JP3432252B2 - 高速格子型ネットワークシステム - Google Patents
高速格子型ネットワークシステムInfo
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Description
重方式の高速格子型ネットワークシステムに関する。
ワークシステムにおいては、端末の高速化やスループッ
トの向上のために、高速交換が可能なシステムが開発さ
れている。
は、データ量が増えても、パケットの衝突による通信効
率の低下が生じないようにする必要がある。また、宛先
ノードの位置に応じて、パケットの到着時間にばらつき
が生じることがないようにする必要がある。
は、平成4年9月14日提出の特許願第244626号
において、高速格子型ネットワークシステムを提案し
た。
配列し、各行および各列ごとに、それらに属する複数の
ノードを、任意の2つのノード間で直接パケットを送信
可能なように接続するようにしたものである。また、各
ノードにパケットの中継機能を設けるようにしたもので
ある。
同じ行に属する任意の2つのノード間では、1ホップで
パケットを送信することができる。また、異なる列およ
び異なる行に属する任意の2つのノード間では、この2
つのノードを結ぶ線を一方の対角線とする四角形の他方
の対角線の一端あるいは他端に位置するノードを介して
2ホップでパケットを送信することができる。
パケットの到着時間のばらつきを小さくすることができ
る。また、パケットを中継する場合、中継ノードが1つ
で済むため、データ量が増えても、パケットの衝突を発
生しにくくすることができる。これにより、パケットの
衝突による通信効率の低下を防止することができる。
速格子型ネットワークシステムにおいて、ノードの物理
的な接続を変更することなく、ノードの論理的な位置
(グループの構成)を変更することができるようにする
ために、平成5年5月6日提出の特許願第105326
号において、光波長分割多重方式を用いた高速格子型ネ
ットワークシステムを提案した。
ケット送信周波数を割り当てるとともに、1つのパケッ
ト伝送路をすべてのノードで共用するようにしたもので
ある。また、このシステムは、各ノードに、パケット送
信周波数を変更可能なパケット送信手段と、パケット受
信周波数を変更可能なパケット受信手段とを設けるよう
にしたものである。
が1つのパケット伝送路に接続されているので、パケッ
ト送信周波数とパケット受信周波数を変更することによ
り、ノードの物理的な接続を変更することなく、論理的
な配列を変更することができる。
光波長分割多重方式を用いた高速格子型ネットワークシ
ステムにおいては、次のような問題があった。
を多くすると、パケット伝送路の分岐数が多くなる。こ
れにより、信号の減衰量が大きくなるため、宛先ノード
がパケットを受信することができなくなることがある。
したがって、このシステムの場合、ネットワークの規模
を大きくすることができない。
いて信号の減衰を補うことが考えられる。しかしなが
ら、増幅器で補うことができる波長の帯域には制限があ
る。現状のレーザダイオードと光波長フィルタを用いた
構成では、16波ぐらいしか補うことができない。した
がって、各ノード位置ごとにパケット送信周波数を割り
当てる従来のシステムでは、たとえ、増幅器を用いて
も、ネットワークの規模を拡大することができない。
用いる構成でありながら、従来より、ネットワークの規
模を拡大することができる高速格子型ネットワークシス
テムを提供することを目的とする。
に、請求項1に係る発明は、波長分割方式の高速格子型
ネットワークシステムにおいて、パケット送信周波数の
割当ては、各グループごとに行い、グループ内でのアク
セス制御は、トークンによる送信権の獲得タイミングと
自己宛の送信データの受信タイミングとが独立なトーク
ンパッシング方式に基づいて行うようにしたものであ
る。
係る発明において、パケットの伝送系を複数設けるよう
にしたものである。
属する複数のノードからは、このグループに割り当てれ
た1つのパケット送信周波数でパケットが出力される。
しかし、各ノードのパケットの送信は、トークンパッシ
ング方式に基づいて制御されるため、パケットの混同が
生じることはない。また、自己への送信権を示すトーク
ンを含むパケットを受信しても、そのパケットが自ノー
ドが宛先又は中継ノードでなければ、トークン処理のみ
を行い、自ノードが宛先又は中継ノードのパケットの送
信データの受信は、自己への送信権を示すトークンが含
まれていないパケットであっても宛先に基づいて行う。
の伝送系が空間分割多重されるので、時分多重による各
ノードのパケットの送信確率の低下を抑制することがで
きる。
例を詳細に説明する。図1は、この発明に係る高速格子
型ネットワークシステムの一実施例の構成を示すもので
ある。
数のノード10が、たとえば、N×Nの格子状に配列さ
れている。ただし、この配列は論理的な配列である。ま
た、これら複数のノード10は、各行(row)および
各列(column)ごとにグループ化されている。図
には、n(n=1,2,…,N)行目の行グループをG
Rn、n列目の列グループをGCnとして示す。
数が割り当てられている。ただし、行側と列側では、同
じパケット送信周波数が用いられている。図には、行グ
ループGRnと列グループGCnに割り当てられたパケ
ット送信周波数をfnとして示す。
波数は、これに属するすべてのノード10で共用され
る。また、すべてのノード10は、共通のパケット伝送
路に接続されている。このため、各グループにおいて
は、トークンパッシング方式に基づいて、各ノード10
のアクセスを制御するようになっている。
には、予め、パケットの送信順番を示す番号が付与され
ている。また、パケットのヘッダには、図2に示すごと
く、この番号を示すトークン信号が挿入されている。
ークン信号を取り出し、この信号により指定される番号
と自ノードに付与された番号を比較し、両者が一致する
場合だけ、パケットの送信(中継を含む)を行う。この
とき、トークン信号の指定番号は、次の番号に書き替え
られる。
すべきデータがない場合は、このデータや宛先アドレス
を含まないパケット(トークンだけ)が送信される。こ
れにより、パケットの送信権は、データの有無にかかわ
らず、N個のノード10の間で、所定の周期で順次回さ
れることになる。
バス型、リング型、スター型のいずれの構成も取り得
る。図3は、スター型を採用した場合の構成を示す。
ーカプラが用いられる。また、この実施例では、行側と
列側で、同じパケット送信周波数を使用するために、行
側のスターカプラ20と列側のスターカプラ30が別々
に設けられる。
スターカプラ20を介して、すべてのノード10の行側
入力線103に接続される。同様に、各ノード10の列
側出力線102は、列側スターカプラ30を介して、す
べてのノード10の列側入力線104に接続される。
ック図である。
を光信号として送信するためのレーザダイオード(L
D)である。このレーザダイオード105,106は、
すべてのパケット送信周波数f1〜fnを選択的に設定
可能な可変波長レーザダイオードとして構成されてい
る。
01を介して行側スターカプラ20に接続されている。
一方、レーザダイオード106は、列側出力線102を
介して、列側スターカプラ30に接続されている。
ープから送られてくるパケットを受信するためのフィル
タである。この受信フィルタ107、106は、すべて
のパケット受信周波数f1〜fNを設定可能な可変波長
フィルタとして構成されている。
して行側スターカプラ20に接続されている。フィルタ
108は、列側入力線104を介して列側スターカプラ
30に接続されている。
送信処理や受信処理、さらには、中継処理を行うパケッ
ト処理部である。
パケットを送信する場合は、その宛先や中継位置に基づ
いて、送信パケットを行側のレーザダイオード105あ
るいは列側のレーザダイオード106に供給する。ま
た、自ノード宛てのパケットを受信した場合は、これを
たとえば図示しないバッファに取り込む。さらに、自ノ
ードが属する行あるいは列グループの他ノードから自ノ
ードが属する列あるいは行グループ内の他ノードを宛先
とするパケットを受信した場合は、これを列あるいは行
側のレーザダイオード106あるいは105に供給す
る。
パケットの送信権が与えられたときだけ実行される。こ
のため、パケット処理部109は、フィルタ107ある
いは108により受信されたパケットからトークン信号
を取り出し、この信号により指定される番号と自分に付
与された番号を比較し、両者が一致するときだけ、パケ
ットの送信や中継を行うようになっている。
お、以下の説明では、特定のノード10を表す場合、そ
の座標もいっしょに付す。すなわち、n行m列のノード
10は、10(n、m)と表す。
(1,k)を介してノード(k,k)にパケットを転送
する場合を代表として、パケットの転送動作を説明す
る。
ヘッダに宛先ノード(k,k)のアドレスが挿入された
パケットが出力される。この場合のパケット送信周波数
は、行グループGR1に割り当てられたf1である。
行側出力線101を介して行側スターカプラ20に供給
される。このカプラ20に供給されたパケットは、この
カプラ20からすべてのノード10に送られる。
る行グループ内の他ノードから出力されたパケットしか
受信しない。したがって、ノード10(1,1)から出
力されたパケットは、このノード10(1,1)が属す
る行グループGR1内のノード10のみにより受信され
る。
受信されたパケットは、その宛先がノード10(k,
k)であるため、ノード10(1,k)だけにより中継
され、そのほかのノード10では廃棄される。この場
合、パケット送信周波数は、ノード10(1,k)が属
する列グループGCkに割り当てられたfkに変換され
る。
トは、その列側出力線102から列側スターカプラ30
に供給される。このカプラ30に供給されたパケット
は、このカプラ30からすべてのノード10に供給され
る。
ノードが属する列グループ内の他ノードから出力された
パケットしか受信しない。したがって、ノード10
(1,k)により中継されたパケットは、このノード1
0(1,k)が属する列グループGk内のノード10の
みにより受信される。
受信されたノードは、その宛先がノード10(k,k)
であるため、このノード10(k,k)だけにより取り
込まれ、そのほかのノード10では、廃棄される。
図5を参照しながら、パケットの送信権を移行する動
作、すなわち、各グループ内でのアクセス制御動作を説
明する。なお、図5は、たとえば、行グループGR1内
でのアクセス制御動作を代表として示す。
1)→10(1,2)→…→10(1,N)→10
(1,1)→…の順に定められているものする。また、
各ノード10(1,1),(1,2),…,10(1,
N)には、パケットの送信順番を示す番号として、それ
ぞれ1,2,…,Nが付与されているものとする。
信権を得た場合を示す。この場合、ノード10(1,
1)からは、番号2を指定するトークン信号を含むパケ
ットP(2)が出力される。
行グループGR1内のすべてのノード10に放送され
る。このグループ内放送通信により、ノード10(1,
2)は、自ノードが宛先ノードや中継ノードでなくて
も、パケットP(2)を受信する。
(1,2)は、トークン信号の指定番号から自ノードに
パケットの送信権が付与されたことを認識する。これに
より、ノード10(1,2)からは、図5(b)に示す
ごとく、番号3を指定するトークン信号を含むパケット
P(3)が出力される。これにより、今度は、パケット
の送信権がノード10(1,3)に移行する。
R1内の各ノード10に順番に移され、最後のノード1
0(1,N)まで移ると、再び、最初のノード10
(1,1)に移る。
Nは、各ノード10(1,1),(1,2),…,10
(1,N)のパケット送信タイミングを示す。ここで、
隣合うタイミング間の間隔は等しい。つまり、ノード1
0(1,1),(1,2),…,10(1,N)は、所
定の周期で順次パケットを送信することになる。
所定の周期で、各ノード10(1,1),(1,2),
…,10(1,N)に移行されることになる。このと
き、送信権を得たノード10は、送信データがあれば、
これとその宛先アドレスをパケットに挿入し、送信デー
タがなければ、トークン信号だけを挿入する。
の動作である。最後に、たとえば、ノード10(1,
1)の論理的な位置を、座標(1,1)から(k,2)
に変更する場合を代表として、ノード10の論理的な位
置の変更処理を説明する。
の周波数は、行グループGR1に割り当てれたf1から
行グループGRkに割り当てれたfkに変更される。同
様に、列側のレーザダイオード106の周波数は、列グ
ループGC1に割り当てれたf1から列グループGR2
に割り当てれたf2に変更される。
行グループGR1に割り当てれたf1から行グループG
Rkに割り当てれたfkに変更される。同様に、列側の
フィルタ108の周波数は、列グループGC1に割り当
てれたf1から列グループGC2に割り当てれたf2に
変更される。
信順番の設定の仕方が上述した例と同じであるとすれ
ば、行グループGRk内での番号は1から2に変更さ
れ、列グループGC2内での番号は、1からkに変更さ
れる。
の論理的な位置は、座標(1,1)から(k,2)に変
更されたことになる。言い換えれば、ノード10(1,
1)は、ノード10(k,2)に変更されたことにな
る。
うな効果がある。
は各グループごととし、グループ内でのパケットの送信
は、トークンパッシング方式に基づいて制御するように
したので、従来より波長多重度を小さくすることができ
る。これにより、従来と同じ波長多重度で、従来より規
模の大きいネットワークを構成することができる。
の規模を従来と同じとした場合、波長多重度を従来の1
/Nにすることができる。
割で制御するのに、トークンパッシング方式を採用する
ようにしたので、アクセスの順番を自由に変更すること
ができるという利点が得られる。
ードの物理的な接続構成を示す図である。
統設ける場合を説明した。これに対し、この実施例は、
この伝送系を2系統設けるようにしたものである。
送系(以下、「A系」という)のスターカプラであり、
50は、他方の伝送系(以下、「B系」という)のスタ
ーカプラである。
系のスターカプラ40を介して、すべてのノード10の
A系の入力線113に接続されている。同様に、各ノー
ド10のB系の出力線112は、B系のスターカプラ5
0を介して、すべてのノード10のB系の入力線114
に接続されている。
択されている系を示す。図示のごとく、送信系では、A
系とB系のいずれか一方が選択される。これに対し、受
信側では、すべてのノード10において、2つの系がい
ずれも選択される。
施例と同様に、行側と列側に分けられている。
ある。
05とA系の行側出力線111(R)とB系の行側出力
線112(R)との間には、光スイッチ(SW)115
が設けられている。これにより、レーザダイオード10
5は、行側出力線111(R),112(R)のいずれ
か一方に接続される。
A系の列側出力線111(R)とB系の列側出力線11
2(C)との間にも、光スイッチ116が設けられ、レ
ーザダイオード106は、列側出力線111(C),1
12(C)のいずれか一方に接続されるようになってい
る。
のフィルタ117(R)とB系のフィルタ118(R)
が設けられ、それぞれA系の行側入力線113(R)と
B系の行側入力線114(R)に接続されている。
系のフィルタ117(C)とB系のフィルタ118
(C)が設けられ、それぞれA系の列側入力線113
(C)とB系の列側入力線114(C)に接続されてい
る。
に多重することができるので、時分割多重による各ノー
ド10のパケット送信確立の低下を抑制することができ
る。
明したが、この発明は、上述したような実施例に限定さ
れるものではない。
を、パケット転送信号として光信号を用いる波長分割多
重方式の高速格子型ネットワークシステムに適用する場
合を説明したが、この発明は、電気信号を用いる波長分
割多重方式の高速格子型ネットワークシステムにも適用
することができる。
と列グループに同じパケット送信周波数を割り当てる場
合を説明したが、異なるパケット送信周波数を割り当て
るようにしてもよい。このようにすれば、行側と列側で
1つのパケット伝送路を共用することができる。
旨を逸脱しない範囲で種々様々変形実施可能なことは勿
論である。
波長分割多重方式を用いる構成でありながら、従来よ
り、ネットワークの規模を拡大することが可能な高速格
子型ネットワークシステムを提供することができる。
図である。
図である。
である。
す図である。
ク図である。
ターカプラ、101,111(R),112(R)…行
側出力線、102,111(C),112(C)…列側
出力線、103,113(R),114(R)…行側入
力線、104,113(C),114(C)…列側入力
線、105,106…レーザダイオード、107,10
8,117(A),117(B),118(A),11
8(B)…受信フィルタ、109…パケット処理部。
Claims (2)
- 【請求項1】 複数のノードを格子状に配列するととも
に、各行および各列ごとにグループ化し、同じグループ
に属する任意の2つのノード間では1ホップでパケット
を転送することができ、異なるグループに属する任意の
2つのノード間では、これら2つのノードを結ぶ線を一
方の対角線とする四角形の他方の対角線の一端あるいは
他端に位置するノードを介して2ホップでパケットを転
送することができるように構成された高速格子型ネット
ワークシステムにおいて、 すべてのノードで共用されるパケット伝送路と、 各ノードに設けられ、トークンパッシング方式に基づい
て、行側のパケットの送信権が与えられた場合のみ、ト
ークンを含むパケット又はトークンを自ノードが属する
行グループに向けて放送送信するとともに、各行グルー
プごとに割り当てられた複数のパケット送信周波数を選
択的に設定可能な行側パケット送信手段と、 各ノードに設けられ、自ノードが属する行グループ内の
他ノードから送られてきたパケット又はトークンを受信
するとともに、前記行側パケット送信手段のパケット送
信周波数の変更に合わせてパケット受信周波数を変更可
能な行側パケット受信手段と、 各ノードに設けられ、トークンパッシング方式に基づい
て、列側のパケットの送信権が与えられた場合のみ、ト
ークンを含むパケット又はトークンを自ノードが属する
列グループに向けて放送送信するとともに、各列グルー
プごとに割り当てられた複数のパケット送信周波数を選
択的に設定可能な列側パケット送信手段と、 各ノードに設けられ、自ノードが属する列グループ内の
他ノードから送られてきたパケット又はトークンを受信
するとともに、前記列側パケット送信手段のパケット送
信周波数の変更に合わせてパケット受信周波数を変更可
能な列側パケット受信手段と、 トークンを含むパケットの受信時において、パケットの
宛先が自ノードが受信ノード又は中継ノードを示してい
るとき受信処理又は中継処理すると共に、トークンを含
むパケット又はトークンの受信により、行側又は列側の
パケット送信権 を獲得した場合において、その行側又は
列側方向への送信データがあればトークンを含むパケッ
トを上記行側又は列側パケット送信手段から送信させ、
一方、その行側又は列側方向への送信データがなければ
トークンを上記行側又は列側パケット送信手段から送信
させるパケット処理手段と を具備したことを特徴とする
高速格子型ネットワークシステム。 - 【請求項2】 前記パケット伝送路は複数設けられ、 前記パケット送信手段は、前記複数のパケット伝送路の
中からいずれか1つを選択し、この選択したパケット伝
送路にパケットを送出するように構成され、 前記パケット受信手段は、前記複数のパケット伝送路の
すべてからこのパケット伝送路を介して送られてくるパ
ケットを受信するように構成されていることを特徴とす
る請求項1記載の高速格子型ネットワークシステム。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP24152293A JP3432252B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 高速格子型ネットワークシステム |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP24152293A JP3432252B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 高速格子型ネットワークシステム |
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JPH0799496A JPH0799496A (ja) | 1995-04-11 |
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WO2023095309A1 (ja) * | 2021-11-26 | 2023-06-01 | 三菱電機株式会社 | 光通信システム、制御回路、記録媒体及び光通信方法 |
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- 1993-09-28 JP JP24152293A patent/JP3432252B2/ja not_active Expired - Fee Related
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