったときや、同時に他のノードからもタイムスロット要求があってどちらか一方しか設定できない場合も考えられる。その場合、その要求はどの程度までなら待つことができる、あるいはどちらを優先する、ということの判断材料としてネットワークに等級の概念を導入しておいても良い。すなわち、タイムスロット要求がなされてから、タイムスロットが設定されるまでに掛かっても良い時間や、その呼はどの程度の重要度であるかによって等級を定め、競合が起きたときに等級の高いものを優先させ、設定できなかったときに待てるものは、待ち行列に入れておく。 However, a time slot request may be made to the network controller and the time slot may not be set, or a time slot request may be made from another node at the same time and only one of them may be set. In that case, the concept of grading may be introduced into the network as a factor in determining to what extent the request can wait, or which one has priority. In other words, the time that can be taken from the time slot request is made until the time slot is set, and the degree of importance of the call are determined according to the grade. Priority is given to things, and things that can be waited for when they cannot be set are put in a queue.

この場合、新たなタイムスロット要求は下位ネットワークから新たな呼設定要求があった場合に起こることを想定しているが、その呼設定要求は一つだけであると限らず、同時に同じ相手ノードへ送信される呼が複数発生し、その呼の等級が等しくないことも有り得る。その場合には、重要度は厳しい方を選び、呼設定時間までの待ち時間は長い方を選んでノードがネットワークコントローラに要求をする。後者の場合で、タイムスロット要求が待ち行列に入った場合、許容できる待ち時間が短い方の期限がきたらノードは自主的に呼損の通知を下位ネットワークに出す。さらに、そのことで、要求するタイムスロット数が変化したならば、そのことをネットワークコントローラに通知する。また、あるタイムスロット要求がネットワークコントローラで待ち行列に入っているときに、同じ相手ノードへの新たな呼設定要求が下位ネットワークからくる可能性もある。この時も同様にして、重要度、待てる時間などをノードが選択決定し、要求するタイムスロット数が変化するならば、そのことと合わせて、変更を(あれば)ネットワークコントローラに通知する。   In this case, it is assumed that a new time slot request occurs when there is a new call setup request from the lower network, but the call setup request is not limited to only one, and simultaneously to the same partner node. It is possible that more than one call will be transmitted and that the calls will not be of the same grade. In this case, the node selects a stricter priority and selects a longer waiting time until the call setting time, and the node requests the network controller. In the latter case, if a time slot request is queued, the node will voluntarily send a call loss notification to the lower network when the shorter allowable waiting time expires. Further, if the number of requested time slots changes due to this, the fact is notified to the network controller. Also, when a time slot request is queued at the network controller, there is a possibility that a new call setting request to the same partner node comes from the lower network. At this time, in the same manner, the node selects and determines the importance, the waiting time, and the like, and if the number of requested time slots changes, notifies the network controller of the change (if any) in addition to the change.

さらに、呼設定が行われた後の品質クラスを導入すれば、統計多重効果によりトータルスループットを向上させることも可能である。呼内の情報損失や遅延ジッタを全く許容しない系では、ノードは下位ネットワークから呼設定要求があったとき、その最大ビットレートが常に保証されるようにタイムスロット内の帯域を割り当て、タイムスロットの要求を行わなければならない。このようにすると、当初は要求した帯域内であれば、どのような帯域変動があっても必ず対応ができるが、常に最大ビットレートで通信するとは限らない呼では、ほとんどの時間は帯域が余ってしまい、しかも、他の呼がその余った帯域を使用することができないので、効率が悪い。一方、今後の情報通信の発展の方向としては、ATMなどが多用され、帯域圧縮の技術も進み、固定ビットレートで伝送するよりは、送らなくても良い情報は極力送らずトータルの情報量を減らす向きに進むと考えられる。従って、そのような呼に効率よく対応するためには、ATM方式と同様に統計多重効果を利用する必要がある。   Furthermore, if a quality class after call setup is introduced, the total throughput can be improved by the statistical multiplexing effect. In a system that does not tolerate any information loss or delay jitter in a call, when a call setup request is issued from a lower network, the node allocates a time slot band so that its maximum bit rate is always guaranteed, and Request must be made. In this way, it is always possible to cope with any band fluctuation within the initially requested band, but for calls that do not always communicate at the maximum bit rate, most of the time the band remains. In addition, other calls cannot use the surplus bandwidth, which is inefficient. On the other hand, in the future direction of information communication, ATMs and the like are widely used, band compression technology is also advanced, and rather than transmitting at a fixed bit rate, information that does not need to be transmitted is not transmitted as much as possible and the total amount of information is reduced. It is thought that it will proceed in the direction of reduction. Therefore, in order to efficiently respond to such a call, it is necessary to use the statistical multiplexing effect as in the ATM system.

本発明のネットワークでは、タイムスロット要求があってからタイムスロットが設定されるまで、スムーズに行ったとしても少々の遅延があるし、また、タイムスロット要求が必ず通るとは限らない。従って、統計多重を期待して各呼の時間平均の帯域に基づいてただタイムスロットを埋めていくと、帯域変動があって1タイムスロットからはみ出してしまった場合に即座に対応できない。このため、呼の遅延優先度や許容廃棄率を定めておけば、帯域変動があって瞬時的に1タイムスロットからはみ出しそうな時でも、許容廃棄率の高い呼を廃棄する、新たなタイムスロット要求を出して遅延優先度の低い呼を設定されるまで待たせるなどの方法により対応できる。   In the network of the present invention, there is a slight delay even if the time slot is set smoothly after the time slot request is made until the time slot is set, and the time slot request is not always passed. Therefore, if the time slots are simply filled based on the time-average bandwidth of each call in anticipation of statistical multiplexing, it is not possible to immediately cope with a case in which the data is out of one time slot due to band fluctuation. For this reason, if the delay priority of the call and the permissible discard rate are determined, a new time slot for discarding a call having a high permissible discard rate even when there is a band change and it is likely to instantly protrude from one time slot. This can be handled by, for example, issuing a request and making a call with a low delay priority wait until it is set.

しかし、本発明のネットワークは、もともと非常にスループットの大きいネットワークであり、帯域の大部分は未使用の状態で使用されている場合も考えられ、そのような時に無理に統計多重をおこなって廃棄などを起こす必要もない。従って、このような統計多重は、品質クラスだけは予め決めておき、ネットワークの帯域に十分余裕がある時には前述のような最大ビットレートによるタイムスロット申請を行って行き、ネットワークが混んできて、呼損が起こりそうになってきたら、統計多重の効果を利用するような帯域割り当てを行うと良い、この時も、単純に平均ビットレートで詰めて行っても良いが、絶対に廃棄を許さない呼に関してはそれまで通り最大ビットレートで帯域を確保し、そうでない呼に関して統計多重を行うと良い。   However, the network of the present invention is originally a network with a very high throughput, and it is conceivable that most of the bandwidth is used in an unused state. In such a case, statistical multiplexing is forcibly performed and discarded. No need to wake up. Therefore, in such statistical multiplexing, only the quality class is determined in advance, and when there is sufficient network bandwidth, the time slot application at the maximum bit rate is performed as described above, and the network is congested, and the call is called. If loss is likely to occur, it is good to allocate bandwidth using the effect of statistical multiplexing. In this case, it is also possible to simply reduce the average bit rate, but call that never allows discarding It is advisable to secure a band at the maximum bit rate as before, and perform statistical multiplexing for calls that do not.

また、このように統計多重を行うと、瞬時的に1タイムスロット分よりも帯域がはみ出すことがあるのと同様に、帯域が平均よりも十分減っていることもある。品質クラス内に遅延はほとんど気にせず再送可にして廃棄率を低く保つクラスを設ければ、タイムスロット帯域が足りないときには、そのクラスの呼の内容をバッファにためてておき、帯域が余っているときに送信する方法もある。   In addition, when the statistical multiplexing is performed in this manner, the bandwidth may be sufficiently reduced from the average in the same manner as the bandwidth may exceed the time slot for one time slot. If a class is provided within the quality class to keep the drop rate low by allowing retransmissions with little regard to delay, when the time slot bandwidth is insufficient, the contents of calls of that class are stored in a buffer and the bandwidth is There is also a way to send when you are.

ところで、同報でない通常のタイムスロット設定手順において、送信受信の共通空きタイムスロットが見つからなかった場合のより詳細なタイムスロット整理、移動の手順の一例を図39ないし図41を参照して説明する。   By the way, in a normal non-broadcast time slot setting procedure, an example of a more detailed procedure of time slot arrangement and movement when a common empty time slot for transmission and reception is not found will be described with reference to FIGS. .

まず、送信および受信の空きタイムスロットの数を調べ、どちらかがまったく空きタイムスロットがない状態では、新たなタイムスロット設定は不可能なので、タイムスロット設定は失敗となり、ネットワークコントローラはこれを設定要求を出してきたノードに通知する。   First, the number of free time slots for transmission and reception is checked, and if either one has no free time slots, setting of a new time slot is impossible, so the time slot setting fails, and the network controller requests this. To the node that issued the.

次に、どちらにも空きタイムスロットがある場合には、送信ノード(T1)受信ノード(R1)どちらが先でも良いが、たとえば、送信ノードのある空きタイムスロットSiに注目し、このタイムスロットSiで受信ノードが送信を行っている相手を調べる。これがTiであるとすると、R1とTiの共通空きタイムスロットがないかどうか調べる。あれば、(これをSjとする)SjにSiを移すと、R1のSiが空くので、T1とR1で共通の空きタイムスロットができることになる。ネットワークコントローラはR1とTiにSiで行っていた通信をSjに移すように通知し、T1とR1にはSiで通信を行うように通知する。もし、R1とTiで共通空きタイムスロットが見つからなかった場合には、T1の別の空きタイムスロットで同様の手順を行う。全てのT1の空きタイムスロットでこの手順を行ってもT1とR1の共通空きタイムスロットが作り出せなかった場合には、R1の空きタイムスロットについて同様の手順を行う。それでも共通空きタイムスロットが作り出せなかった場合には、タイムスロット設定は失敗となり、その旨をタイムスロット設定要求を出してきたノードに通知する。   Next, if there is an empty time slot in either of the transmitting node (T1) and the receiving node (R1), whichever may be earlier, for example, attention is paid to an empty time slot Si where the transmitting node is located. The receiving node examines the party that is transmitting. If this is Ti, it is checked whether there is a common free time slot for R1 and Ti. If there is, if Si is moved to Sj (this is Sj), Si of R1 is vacant, so that a common free time slot is created between T1 and R1. The network controller notifies R1 and Ti to transfer the communication performed by Si to Sj, and notifies T1 and R1 to perform communication by Si. If no common empty time slot is found in R1 and Ti, the same procedure is performed in another empty time slot in T1. If a common empty time slot for T1 and R1 cannot be created even if this procedure is performed for all empty time slots of T1, a similar procedure is performed for empty time slots of R1. If a common free time slot cannot be created, the time slot setting has failed, and the node that has issued the time slot setting request is notified to that effect.

上記の例では、送信あるいは受信ノードの空きタイムスロットに注目して整理を行った。そのシステムのネットワークコントローラの能力に余裕がある場合や、あるいは成功した場合に送信されるはずの呼のプライオリティが高い場合などでは、上記の手順で設定できなかった場合に、さらに別のところを動かして共通空きタイムスロットを作り出すようにすることも可能である。上記の例では、例えば、R1とTiの共通空きタイムスロットが作り出せないかを同じ様な手順で調べたり、あるいはT1とR1のどちらにも使用中のタイムスロットに注目してその両方を他のタイムスロットに移動できないか調べるなどである。   In the above example, the sorting is performed by focusing on the empty time slots of the transmitting or receiving node. If the network controller of the system has sufficient capacity, or if the priority of the call that should be sent in the case of success is high, if the above procedure could not be set up, move to another place. It is also possible to create a common free time slot. In the above example, for example, it is checked in a similar procedure whether or not a common empty time slot of R1 and Ti can be created. For example, check to see if you can move to a time slot.

また、そのシステムで同報用に共通空きタイムスロットを確保しておくようにする場合は、同報用のタイムスロットが空いていたとしても、ないものとして整理を行い、その結果、設定が不可能であった場合にのみ一時的に同報用のタイムスロットを使って送受信を行わせ、次に述べる同報のためのタイムスロット整理の手順でできるだけ早く、同報用のタイムスロットから移動させると良い。   Also, if the system reserves a common free time slot for broadcasting, even if a time slot for broadcasting is vacant, it will be organized as if there is no time slot, and as a result, the settings will be incorrect. Only when possible, send / receive using the broadcast time slot temporarily, and move from the broadcast time slot as soon as possible by the following procedure for organizing the broadcast time slot. And good.

次に、同報のためのタイムスロット整理および移動の詳細な手順の一例を述べる。同報用に空けておきたいタイムスロットに設定されている送受信ペアを他のタイムスロットに移動する手順をおこなう。ただし、同報用のタイムスロットに通常の送受信ペアが設定された時点から多少なりともタイムスロットの使用状況が変化した時点で行うか、あるいは同報用の整理の手順は通常呼の設定の手順よりもより調べる度合いを広くするのでなければ効果がない。   Next, an example of a detailed procedure of time slot arrangement and movement for broadcasting will be described. A procedure is performed in which a transmission / reception pair set in a time slot to be kept free for broadcasting is moved to another time slot. However, when the usage status of the time slot changes at least from the time when the normal transmission / reception pair is set to the broadcast time slot, or the procedure for organizing the broadcast is the normal call setting procedure There is no effect unless the degree of examination is broader than that.

まず、その送受信ペアで共通空きタイムスロットがないかを調べ、ない場合には、上述の通常のタイムスロット設定と同様の手順で共通空きタイムスロットを同報用タイムスロットの他に作り出してペアの移動を行う。   First, the transmission / reception pair is checked for a common free time slot. If not, a common free time slot is created in addition to the broadcast time slot in the same manner as in the normal time slot setting described above, and the pair is created. Make the move.

また、タイムスロット整理のためにどこまで調べるかでネットワークコントローラの計算量が異なるため、そのシステムの負荷の状況や、ネットワークコントローラの処理能力によって調べる度合いを変えれば良い。例えば、単に共通空きタイムスロットが取れないかを探すだけの場合、共通空きタイムスロットがないときは、どちらかの空きタイムスロットに注目して他方が移動できないかを探すことまで行う場合、およびそれ以外のところを移動して共通空きタイムスロットを作り出せないかを探す場合など適宜使い分ける。   In addition, since the calculation amount of the network controller differs depending on how far the time slot is checked, the degree of the check may be changed depending on the load status of the system or the processing capacity of the network controller. For example, when only searching for a common free time slot cannot be obtained, and when there is no common free time slot, it is necessary to focus on one of the free time slots and search until the other cannot be moved. For example, when the user moves to a location other than the above to search for a common empty time slot, the user can use the information appropriately.

ネットワークコントローラ内でタイムスロット割り当てなどの処理を行う部分は専用の論理回路を用意する方法と、既製のプロセッサまたは、計算機を組み込む方法が考えられる。後者の方法を取った場合には、計算機を動かすソフトウェアが必要になる。この時、ソフトウェアは、どの程度までの処理(タイムスロット整理など)を行わせるかなどで、何種類か用意することになる。システムを導入したユーザに導入後にユーザの意志で変更が可能であるようにすることもできる。あるいは、専用の論理回路とプロセッサをハイブリッドに組み合わせることもできる。例えば非常に頻繁に行う処理で高速性を要求される部分のみを論理回路にし、それ以外の部分はプロセッサを用いてソフトウェアで処理するなどである。この場合も、ソフトウェアは変更可能にしておくことができる。   For a portion for performing processing such as time slot assignment in the network controller, a method of preparing a dedicated logic circuit or a method of incorporating a ready-made processor or a computer can be considered. If you choose the latter method, you need software to run the calculator. At this time, several types of software are prepared depending on how much processing (time slot arrangement, etc.) is performed. It is also possible to make it possible for a user who has introduced the system to change the system after the introduction. Alternatively, a dedicated logic circuit and a processor can be combined in a hybrid manner. For example, only a part that requires high speed in processing that is performed very frequently is made into a logic circuit, and the other part is processed by software using a processor. Also in this case, the software can be made changeable.

最後に、本発明の光通信システムでデータのセキュリティを守る方法について簡単に説明すると、例えばデータを暗号化する方法や、受信器に与える受信データ切り替えのための制御信号をネットワークコントローラ3が出し、各受信器が勝手にチャネルを切り替えられないようにする方法などを用いることができる。その他、本発明は種々変形して実施することが可能である。   Finally, a brief description will be given of a method of protecting data security in the optical communication system of the present invention. For example, the network controller 3 outputs a method of encrypting data and a control signal for switching received data given to a receiver. For example, a method of preventing each receiver from switching channels without permission can be used. In addition, the present invention can be implemented with various modifications.

本発明の一実施例に係る光通信システムの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of an optical communication system according to one embodiment of the present invention. 本発明における波長多重光ネットワークに用いるパッシブスターネットワークおよびリングネットワークの構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a passive star network and a ring network used for a wavelength division multiplexing optical network according to the present invention. 波長多重光ネットワークで用いる各波長を複数のタイムスロットに時分割した様子を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which each wavelength used in the wavelength division multiplexing optical network is time-divided into a plurality of time slots. 図1におけるネットワークコントローラの構成例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a network controller in FIG. 1. 図1における一般ノードの構成例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a general node in FIG. 1. 図1におけるネットワークコントローラによるタイムスロット割当て制御の流れを示すフローチャート。3 is a flowchart showing a flow of time slot allocation control by the network controller in FIG. 1. 同実施例における送受信のタイムスロット割当て制御の具体例を示すタイムチャート。6 is a time chart showing a specific example of transmission / reception time slot allocation control in the embodiment. 同実施例における送受信のタイムスロット割当て制御の具体例を示すタイムチャート。6 is a time chart showing a specific example of transmission / reception time slot allocation control in the embodiment. 本発明の他の実施例に係るバケツリレーノードを有する光通信システムの概略構成図。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an optical communication system having a bucket brigade node according to another embodiment of the present invention. 同実施例における送受信のタイムスロット割当て制御の具体例を示すタイムチャート。6 is a time chart showing a specific example of transmission / reception time slot allocation control in the embodiment. 本発明の他の実施例における制御チャネル上の制御信号送受信動作を説明するためのタイムチャート。9 is a time chart for explaining a control signal transmission / reception operation on a control channel in another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例におけるプリアサイン方式の場合のタイムスロット割当て制御の具体例を示すタイムチャート。9 is a time chart showing a specific example of time slot assignment control in the case of a pre-assignment method according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例における同報を行う場合のタイムスロット割当て制御の具体例を示すタイムチャート。9 is a time chart showing a specific example of time slot assignment control when performing broadcast in another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例に係る監視装置を有する光通信システムの概略構成図。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an optical communication system having a monitoring device according to another embodiment of the present invention. 同実施例における監視装置から出力されるアラーム信号の例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of an alarm signal output from the monitoring device in the embodiment. 本発明の他の実施例に係る複数のネットワーク間を接続した光通信システムの概略構成図。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an optical communication system connecting a plurality of networks according to another embodiment of the present invention. 図16におけるゲートウェイの構成例を示すブロック図。FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of a gateway in FIG. 16. 図16におけるゲートウェイの構成例を示すブロック図。FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of a gateway in FIG. 16. 図16におけるゲートウェイの構成例を示すブロック図。FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of a gateway in FIG. 16. 図16におけるゲートウェイの構成例を示すブロック図。FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of a gateway in FIG. 16. 本発明の他の実施例に係るネットワークコントローラを二重化した光通信システムの概略構成図。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an optical communication system in which a network controller according to another embodiment of the present invention is duplicated. 本発明の他の実施例に係るコネクションレスデータ用中継ノードを有する光通信システムの概略構成図。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an optical communication system having a connectionless data relay node according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例の光通信ネットワークに関し、ノード数nに対して1フレーム内のタイムスロット数が2n以上であるタイムスロット分割例を示す図。The figure which shows the example of time slot division | segmentation in which the number of time slots in one frame is 2n or more with respect to the number n of nodes regarding the optical communication network of another Example of this invention. 本発明の他の実施例の通信ネットワークの構成を示す図。The figure which shows the structure of the communication network of other Example of this invention. 本発明の他の実施例の通信ネットワークに関し、種々のタイムスロットの例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing examples of various time slots in a communication network according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例であり、ネットワークコントローラが公衆網へのゲートウェイとなっている通信ネットワークの構成を示す図。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a communication network in which a network controller is a gateway to a public network according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例であり、ネットワークコントローラが公衆網からクロックを得ている通信ネットワークの構成を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a communication network in which a network controller obtains a clock from a public network according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例であり、ネットワークコントローラが公衆網へのゲートウェイのノードからクロックを得ている通信ネットワークの構成を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a communication network in which a network controller obtains a clock from a node of a gateway to a public network according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例のネットワークの一部であり、制御チャンネルを波長多重する場合のノードの構成を示す図。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a node that is a part of a network according to another embodiment of the present invention and that wavelength-multiplexes a control channel. 本発明の他の実施例の通信ネットワークに関し、制御チャネルの時分割法の例を示す図。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a time division method of a control channel in a communication network according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例の通信ネットワークに関し、クロック信号の重畳方法の例を示す図。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a method of superimposing a clock signal on a communication network according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例の通信ネットワークの仮想的なパスを示す図。FIG. 11 is a diagram illustrating a virtual path of a communication network according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例の通信ネットワークに関し、識別子の割り当て法を説明する図。FIG. 11 is a diagram for explaining a method of assigning identifiers in a communication network according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例の通信ネットワークに関し、識別子に関係なくタイムスロットを解放する様子を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a state in which a time slot is released regardless of an identifier in a communication network according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例の通信ネットワークに関し、入力バッファが宛先ノード別になっているノード、特に、送信部の構成を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a node in which an input buffer is provided for each destination node, particularly, a configuration of a transmission unit, in a communication network according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例に従った通信ネットワークの論理構成を示し、パスの割り当て方法を説明するための図。FIG. 11 is a diagram illustrating a logical configuration of a communication network according to another embodiment of the present invention and illustrating a path assignment method. 本発明のネットワークの基本動作、特にタイムスロットの使用方法を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating a basic operation of a network according to the present invention, particularly a method of using a time slot. 本発明のネットワークの呼損率をタイムスロット数をパラメータとして示した図。FIG. 4 is a diagram illustrating a call blocking rate of the network of the present invention, using the number of time slots as a parameter. 本発明の他の実施例の通信ネットワークに関し、タイムスロット整理および移動の手順の一例を説明する図。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a procedure for organizing and moving time slots in a communication network according to another embodiment of the present invention. 図39に関連するタイムスロット整理および移動の手順の一例を説明する図。FIG. 40 is an exemplary view for explaining an example of the time slot arrangement and movement procedure related to FIG. 39; 図39の実施例における送受信のタイムスロット割当て制御の具体例を示すタイムチャート。FIG. 40 is a time chart showing a specific example of transmission / reception time slot allocation control in the embodiment in FIG. 39.

符号の説明Explanation of reference numerals

1...波長多重光ネットワーク 2...一般ノード
3...ネットワークコントローラ 4...スターカップラ
5...光ファイバ 6...リングファイバ
7...監視装置 8...ゲートウェイ
9...予備ネットワークコントローラ 10...中継ノード
11...制御信号受信器 12...制御信号送信器
13...信号処理部 14...CPU
15...メモリ 21...データ送信器
22...制御信号送信器 23...データ受信器
24...制御信号受信器 25...WDM合分波器
26...WDM合分波器 27...光スイッチ
31...ゲートウェイ受信器 32...信号処理部
33...ゲートウェイ送信器 41...波長選択装置
42...波長変換装置 51...波長分波器
52...光スイッチ 53...波長合波器
53...波長変換装置 54...波長合波器
61...カップラ 62...チューナブルフィルタ
63...波長変換装置 64...カップラ
1 .... wavelength multiplexing optical network 2 .... general node 3 .... network controller 4 .... star coupler 5 ... optical fiber 6 .... ring fiber 7 ... monitoring device 8 .... gateway 9 ... Reserve network controller 10 ... Relay node 11 ... Control signal receiver 12 ... Control signal transmitter 13 ... Signal processing unit 14 ... CPU
15. Memory 21 ... Data transmitter 22 ... Control signal transmitter 23 ... Data receiver 24 ... Control signal receiver 25 ... WDM multiplexer / demultiplexer 26 ... WDM multiplexer Demultiplexer 27 ... Optical switch 31 ... Gateway receiver 32 ... Signal processing unit 33 ... Gateway transmitter 41 ... Wavelength selector 42 ... Wavelength converter 51 ... Wavelength component Waveguide 52 ... Optical switch 53 ... Wavelength multiplexer 53 ... Wavelength converter 54 ... Wavelength multiplexer 61 ... Coupler 62 ... Tunable filter 63 ... Wavelength converter 64 ... Coupler

Claims (2)

複数の異なる波長の光伝送チャネルを有する波長多重光ネットワークと、
この波長多重光ネットワークを介して接続され、各波長の光伝送チャネルを複数に分割したタイムスロットを用いて送受信を行う複数のノードと、
これら複数のノードに対する前記タイムスロットの割当てを集中制御するネットワークコントローラと、
を具備し、前記ネットワークコントローラは、前記複数のノードの全てに共通の受信空きタイムスロットが確保されるように、空きタイムスロットが新たに発生した時、あるいは、前記ネットワークコントローラの処理能力に余力が有る時に、割り当てたタイムスロットの移動を行うことを特徴とする光ファイバ通信システム。
A wavelength division multiplexed optical network having a plurality of different wavelength optical transmission channels;
A plurality of nodes connected via this wavelength division multiplexing optical network and performing transmission and reception using time slots obtained by dividing an optical transmission channel of each wavelength into a plurality;
A network controller that centrally controls the assignment of the time slots to the plurality of nodes;
The network controller has a spare time slot when a free time slot is newly generated or a processing capacity of the network controller so that a common reception free time slot is secured for all of the plurality of nodes. An optical fiber communication system, wherein, when there is, an assigned time slot is moved.
同報・マルチキャスト以外の送信要求に対して、確保しておいた前記複数のノードの全てに共通の受信空きタイムスロットを使用しなければ送信出来ない場合、前記ネットワークコントローラは、一時的に前記複数のノードの全てに共通の受信空きタイムスロットを割り当て、移動可能な他のタイムスロット割り当てを移動させることにより、前記割り当てられたスロットの通信を前記複数のノードの全てに共通の受信空きタイムスロット以外のスロットに移動させることを特徴とする請求項2の光ファイバ通信システム。 If a transmission request other than broadcast / multicast cannot be transmitted unless a common reception available time slot is used for all of the plurality of reserved nodes, the network controller temporarily stops the transmission of the plurality of nodes. By assigning a common reception free time slot to all of the nodes and moving other time slot allocations that can be moved, communication of the allocated slot is performed except for the reception free time slot common to all of the plurality of nodes. 3. The optical fiber communication system according to claim 2, wherein the optical fiber communication system is moved to the slot of (1).
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