JP2010011351A - ネットワークシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光ファイバ束301〜303の一方を、それぞれ光学的に接続する光スイッチ装置100と、光ファイバ束301の他方のそれぞれと接続され、それぞれ相互に、光スイッチ装置100により光学的に接続された直通光チャネルを介して通信する通信端末1〜3と、イーサネット(登録商標)LAN500を介して、光スイッチ装置100および通信端末1〜3のそれぞれと接続され、通信端末1〜3からの直通光チャネル設定要求に応じて光スイッチ装置100を制御する制御装置200を備えることを特徴とするネットワークシステムを提供する。
【選択図】図1
Description
これらのうち、イーサネット(登録商標)は、1990年の10BASE−T(10Gbit/s)、1996年の100BASE−T(100Mbps、ファスト・イーサネット(登録商標))、1998年の1000BASE−X/T(1Gbit/s、ギガビット・イーサネット(登録商標))、2002年の10GFBASE−X/R/W(10Gbit/s、ギガビット・イーサネット(登録商標))といったように、IEEE802委員会にて標準化された、伝送速度の異なる複数の規格が存在し、幅広く利用されている。
イーサネット(登録商標)では物理媒体として、電気信号を伝送する同軸ケーブルやツィストペアケーブル、または光信号を伝送する光ファイバケーブルが用いられている。MACフレームと呼ばれるイーサネット(登録商標)におけるデータ伝送単位は、これらの物理媒体上の電気信号や光信号を利用して伝送される。MACフレームには、宛先MACアドレスと送信元MACアドレスの情報が含まれており、リピータハブやスイッチングハブ装置(レイヤー2スイッチとも呼ぶ)が、MACフレームを転送(リピータハブの場合にはブロードキャスト)することにより、送信元端末から宛先端末まで、MACアドレスが送り届けられる。
IEEE P802.3ba 40Gbit/s and 100Gbit/s Ethernet Task Force,インターネット<http://grouper.org/groups/802/3/ba/index.html.>
本発明は、このような事情を考慮し、上記の問題を解決すべくなされたもので、本発明にかかるネットワークシステムは、伝送速度の向上を図ることを目的とする。
前記通信端末あるいは前記インターフェース装置は、前記直通光チャネルを介して受信もしくは送信したデータの転送レートのうち少なくとも1つを検出し、この転送レートが所定の閾値を下回った場合、前記直通光チャネルを解放することを特徴とするネットワークシステムである。
前記制御装置は、前記光スイッチ装置に一体的に設けられていることを特徴とするネットワークシステムである。
前記制御装置は、前記直通光チャネルを複数設定するため、前記光スイッチ装置を制御し、前記複数の通信端末あるいは前記複数のインターフェース装置は、それぞれ、複数のチャネルを利用して通信を行う多重/分離装置を備え、この多重/分離装置で分離した情報を設定された複数の前記直通光チャネルを介して通信することを特徴とするネットワークシステムである。
また、この伝送速度の大きい通信をする際、この通信のために占有できる直通光チャネルを独占的に適用するため、伝送速度の向上を図ることができる。
さらに、直通光チャネルでのデータ伝送により、通信端末は、MACフレームのバッファリングや転送先を定めるためのMACアドレスの読取・転送処理等を一切行う必要がないため、これら処理により生じる伝送遅延を回避することができる。
図1は、第1実施例にかかるネットワークシステムを示す概略ブロック図である。
図1に示すとおり、本実施の形態のネットワークシステムは、複数の通信端末(端末装置)1,2,3と、これら通信端末1〜3とそれぞれ光ファイバ束301、302、303を介して接続されている光スイッチ装置100と、イーサネット(登録商標)LAN(Ethernet Local area network)500のイーサネット(登録商標)401,402,403,410,420を介して通信端末1〜3および光スイッチ装置100と接続されている制御装置200とを有する。
また、本実施例において、制御装置200は、通信端末1〜3から直通光チャネルの解放(設定解除)が要求されると、直通光チャネルを解除するための指示である制御データを光スイッチ装置100に送信し、光スイッチ装置100が、この制御データに従って光ファイバ束の解放を行う。
制御装置200は、直通光チャネルの設定・解放のため光スイッチ装置100に制御データを出力すると、これを直通光チャネルの設定・解放情報としてメモリ202保存し、光ファイバの利用状況を管理する。このメモリ部202を参照することにより、制御装置200は、光ファイバ束301〜303を構成する複数の光ファイバのうち、直通光チャネルとして利用されている光ファイバと、利用されていない光ファイバとを認識することができる。
イーサネット(登録商標)LAN500は、(1)通信端末1〜3と制御装置200との間で制御信号のやりとりをすること、(2)制御装置200と光スイッチ装置100との間で制御信号のやりとりをすることに加えて、(3)端末装置相互間の通信を行うことも行う。
通信端末1は、高速大容量の通信をする場合(例えば高精細映像ストリームの送受信、大規模ファイルの転送など)、イーサネット(登録商標)LAN500を介して制御装置200に、直通光チャネルの設定を要求する。制御装置200は、直通光チャネル設定の要求に基づき、通信端末1と通信端末2とを接続する光ファイバ束301、302の光ファイバの利用状態をメモリ部202を参照することによって検出する。ここでは利用されていない光ファイバを検出される。
また、直通光チャネルでのデータ伝送により、通信端末1は、MACフレームのバッファリングや転送先を定めるためのMACアドレスの読取・転送処理等を一切行う必要がないため、これら処理により生じる伝送遅延を回避することができる。
また、本実施の形態において、光ファイバ束301〜303は、直通光チャネル上にイーサネット(登録商標)プロトコルによりMACフレームを伝送する例について説明したが、本発明はこれに限られず、直通光チャネルにより接続された端末1〜3が、イーサネット(登録商標)のMACフレームを用いないプロトコル(例えば、IEEE1394の光接続のフレームフォーマット)により伝送する構成であってもよい。
図2に示すとおり、本実施の形態のネットワークシステムは、複数のIF(Inter face;インターフェース)装置21,22,23と、これらIF装置21〜23とそれぞれ光ファイバ束301〜303を介して接続されている光スイッチ装置100と、イーサネット(登録商標)LAN500のイーサネット(登録商標)401〜403,410,420を介してIF装置21〜23および光スイッチ装置100と接続されている制御装置200を有する。
PC11は、高速大容量の通信をする場合、IF装置21とIF装置22との間に直通光チャネルを設定するため、制御装置200に直通光チャネル設定を要求する。
制御装置200は、直通光チャネル設定の要求に基づき、送信元であるIF装置21と送信先のIF装置22とを接続する光ファイバ束301、302の利用状況をメモリ部202(図1参照)を参照することによって検出する。ここでは利用されていない光ファイバが検出される。
IF装置21は、MACフレームの送信が終了すると、直通光チャネルの解放を制御装置200に要求する。制御装置200は、解放要求に基づき光スイッチ装置100を制御し、直通光チャネルを解放する。これと同時に、制御装置200は、解放された光ファイバを特定する情報をメモリ200に記録する。
また、サーバ12からPC11にデータ通信する際、あるいはPC11からの要求に応じてサーバ12からPC11にデータ通信する際においても上述同様の伝送方法を利用することができる。
また、直通光チャネルが設定された場合、IF装置21〜23は、MACフレームのバッファリングや転送先を定めるためのMACアドレスの読取・転送処理等を一切行う必要がないため、これら処理により生じる伝送遅延を回避することができる。
図3に示すとおり、本実施の形態のネットワークシステムは、複数の通信端末1〜3と、これら通信端末1〜3とそれぞれ光ファイバ束301〜303を介して接続されている光スイッチ装置700と、イーサネット(登録商標)LAN500のイーサネット(登録商標)401,402,403,410,420を介して通信端末1〜3および光スイッチ装置700と接続されている制御装置200とを有する。
モニタ部702は、各直通光チャネルの転送レートを検出する。例えば、モニタ部702は、光スイッチ装置700を通過する光信号であるMACフレームを分岐する構成(図示せず)を備え、この分岐より得られたMACフレームを受信する。モニタ部702は、このMACフレームに基づき、各直通光チャネルの転送レートを検出する。なお、分岐されたもう一方は、直通光チャネルを介して送信先に送信される。
カウンタ部703は、所定の時間ごとに、モニタ部702により検出された転送レートを計測する。
メモリ704は、直通光チャネルを解放するための転送レートの閾値Th1を含むテーブル1を予め保持している。
CPU701は、テーブル1に基づき、カウンタ部703により計測された転送レートが閾値Th1を下回った否かに応じて、直通光チャネルの利用状況を判断する。CPU701は、転送レートが閾値Th1以下の場合、設定されている直通光チャネルを解放するようスイッチ部705を制御し、解放された直通光チャネルを特定する情報とともに直通光チャネルの解放を制御装置200に通知する。
制御装置200は、直通光チャネルが解放される場合、この解放に先立って通信端末1〜3に所定の伝送速度より小さい低速データはイーサネット(登録商標)で送信するよう通知する。
光スイッチ装置700は、光ファイバ束301〜303の各直通光チャネルの転送レートを検出する。光スイッチ装置700は、この検出された転送レートが閾値Th1を下回った場合、該当する直通光チャネルを解放し、その旨を制御装置200に通知する。制御装置200は、この通知に基づき、解放された光ファイバを特定する情報をメモリ202に記録する。
図4に示すとおり、本実施の形態のネットワークシステムは、複数のIF装置24,25,26と、これらIF装置24〜26とそれぞれ光ファイバ束301〜303を介して接続されている光スイッチ装置100と、イーサネット(登録商標)LAN500のイーサネット(登録商標)401〜403,410,420を介してIF装置24〜26および光スイッチ装置100と接続されている制御装置200を有する。
IF装置24は、CPU241、カウンタ部242、メモリ部243を備える。
カウンタ部242は、直通光チャネルを介してIF装置24が送信したデータの転送レート、あるいは、直通光チャネルを介してIF装置24が受信したデータの転送レートのうち少なくとも一方を計測する。例えば、カウンタ部242は、単位時間に送信したデータを計測し、転送レートを計測する構成を有する。
メモリ部243は、直通光チャネルを解放するための転送レートの閾値Th2を含むテーブル2を予め保持している。
CPU241は、テーブル2に基づき、カウンタ部242により計測された転送レートが閾値Th2を下回った否かに応じて、直通光チャネルの利用状況を判断する。CPU241は、転送レートが閾値Th2以下の場合、設定されている直通光チャネルを解放するよう制御装置200に通知する。この構成により、IF装置24は、直通光チャネルで送信されるMACフレームの転送レートに基づき、この転送レートが閾値Th1を下回った場合、該当する直通光チャネルの解放を要求することができる。
IF装置25、26もそれぞれ、IF装置24と同様にCPU、カウンタ部、メモリ部を備え、同様の構成・機能を有する。
IF装置24は、直通光チャネル600を介して受信した転送レートを検出し、この検出された転送レートが閾値Th2を下回っているか否かを判断する。IF装置24は、転送レートが閾値Th2を下回った場合、制御装置200に直通光チャネル600の解放を通知する。制御装置200は、この通知に基づき光スイッチ装置100を制御し、直通光チャネルを解放し、解放された光ファイバを特定する情報をメモリ202に記録する。
図5に示すとおり、本実施の形態のネットワークシステムは、複数の通信端末4,5,6と、これら通信端末4〜6とそれぞれ光ファイバ束301〜303を介して接続されている光スイッチ装置100と、イーサネット(登録商標)LAN500のイーサネット(登録商標)401〜403,410,420を介して通信端末4〜6および光スイッチ装置100と接続されている制御装置200を有する。
カウンタ部42は、送信先のMACアドレスごとに、通信端末1が送信するMACフレームの転送レートを測定する。
メモリ部43は、直通光チャネルを設定するための転送レートの閾値Th3を含むテーブル3を、予め保持している。
CPU41は、テーブル3を用いて、転送レートが閾値Th3を上回ったか否かを判断する。転送レートが閾値Th3以上となった場合、CPU41は、この転送レートに応じた送信先のMACアドレスとの直通光チャネルの設定を制御装置200に要求する。
通信端末5,6もそれぞれ、通信端末4と同様にCPU、カウンタ部、メモリ部を備え、同様の構成・機能を有する。
通信端末4〜6は、それぞれ固有のMACアドレスを有し、イーサネット(登録商標)LAN500を介して、MACフレームを用いたデータ通信を行う。
通信端末4は、送信するMACフレームの転送レートを検出し、この検出された転送レートが閾値Th3以上であるか否かを判断する。転送レートが閾値Th3以上の場合、通信端末4は、通信端末5との直通光チャネルの設定を制御装置200に要求する。制御装置200は、直通光チャネル設定の要求に基づき、通信端末4と通信端末5とを接続する光ファイバ束301、302の光ファイバの利用状態をメモリ部202(図1参照)を参照することによって検出する。ここでは利用されていない光ファイバが検出される。
なお、直通光チャネルの解放方法と直通光チャネルが設定できない場合の動作方法は第1実施例と同様の方法を適用することができるため、同一の機能についてはその説明を省略する。
この構成により、高速大容量の通信をする場合、直通光チャネルが自動的に設定されるため、通信端末4〜6からの直通光チャネルの設定要求が不要となり、通信端末4〜6に予め直通光チャネルを設定すべきアプリケーションを認識しておく必要がない。
図6に示すとおり、本実施の形態のネットワークシステムは、図1に示した第1実施例のイーサネット(登録商標)LAN500に代えて、複数のイーサネット(登録商標)LAN501,502,503からなるイーサネット(登録商標)LAN504を備える。なお、それ以外の構成・機能においては、第1実施例と同様であり、図1に示す符号と同一の符号を用いることにより同一の機能についてはその説明を省略する。
イーサネット(登録商標)LAN501,502は、IPルータ801により、イーサネット(登録商標)LAN502,503は、IPルータ802によりそれぞれ接続されている。通信端末1はイーサネット(登録商標)401を介して、通信端末2はイーサネット(登録商標)402を介して、通信端末3はイーサネット(登録商標)403を介して、光スイッチ装置100はイーサネット(登録商標)410を介して、制御装置200はイーサネット(登録商標)420を介して、それぞれイーサネット(登録商標)LAN504で接続されている。
なお、上記には第1実施例のイーサネット(登録商標)LAN500に代えて、複数のイーサネット(登録商標)LANを利用可能な例を説明したが、本発明はこれに限られず、本発明の実施例で利用している全てのイーサネット(登録商標)LAN500に代えて適用することができる。
図7に示すとおり、本実施の形態のネットワークシステムは、複数の通信端末1〜3と、これら通信端末1〜3とそれぞれ光ファイバ310〜330を介して接続されている光スイッチ装置100と、イーサネット(登録商標)LAN500およびイーサネット(登録商標)401,402,403,410,420を介して通信端末1〜3および光スイッチ装置100と接続されている制御装置200とを有する。
光スイッチ100は、それぞれ、WDM多重分離装置904,905,906を介して光ケーブル310〜330と接続されている。
WDM多重分離装置901〜906は、受信した複数の光信号をWDM信号として多重化して送信する多重機能と、受信したWDM信号を複数の光信号に分離して送信する分離機能を備える。
光ファイバ310〜330はそれぞれ一本の光ファイバであって、WDM多重分離装置901〜903により多重された複数の光信号であるWDM信号を伝送する。
通信端末1は、高速大容量の通信をする場合、イーサネット(登録商標)LAN500を介して制御装置200に、直通光チャネルの設定を要求する。制御装置200は、直通光チャネル設定の要求に基づき、通信端末1と通信端末2とを接続する光ファイバ310、320のチャネルの利用状態をメモリ部202(図1参照)を参照することによって検出する。ここでは利用されていない光ファイバが検出される。
通信端末1は、制御装置200からの直通光チャネル設定の通知を受け、MACフレームをWDM多重分離装置901を介してWDM信号に変換し、直通光チャネル610に出力する。光ファイバ310内の直通光チャネル610を通過したWDM信号は、WDM多重分離装置904で光信号に変換され、光スイッチ装置110で設定されている直通光チャネル610を通過し、WDM多重分離装置905に出力される。WDM多重分離装置905は、受信した光信号をWDM信号に変換し、光ファイバ320内の直通光チャネル610を介してWDM多重分離装置902に出力する。WDM多重分離装置902は、受信したWDM信号を通信端末2に出力する。
上述のとおり、WDM多重分離装置901〜906により一本の光ファイバ内に複数の波長(すなわち複数のチャネル)が多重化されることで、一本の光ファイバを用いてその中に波長多重された複数の波長を利用することができる。よって、一本の光ファイバ上の情報伝送量を飛躍的に増大させることができる。
図8に示すとおり、本実施の形態のネットワークシステムは、複数の通信端末1〜3と、これら通信端末1〜3とそれぞれ光ファイバ束301〜303を介して接続されている光スイッチ装置100と、光スイッチ装置100と一体的に設けられた制御装置200を備える。通信端末1〜3および光スイッチ装置100は、イーサネット(登録商標)LAN500およびイーサネット(登録商標)401〜403,410を介してそれぞれ接続されている。
この構成により、イーサネット(登録商標)LAN500を構成する装置数を削減することができ、イーサネット(登録商標)LANの構成の簡単化、およびコストの低減を実現することができる。
図9に示すとおり、本実施の形態のネットワークシステムは、複数の通信端末1〜3と、これら通信端末1〜3とそれぞれ光ファイバ束301〜303を介して接続されている光スイッチ装置100と、イーサネット(登録商標)LAN500のイーサネット(登録商標)401,402,403,410,420を介して通信端末1〜3および光スイッチ装置100と接続されている制御装置200とを有する。
通信端末1〜3は、複数のチャネルを利用して通信を行う多重/分離装置1001,1002,1003をそれぞれ備える。多重/分離装置1001〜1003は、通信端末1〜3の分離指示に応じて受信した情報を複数に分離して送信し、分離された情報を受信した場合に多重化する機能を備える。
通信端末1は、高速大容量の通信をする場合、送信したいデータに基づき、多重/分離装置1001において分離するデータの分離数(例えば2つ)を特定する。通信端末1は、イーサネット(登録商標)LAN500を介して制御装置200に、この分離数に応じた直通光チャネルの設定を要求する。制御装置200は、直通光チャネル設定の要求に基づき、通信端末1と通信端末2とを接続する光ファイバ束301、302の光ファイバの利用状態をメモリ202(図1参照)を参照することによって検出する。ここでは利用されていない光ファイバが検出される。
この構成により、光ファイバ1本での最大伝送速度以上のデータであっても複数の光ファイバ(チャネル)を利用することで可能となり、より一層の高速大容量通信が可能となる。
100・・・光スイッチ装置、
200・・・制御装置、
301、302、303・・・光ファイバ束
401,402,403,410,420・・・イーサネット(登録商標)
500・・・イーサネット(登録商標)LAN
600・・・直通光チャネル
Claims (9)
- 制御装置と光スイッチ装置とが接続され、複数の端末装置が複数の光ファイバが束ねられた光ファイバ束を介して前記光スイッチ装置にそれぞれ接続されるとともに、前記制御装置と前記光スイッチ装置あるいは前記端末装置、および前記端末装置同士が、前記光ファイバ束とは別のネットワークを介して通信可能なネットワークシステムであって、
前記制御装置は、
前記別のネットワークを介して、前記端末装置から送信される通信先の端末装置を識別する宛先端末識別情報と直通光チャネルの設定要求とを含む要求信号を受信する要求信号受信部と、
前記要求信号受信部が受信した宛先端末識別情報と前記要求を行った端末装置を識別する通信元端末識別情報に基づいて、前記光スイッチ装置と前記通信元の端末装置とを接続する光ファイバ束のうち通信に用いる第1の光ファイバを特定する第1の光ファイバ指定情報と、前記光スイッチ装置と前記通信先の端末装置とを接続する光ファイバ束のうち通信に用いる第2の光ファイバを指定する第2の光ファイバ指定情報と、を含む制御データを生成する制御データ生成部と、
前記制御データ生成部が生成した制御データを前記光スイッチ装置に送信する制御データ送信部と、を有し、
前記光スイッチ装置は、
前記制御装置から送信される制御データを受信する制御データ受信部と、
前記制御データ受信部が受信した制御データに基づいて、前記第1の光ファイバと前記第2の光ファイバとを光学的に接続する光スイッチ部と
を有することを特徴とするネットワークシステム。 - 制御装置と光スイッチ装置とが接続され、複数のインターフェース装置が複数の光ファイバが束ねられた光ファイバ束を介して前記光スイッチ装置にそれぞれ接続されるとともに、前記制御装置と前記光スイッチ装置あるいは前記インターフェース装置、および前記インターフェース装置同士が、前記光ファイバ束とは別のネットワークを介して通信可能なネットワークシステムであって、
前記制御装置は、
前記別のネットワークを介して、前記インターフェース装置から送信される通信先のインターフェース装置を識別する宛先端末識別情報と直通光チャネルの設定要求とを含む要求信号を受信する要求信号受信部と、
前記要求信号受信部が受信した宛先端末識別情報と前記要求を行ったインターフェース装置を識別する通信元端末識別情報に基づいて、前記光スイッチ装置と前記通信元のインターフェース装置とを接続する光ファイバ束のうち通信に用いる第1の光ファイバを特定する第1の光ファイバ指定情報と、前記光スイッチ装置と前記通信先のインターフェース装置とを接続する光ファイバ束のうち通信に用いる第2の光ファイバを指定する第2の光ファイバ指定情報と、を含む制御データを生成する制御データ生成部と、
前記制御データ生成部が生成した制御データを前記光スイッチ装置に送信する制御データ送信部と、を有し、
前記光スイッチ装置は、
前記制御装置から送信される制御データを受信する制御データ受信部と、
前記制御データ受信部が受信した制御データに基づいて、前記第1の光ファイバと前記第2の光ファイバとを光学的に接続する光スイッチ部と
を有することを特徴とするネットワークシステム。 - 前記制御装置は、
前記制御データを記憶する記憶部を有し、
前記制御データ生成部は、前記要求信号を受信すると前記記憶部を参照し、空きがある光ファイバの中から、前記第1の光ファイバと前記第2の光ファイバとを特定することを特徴とする請求項1あるいは2に記載のネットワークシステム。 - 前記光スイッチ装置は、前記直通光チャネルの転送レートを検出し、この転送レートが所定の閾値を下回った場合、前記直通光チャネルを解放することを特徴とする請求項1あるいは2に記載のネットワークシステム。
- 前記通信端末あるいは前記インターフェース装置は、前記直通光チャネルを介して受信もしくは送信したデータの転送レートのうち少なくとも1つを検出し、この転送レートが所定の閾値を下回った場合、前記直通光チャネルを解放することを特徴とする請求項1あるいは2に記載のネットワークシステム。
- 前記光スイッチ装置は、波長多重伝送装置を介して前記複数の光ファイバの一端とそれぞれ接続され、
前記複数の通信端末あるいは前記複数のインターフェース装置は、それぞれ、波長多重伝送装置を介して前記光ファイバの他端と接続され、それぞれ相互に、前記波長多重伝送装置により多重化された波長を用いて、前記直通光チャネルを形成し、通信することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載のネットワークシステム。 - 前記制御装置は、前記光スイッチ装置に一体的に設けられていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載のネットワークシステム。
- 前記制御装置は、前記直通光チャネルを複数設定するため、前記光スイッチ装置を制御し、
前記複数の通信端末あるいは前記複数のインターフェース装置は、それぞれ、複数のチャネルを利用して通信を行う多重/分離装置を備え、この多重/分離装置で分離した情報を設定された複数の前記直通光チャネルを介して通信することを特徴とする請求項1あるいは2に記載のネットワークシステム。 - 前記制御装置、前記端末装置、および前記通信端末同士あるいは前記インターフェース装置同士は、それぞれ前記光ファイバ束とは別のネットワークとしてイーサネット(登録商標)を介して接続され、
前記通信端末あるいは前記インターフェース装置は、前記イーサネット(登録商標)を介して、他の前記通信端末あるいは他の前記インターフェース装置へ送信したデータ、もしくは他の前記通信端末あるいは他の前記インターフェース装置から受信したデータの転送レートを検出し、この転送レートが所定の閾値を上回った場合、前記直通光チャネルを設定することを特徴とする請求項1あるいは2に記載のネットワークシステム。
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