JP3519374B2 - Optical packet compression circuit, optical packet decompression circuit, and ultra-high-speed optical packet transfer ring network - Google Patents

Optical packet compression circuit, optical packet decompression circuit, and ultra-high-speed optical packet transfer ring network

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JP3519374B2
JP3519374B2 JP2001057041A JP2001057041A JP3519374B2 JP 3519374 B2 JP3519374 B2 JP 3519374B2 JP 2001057041 A JP2001057041 A JP 2001057041A JP 2001057041 A JP2001057041 A JP 2001057041A JP 3519374 B2 JP3519374 B2 JP 3519374B2
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辰憲 朴
篤 高田
健太郎 内山
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q11/00Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0003Details

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、光パケットを時
間的に圧縮あるいは伸長する光パケット圧縮回路および
光パケット伸長回路に関する。特に、リンク容量が数百
ギガビット毎秒程度以上という超高速光パケット通信に
も適した光パケット圧縮回路および光パケット伸長回路
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical packet compression circuit and an optical packet expansion circuit for temporally compressing or expanding an optical packet. In particular, the present invention relates to an optical packet compression circuit and an optical packet decompression circuit suitable for ultra-high-speed optical packet communication with a link capacity of several hundred gigabits per second or more.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、コンピュータなどパケットを用い
て通信を行う装置(以下、通信端末と呼ぶ)の間での通
信は、データを主にIPデータグラムと呼ばれるパケッ
ト(以下、IPパケット)に変換して通信を行ってい
る。また、通信ネットワークに接続された多数の通信端
末の任意の2台の間で通信を行うため、ネットワークに
はルータと呼ばれる複数のパケット転送装置が設置され
ている。
2. Description of the Related Art Today, data is converted into packets called IP datagrams (hereinafter referred to as IP packets) in communication between devices such as computers (hereinafter referred to as communication terminals) that use packets for communication. And communicate. Further, in order to perform communication between arbitrary two of a large number of communication terminals connected to the communication network, a plurality of packet transfer devices called routers are installed in the network.

【0003】ルータでは、入力されるIPパケットのI
Pヘッダと呼ばれる部分に書き込まれたデータを送受す
る通信端末の論理的番号を示すIPアドレスを認識して
パケットの出力方路を選択する。近年のインターネット
などの大規模ネットワークでは、通信端末より送信され
たパケットは多数のルータを中継しなければ宛先の通信
端末へ転送されない。
At the router, the I of the input IP packet
The packet output route is selected by recognizing the IP address indicating the logical number of the communication terminal that transmits and receives the data written in the portion called the P header. In a large-scale network such as the Internet in recent years, a packet transmitted from a communication terminal cannot be transferred to a destination communication terminal unless it is relayed by many routers.

【0004】従って、ルータでの転送処理がソフトウェ
アベースで行われる通常の方式ではパケット全体を一旦
メモリに組み込んでから処理することになり、ソフトウ
ェア処理時間による遅延は避けられなかった。このた
め、多数のノードを通過する全ネットワークでの遅延が
累積し、全遅延時間が長くなるという問題があった。ま
た、専用ICによりIP処理を高速化したルータを用い
たネットワークでも次のような問題が予想されている。
Therefore, in the usual method in which the transfer processing in the router is performed on a software basis, the entire packet is first stored in the memory and then processed, and the delay due to the software processing time cannot be avoided. Therefore, there is a problem that the delays in all the networks passing through many nodes are accumulated and the total delay time becomes long. Further, the following problems are expected in a network using a router in which IP processing is accelerated by a dedicated IC.

【0005】近い将来、インターネット等の大規模ネッ
トワークでは数Tbps(Tera bits per second, テラビッ
ト毎秒)から数百Tbpsのネットワークスループットが必
要とされている。これを実現するためには大容量のリン
クと、リンク間の方路を決定する高スループットのルー
タが必要である。近年、波長多重や光時分割多重技術等
を用いることによりルータ間のリンク容量が数百Gbp
s(Giga bits per second, ギガビット毎秒)以上に大
容量化が可能となった。一方、これに対応するルータで
は数百Gbps×入出力方路数の転送スループットが必
要とされる。専用ICによりIP処理を高速化したルー
タでも従来の構成のままでは上記のスループットは得ら
れない。
In the near future, a large-scale network such as the Internet is required to have a network throughput of several Tbps (Tera bits per second) to several hundred Tbps. In order to realize this, a large capacity link and a high throughput router that determines the route between the links are required. In recent years, the link capacity between routers has been increased to several hundred Gbp by using wavelength multiplexing or optical time division multiplexing technology.
s (Giga bits per second, gigabit per second) and larger capacity has become possible. On the other hand, a router corresponding to this requires a transfer throughput of several hundred Gbps × the number of input / output routes. Even with a router in which IP processing is accelerated by a dedicated IC, the above throughput cannot be obtained with the conventional configuration.

【0006】この解決案として多数のICを並列構成と
することにより、個々のICの処理速度は遅いが並列処
理することにより高スループットが得られる方法が提案
されているが、装置規模の増大やIC間のインターコネ
クションが問題となっている。
As a solution to this problem, a method has been proposed in which a large number of ICs are arranged in parallel so that a high throughput can be obtained by performing parallel processing although the processing speed of each IC is slow. Interconnection between ICs is a problem.

【0007】また、あるノードとあるノード間を結ぶパ
スそれぞれに異なる光波長を割り当て、同じ宛先ノード
のパケットは同一の波長の光信号として送出する光パス
ネットワークが提案されている。この場合、隣接するノ
ード間は波長多重(WDM,Wavelength Division Multi
plex)伝送され、各ノードではAWG(アレイ導波路型
回折格子, Arrayed Wave Guide)などの波長分散光素子
を用いて所定の波長のみパケットに分解してルータでパ
ケット単位の処理がされるが、その他の波長は光の状態
のまま隣接するノードヘカットスルーされるため、各ノ
ードのルータ部の負荷が大幅に軽減される。現在、主に
リングトポロジー(WDM/光ADMリング網)での検
討がなされている。
Further, there has been proposed an optical path network in which different optical wavelengths are assigned to paths connecting a certain node and a certain node, and packets of the same destination node are transmitted as optical signals of the same wavelength. In this case, WDM (Wavelength Division Multi) is used between adjacent nodes.
plex) transmission, and at each node, a wavelength-dispersive optical element such as an AWG (Arrayed Waveguide Grating, Arrayed Wave Guide) is used to decompose only predetermined wavelengths into packets and the router processes them in packet units. Since other wavelengths are cut through to the adjacent nodes in the optical state, the load on the router section of each node is significantly reduced. At present, the ring topology (WDM / optical ADM ring network) is mainly studied.

【0008】しかしながら、上記の光パスネットワーク
による方法は、パスに光波長を割り当て、その波長単位
に準定常的なパス設定を行うため、パス内の実パケット
のトラヒックがパス容量と比較して小さい場合、ネット
ワーク全体のスループットが上がらない。また、ネット
ワーク全体のスループットを上げるため、トラヒックが
大きいパスには大容量光パスを割り当て、小さいパスに
は小容量光パスを割り当てる等と、動的にパス容量を変
化させることも考えられるが、そのためには常時全パス
のトラヒックを監視して波長割り当てを変更できる光波
長選択デバイスとそのオペレーション網とそのソフトウ
ェアが必要となりネットワーク運用が複雑となる。
However, in the above-mentioned method using the optical path network, since the optical wavelength is assigned to the path and the quasi-stationary path setting is performed for each wavelength, the traffic of the actual packet in the path is smaller than the path capacity. In that case, the throughput of the entire network does not increase. Further, in order to increase the throughput of the entire network, it is possible to dynamically change the path capacity by assigning a large capacity optical path to a path with a large traffic and a small capacity optical path to a small path. For this purpose, an optical wavelength selection device that can constantly monitor the traffic of all paths and change the wavelength allocation, its operation network, and its software are required, which complicates network operation.

【0009】そこで、本願発明者らのグループは、既
に、パケットを用いて通信を行う際に低遅延、低遅延ジ
ッタ、大容量及び高スケーラビリティ(融通性)での運
用を行うことができ且つ、その運用を簡易に行うことが
できる超高速光パケット転送リングネットワーク、この
ネットワークに用いられる光挿入分岐型多重分離ノード
装置及びこの光挿入分岐型多重分離ノード装置の動作方
法を提供することを目的として、次のような超高速光パ
ケット転送リングネットワークを発明し、特許出願して
いる。すなわち、上記発明とは、光パケットを分岐、挿
入、通過させる光挿入分岐型多重分離ノード装置間を光
ファイバ伝送路でリング状に接続して成る超高速光パケ
ット転送リングネットワークにおいて、光挿入分岐型多
重分離ノード装置が、前記光ファイバ伝送路を通して到
着する光パケットが自ノード装置宛のパケットで無けれ
ば光パケット信号のまま当該光ノード装置を通過させ、
前記光パケットが自ノード装置宛のパケットであれば分
岐して取り込むパケット転送制御部を備えるようにする
ことである。
Therefore, the group of the inventors of the present application can already operate with low delay, low delay jitter, large capacity and high scalability (flexibility) when performing communication using packets, and With the object of providing an ultra-high-speed optical packet transfer ring network that can be easily operated, an optical add / drop type demultiplexing node device used in this network, and an operating method of this optical add / drop type demultiplexing node device. Have invented the following ultra-high-speed optical packet transfer ring network and applied for a patent. That is, the above-mentioned invention refers to an optical add / drop branch in an ultrahigh-speed optical packet transfer ring network in which optical add / drop type demultiplexing node devices that drop, add, and pass optical packets are connected in a ring shape by an optical fiber transmission line. Type demultiplexing node device, if the optical packet arriving through the optical fiber transmission path is not a packet addressed to its own node device, let it pass through the optical node device as an optical packet signal,
If the optical packet is a packet addressed to the own node device, a packet transfer control unit that branches and takes in the optical packet is provided.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のように例えば数百Gbpsといった超高速の光パケッ
トネットワークを構築するために、高い時間精度で光パ
ケットを圧縮したり伸長したりすることのできる光パケ
ット圧縮回路および光パケット伸長回路を提供すること
である。
An object of the present invention is to compress or decompress optical packets with high time accuracy in order to construct an ultrahigh-speed optical packet network of, for example, several hundred Gbps as described above. It is to provide an optical packet compression circuit and an optical packet decompression circuit that can do so.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、時間ΔTの間隔で光パルスを出力する
光パルス発生部(3001,3002)と、前記光パル
ス発生部から出力された光パルスをN本(Nは自然数)
の信号線に分岐する光分岐器(3003)と、直列に入
力されるデータを一時的に蓄積するとともに、順次、N
並列に出力するバッファリング回路(3010)と、前
記N本の信号線上に設けられ、前記光分岐器から出力さ
れた前記光パルスを、前記バッファリングから出力され
るN個のデータそれぞれに駆動されて、変調するN個の
変調器(3004)と、前記信号線上の前記変調器の後
段にそれぞれ設けられ、前記変調器の出力を時間Δtの
整数倍の時間分遅延させる光遅延線(3008)と、前
記光遅延線によってΔtずつずらされた変調済みの前記
光パルスを合波し出力線上に出力する光合波器(300
5)とを備えることを特徴とする光パケット圧縮回路を
要旨とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides an optical pulse generator (3001, 3002) for outputting an optical pulse at intervals of time ΔT, and an output from the optical pulse generator. N optical pulses (N is a natural number)
The optical branching device (3003) for branching to the signal line of No. 1 and the data input in series are temporarily stored, and N
A buffering circuit (3010) that outputs in parallel, and the optical pulse that is provided on the N signal lines and that is output from the optical branching device is driven by each of the N data that is output from the buffering. And N optical modulators (3004) for modulating and optical delay lines (3008) which are respectively provided at the latter stage of the modulators on the signal line and delay the output of the modulators by an integral multiple of time Δt. And an optical multiplexer (300 that multiplexes the modulated optical pulses shifted by Δt by the optical delay line and outputs the multiplexed optical pulses onto an output line.
5) The optical packet compression circuit is characterized by comprising:

【0012】また、本発明による光パケット圧縮回路
は、複数の入力信号線と、前記入力信号線にそれぞれ対
応する複数の前記バッファリング回路(3010)と、
前記複数のバッファリング回路から順次データを読み出
すための読み出し信号を出力する読み出し制御回路(3
019)と、前記複数のバッファリング回路相互間で、
それぞれ対応する前記N個の変調器を駆動するデータを
選択するN個の選択回路(3017)とを備えることを
特徴とする。
The optical packet compression circuit according to the present invention further comprises a plurality of input signal lines, and a plurality of buffering circuits (3010) respectively corresponding to the input signal lines,
A read control circuit that outputs a read signal for sequentially reading data from the plurality of buffering circuits (3
019) and between the plurality of buffering circuits,
And N selection circuits (3017) for selecting data for driving the corresponding N modulators.

【0013】また、本発明による光パケット圧縮回路に
おいては、前記バッファリング回路(3010)は、直
列に入力されるデータをN−並列に変換するシリアル/
パラレル変換回路(3011)とこのデータを一時的に
蓄積するとともに前記読み出し制御回路からの信号に基
づいて出力するメモリ(3012)とを有しており、前
記選択回路は、論理和回路(3017)であることを特
徴とする。
Further, in the optical packet compression circuit according to the present invention, the buffering circuit (3010) converts the serially input data into N-parallel serial / parallel data.
It has a parallel conversion circuit (3011) and a memory (3012) which temporarily stores this data and outputs it based on a signal from the read control circuit, and the selection circuit includes an OR circuit (3017). Is characterized in that.

【0014】また、本発明による光パケット圧縮回路に
おいては、前記バッファリング回路の数はNであり、N
本の系列の入力データを1本に圧縮して出力することを
特徴とする。
In the optical packet compression circuit according to the present invention, the number of the buffering circuits is N, and N
It is characterized in that input data of a series of books is compressed into one and outputted.

【0015】また、本発明は、連続的に入力される光パ
ルス信号をN並列(Nは自然数)に出力する光シリアル
/パラレル変換回路(3101)と、前記光シリアル/
パラレル変換回路によって分岐された各光パルス信号を
それぞれ光/電気変換するN個の光検出器(3103)
と、前記N個の光検出器から出力された電気信号からス
タートビットを検出する少なくとも1個のスタートビッ
ト検出回路(3104)と、前記N個の光検出器から出
力された電気信号を振り分けるN個のスイッチ(310
5)と、前記N個のスイッチでそれぞれN個に振り分け
られた電気信号それぞれのデータを一時的に蓄積するN
2個のメモリ(3106)と、前記スタートビット検出
回路の1つによってスタートビットが検出されると、当
該スタートビット検出回路に対応する前記メモリを最初
として所定の順序で順次前記N2個のメモリに対する読
み出し信号を発する読み出し回路(3107)と、 前
記読み出し信号に基づいて前記N2個のメモリから読み
出されるデータのうち、それぞれN個を多重化してそれ
ぞれ出力信号線上に出力するN個の多重化回路(310
8)とを備えることを特徴とする光パケット伸長回路を
要旨とする。
Further, according to the present invention, an optical serial / parallel conversion circuit (3101) for outputting continuously inputted optical pulse signals in N parallel (N is a natural number), and the optical serial / parallel conversion circuit.
N photodetectors (3103) that perform optical / electrical conversion on each optical pulse signal branched by the parallel conversion circuit
And at least one start bit detection circuit (3104) for detecting a start bit from the electric signals output from the N photodetectors, and N for distributing the electric signals output from the N photodetectors. Switches (310
5), and N for temporarily storing the data of each of the electrical signals distributed to the N by the N switches.
When a start bit is detected by two memories (3106) and one of the start bit detection circuits, the memory corresponding to the start bit detection circuit is set as the first memory and the N 2 memories are sequentially arranged in a predetermined order. And a read circuit (3107) for issuing a read signal to the memory, and N multiplexed data that is multiplexed on each of the N data of the N 2 memories based on the read signal and output on the output signal line. Circuit (310
The gist is an optical packet decompression circuit characterized by including 8).

【0016】また、本発明による光パケット伸長回路に
おいては、前記光シリアル/パラレル変換回路(310
1)は、連続的に入力される光パルス信号の異なる時間
位置にあるパルスを異なる波長に変換するOTDM/W
DM変換回路(3111)と、前記OTDM/WDM変
換回路から出力される波長多重信号を波長ごとにN本に
分岐する波長分岐器(3112)とによって構成される
ことを特徴とする。
In the optical packet decompression circuit according to the present invention, the optical serial / parallel conversion circuit (310
1) is an OTDM / W that converts pulses at different time positions of continuously input optical pulse signals into different wavelengths.
It is characterized by comprising a DM conversion circuit (3111) and a wavelength branching device (3112) for branching the wavelength division multiplexed signal output from the OTDM / WDM conversion circuit into N wavelengths.

【0017】また、本発明は、連続的に入力される光パ
ルス信号の異なる時間位置にあるパルスを異なる波長に
変換するOTDM/WDM変換回路(3121)と、前
記OTDM/WDM変換回路から出力された信号が入射
され、この信号に波長に応じて異なる遅延を生じせしめ
る分散媒質(3122)とを備えることを特徴とする光
パケット伸長回路を要旨とする。
Further, according to the present invention, an OTDM / WDM conversion circuit (3121) for converting pulses at different time positions of continuously input optical pulse signals into different wavelengths, and output from the OTDM / WDM conversion circuit. The optical packet decompression circuit is characterized in that the optical packet decompression circuit is provided with a dispersion medium (3122) which receives different signals and causes the signals to have different delays depending on the wavelength.

【0018】また、本発明による光パケット伸長回路に
おいては、前記分散媒質は、入射される信号を波長に応
じて異なる遅延時間によって反射するチャープドファイ
バグレーティング(3132)と、前記OTDM/WD
M変換回路から出力された光信号を前記チャープドファ
イバグレーティングに仕向けるとともに、このチャープ
ドファイバグレーティングによって反射された光信号を
出力側に仕向ける光回路(3131)とによって構成さ
れることを特徴とする。
In the optical packet decompression circuit according to the present invention, the dispersion medium includes a chirped fiber grating (3132) that reflects an incident signal with a delay time different depending on the wavelength, and the OTDM / WD.
And an optical circuit (3131) for directing the optical signal output from the M conversion circuit to the chirped fiber grating and directing the optical signal reflected by the chirped fiber grating to the output side. .

【0019】また、本発明による光パケット伸長回路
は、上記の光パケット伸長回路を複数段直列に接続して
構成される光パケット伸長回路であって、各段の光パケ
ット伸長回路は入力される光パルス列を複数の部分パル
ス列に分解して遅延出力するものであり、この光パケッ
ト伸長回路を複数段直列に接続したことによって入力さ
れる光パルス信号を段階的により小さい単位の部分列に
分解していくことを特徴とする。
An optical packet decompression circuit according to the present invention is an optical packet decompression circuit configured by connecting a plurality of stages of the above optical packet decompression circuits in series, and the optical packet decompression circuits of each stage are input. The optical pulse train is decomposed into a plurality of partial pulse trains for delayed output.The optical pulse expansion circuit is connected in multiple stages in series to divide the input optical pulse signal into partial trains of smaller units. It is characterized by going.

【0020】また、本発明は、光パケットを分岐、挿
入、通過させる光挿入分岐型多重分離ノード装置(1−
1,1−2,1−3,1−4)間を光ファイバ伝送路
(2)でリング状に接続して成り、前記光ファイバ伝送
路を通して到着する光パケットが自ノード装置宛のパケ
ットで無ければ、光パケット信号のまま当該光ノード装
置を通過させ、前記光パケットが自ノード装置宛のパケ
ットであれば、分岐して取り込むパケット転送制御部
を、前記各光挿入分岐型多重分離ノード装置に具備する
超高速光パケット転送リングネットワークにおいて、前
記光挿入分岐型多重分離ノード装置は、前記の本発明に
よる光パケット圧縮回路を備え、この光パケット圧縮回
路によって圧縮された光パケットを前記光ファイバ伝送
路に挿入することを特徴とするものである。
The present invention also provides an optical add / drop type demultiplexing node device (1-
1, 1-2, 1-3, 1-4) are connected by an optical fiber transmission line (2) in a ring shape, and an optical packet arriving through the optical fiber transmission line is a packet addressed to the own node device. If there is no optical packet signal, the optical packet signal is allowed to pass through the optical node device. If the optical packet is a packet addressed to the own node device, the packet transfer control unit that branches and takes in the optical add / drop multiplexer / demultiplex node device. In the ultra-high-speed optical packet transfer ring network, the optical add / drop type demultiplexing node device includes the optical packet compression circuit according to the present invention, and the optical packet compressed by the optical packet compression circuit is transferred to the optical fiber. It is characterized by being inserted into a transmission line.

【0021】また、本発明は、光パケットを分岐、挿
入、通過させる光挿入分岐型多重分離ノード装置(1−
1,1−2,1−3,1−4)間を光ファイバ伝送路
(2)でリング状に接続して成り、前記光ファイバ伝送
路を通して到着する光パケットが自ノード装置宛のパケ
ットで無ければ、光パケット信号のまま当該光ノード装
置を通過させ、前記光パケットが自ノード装置宛のパケ
ットであれば、分岐して取り込むパケット転送制御部
を、前記各光挿入分岐型多重分離ノード装置に具備する
超高速光パケット転送リングネットワークにおいて、前
記光挿入分岐型多重分離ノード装置は、前記の本発明に
よる光パケット伸長回路を備え、前記光ファイバ伝送路
から分岐された光パケットをこの光パケット伸長回路に
よって伸長することを特徴とするものである。
The present invention also provides an optical add / drop type demultiplexing node device (1-
1, 1-2, 1-3, 1-4) are connected in a ring shape by an optical fiber transmission line (2), and an optical packet arriving through the optical fiber transmission line is a packet addressed to its own node device. If there is no optical packet signal, it passes through the optical node device as it is, and if the optical packet is a packet addressed to the own node device, the packet transfer control unit that branches and takes in the optical add / drop multiplexer / demultiplex node device. In the ultra-high-speed optical packet transfer ring network, the optical add / drop type demultiplexing node device includes the optical packet decompression circuit according to the present invention, and the optical packet branched from the optical fiber transmission path is It is characterized in that it is expanded by an expansion circuit.

【0022】なお、特許請求の範囲の記載内に含まれる
符号は、各請求項の解釈を限定するものではない。
The reference numerals included in the description of the claims do not limit the interpretation of each claim.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の超高速
光パケット転送リングネットワークの一実施形態に係る
構成を示した図である。超高速光パケット転送ネットワ
ークは、光挿入分岐型多重分離ノード装置1−1、1−
2、1−3、1−4を光ファイバ伝送路2でリング状に
接続して成り、各光挿入分岐型多重分離ノード装置1−
1、1−2は通信端末3−1、3−2等を接続してい
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration according to an embodiment of an ultrahigh-speed optical packet transfer ring network of the present invention. The ultrahigh-speed optical packet transfer network includes optical add / drop type demultiplexing node devices 1-1,
Each of the optical add / drop type demultiplexing node devices 1- 1, 2-3, 1-4 is connected in a ring shape by an optical fiber transmission line 2.
Reference numerals 1 and 1-2 connect communication terminals 3-1 and 3-2.

【0024】次に、本ネットワークの動作の概略を述べ
る。パケットを転送することを目的に本ネットワーク利
用する例えば通信端末3−1等はリングネットワークを
構成する光挿入分岐型多重分離(光ADM, optical ad
d/drop multiplex)ノード装置(以降、単に光ノード装
置と称することもある)1−1に接続される。その光挿
入分岐型多重分離ノード装置1−1は通信端末3−1か
ら受け渡されたパケットのヘッダ情報を読み取ることに
より、宛先の通信端末3−2が接続された光挿入分岐型
多重分離ノード装置1−2のアドレスまたは経路情報を
割り出す。
Next, the outline of the operation of this network will be described. For example, the communication terminal 3-1 that uses this network for the purpose of transferring packets is an optical add / drop type demultiplexer (optical ADM, optical ad) that forms a ring network.
d / drop multiplex) node device (hereinafter sometimes simply referred to as an optical node device) 1-1 is connected. The optical add / drop multiplexer / demultiplexer node apparatus 1-1 reads the header information of the packet passed from the communication terminal 3-1 to connect the destination communication terminal 3-2 to the optical add / drop multiplexer / demultiplex node. The address or route information of the device 1-2 is calculated.

【0025】光ノード装置1−1では、このパケットの
宛先ノード装置1−2の情報をデジタルPCM(パルス
コードモジュレーション)信号形式で含むラベルが作成
される。パケットとラベルはどちらも電、光変換により
光信号に変換され、偏波多重または光波長多重により同
一の光ファイバ伝送路2に送出される。
In the optical node device 1-1, a label including the information of the destination node device 1-2 of this packet in a digital PCM (pulse code modulation) signal format is created. Both the packet and the label are converted into an optical signal by electric / optical conversion, and sent out to the same optical fiber transmission line 2 by polarization multiplexing or optical wavelength multiplexing.

【0026】この光パケットとラベル信号が通過する全
ての光挿入分岐型多重分離ノード装置1−1〜1−4で
はラベル信号を偏波分離または波長分離により得て電気
信号に変換し、電子回路により対応するパケットが自ノ
ード装置宛か否かを判断し、もし、自ノード装置宛であ
れば光パケットが入力する光スイッチを駆動してドロッ
プさせ、もし自ノード装置宛でなければ光スイッチを駆
動して光信号のままスルーさせる。スルーさせる場合に
おいても対応する光ラベルを再生し、通過させる光パケ
ットと多重化して送出する。即ち、経路制御は電気回路
により行い、光信号の転送制御は光スイッチにより行う
ことにより、超高速の光パケット信号のままでの転送制
御を可能としている。
In all of the optical add / drop type demultiplexing node devices 1-1 to 1-4 through which the optical packet and the label signal pass, the label signal is obtained by polarization separation or wavelength separation and converted into an electric signal, and an electronic circuit Determines whether the corresponding packet is addressed to its own node device, and if it is addressed to its own node device, it drives and drops the optical switch to which the optical packet is input. Drive and let the optical signal pass through. Even when passing through, the corresponding optical label is reproduced, multiplexed with the optical packet to be passed, and transmitted. That is, the route control is performed by the electric circuit, and the transfer control of the optical signal is performed by the optical switch, so that the transfer control of the ultra-high speed optical packet signal can be performed.

【0027】図2は本発明の光挿入分岐型多重分離ノー
ド装置の一実施形態を示したブロック図である。本例の
光挿入分岐型多重分離ノード装置は、図1に示した光挿
入分岐型多重分離ノード装置(1−1〜1−4)に相当
し、パケット終端送出回路部11、パケット制御送受信
部12、パケット受信終端回路部13及び光回路部14
を有している。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of an optical add / drop type demultiplexing node device of the present invention. The optical add / drop type demultiplexing node device of this example corresponds to the optical add / drop type demultiplexing node device (1-1 to 1-4) shown in FIG. 1, and includes a packet termination transmitting circuit unit 11 and a packet control transmitting / receiving unit. 12, packet reception termination circuit section 13 and optical circuit section 14
have.

【0028】図3は図2に示した光挿入分岐型多重分離
ノード装置の詳細構成例を示したブロック図である。パ
ケット終端送出回路部11は複数の終端回路部111、
パケット編集送出回路部112、E/O変換部1132
とパケット圧縮回路1131から成る複数の送信パッケ
ージ113、パケット多重部114を備えている。パケ
ット制御送受信部12は、ラベルO/E変換部122、
E/O変換部(2)123、パケット制御回路部121
を備えている。パケット受信終端回路部13はパケット
分離部131、パケット伸長回路1321とパケットO
/E変換部1322から成る複数の受信パッケージ13
2、パケット編集受信回路部133、E/O変換部13
4を備えている。光回路部14は2×2光スイッチ14
1、光ラベル分離部142、光ラベル多重部143を備
えている。
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration example of the optical add / drop type demultiplexing node device shown in FIG. The packet termination transmission circuit unit 11 includes a plurality of termination circuit units 111,
Packet edit transmission circuit unit 112, E / O conversion unit 1132
And a plurality of transmission packages 113 including a packet compression circuit 1131 and a packet multiplexing unit 114. The packet control transmission / reception unit 12 includes a label O / E conversion unit 122,
E / O conversion unit (2) 123, packet control circuit unit 121
Is equipped with. The packet reception termination circuit unit 13 includes a packet separation unit 131, a packet expansion circuit 1321 and a packet O.
A plurality of reception packages 13 including the / E conversion unit 1322
2. Packet edit receiving circuit section 133, E / O conversion section 13
It is equipped with 4. The optical circuit unit 14 is a 2 × 2 optical switch 14
1, an optical label separating unit 142, and an optical label multiplexing unit 143.

【0029】次に、光挿入分岐型多重分離ノード装置の
構成を中心にネットワークの動作を詳細に述べる。パケ
ット終端送出回路部11のパケット終端回路部111
は、本ネットワークに接続される通信端末からのパケッ
トがイーサネット(登録商標)やSDH等種々の物理ネ
ットワークを利用して接続されることが想定される。こ
のため、それらのフォーマットを終端し、同一のフォー
マットで次段のパケット編集送出回路112に受け渡す
ための回路部であり、その当該光ノード装置に接続され
る通信端末の数だけある。
Next, the operation of the network will be described in detail centering on the configuration of the optical add / drop type demultiplexing node device. The packet termination circuit unit 111 of the packet termination transmission circuit unit 11
It is assumed that packets from communication terminals connected to this network will be connected using various physical networks such as Ethernet (registered trademark) and SDH. Therefore, it is a circuit unit for terminating those formats and delivering the same format to the packet edit / delivery circuit 112 of the next stage, and there are the same number of communication terminals connected to the optical node device.

【0030】パケット編集送出回路112は入力された
パケットのデータ部とその発/宛先アドレス、サービス
情報(優先度、許容遅延等)を一旦電気的にバッファリ
ングする。パケット編集送出回路部112では他の終端
回路部111からのパケットでもそれらの宛先通信端末
が同一で、同一のサービスレベルである場合、それらの
パケットを纏めて一つの新たなパケットとして編集する
こともできる。また、パケット編集送出回路部112は
入力パケットの宛先通信端末がどこの光ノード装置に接
続されているかのテーブルを有し、それを参照すること
により、パケットの宛先通信端末が接続されている光ノ
ード装置のアドレス情報を各パケットのラベルとして作
成し、パケットとそのラベルの対応を管理する。そし
て、このラベルはパケット制御送受信部12へ出力され
る。パケット制御送受信部12からの光パケット送出命
令信号により、パケット編集送出回路部112よりパケ
ットは送信パッケージ113のE/O変換部1132へ
出力される。パケット送出命令信号が送出されるのは光
ファイバ伝送路側からの入力パケットが無いか、自ノー
ド宛のパケットである場合である(図6参照:後述)。
The packet edit transmission circuit 112 temporarily electrically buffers the data part of the input packet, its source / destination address, and service information (priority, allowable delay, etc.). In the packet edit transmission circuit unit 112, even if packets from other termination circuit units 111 have the same destination communication terminal and the same service level, these packets may be collectively edited as one new packet. it can. Further, the packet edit transmission circuit unit 112 has a table of which optical node device the destination communication terminal of the input packet is connected to. Address information of the node device is created as a label of each packet, and the correspondence between the packet and the label is managed. Then, this label is output to the packet control transmission / reception unit 12. In response to the optical packet transmission command signal from the packet control transmission / reception unit 12, the packet edit / transmission circuit unit 112 outputs the packet to the E / O conversion unit 1132 of the transmission package 113. The packet transmission command signal is transmitted only when there is no input packet from the optical fiber transmission line side or when the packet is addressed to the own node (see FIG. 6; described later).

【0031】パケット編集送出回路部112から出たパ
ケット信号はE/O変換部1132によって光信号に変
換される。光パケットの波長は本リングネットワーク1
つに対し、ただ一つの所定の波長(パケット波長)に近
いほうがよい。これは各光挿入分岐型多重分離ノード装
置ごとに送出する光パケット波長が異なっていた場合、
光ファイバ伝送路の波長分散により、パケット間のウォ
ークオフ(パケット間相対遅延時間の変動)を招き、隣
接する光パケットが時間的に重なってパケット分離が不
可能となるためである。また、パケット制御送受信部1
2からはパケットに対応するラベル信号がE/O変換部
(2)123へ出力され、E/O変換部(2)123で
ラベル波長を有する光ラベル信号に変換される。
The packet signal output from the packet edit transmission circuit section 112 is converted into an optical signal by the E / O conversion section 1132. The wavelength of the optical packet is this ring network 1
On the other hand, it is better to be close to only one predetermined wavelength (packet wavelength). This is because when the optical packet wavelengths sent by each optical add / drop type demultiplexing node device are different,
This is because chromatic dispersion in the optical fiber transmission line causes walk-off between packets (fluctuation of relative delay time between packets), and adjacent optical packets temporally overlap with each other, making packet separation impossible. In addition, the packet control transceiver 1
From 2, the label signal corresponding to the packet is output to the E / O converter (2) 123, and is converted into the optical label signal having the label wavelength by the E / O converter (2) 123.

【0032】光パケット信号は光回路部14の2×2光
スイッチ141によりリング伝送路側光ファイバに挿入
され、この光パケットに対応したラベル信号は光ラベル
多重部143により、リング伝送路側光ファイバに対応
する光パケットと所定の時間差で偏波多重または波長多
重される。光パケットと光ラベルの送出時間差は、次ノ
ード装置ヘ送出される光パケットと光ラベル間の次ノー
ド装置における到着時間差がある所定の値となるように
送出される。
The optical packet signal is inserted into the ring transmission path side optical fiber by the 2 × 2 optical switch 141 of the optical circuit section 14, and the label signal corresponding to this optical packet is transferred to the ring transmission path side optical fiber by the optical label multiplexing section 143. Polarization multiplexing or wavelength multiplexing is performed with a predetermined time difference from the corresponding optical packet. The transmission time difference between the optical packet and the optical label is transmitted such that the arrival time difference between the optical packet and the optical label transmitted to the next node device at the next node device is a predetermined value.

【0033】図4に上記各機能部の動作方法を説明する
タイムチャートを示す。この図に示したように、光パケ
ットと光ラベルの到着時間差(光ラベルが先に到着す
る)はパケット制御送受信部12におけるラベル判別処
理101bの処理時間とパケット終端送出回路部11に
おける光パケット送出処理101cの時間より長くなる
ように決定される。特に光パケットと光ラベルが波長多
重される場合、両者の波長が異なるため、光ファイバ伝
送路2の群速度分散を考慮して送出時間差を決定するこ
とになる。尚、図4のタイムチャートの各処理ステップ
について後述する。
FIG. 4 shows a time chart for explaining the operating method of each of the above functional parts. As shown in this figure, the arrival time difference between the optical packet and the optical label (the optical label arrives first) is the processing time of the label discrimination processing 101b in the packet control transmission / reception unit 12 and the optical packet transmission in the packet end transmission circuit unit 11. It is determined to be longer than the time of the processing 101c. In particular, when the optical packet and the optical label are wavelength-multiplexed, the wavelengths of the two are different, so that the transmission time difference is determined in consideration of the group velocity dispersion of the optical fiber transmission line 2. Each processing step of the time chart of FIG. 4 will be described later.

【0034】ネットワークを構成する全光挿入分岐型多
重分離光ノード装置1−1〜1−4では、光回路部14
の光ラベル分離部142により波長分離または偏波分離
された光ラベル信号をパケット制御送受信部12のラベ
ルO/E変換部122で電気信号に変換し、パケット制
御回路部121で対応する光パケットが自ノード装置向
けのパケットか否かを判別し、判別内容に応じて2×2
光スイッチ141に駆動信号を送出し、パケット終端送
出回路部11に光パケット送出命令信号を送出する。
In the all-optical add / drop type demultiplexing optical node devices 1-1 to 1-4 forming the network, the optical circuit section 14 is used.
The optical label demultiplexing unit 142 converts the optical label signal wavelength-separated or polarization-separated into an electric signal by the label O / E conversion unit 122 of the packet control transmission / reception unit 12, and the packet control circuit unit 121 converts the corresponding optical packet. It is determined whether or not the packet is for the own node device and 2 × 2 depending on the determination content.
A drive signal is sent to the optical switch 141, and an optical packet send command signal is sent to the packet end sending circuit unit 11.

【0035】入力光パケットの有無と宛先及びその光ノ
ード装置からの挿入パケットの有無によるあるべき2×
2光スイッチ141の状態を図5の(a)および(b)
に示す。
It should be 2 × depending on the presence / absence of an input optical packet, the destination and the presence / absence of an insertion packet from the optical node device.
The state of the two-optical switch 141 is shown in FIGS.
Shown in.

【0036】これらの図では、2×2光スイッチ141
の2つの状態の入出力間ポートの結合状態を示してい
る。リング伝送路側より入力された光パケットが自ノー
ド装置向けのパケットの場合、その2×2光スイッチ1
41に駆動信号を送出して図5(b)に示すようにクロ
ス状態に遷移させ、到着した光パケットを分岐させてパ
ケット受信終端回路部13の受信パッケージ132のパ
ケットO/E変換部1322に導く。このとき挿入する
パケットがある場合、リング伝送路側からの光パケット
をドロップ分岐するのと同時に挿入パケットをリング伝
送路側へ挿入する。
In these figures, the 2 × 2 optical switch 141
2 shows the coupling state of the input / output port in the two states. If the optical packet input from the ring transmission line side is a packet for the own node device, the 2 × 2 optical switch 1
The drive signal is sent to 41 to transit to the cross state as shown in FIG. Lead. If there is a packet to be inserted at this time, the optical packet from the ring transmission line side is dropped and branched, and at the same time, the insertion packet is inserted into the ring transmission line side.

【0037】また、入力光パケットが自ノード装置を宛
先としない場合、2×2光スイッチ141に駆動信号を
送出して、図5(a)に示すようにバー状態に遷移さ
せ、対応する光パケットをそのまま次ノード装置へ通過
させる。前述と同様に、このとき終端したラベル信号は
再度光ラベル化し、対応する光パケットと所定の時間間
隔で次ノード装置へ到着するように時間間隔を調整し
て、光パケットと光ラベル多重部143において偏波多
重または波長多重して送出する。図6の表図に上記した
2×2光スイッチ141の状態遷移の一覧を示してあ
る。
If the input optical packet is not destined for the own node device, a drive signal is sent to the 2 × 2 optical switch 141 to shift to the bar state as shown in FIG. The packet is directly passed to the next node device. Similarly to the above, the label signal terminated at this time is re-optically labeled, the time interval is adjusted so as to arrive at the next node device at a predetermined time interval with the corresponding optical packet, and the optical packet and the optical label multiplexing unit 143. In polarization multiplexing or wavelength multiplexing, the signal is transmitted. The table of FIG. 6 shows a list of state transitions of the 2 × 2 optical switch 141 described above.

【0038】ここで、上記したパケット終端送出回路部
11、パケット制御送受信部12及び光回路部14の動
作タイミングを図3のタイミングチャートを参照して説
明する。光回路部14に光ラベル信号が到着すると(ス
テップ101a)、パケット制御送受信部12は前記光
ラベル信号の宛先などの判別処理を行い(ステップ10
1b)、判別終了後(ステップ102b)、リング側か
らの入力パケットが無いか、対応するパケットが自ノー
ド装置宛である場合、パケット終端送出回路部11に光
パケット送出命令を出すと共に、待機時間後(ステップ
103b)に、2×2光スイッチ141の駆動信号を光
回路部14に出力する。一方、リング側からの入力パケ
ットが有ったり、対応するパケットが自ノード装置宛で
無い場合、パケット制御送受信部12は到着ラベルの再
作成処理をして、新たに光ラベルを作成する(ステップ
104b,105b)。
Here, the operation timings of the packet end transmitting circuit unit 11, the packet control transmitting / receiving unit 12 and the optical circuit unit 14 will be described with reference to the timing chart of FIG. When the optical label signal arrives at the optical circuit unit 14 (step 101a), the packet control transmission / reception unit 12 performs a discrimination process of the destination of the optical label signal (step 10a).
1b), after the determination is completed (step 102b), if there is no input packet from the ring side or the corresponding packet is addressed to the own node device, an optical packet transmission command is issued to the packet termination transmission circuit unit 11 and the waiting time After that (step 103b), the drive signal of the 2 × 2 optical switch 141 is output to the optical circuit unit 14. On the other hand, if there is an input packet from the ring side or if the corresponding packet is not addressed to the own node device, the packet control transmission / reception unit 12 re-creates the arrival label and creates a new optical label (step 104b, 105b).

【0039】これにより、パケット終端送出回路部11
は光パケット送出処理を行って(ステップ101c)、
光パケットを送出する(ステップ102c)。光回路部
14はステップ102aでリング伝送路側の光パケット
が到着すると(ステップ102a)、2×2光スイッチ
141が図5(a)および(b)で説明したように切り
替えられる(ステップ103a)。その後、ステップ1
04aで、パケット終端送出回路部11で再生した光ラ
ベルを送出し、光パケット遅延線の伝搬により時間調整
した対応する光パケット(転送光パケット)をリング伝
送路に出射する(ステップ105a)。
As a result, the packet end transmission circuit section 11
Performs optical packet transmission processing (step 101c),
The optical packet is transmitted (step 102c). In the optical circuit unit 14, when the optical packet on the ring transmission line side arrives at step 102a (step 102a), the 2 × 2 optical switch 141 is switched as described with reference to FIGS. 5A and 5B (step 103a). Then step 1
At 04a, the optical label reproduced by the packet end transmitting circuit unit 11 is transmitted, and the corresponding optical packet (transfer optical packet) whose time is adjusted by the propagation of the optical packet delay line is emitted to the ring transmission line (step 105a).

【0040】パケット受信終端回路部13のパケット編
集受信回路部133では受信パッケージ132のパケッ
トO/E変換部1322からのパケット信号を入力し
て、元のパケット編集送出回路部において編集される前
のパケットのフォーマットに再編集する。再編集時に元
パケットのIPアドレス等の宛先通信端末のアドレス情報
を読み取り、これら情報に基づいて再編集したパケット
を該当の出力ポートに出力する。
The packet edit reception circuit section 133 of the packet reception terminating circuit section 13 receives the packet signal from the packet O / E conversion section 1322 of the reception package 132, before being edited in the original packet edit transmission circuit section. Re-edit the packet format. When re-editing, the address information of the destination communication terminal such as the IP address of the original packet is read, and the re-edited packet is output to the corresponding output port based on this information.

【0041】前述の光挿入分岐型多重分離ノード装置1
を用いたネットワークでは、ある光ノード装置の上流に
あるノード装置のトラヒックが多く、パケットの占有確
率が1に近い場合、リング伝送路ヘの挿入確率が減少す
る。挿入不可の場合、パケット終端送出回路部11のメ
モリに挿入可能なスロットが到来するまで蓄積される。
しかし、この場合、空きスロットの到来間隔の平均値が
小さく確率的であるため、転送遅延や転送遅延揺らぎが
増加し、最悪の場合メモリサイズを超過してパケット損
失が生じる。
The above-mentioned optical add / drop type demultiplexing node device 1
In a network using, when the traffic of the node device upstream of a certain optical node device is large and the packet occupation probability is close to 1, the insertion probability to the ring transmission line decreases. When the insertion is impossible, the memory of the packet end transmission circuit unit 11 is accumulated until an insertable slot arrives.
However, in this case, since the average value of the arrival intervals of empty slots is small and stochastic, transfer delay and transfer delay fluctuation increase, and in the worst case, the memory size is exceeded and packet loss occurs.

【0042】そこで本例では、リング伝送路に含まれる
光挿入分岐型多重分離ノード装置のうち少なくとも1つ
が、リング伝送路内の特定の光挿入分岐型多重分離ノー
ド装置のアドレスのみにその光ノード装置からのパケッ
ト挿入が可能となるようなラベルを所定の頻度で発生す
るように制御する。それらのラベルの対応するパケット
のスロットは空とする。リング内の指定光挿入分岐型多
重分離ノード装置以外の各光ノード装置は上述したルー
チンにより、このラベルを読み取って挿入不可と判断す
るため、このラベルに対応するパケットのスロットは空
のまま指定の光ノード装置に到達する。
Therefore, in the present example, at least one of the optical add / drop type demultiplexing node devices included in the ring transmission line has the optical node only at the address of a specific optical add / drop type demultiplexing node device in the ring transmission line. Control is performed so that a label that allows packet insertion from the device is generated at a predetermined frequency. The slots of the packets corresponding to those labels are empty. Since each optical node device other than the designated optical add / drop type demultiplexing node device in the ring reads this label and determines that it cannot be inserted by the above-described routine, the slot of the packet corresponding to this label remains empty. Reach the optical node device.

【0043】すなわち、指定された光挿入分岐型多重分
離光ノード装置は一定の間隔で挿入可能なパケットスロ
ットが到来するため、その頻度を最低帯域幅とするパケ
ット送出レートが保証されることとなる。ある光ノード
装置の専用パケットの全周回パケットに対する占有率を
1%として、パケット時間長を80ns(nano second,
ナノ秒)とすると、その光ノード装置への専用パケッ
ト到来周期は125kHz(kilo hertz, キロヘルツ)
となる。1パケットに含まれるビット数を1500バイ
ト(12000ビット)とすると、1.5Gbps(Gi
ga bits per second, ギガビット毎秒)の帯域を当該光
ノード装置に保証することが可能となる。
That is, since packet slots that can be inserted arrive at the designated optical add / drop type demultiplexing optical node device, a packet transmission rate whose frequency is the minimum bandwidth is guaranteed. . The packet time length is set to 80 ns (nano second,
Nanosecond), the arrival cycle of the dedicated packet to the optical node device is 125 kHz (kilo hertz, kilohertz)
Becomes Assuming that the number of bits included in one packet is 1500 bytes (12000 bits), 1.5 Gbps (Gi
It is possible to guarantee a band of ga bits per second (gigabits per second) to the optical node device.

【0044】本例では、パケット圧縮回路1131とパ
ケット伸張回路1321を用いてネットワークスループ
ットを増大させることができる。図7にパケット圧縮/
伸張の概念図を示す。同じパケットサイズ(パケットに
含まれるビット数)でも、ビット速度を高速化すること
によりパケット持続時間領域が小さくなり、より多くの
パケットをリング伝送路上で転送することができるよう
になって、ネットワークスループットが増大する。光信
号領域でパケット圧縮/伸張を行うことによりパケット
編集送出回路部112やパケット編集受信回路部133
の構成や性能を変更する必要は無い。
In this example, the network throughput can be increased by using the packet compression circuit 1131 and the packet expansion circuit 1321. Packet compression /
The conceptual diagram of extension is shown. Even with the same packet size (the number of bits included in a packet), increasing the bit rate reduces the packet duration area, enabling more packets to be transferred on the ring transmission line, thus improving network throughput. Will increase. By performing packet compression / expansion in the optical signal area, the packet edit transmission circuit unit 112 and the packet edit reception circuit unit 133
There is no need to change the configuration or performance of.

【0045】パケット圧縮/伸張回路1131、132
1を使用する光挿入分岐型多重分離ノード装置でのパケ
ット挿入時は、フロー制御方法を用いている。パケット
圧縮比をN、パケットO/E変換部1322の数をMと
すると、パケット伸長回路1321のパケット伸張時に
は原理的にN/Mパケット時間長だけ伸張化時間が必要
となる。もしこの伸張化処理の間にその光ノード装置を
宛先とする次の光パケットが到来した場合、パケット受
信終端回路部13においてパケット間での干渉等により
パケット受信ができなくなる。これを回避するために、
各光ノード装置よりパケットを挿入しようとする時、同
一宛先のパケットが挿入予定パケット時間位置の前後に
N/Mパケット(挿入予定パケット位置も含む)内に無
いことを確認し、無い場合のみ挿入するプロトコルを定
める。これを実現するための光ラベルと光パケットのタ
イミングチャートを図8に示す。
Packet compression / expansion circuits 1131 and 132
When a packet is inserted in the optical add / drop type demultiplexing node device using No. 1, a flow control method is used. Assuming that the packet compression ratio is N and the number of packet O / E conversion units 1322 is M, the decompression time of N / M packet time length is required in principle when the packet decompression circuit 1321 decompresses the packet. If the next optical packet destined for the optical node device arrives during this expansion processing, the packet reception termination circuit unit 13 cannot receive the packet due to interference between the packets. To avoid this,
When trying to insert a packet from each optical node device, confirm that the packet of the same destination is not within the N / M packet (including the planned insertion packet position) before and after the planned insertion packet time position, and insert only if not Specify the protocol to be used. A timing chart of an optical label and an optical packet for realizing this is shown in FIG.

【0046】この図8に示した「他の要因による遅延付
与」分は、このフロー制御プロトコルを使用しない場合
においても必要なラベルとパケットの時間差のことであ
る。全ての光挿入分岐型多重分離ノード装置はパケット
制御回路部121においてラベル送出タイミングをパケ
ット送出タイミングより、パケット圧縮/伸張回路11
31/1321が無い場合と比較して(N/M−1)パ
ケットスロット分だけ早めに送出する。パケット挿入光
ノード装置では、挿入目標位置より時間的にN/M以上
前のパケットスロットもモニタしておく。
The "granting delay due to other factors" shown in FIG. 8 is the time difference between the label and the packet required even when this flow control protocol is not used. In all the optical add / drop type demultiplexing node devices, in the packet control circuit unit 121, the label transmission timing is changed from the packet transmission timing to the packet compression / expansion circuit 11.
Compared to the case where there is no 31/3121, it is sent earlier by (N / M-1) packet slots. The packet insertion optical node device also monitors the packet slot N / M or more before the insertion target position in time.

【0047】もし、挿入目標位置の前後N/Mパケット
内に当該光ノード装置が挿入しようとするパケットの宛
先ノード装置と同一のノード装置を宛先とするパケット
が存在する場合は挿入を中止し、もし同一ノード装置を
宛先とするパケットが存在しない場合は挿入を実行す
る。このフロー制御プロトコルによりリング伝送路内の
どのパケット列を抽出しても同一の光ノード装置を宛先
とするパケットが連続するN/Mパケット列内に2個以
上存在することを無くすことが可能となる。
If a packet destined to the same node device as the destination node device of the packet to be inserted by the optical node device exists in the N / M packets before and after the insertion target position, the insertion is stopped, If there is no packet destined to the same node device, insertion is executed. By this flow control protocol, it is possible to eliminate the existence of two or more packets destined to the same optical node device in a continuous N / M packet sequence, regardless of which packet sequence in the ring transmission path is extracted. Become.

【0048】本例では、光挿入分岐型多重分離ノード装
置はラベルとラベルのビット同期を確立してラベルを送
出する。パケット間でのビット列が非同期のパケット転
送網では、受信パケットから10-7以上の周波数精度を
有するクロックを抽出することは非常に困難である。映
画など長時間に亙る映像データをリアルタイムで分配す
るアプリケーションの場合、送信端末での映像符号化ク
ロックと受信端末での映像再生クロックが高い精度で一
致する必要がある。
In this example, the optical add / drop type demultiplexing node device establishes bit synchronization between labels and sends out the labels. In a packet transfer network in which bit strings between packets are asynchronous, it is very difficult to extract a clock having a frequency accuracy of 10 −7 or more from a received packet. In the case of an application that distributes video data over a long time such as a movie in real time, the video encoding clock at the transmission terminal and the video reproduction clock at the reception terminal must match with high accuracy.

【0049】受信端末での再生クロックが送信端末での
符号化クロックより高い場合、受信端末でのデータの欠
落が生じ、受信端末での再生クロックが送信端末での符
号化クロックより低い場合、受信端末でのバッファメモ
リが溢れて映像後部のデータが消滅する。例えばクロッ
ク周波数600MHz(Mega hertz, メガヘルツ)の2
時間の高精細動画像データをクロック周波数差が10-5
の送受信端間で伝送した場合、映像終了時には4.3メ
ガビットものずれが生じる。ラベル間のビット同期を確
立することにより、ネットワーク内の全ての光ノード装
置が10-9以上の高い精度で共通のクロックを共有する
ことが可能となり、上記のようなリアルタイムアプリケ
ーションも転送可能とする。以下具体的な方法を記述す
る。
When the recovered clock at the receiving terminal is higher than the encoded clock at the transmitting terminal, data loss occurs at the receiving terminal, and when the recovered clock at the receiving terminal is lower than the encoded clock at the transmitting terminal, reception is performed. The buffer memory in the terminal overflows and the data at the rear of the video disappears. For example, a clock frequency of 600 MHz (Mega hertz) 2
High-definition video data of time has a clock frequency difference of 10 -5
In the case of transmission between the transmitting and receiving ends, the shift of 4.3 megabits occurs at the end of the video. By establishing bit synchronization between labels, all optical node devices in the network can share a common clock with a high accuracy of 10 -9 or more, and the above real-time application can also be transferred. . The specific method will be described below.

【0050】リング伝送路に含まれる光挿入分岐型多重
分離ノード装置の少なくとも1つの光ノード装置をラベ
ルのクロックを供給するマスターノード装置とする。各
光ノード装置は光パケットと偏波多重または波長多重さ
れた光ラベルを分離し、電気的に終端する。すなわち各
光ノード装置でラベルのクロックの抽出、ラベルのビッ
ト識別再生を行い、内容の判別を行う。その後、抽出し
たクロックを元にビット再生して電光変換することによ
り光ラベルを作成し、偏波多重または波長多重により光
パケットと多重して次ノード装置に発出する。すなわち
各光ノード装置は受信ラベルのクロックを抽出すること
によりマスターノード装置のクロックを共有することが
できる。このとき、ラベルをフレームとするフレーム同
期をしてラベル認識を容易にしてもよいし、ラベルとラ
ベルの間に適当な空ビットを挿入してラベル発出レート
を調整することも可能である。勿論この場合でもビット
レベルでの同期は確立している。
At least one optical node device of the optical add / drop type demultiplexing node devices included in the ring transmission line is a master node device for supplying a label clock. Each optical node device separates the optical packet and the polarization- or wavelength-multiplexed optical label and electrically terminates them. That is, each optical node device extracts the clock of the label and reproduces the bit of the label to discriminate the content. After that, an optical label is created by reproducing the bit based on the extracted clock and performing an electro-optical conversion, and the optical label is multiplexed with the optical packet by polarization multiplexing or wavelength multiplexing and is output to the next node device. That is, each optical node device can share the clock of the master node device by extracting the clock of the reception label. At this time, label recognition may be facilitated by performing frame synchronization using the label as a frame, and it is also possible to adjust the label issuing rate by inserting an appropriate empty bit between the labels. Of course, even in this case, synchronization at the bit level is established.

【0051】図9は本発明の超高速光パケット転送リン
グネットワークの設計例を示した表図である。リング長
を500kmとする。リング伝送路ファイバを1.55
μmにおいてファイバ分散が2.4ps/nm/km以
内とした零分散波長シフト光ファイバを用い、各光挿入
分岐型多重分離ノード装置の光パケット用光源の光周波
数偏差(波長偏差)を20GHz(Giga hertz, ギガヘ
ルツ)以内とすることにより、各光挿入分岐型多重分離
ノード装置より発信されたパケットがリングを一周した
後のウォークオフ時間を0.1ns以下に留めることが
できる。
FIG. 9 is a table showing a design example of the ultrahigh-speed optical packet transfer ring network of the present invention. The ring length is 500 km. Ring transmission line fiber 1.55
The optical frequency deviation (wavelength deviation) of the optical packet light source of each optical add / drop type demultiplexing node device is set to 20 GHz (Giga hertz, gigahertz), the walk-off time after a packet transmitted from each optical add / drop type demultiplexing node device goes around the ring can be kept to 0.1 ns or less.

【0052】パケット間ビット同期は非同期としている
ため、各光ノード装置の受信器ではパケット毎にビット
同期を確立する必要がある。パケットの先頭ビットでビ
ット位相を合わせたとき、パケット末尾でビット位相が
合致するために、各T-O 光挿入分岐型多重分離ノード装
置で設置するパケット伸張用のクロックの精度Δf(H
z)は、Δf≦γ/Tbとなる必要がある。Tbは圧縮
前のパケット時間長、γはパケット末尾でのビット位相
の許容誤差である。圧縮前パケットのクロックを40G
Hz 、パケットビット長L=12000ビット、γ=
2%とすると、必要な周波数精度は66.7kHzとな
り、個々の光ノード装置に左記の精度を有する独立なク
ロックを設置すればよい。このとき、パケットの先頭の
プリアンブル時間の内にビット位相のみ合わせる。プリ
アンブル時間を4ns とすることにより、マイクロ波ミキ
サ等の位相比較回路を用いることにより、パケット毎に
ビット位相を合致させることが可能となる。
Since the bit synchronization between packets is asynchronous, the receiver of each optical node device needs to establish bit synchronization for each packet. When the bit phase is matched at the head bit of the packet, the bit phase is matched at the end of the packet.
z) needs to be Δf ≦ γ / Tb. Tb is the packet time length before compression, and γ is the allowable error of the bit phase at the end of the packet. 40G clock for uncompressed packet
Hz, packet bit length L = 12000 bits, γ =
When it is set to 2%, the required frequency accuracy is 66.7 kHz, and an independent clock having the accuracy shown on the left may be installed in each optical node device. At this time, only the bit phase is adjusted within the preamble time at the beginning of the packet. By setting the preamble time to 4 ns, it becomes possible to match the bit phase for each packet by using a phase comparison circuit such as a microwave mixer.

【0053】ここでは40Gbpsの光パケットを4分
の1に圧縮して160Gbpsの超高速光パケットとし
てリング伝送路側へ挿入する例を示す。この際の光挿入
分岐型多重分離ノード装置の構成は図2と同様である。
パケット圧縮回路へ入力する光パケットのビット長は固
定の1500バイトとする。パケット圧縮回路の構成例
を図10に示す。
Here, an example is shown in which an optical packet of 40 Gbps is compressed to 1/4 and inserted into the ring transmission line side as an ultra high speed optical packet of 160 Gbps. The configuration of the optical add / drop type demultiplexing node device at this time is the same as that of FIG.
The bit length of the optical packet input to the packet compression circuit is fixed at 1500 bytes. A configuration example of the packet compression circuit is shown in FIG.

【0054】パルス圧縮/伸張用ループの長さに経時変
化があると、圧縮/伸張後のビット間隔が不均一になる
ため、ループ実効長を安定化させる必要がある。ループ
用光ファイバ熱線膨張係数をβ(/℃)、温度変化をΔ
T(℃)、ビット間隔の許容不均一率をγ(0<γ<
1)とすると、 βNLΔT<γ の関係が満足される必要がある。ここで、Nはパケット
圧縮比である。
If the length of the pulse compression / expansion loop changes with time, the bit intervals after compression / expansion become non-uniform, so it is necessary to stabilize the loop effective length. Optical fiber thermal expansion coefficient for loop is β (/ ° C), temperature change is Δ
T (° C), the allowable non-uniformity ratio of the bit interval is γ (0 <γ <
In the case of 1), the relationship of βNLΔT <γ needs to be satisfied. Here, N is a packet compression ratio.

【0055】本設計例ではγ=2%と仮定すると、β〜
10-7低減したファイバでは室温付近で5℃以内で安定
化すればよい。また、ファイバループ長は約15mとな
る。この例では入力ビット列と出力ビット列ではビット
順序が入れ替わるが、宛先ノード装置におけるパケット
伸張回路において、同じループ長の伸張回路を使用すれ
ばパケット伸張後に圧縮前と同じビット順序が再生され
る。
In this design example, assuming that γ = 2%, β˜
In the case of a fiber reduced by 10 −7 , it may be stabilized within 5 ° C. near room temperature. The fiber loop length is about 15 m. In this example, the bit order is exchanged between the input bit string and the output bit string, but if the packet expanding circuit of the destination node device uses the expanding circuit of the same loop length, the same bit order as before the compression is reproduced after the packet expansion.

【0056】使用する光スイッチはニオブ酸リチウム
(lithium niobate,LiNbO3)結晶に光導波路を作
成し、プレーナ電極を配置したマッハゼンダ干渉計型光
スイッチを用いることができる。市販光スイッチの技術
レベルで変調帯域幅10GHzは現状でも十分可能であ
るため、スイッチング遷移時間(クロス状態とバー状態
間の切り替え時間)は0.1ns以下にできる。
The optical switch used may be a Mach-Zehnder interferometer type optical switch in which an optical waveguide is formed in a lithium niobate (LiNbO 3 ) crystal and a planar electrode is arranged. Since the modulation bandwidth of 10 GHz is sufficiently possible at the technical level of a commercially available optical switch, the switching transition time (the switching time between the cross state and the bar state) can be 0.1 ns or less.

【0057】光パケット間のガードタイムは上記の光ス
イッチの遷移時間、光パケット間ウォークオフ時間の他
にラベル送出回路のジッタ等を考慮して決定される。こ
こではマージンを0.7nsを含んで全ガードタイムを
1nsと設計した。上述のプリアンブルタイムと合わせ
て、伝送帯域の内ペイロードパケット転送以外に使用さ
れるオーバヘッド時間は5nsとなり、その占有率は約
6%となる。
The guard time between optical packets is determined in consideration of the transition time of the optical switch, the walk-off time between optical packets, and the jitter of the label sending circuit. Here, the total guard time is designed to be 1 ns including the margin of 0.7 ns. Together with the above-mentioned preamble time, the overhead time used for other than payload packet transfer within the transmission band is 5 ns, and its occupancy rate is about 6%.

【0058】ラベル情報は隣接するノード間でビットシ
ンクロナスモード(bit synchronous mode)で転送され
る。リング内にラベルのクロックを供給する1台のマス
ターノード装置を設ける。リング網を周回後マスターノ
ード装置に戻ったパケットのパケット位相はリング周回
時間がリングファイバ伝送路の環境温度変動による線膨
張/収縮等により変動しているため、その周回後の時点
のマスターノード装置におけるパケット送出位相と位相
が合致しているとは限らない。そこでパケット送出周期
をリング周回時間の整数分の1に常時同期するようにパ
ケット送出の周波数(すなわちラベル送出の周波数と同
一)をリング周回時間の変動に合わせる必要がある。
Label information is transferred between adjacent nodes in a bit synchronous mode. One master node device for supplying the clock of the label is provided in the ring. The packet phase of the packet returned to the master node device after revolving the ring network varies due to linear expansion / contraction of the ring recirculation time due to environmental temperature fluctuations of the ring fiber transmission line. The packet transmission phase in 1 does not always match the phase. Therefore, it is necessary to adjust the packet transmission frequency (that is, the same as the label transmission frequency) to the fluctuation of the ring circulation time so that the packet transmission cycle is always synchronized with an integral fraction of the ring circulation time.

【0059】160Gbpsの光パケットの持続時間は
80nsであるので、ラベル信号として80ビットを使
用粋とすると、ラベルのビットレートは1Gbps、ラ
ベル送出周波数は12.5MHzとなる。したがって、
イーサネット(Ethernet)技術など現状の電子回路技術
でラベル処理を行うことが可能となる。
Since the duration of the 160 Gbps optical packet is 80 ns, if 80 bits are used as the label signal, the label bit rate is 1 Gbps and the label transmission frequency is 12.5 MHz. Therefore,
It becomes possible to perform label processing with the current electronic circuit technology such as Ethernet technology.

【0060】帯域保証を行う場合、前述のクロック供給
のマスターノード装置を図11に示すような専用ラベル
送出のためのマスターノード装置としてよい。例えは、
ある光ノード装置kに帯域2Gbpsの帯域を保証する
場合、宛先をkとしたラベルを156.25kHzのレ
ート(すなわちラベル送出レートの80分の1のレー
ト)で発出すればよい。これにより、その他のノードは
このパケットを光ノード装置kまで通過させるため、光
ノード装置kにはそのレートを最低レートとするパケッ
ト挿入が保証できる。
In the case of guaranteeing the band, the above-mentioned clock-supplied master node device may be a master node device for sending a dedicated label as shown in FIG. For example,
In order to guarantee a band of 2 Gbps for a certain optical node device k, a label with a destination of k may be issued at a rate of 156.25 kHz (that is, a rate that is 1/80 of the label sending rate). As a result, the other nodes pass this packet to the optical node device k, so that the optical node device k can be guaranteed to have the packet inserted at the minimum rate.

【0061】上記した実施例で示した設計の場合の収容
可能な光挿入分岐型多重分離ノード装置の計算例を図1
2に示す。この図ではネットワークヘの入力パケットの
平均トラヒックに対するピークトラヒックをバースト率
としている。ηはリング側伝送容量に対するノード間ピ
ークビットレートである。リング側を160Gbps、
光ノード装置間ピークビットレートを1Gbps、入力
パケットのバースト率を5とすると、各光ノード装置間
に36の光挿入分岐型多重分離ノード装置が収容可能と
なる。
A calculation example of the optical add / drop type demultiplexing node device which can be accommodated in the case of the design shown in the above embodiment is shown in FIG.
2 shows. In this figure, the burst rate is the peak traffic with respect to the average traffic of the packets input to the network. η is the peak bit rate between nodes with respect to the ring side transmission capacity. 160 Gbps on the ring side,
If the peak bit rate between optical node devices is 1 Gbps and the burst rate of input packets is 5, then 36 optical add / drop type demultiplexing node devices can be accommodated between each optical node device.

【0062】一般的にネットワーク転送遅延時間は送着
信光ノード装置におけるパケット化/非パケット化遅
延、各通過光ノード装置でのキュー遅延とスイッチ遅
延、伝送路の伝搬遅延の総和である。本例では超高速の
光パケットの転送を送信ノード装置で光信号を電気信号
に変換してそのアドレス情報を認識するのではなく、光
信号の状態のままで分岐するか、通過させることによ
り、電気回路のボトルネックによる転送処理能力の制限
を受けない。電気回路によるパケット処理は送信ノード
装置と着信ノード装置のみであり、通過光ノード装置は
光信号のままカットスルーされる。また送信ノード装置
においてリングヘのパケット挿入時のみキュー遅延を受
けるが、その遅延量は少ない。
In general, the network transfer delay time is the sum of packetized / non-packetized delay in the transmitting / receiving optical node device, queue delay and switch delay in each passing optical node device, and propagation delay of the transmission path. In this example, rather than recognizing the address information by converting an optical signal into an electric signal in the transmission node device for the transfer of an ultra-high-speed optical packet, by branching or passing it in the state of the optical signal, The transfer processing capacity is not limited by the bottleneck of the electric circuit. The packet processing by the electric circuit is performed only by the transmitting node device and the terminating node device, and the passing optical node device is cut through as an optical signal. Also, the transmitting node device suffers a queue delay only when a packet is inserted into the ring, but the delay amount is small.

【0063】図13にキュー遅延量、図14にキュー遅
延の変動の計算例を示す。パケット利用率0.6程度で
も10パケット分以内の遅延である。本例では、超高速
パケットを用いるため、パケット遅延は極めて小さい。
実施例では1パケット80nsであるため、10パケット
分のキュー遅延としても実時間では0.8μs と、極め
て短いため、総転送遅延はほぼ伝送路の伝搬遅延とな
る。また、遅延揺らぎも送信ノード装置におけるキュー
遅延揺らぎのみであり、十分に小さい。もし、数パケッ
トの遅延揺らぎも許容できないアプリケーションの場合
には、前述した帯域保証アルゴリズムを起動する事によ
り、遅延揺らぎが無く最低帯域を保証されたパケット転
送が可能となる。
FIG. 13 shows a queue delay amount, and FIG. 14 shows an example of calculation of queue delay variation. Even if the packet utilization rate is about 0.6, the delay is within 10 packets. In this example, since the ultra-high speed packet is used, the packet delay is extremely small.
In the embodiment, since one packet is 80 ns, the queue delay for 10 packets is 0.8 μs, which is extremely short in real time, and the total transfer delay is almost the propagation delay of the transmission path. Further, the delay fluctuation is only the queue delay fluctuation in the transmitting node device and is sufficiently small. In the case of an application that cannot tolerate delay fluctuation of several packets, the bandwidth guarantee algorithm described above is activated to enable packet transfer with the minimum fluctuation guaranteed without delay fluctuation.

【0064】次に、上述したようなラベルスイッチネッ
トワークにおけるプロテクション方法について図15〜
図33を参照しながら説明する。
Next, the protection method in the above label switch network will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0065】従来、パケットベースのラベルスイッチネ
ットワークによって構成されるLAN(Local Area Net
work)においては、ルーティングプロトコルによって保
守運用管理パケットをやりとりすることにより、障害な
どの監視を行ったり保守用のオペレーション情報を通知
したりされる。また、パケットを受信した情報端末がパ
ケットの誤りを検出し、誤りがあればパケットの再送を
要求するが、2地点間の伝送路の品質が監視されている
わけではない。
Conventionally, a LAN (Local Area Net) constructed by a packet-based label switch network
work), a maintenance operation management packet is exchanged by a routing protocol to monitor a failure and notify operation information for maintenance. Further, the information terminal that receives the packet detects an error in the packet and requests retransmission of the packet if there is an error, but the quality of the transmission path between the two points is not monitored.

【0066】ラベルスイッチネットワークによって構成
されるWAN(Wide Area Network)においては、ノー
ド間距離が大きくなるので、2地点間にパスを設定し、
SDH(Synchronous Digital Hierarchy)やSONE
T(Synchronous Optical Network)のフレームに多重
化して転送している。そして、伝送フレームのオーバヘ
ッドに監視バイトで品質を監視し、異常を検出した場合
は自動切り替えバイトで切り替えを制御している。
In a WAN (Wide Area Network) composed of a label switch network, the distance between nodes becomes large, so a path is set between two points,
SDH (Synchronous Digital Hierarchy) and SONE
It is transmitted after being multiplexed in a T (Synchronous Optical Network) frame. The quality of the overhead of the transmission frame is monitored by a monitoring byte, and when an abnormality is detected, the switching is controlled by an automatic switching byte.

【0067】また、The Patent Cooperation Treaty
(PCT)によって刊行された国際特許出願"Redundant
Path Data Communication", International Publicati
on Number WO 00/13376, International Publication D
ate 9 March 2000には次のような技術が開示されてい
る。すなわち、ラベルスイッチネットワークにおいて同
一パケットを異なるパスで転送する際に、パケットが途
中で損失された場合、プロテクションパスの方のパケッ
トを受信する。そして、パケット損失をカウントして、
しきい値をこえるとエラーを通知するか記録する。しか
し、このような技術では、パケットが到着しなければ障
害を検知することができず、受信ノードでしかパケット
損失を検知できないので、どこで障害が起こったかがわ
からない。また、常時伝送品質を監視していないので高
速切り替えができないという問題がある。また、上記国
際公開では、障害に対応するためのアルゴリズムやノー
ド装置の構成やその動作に関して記述されていないた
め、技術的詳細事項は不明である。
In addition, The Patent Cooperation Treaty
International patent application "Redundant" published by (PCT)
Path Data Communication ", International Publicati
on Number WO 00/13376, International Publication D
The following technologies are disclosed in ate 9 March 2000. That is, when the same packet is transferred through different paths in the label switch network, if the packet is lost midway, the packet on the protection path is received. And counting the packet loss,
If the threshold is exceeded, an error will be notified or recorded. However, with such a technique, a failure cannot be detected unless a packet arrives, and a packet loss can be detected only at the receiving node, so it is not possible to know where the failure occurred. In addition, there is a problem that high-speed switching cannot be performed because the transmission quality is not constantly monitored. Further, since the above-mentioned international publication does not describe the algorithm for dealing with the failure, the configuration of the node device, and the operation thereof, technical details are unknown.

【0068】パケットベースのラベルスイッチネットワ
ークはコンピュータ間のデータ通信のようなバーストト
ラヒックに対してリンクの帯域利用効率が良いが、LA
Nの従来法ではノード間の距離が大きくなると、プロテ
クションに対する信頼性および高速性を上げるためには
常時保守運用管理パケットを頻繁にやりとりする必要が
あり、実際のデータのスループットを低減させてしま
う。WANにおいてはパケットベースの転送ではなく、
SDH(SONETを含む)方式は常時伝送品質を監視
しており高速プロテクションは可能だが、2地点間にお
いて一定の帯域のパスを設定して、トラヒックの増減に
かかわらず一定の帯域を確保しているため、バーストト
ラヒックにとってはリンクの帯域利用効率が低減する。
The packet-based label switch network has high link band utilization efficiency for burst traffic such as data communication between computers, but LA
In the conventional method of N, when the distance between the nodes becomes large, it is necessary to frequently exchange the maintenance operation management packet frequently in order to improve the reliability and speed of the protection, which reduces the actual data throughput. In WAN, not packet-based transfer,
The SDH (including SONET) system constantly monitors the transmission quality and is capable of high-speed protection, but sets a certain band path between two points to secure a certain band regardless of the increase or decrease in traffic. Therefore, the bandwidth utilization efficiency of the link is reduced for burst traffic.

【0069】本発明では、上記のような事情を考慮し
て、バーストトラヒックに対してスループットの高いパ
ケットベースのパケット転送ネットワークを実現すると
ともに、常時伝送品質を監視することによって高速切り
替えが可能な、SDHと同等以上の信頼性の高さを持つ
プロテクションを実現する。
In consideration of the above circumstances, the present invention realizes a packet-based packet transfer network with high throughput for burst traffic, and enables high-speed switching by constantly monitoring the transmission quality. Realizes protection with a level of reliability equal to or higher than SDH.

【0070】また、光パケットネットワークにおいて、
パケットを光信号のまま転送した場合には高信頼性を有
し高速切り替えが可能なプロテクションの実現は困難で
あるが、本発明はこの問題を解決し、高信頼かつ高速切
り替え可能な品質監視方法を提供する。
In the optical packet network,
It is difficult to realize protection with high reliability and high-speed switching when packets are transferred as optical signals, but the present invention solves this problem and is a quality monitoring method with high reliability and high-speed switching. I will provide a.

【0071】以下では、図15から図33を参照しなが
ら、プロテクションの実施形態について説明する。
In the following, an embodiment of protection will be described with reference to FIGS. 15 to 33.

【0072】ラベルのアドレス情報を基にパケットを転
送するラベルスイッチネットワークにおいて、ラベル情
報のフレームに伝送系の誤りを検出あるいは訂正する数
ビットの通信路符号を付加し、ノードはパケットのラベ
ルをモニタすることによって伝送品質を監視する。この
監視は、例えば、nビットのラベル信号に1ビットのパ
リティビットを加え、(n+1)ビットの中で“1”の
個数が常に偶数あるいは奇数になるように定めておくパ
リティチェックを用いて行う。パリティビットによっ
て、(n+1)ビット中の1ビットの誤りを検出でき
る。その結果、ビットエラーレートを算出できるので、
2地点間の伝送品質を監視できる。
In a label switch network that transfers a packet based on the address information of the label, a communication path code of several bits for detecting or correcting an error in the transmission system is added to the frame of the label information, and the node monitors the label of the packet. To monitor the transmission quality. This monitoring is performed, for example, by using a parity check in which a 1-bit parity bit is added to an n-bit label signal and the number of "1" s in (n + 1) bits is always an even number or an odd number. . The parity bit enables detection of an error of 1 bit in (n + 1) bits. As a result, the bit error rate can be calculated,
The transmission quality between two points can be monitored.

【0073】<2ファイバ1:1単方向型リングネット
ワーク>2ファイバ1:1単方向型リングネットワーク
において、図15は異常検出におけるフローチャートで
ある。また、図16の(a)、(b)、および(c)は
それぞれ平常時、ファイバ断時、リング断時のラベルス
イッチパスを示した概略図である。ここで、「ファイバ
断」とは現用系か予備系が断状態となることである。ま
た、「リング断」とはリング上のいずれかの箇所におい
てノード間のリンクが断状態となることである。
<2-fiber 1: 1 unidirectional ring network> FIG. 15 is a flowchart for detecting an abnormality in a 2-fiber 1: 1 unidirectional ring network. 16 (a), 16 (b), and 16 (c) are schematic diagrams showing the label switch paths during normal times, fiber breaks, and ring breaks, respectively. Here, "fiber disconnection" means that the active system or the standby system is in a disconnected state. Further, “ring disconnection” means that the link between the nodes becomes disconnected at any place on the ring.

【0074】以下、図15のフローチャートに沿って、
図16(a)、(b)、(c)を参照しながら説明す
る。平常時には、2ファイバのうちの一方が現用系とな
り、他方は予備系として待機している。そして各ノード
はデータパケットを現用系に送出する。図16(a)に
示すように、例えばノード6はラベルスイッチパスで各
ノードへパケットを送信する。受信ノードは現用系での
受信を行い、モニタにて現用系のラベル信号の品質を監
視している。図16(b)および同(c)に示すよう
に、ノード1と2との間に伝送路障害(それぞれファイ
バ断およびリング断)が起こった場合、ノード2は現用
系のラベル信号に異常を検出する。信号の品質が所定の
レベル以下になると、予備系あるいは図示しないオペレ
ーション用ネットワークを経由して上流ノードであるノ
ード1に異常を通知し、ノード1は現用系の信号を予備
系に迂回させ、障害を回避する。その後伝送路障害が復
旧すると、もとの現用系に再度もどることができる。
Hereinafter, according to the flow chart of FIG.
Description will be given with reference to FIGS. 16 (a), 16 (b) and 16 (c). In normal times, one of the two fibers is the active system and the other is on standby as a standby system. Then, each node sends a data packet to the active system. As shown in FIG. 16A, for example, the node 6 transmits a packet to each node via the label switch path. The receiving node performs reception in the active system, and monitors the quality of the active-system label signal by the monitor. As shown in FIGS. 16B and 16C, when a transmission path failure (fiber disconnection and ring disconnection, respectively) occurs between the nodes 1 and 2, the node 2 causes an abnormality in the active label signal. To detect. When the signal quality falls below a predetermined level, an abnormality is notified to the upstream node, node 1, via the standby system or an operation network (not shown), and the node 1 diverts the current system signal to the standby system, causing a failure. To avoid. After that, when the transmission line failure is restored, the original working system can be returned to.

【0075】図17は、上記のような障害回避および復
旧のアルゴリズムに従って動作するノードの構成例を示
すブロック図である。リングネットワークを通ってこの
ノードに到着する光パケットに関して、光ラベル抽出回
路2001は光ラベルを抽出し、抽出された光ラベルは
光ラベル受信回路2003において光/電気(O/E,
optical to electrical)変換される。そしてモニタ2
004は電気信号に変換されたこのラベル信号を監視す
る。
FIG. 17 is a block diagram showing an example of the configuration of a node that operates according to the above-described fault avoidance and restoration algorithm. The optical label extraction circuit 2001 extracts the optical label from the optical packet arriving at this node through the ring network, and the extracted optical label is transmitted by the optical label reception circuit 2003 to the optical / electrical (O / E,
optical to electrical) is converted. And monitor 2
004 monitors this label signal converted into an electric signal.

【0076】ラベル情報を基に、2×2光スイッチ20
06において自ノード宛ての光パケットをリング側から
分岐させ、光パケット受信回路2007で受信し光/電
気変換する。そしてパケット編集受信回路2008にお
いて基のパケットに戻し、宛先のユーザへ転送する。
Based on the label information, the 2 × 2 optical switch 20
In 06, the optical packet addressed to the own node is branched from the ring side, and is received by the optical packet receiving circuit 2007 to be optically / electrically converted. Then, the packet edit reception circuit 2008 restores the original packet and transfers it to the destination user.

【0077】ユーザ側からのデータ信号は、そのインタ
ーフェースに応じて、終端回路2010において電気的
に終端される。そして光パケット編集送信回路部201
1では、パケットのデータ部、その発アドレス/宛先ア
ドレス、サービス情報(優先度、許容遅延等)が一旦電
気的にバッファリングされる。ここで、宛先が同一のパ
ケットや同一サービスレベルのパケットをまとめて一つ
の新たなパケットとして編集するようにしても良い。ま
た、宛先ノード装置のアドレスまたは宛先ノード装置ま
での経路を含む情報を示したラベル信号が作成され、制
御回路部2005に通知される。制御回路部2005は
リング側にパケットを挿入するタイミングをはかって光
パケット送信回路2012にトリガを送り、光パケット
をリング側に挿入する。
The data signal from the user side is electrically terminated in the termination circuit 2010 according to the interface. The optical packet editing / transmitting circuit unit 201
In No. 1, the data part of the packet, its source / destination address, and service information (priority, allowable delay, etc.) are temporarily buffered electrically. Here, packets having the same destination or packets having the same service level may be collectively edited as one new packet. Also, a label signal indicating information including the address of the destination node device or the route to the destination node device is created and notified to the control circuit unit 2005. The control circuit unit 2005 sends a trigger to the optical packet transmission circuit 2012 at a timing for inserting a packet on the ring side to insert the optical packet on the ring side.

【0078】また、ラベル信号を監視しているモニタ2
004によって異常が検出されると、制御回路部200
5は2×2光スイッチ2014をクロス状態にして切り
替え制御を行い、現用系の信号を予備系に迂回させる。
予備系の光パケットは、上記と同じ動作によって、自ノ
ード宛てのものについてはリング側から分岐され、そう
でなければ光のまま通過させるようにする。
Further, the monitor 2 which monitors the label signal
When an abnormality is detected by 004, the control circuit unit 200
Reference numeral 5 sets the 2 × 2 optical switch 2014 in the cross state to perform switching control and divert the signal of the working system to the protection system.
By the same operation as described above, the standby optical packet is branched from the ring side for the one addressed to the own node, otherwise it is allowed to pass as optical.

【0079】なお、図17において、符号2009はパ
ケット編集受信回路部2008によって受信されたパケ
ットをユーザ側へ転送するための電気/光(E/O,el
ectrical to optical)変換回路である。
In FIG. 17, reference numeral 2009 designates electric / optical (E / O, el) for transferring the packet received by the packet edit receiving circuit section 2008 to the user side.
electrical to optical) conversion circuit.

【0080】<2ファイバ1+1単方向型リングネット
ワーク>次に、2ファイバ1+1単方向型リングネット
ワークの場合について説明する。図18は、同形態のネ
ットワークにおける異常検出時の処理を示すフローチャ
ートである。また、図19は、現用系と予備系の転送方
向が逆方向の場合の、それぞれ、(a)平常時、(b)
ファイバ断時、(c)リング断時のラベルスイッチパス
を示した概略図である。また、図20は、現用系と予備
系の転送方向が同方向の場合の、それぞれ、(a)平常
時、(b)ファイバ断時のラベルスイッチパスを示した
概略図である。
<2-fiber 1 + 1 Unidirectional Ring Network> Next, the case of the 2-fiber 1 + 1 unidirectional ring network will be described. FIG. 18 is a flowchart showing a process when an abnormality is detected in the network of the same form. FIG. 19 shows (a) normal and (b) when the transfer directions of the active system and the standby system are opposite.
It is the schematic which showed the label switch path at the time of fiber cutting | disconnection and (c) ring cutting | disconnection. 20A and 20B are schematic diagrams showing the label switch paths in the case where the transfer directions of the active system and the standby system are the same direction, respectively, in (a) normal operation and (b) fiber disconnection.

【0081】以下、図18のフローチャートに沿って、
図19の(a)、(b)、(c)、および図20の
(a)、(b)を参照しながら説明する。平常時には、
各ノードはデータを現用系および予備系両方のパス(ラ
ベルスイッチパス)にパケットを送出する。図19
(a)および図20(a)に示すように、例えばノード
6は現用系と予備系のラベルスイッチパスを経由して各
ノードへパケットを送信する。受信ノードは、現用系の
データを受信するとともに、現用系と予備系の両方のモ
ニタにおいてラベル信号を電気的に終端し、信号の品質
を監視している。図19(b)、(c)、および図20
(b)に示すようにノード1と2との間に障害(ファイ
バ断あるいはリング断)が起こった場合には、現用系の
ラベル信号のみに異常が検出される。信号の品質が所定
のレベル以下になると、ノードは受信端を予備系に切り
替える。図19(b)、(c)、および図20(b)に
は、そのときのノード6から他のノードへのラベルスイ
ッチパスが示されている。なお、2ファイバ1+1型で
は、現用系の転送方向と予備系の転送方向が同方向であ
るネットワークにおいてリング断が起こった場合には、
予備系への切り替えによる障害回避の対応は行えない。
Hereinafter, according to the flow chart of FIG.
This will be described with reference to (a), (b) and (c) of FIG. 19 and (a) and (b) of FIG. In normal times,
Each node sends a packet of data to both the active path and the standby path (label switch path). FIG. 19
As shown in (a) and FIG. 20 (a), for example, the node 6 transmits a packet to each node via the active and standby label switch paths. The receiving node receives the data of the active system, electrically terminates the label signal in both the active and standby monitors, and monitors the quality of the signal. 19 (b), (c), and FIG.
When a failure (fiber break or ring break) occurs between the nodes 1 and 2 as shown in (b), an abnormality is detected only in the active label signal. When the signal quality falls below a predetermined level, the node switches the receiving end to the backup system. FIGS. 19B, 19C, and 20B show the label switch paths from the node 6 to other nodes at that time. In the 2-fiber 1 + 1 type, if a ring break occurs in a network in which the transfer direction of the active system and the transfer direction of the standby system are the same,
Failure avoidance cannot be performed by switching to the standby system.

【0082】図21は、現用系の転送方向と予備系の転
送方向とが互いに逆方向である場合のノード構成例を示
すブロック図である。図21において、符号2021は
現用系のパケット編集受信回路部2008あるいは予備
系のパケット編集受信回路部2008からのパケットを
選択するセレクタである。また、2022は、平常時に
は現用系と予備系の両方に同一のパケットを送出するブ
リッジとして機能し、リング断時には現用系あるいは予
備系のいずれか一方にパケットを送出するセレクタとし
て機能するブリッジ/セレクタである。なお、図21は
現用系と予備系の転送方向が逆である場合を示している
が、現用系と予備系の転送方向が同じである場合には、
両系の転送方向が同じになるような同様の構成を用いる
ことができる。
FIG. 21 is a block diagram showing a node configuration example when the transfer direction of the active system and the transfer direction of the standby system are opposite to each other. In FIG. 21, reference numeral 2021 is a selector for selecting a packet from the active packet edit receiving circuit section 2008 or the standby packet edit receiving circuit section 2008. Further, 2022 is a bridge / selector that functions as a bridge that sends the same packet to both the working system and the protection system in normal times, and functions as a selector that sends the packet to either the working system or the protection system when the ring is disconnected. Is. Although FIG. 21 shows a case where the transfer directions of the active system and the standby system are opposite, when the transfer directions of the active system and the standby system are the same,
A similar configuration can be used so that the transfer directions of both systems are the same.

【0083】図18のフローチャートに示した手順に、
両系で受信したパケットを比較および記録する手順を付
加しても良い。そのような手順を図22のフローチャー
トに示す。図22に示す手順においては、リングから分
岐された現用系と予備系の受信パケットを比較および記
録する処理が設けられている。これにより、障害時に受
信端をパケット毎に現用系と予備系に切り替えるパケッ
ト切り替えが可能となり、光ファイバやノードや帯域な
どといったネットワーク資源を有効に活用することがで
きる。
In the procedure shown in the flow chart of FIG.
A procedure for comparing and recording the packets received by both systems may be added. Such a procedure is shown in the flowchart of FIG. In the procedure shown in FIG. 22, a process of comparing and recording the received packets of the active system and the standby system branched from the ring is provided. As a result, it is possible to switch the receiving end for each packet between the active system and the standby system when a failure occurs, and it is possible to effectively utilize network resources such as optical fibers, nodes, and bands.

【0084】図23は、図22に示した手順を実現する
パケット切り替え型のノード構成例を示すブロック図で
ある。図23に示す構成の特徴は、現用系のパケット編
集受信回路2008と予備系のパケット編集受信回路2
008とが受信したパケットを比較するパケット比較回
路2023が設けられている点である。
FIG. 23 is a block diagram showing an example of a packet switching type node configuration for realizing the procedure shown in FIG. The feature of the configuration shown in FIG. 23 is that the active packet edit receiving circuit 2008 and the standby packet edit receiving circuit 2
The point is that a packet comparison circuit 2023 for comparing the packets received by 008 and 008 is provided.

【0085】<4ファイバ1:1双方向型リングネット
ワーク>次に、4ファイバ1:1双方向型リングネット
ワークの場合について説明する。この形態のネットワー
クにおいては、現用系および予備系それぞれが双方向の
光伝送路を有している。図24は、同形態のネットワー
クにおける異常検出時の処理を示すフローチャートであ
る。また、図25は、それぞれ、(a)平常時、(b)
ファイバ断時、(c)リング断時のラベルスイッチパス
を示した概略図である。
<4 Fiber 1: 1 Bidirectional Ring Network> Next, a case of a 4 fiber 1: 1 bidirectional ring network will be described. In the network of this form, the active system and the standby system each have a bidirectional optical transmission path. FIG. 24 is a flowchart showing a process when an abnormality is detected in the network of the same form. Further, FIG. 25 shows (a) normal and (b), respectively.
It is the schematic which showed the label switch path at the time of fiber cutting | disconnection and (c) ring cutting | disconnection.

【0086】以下、図24のフローチャートに沿って、
図25(a)、(b)、および(c)を参照しながら説
明する。平常時には、各ノードは現用系伝送路の最短経
路の方向にパケットを送出する。例えばノード6は、図
25(a)に示すようなラベルスイッチパスで、各ノー
ドへパケットを送信する。受信ノードは現用系を用いた
受信を行い、モニタにてラベル信号の品質を監視してい
る。図25(b)および25(c)に示すように、例え
ばノード1と2との間で障害(ファイバ断あるいはリン
グ断)が起こった場合、ノード1と2は現用系のラベル
信号の異常を検出する。信号の品質が所定のレベル以下
になると、ノード1と2は現用系の信号を予備系に迂回
させる。
Hereinafter, according to the flow chart of FIG.
This will be described with reference to FIGS. 25 (a), 25 (b), and 25 (c). During normal times, each node sends a packet in the direction of the shortest path of the active transmission path. For example, the node 6 transmits a packet to each node through the label switch path as shown in FIG. The receiving node performs reception using the active system and monitors the quality of the label signal on the monitor. As shown in FIGS. 25 (b) and 25 (c), for example, when a failure (fiber disconnection or ring disconnection) occurs between the nodes 1 and 2, the nodes 1 and 2 detect the abnormality of the active label signal. To detect. When the signal quality falls below a predetermined level, the nodes 1 and 2 bypass the working signal to the protection system.

【0087】図26は、4ファイバ1:1双方向型リン
グネットワークにおいて上記のような障害回避の動作を
するノード構成例を示すブロック図である。このノード
構成においては、計4本のファイバのそれぞれに光ラベ
ル検出回路2001と光ラベル受信回路2003とモニ
タ2004が設けられており、それぞれ常時監視を行っ
ている。また、自ノード宛ての光パケットは2×2光ス
イッチ2006あるいは1×2光スイッチ2006−1
において分岐され、光パケット受信回路2007によっ
て受信され、パケット編集受信回路部2008によって
編集されて、ユーザ側へ転送される。また、送信パケッ
トは光パケット編集送信回路2011によって編集さ
れ、光パケット送信回路2012によって送信され、2
×2光スイッチ2006において挿入される。
FIG. 26 is a block diagram showing an example of a node configuration for performing the above-mentioned failure avoidance operation in a 4-fiber 1: 1 bidirectional ring network. In this node configuration, an optical label detection circuit 2001, an optical label reception circuit 2003, and a monitor 2004 are provided on each of a total of four fibers, and they are constantly monitored. Further, the optical packet addressed to the own node is a 2 × 2 optical switch 2006 or a 1 × 2 optical switch 2006-1.
At the optical packet receiving circuit 2007, is edited by the packet edit receiving circuit unit 2008, and is transferred to the user side. Further, the transmission packet is edited by the optical packet edit transmission circuit 2011, transmitted by the optical packet transmission circuit 2012, and
It is inserted in the × 2 optical switch 2006.

【0088】平常時には現用系を用いて宛先に応じて双
方向にパケットを送出しており、モニタによってラベル
信号の異常が検出されると、2×2光スイッチ2006
をクロス状態にすることによって、現用系を予備系に切
り替える制御を行う。
In normal times, the active system is used to send packets bidirectionally according to the destination, and when the monitor detects an abnormality in the label signal, the 2 × 2 optical switch 2006
By setting the cross state, the control for switching the active system to the standby system is performed.

【0089】<4ファイバ1+1双方向型リングネット
ワーク>次に、4ファイバ1+1双方向型リングネット
ワークの場合について説明する。図27は、同形態のネ
ットワークにおいて現用系と予備系の転送方向が同方向
の場合における異常検出時の処理を示すフローチャート
である。また、図28は、現用系と予備系の転送方向が
同方向の場合の、それぞれ、(a)平常時、(b)ファ
イバ断時、(c)リング断時のラベルスイッチパスを示
した概略図である。図48は、同形態のネットワークに
おいて現用系と予備系の転送方向が逆方向の場合におけ
る異常検出時の処理を示すフローチャートである。ま
た、図29は、現用系と予備系の転送方向が逆方向の場
合の、それぞれ(a)平常時、(b)ファイバ断時、
(c)リング断時のラベルスイッチパスを示した概略図
である。また、図30は、現用系と予備系の転送方向が
逆方向の場合の4ファイバ1+1双方向型ノード構成例
を示すブロック図である。
<4 Fiber 1 + 1 Bidirectional Ring Network> Next, the case of the 4 fiber 1 + 1 bidirectional ring network will be described. FIG. 27 is a flowchart showing a process at the time of abnormality detection when the transfer directions of the active system and the standby system are the same in the network of the same form. FIG. 28 is a schematic diagram showing label switch paths when (a) normal, (b) fiber cut, and (c) ring cut, when the transfer directions of the active system and the standby system are the same, respectively. It is a figure. FIG. 48 is a flowchart showing a process at the time of abnormality detection when the transfer directions of the active system and the standby system are opposite in the network of the same form. Further, FIG. 29 shows (a) normal operation, (b) fiber disconnection, when the transfer directions of the active system and the standby system are opposite directions, respectively.
(C) A schematic view showing a label switch path when the ring is broken. FIG. 30 is a block diagram showing a configuration example of a 4-fiber 1 + 1 bidirectional node when the transfer directions of the active system and the standby system are opposite.

【0090】以下、図27および図48のフローチャー
トに沿って、図28(a)、(b)、(c)、図29
(a)、(b)、(c)、および図30を参照しながら
説明する。平常時には、各ノードはデータを現用系と予
備系両方の最短ルートのパス(ラベルスイッチパス)に
パケットを送出する。例えばノード6は、図28(a)
および図29(a)に示すようなラベルスイッチパスで
各ノードへパケットを送信する。ノードはすべてのパケ
ットのラベル信号をモニタで常時監視している。
28 (a), (b), (c), and FIG. 29 along the flowcharts of FIGS. 27 and 48.
Description will be made with reference to (a), (b), (c), and FIG. In normal times, each node sends a packet of data to the shortest route path (label switch path) of both the active system and the standby system. For example, the node 6 is shown in FIG.
Then, the packet is transmitted to each node through the label switch path as shown in FIG. The node constantly monitors the label signals of all packets with a monitor.

【0091】ここで、図28(b)および図29(b)
に示すようにノード1と2との間に伝送路障害(ファイ
バ断)が起こった場合を考える。ノード1と2はファイ
バ断の箇所の側から現用系のラベル信号の異常を検出す
る。このとき予備系はファイバ断の影響を受けないた
め、予備系のラベル信号は正常である。現用系の信号の
品質が所定のレベル以下になると、受信端が現用系から
予備系に切り替えられる。
Here, FIG. 28 (b) and FIG. 29 (b).
Consider a case where a transmission line failure (fiber disconnection) occurs between the nodes 1 and 2 as shown in FIG. The nodes 1 and 2 detect the abnormality of the active label signal from the side of the fiber cut portion. At this time, the standby system is not affected by the fiber break, and the label signal of the standby system is normal. When the quality of the signal of the working system falls below a predetermined level, the receiving end is switched from the working system to the protection system.

【0092】次に、ノード1と2との間に伝送路障害
(リング断)が起こった場合を考える。図28(c)に
示すように、現用系と予備系の転送方向が同じ場合にお
いてノード1と2との間にリング断が起こると、障害箇
所に隣接するノード1と2は現用系と予備系の両方のラ
ベル信号に異常を検出し、リング断が起こったことを認
識する。そして、まず一旦、現用系と予備系の障害箇所
への方向のリング状のパケットを分岐し、それぞれ逆方
向の現用系と予備系に迂回させる。つまり、図30に示
すパケット編集受信回路2008から光パケット編集送
信回路2011へパケットを転送し、受信したパケット
を逆方向へ迂回させるように送出する。その際、処理す
べきパケットが増えることによって輻輳が起こることが
あるので、ユーザ側からのパケットを現用系と予備系と
に振り分けてトラヒックを分散させる。そして、その箇
所にリング断が起こった旨を、現用系、予備系、あるい
は図示されてないオペレーション用ネットワークを用い
て通知する。この通知を受けた全てのノードは、その障
害箇所を避けるようにラベルスイッチパスを設定し、パ
ケットを送出する。
Next, consider a case where a transmission line failure (ring disconnection) occurs between the nodes 1 and 2. As shown in FIG. 28 (c), when a ring disconnection occurs between the nodes 1 and 2 when the transfer directions of the active system and the standby system are the same, the nodes 1 and 2 adjacent to the faulty site will have the active system and the standby system. Detects anomalies in both label signals in the system and recognizes that a ring break has occurred. Then, first, the ring-shaped packet in the direction toward the failure point in the active system and the standby system is branched and detoured to the active system and the standby system in the opposite directions, respectively. That is, the packet edit reception circuit 2008 shown in FIG. 30 transfers the packet to the optical packet edit transmission circuit 2011, and sends out the received packet so as to detour in the reverse direction. At that time, congestion may occur due to an increase in the number of packets to be processed. Therefore, the packets from the user side are distributed to the active system and the standby system to distribute the traffic. Then, the fact that a ring break has occurred at that location is notified using the active system, the standby system, or an operation network (not shown). All the nodes receiving this notification set the label switch path so as to avoid the faulty part and send the packet.

【0093】図29(c)に示すように、現用系と予備
系の転送方向が逆の場合においてノード1と2との間に
リング断が起こり、ラベル信号の品質が所定のレベル以
下になると、受信端を現用系から予備系に切り替える。
As shown in FIG. 29C, when the transfer directions of the active system and the standby system are opposite to each other, ring disconnection occurs between the nodes 1 and 2, and the quality of the label signal falls below a predetermined level. , The receiving end is switched from the active system to the standby system.

【0094】図30に示すように、このノードは、平常
時には現用系と予備系の両方を用いて、宛先に応じた方
向にパケットを転送している。ユーザ側からのデータは
終端され、ブリッジ/セレクタ2022は平常時には現
用系と予備系の両方に同一パケットを送出し、リング断
時にはいずれか一方のみに切り替えてパケットを送出す
る。また、リング側からの受信に関しては、セレクタ2
021において、現用系のパケット編集受信回路200
8あるいは予備系のパケット編集受信回路2008のい
ずれから受信するかを切り替える。
As shown in FIG. 30, this node normally uses both the active system and the standby system to transfer packets in the direction according to the destination. The data from the user side is terminated, and the bridge / selector 2022 sends the same packet to both the active system and the standby system during normal operation, and switches to only one of them when the ring is disconnected and sends the packet. Also, regarding reception from the ring side, the selector 2
In 021, the active packet edit receiving circuit 200
8 or the standby packet edit receiving circuit 2008 is switched.

【0095】なお、図30においては、現用系と予備系
の転送方向が逆の場合の構成を示したが、現用系と予備
系の転送方向が同じ場合にも転送方向のみを逆にした同
様の構成を用いることができる。
Although FIG. 30 shows the configuration in which the transfer directions of the active system and the standby system are opposite, the same applies when the transfer directions of the active system and the standby system are the same. Can be used.

【0096】図27および図48のフローチャートに示
した手順に、両系で受信したパケットを比較および記録
する手順を付加しても良く、リングから分岐された現用
系と予備系の受信パケットを比較および記録する処理が
設けられている。これにより、障害時に受信端をパケッ
ト毎に現用系と予備系に切り替えるパケット切り替えが
可能となり、光ファイバやノードや帯域などといったネ
ットワーク資源を有効に活用することができる。そのよ
うな手順のうち、現用系と予備系の転送が同方向の場合
を図31のフローチャートに示す。
A procedure of comparing and recording packets received by both systems may be added to the procedure shown in the flowcharts of FIGS. 27 and 48, and the received packets of the active system and the standby system branched from the ring are compared. And a recording process is provided. As a result, it is possible to switch the receiving end for each packet between the active system and the standby system when a failure occurs, and it is possible to effectively utilize network resources such as optical fibers, nodes, and bands. Of such a procedure, the case where the transfer of the active system and the transfer of the standby system are in the same direction is shown in the flowchart of FIG.

【0097】図32は、図31に示した手順を実現する
パケット切り替え型のノード構成例を示すブロック図で
ある。図31に示す構成の特徴は、現用系のパケット編
集受信回路2008と予備系のパケット編集受信回路2
008とが受信したパケットを比較するパケット比較回
路2023が設けられている点である。
FIG. 32 is a block diagram showing an example of a packet switching type node configuration for realizing the procedure shown in FIG. The feature of the configuration shown in FIG. 31 is that the active packet edit reception circuit 2008 and the standby packet edit reception circuit 2
The point is that a packet comparison circuit 2023 for comparing the packets received by 008 and 008 is provided.

【0098】次に、前述した光パケット転送リングネッ
トワークにおいて、ノードにおける光スイッチの故障が
発生した場合に、そのノードを同定する方法について説
明する。そのリングネットワークとは、すなわち、光挿
入分岐型多重分離ノード装置の少なくとも1つがネット
ワーク内の特定アドレスの光ノード装置のみがパケット
挿入可能となるような内容を記載したラベル信号を所定
の頻度で発生して光ファイバ伝送路に送出し、前記ラベ
ルを取得した光ノード装置では、前記ラベルにより発ノ
ード装置であると指定された光ノード装置以外は、パケ
ット挿入を禁止されることを特徴とする光パケット転送
リングネットワークである。
Next, a method for identifying a node when an optical switch failure occurs in the node in the above-mentioned optical packet transfer ring network will be described. The ring network means that at least one of the optical add / drop multiplexer / demultiplexer node devices generates a label signal at a predetermined frequency that describes that only the optical node device of a specific address in the network can insert a packet. Then, in the optical node device that has transmitted the optical fiber transmission path and obtained the label, packet insertion is prohibited except for the optical node device designated as the source node device by the label. It is a packet transfer ring network.

【0099】図33は、このようなネットワークにおけ
る光スイッチの故障箇所同定アルゴリズムを示すフロー
チャートである。図33に示すように、リングを統括す
る特定のマスターノードが、各ノードに双方向からパイ
ロットパケットを送出する。このパイロットパケットは
決まったデータ列である。各ノードはこのパイロットパ
ケットを受信し、その内容が正常かどうかを確認し、確
認結果をマスターノードに、現用系、予備系、あるいは
オペレーション用ネットワークにより、通知する。これ
によってマスターノードはリング中のノードの光スイッ
チが故障したかを同定することができる。マスターノー
ドは故障した光スイッチのあるノードを同定すると、こ
れを取り替えるように、通知する。
FIG. 33 is a flow chart showing an algorithm for identifying a fault location of an optical switch in such a network. As shown in FIG. 33, a specific master node that supervises the ring sends pilot packets bidirectionally to each node. This pilot packet is a fixed data string. Each node receives the pilot packet, confirms whether the content is normal, and notifies the master node of the confirmation result by the active system, the standby system, or the operation network. This allows the master node to identify if the optical switch of the node in the ring has failed. When the master node identifies a node with a failed optical switch, it notifies it to replace it.

【0100】以上のような技術により、パケットベース
のラベルスイッチネットワークにおいて伝送路の信号品
質を常時監視できるようになるため、ノード距離が大き
くなる広域通信網においても信頼性が高く、高速切り替
えを行えるプロテクションが可能となる。このようなプ
ロテクションにより、ラベルスイッチネットワークの統
計多重効果による高スループットおよび柔軟性というメ
リットを活かすことができる。また、光パケット転送ネ
ットワークにおいて、従来技術においては途中ノード毎
に光パケットを光/電気変換しなければ伝送路の信号品
質を常時監視できなかったが、光ラベルだけを電気的に
終端して監視することにより常時監視が可能となる。
With the above technique, the signal quality of the transmission line can be constantly monitored in the packet-based label switch network, so that high-speed switching can be performed with high reliability even in a wide area communication network with a large node distance. Protection becomes possible. With such protection, the advantages of high throughput and flexibility due to the statistical multiplexing effect of the label switch network can be utilized. Further, in the optical packet transfer network, in the conventional technology, the signal quality of the transmission line could not be constantly monitored unless the optical packet was optically / electrically converted for each intermediate node, but only the optical label was electrically terminated and monitored. By doing so, constant monitoring becomes possible.

【0101】次に、上述したようなラベルスイッチネッ
トワークにおける光パケット圧縮回路および伸長回路に
ついて図34〜図45を参照しながら説明する。
Next, the optical packet compression circuit and decompression circuit in the above label switch network will be described with reference to FIGS. 34 to 45.

【0102】以下に述べる技術は、直接電気/光変換法
では得られない超高速の光パケット転送ネットワーク及
びノード装置内のインターコネクションを実現するもの
である。このような技術は、パケットバイパケット(pa
cket by packet)方式のパケット転送ネットワークにお
いて光パケットを電気領域から光領域のビットレートに
超高速化しスループットを上げる手段であり、パケット
衝突確立を低減するためあるいはパケット衝突における
キュー遅延を低減するためにパケット時間長を短くする
手段であり、ネットワークトラヒックの混雑時にもパケ
ット圧縮によってスループットを低下させない手段であ
り、大容量データを送信する際に帯域を占有する時間を
低減して瞬時に伝送する手段である。
The technique described below realizes an ultrahigh-speed optical packet transfer network and an interconnection in a node device which cannot be obtained by the direct electrical / optical conversion method. Such techniques are packet-by-packet (pa
cket by packet) is a means for increasing the throughput of optical packets from the electrical domain to the optical domain by increasing the throughput in order to reduce the probability of packet collision or reduce the queue delay in packet collision. It is a means of shortening the packet time length, a means of not reducing the throughput by packet compression even when the network traffic is congested, and a means of reducing the time occupying the band when transmitting a large amount of data and transmitting instantly. is there.

【0103】超高速の光パケットを直接電気/光変換に
よって光パケットを発生させる場合、電気パケット生成
回路及び光変調器の応答特性により速度が制限されると
いう問題点があった。この問題を解決するための、従来
技術によるパケット圧縮回路の構成を図34、35、3
6に示す。
When an optical packet is generated by direct electrical / optical conversion of an ultrahigh-speed optical packet, there is a problem that the speed is limited by the response characteristics of the electric packet generation circuit and the optical modulator. The structure of a packet compression circuit according to the prior art for solving this problem is shown in FIGS.
6 shows.

【0104】図34に示す光パケット圧縮回路において
は、レーザ発振器4002から出射した光パルス列を光
分岐器4003によってN本並列に分岐し、光ファイバ
遅延線4005によってこれらのパルス列を相対的に時
間遅延させ、さらに光カップラ4006で合波し、N多
重された光パルスビット列を出力している。各外部変調
器4004は、入力された電気信号4011に基づいて
シフトレジスタ4012によって制御されて、1パルス
ずつ変調する。N本の光ファイバ遅延線4005の遅延
量は、それぞれ、0、Δt・c/n、2Δt・c/n、
・・・・・・、(N−1)Δt・c/nと設定する。こ
こでΔtは光パルス間隔、cは光速、nはコアの屈折率
である。
In the optical packet compression circuit shown in FIG. 34, N optical pulse trains emitted from the laser oscillator 4002 are branched in parallel by an optical branching device 4003, and these pulse trains are relatively time-delayed by an optical fiber delay line 4005. Then, the optical coupler 4006 multiplexes them and outputs an N-multiplexed optical pulse bit string. Each external modulator 4004 is controlled by the shift register 4012 based on the input electric signal 4011 and modulates one pulse at a time. The delay amounts of the N optical fiber delay lines 4005 are 0, Δt · c / n, 2Δt · c / n, and
..... (N-1) .DELTA.t.c / n is set. Here, Δt is the light pulse interval, c is the speed of light, and n is the refractive index of the core.

【0105】図35に示す光パケット圧縮回路は、1×
2光スイッチ4022と光ファイバ遅延線4023と2
×1光合波器4024とからなる回路をk段有している
(kは自然数)。光パケットを構成する奇数番目のパル
スは光スイッチ4022で上側に、偶数番目のパルスは
下側に分岐され、上側のパルスはファイバ遅延線402
3により遅延が生じ、光合波器4024で下側のパルス
より時間的に少しずれて合波される。このような回路を
k段介した後、光ゲートスイッチ4025で余分なパル
スを除去することによって、2kビットからなる高速光
パケットを生成できる。
The optical packet compression circuit shown in FIG.
2 optical switch 4022 and optical fiber delay lines 4023 and 2
There are k stages of a circuit including a × 1 optical multiplexer 4024 (k is a natural number). The odd-numbered pulses forming the optical packet are branched to the upper side by the optical switch 4022, the even-numbered pulses are branched to the lower side, and the upper pulse is branched to the fiber delay line 402.
3 causes a delay, and the optical multiplexer 4024 multiplexes the lower pulse with a slight time lag. After passing through such a circuit for k stages, the optical gate switch 4025 removes an extra pulse, so that a high-speed optical packet of 2 k bits can be generated.

【0106】図36に示す光パケット圧縮回路は、光増
幅器4045と光バンドパスフィルタ(OBPF)40
42とディレイライン4046と2×2光スイッチ40
43とからなる遅延ループと、光ゲートスイッチ404
4によって構成される。2×2光スイッチ4043で光
パケットのパルスの一部が遅延ループで周回した分、次
のパルスとの時間間隔が狭くなった状態になる。このよ
うな周回を繰り返すことにより、全てのパルスの時間間
隔が短くなり、そして2×2光スイッチ4043をクロ
ス状態にして全パワーを出力する。そして、光ゲートス
イッチ4044により、パケット圧縮された光パケット
のみを出力する。
The optical packet compression circuit shown in FIG. 36 includes an optical amplifier 4045 and an optical bandpass filter (OBPF) 40.
42, delay line 4046, and 2 × 2 optical switch 40
And a delay loop composed of 43 and an optical gate switch 404.
It is composed of four. In the 2 × 2 optical switch 4043, a part of the pulse of the optical packet circulates in the delay loop, so that the time interval with the next pulse becomes narrow. By repeating such a round, the time intervals of all the pulses are shortened, and the 2 × 2 optical switch 4043 is brought into the cross state to output all the power. Then, the optical gate switch 4044 outputs only the packet-compressed optical packet.

【0107】図37は、図35の光パケット圧縮回路と
類似の構成を有する光パケット伸長回路を示すブロック
図である。この光パケット伸長回路は、1×2光スイッ
チ4061と光ファイバ遅延線4062と2×1光合波
器4063とからなる回路をk段有している。1×2光
スイッチ4061は、入力される高速光パケットの奇数
番目のパルスを下方向に、偶数番目のパルスを上方向に
振り分ける。上側に振り分けられたパルスにはファイバ
遅延線4062による遅延が生じるため、2×1光合波
器4063から出力される段階ではパルス間隔は倍に広
がっている。このような回路をk段の回路を介した後に
は、パルス間隔が十分広がり、入力されたパルス順序は
維持されている。このように伸長された光パケットは、
図示しない光検出器で光/電気変換される。
FIG. 37 is a block diagram showing an optical packet decompression circuit having a configuration similar to that of the optical packet compression circuit of FIG. This optical packet decompression circuit has k stages of circuits each including a 1 × 2 optical switch 4061, an optical fiber delay line 4062, and a 2 × 1 optical multiplexer 4063. The 1 × 2 optical switch 4061 distributes the odd-numbered pulses of the input high-speed optical packet downward and the even-numbered pulses upward. Since the pulse distributed to the upper side is delayed by the fiber delay line 4062, the pulse interval is doubled at the stage of being output from the 2 × 1 optical multiplexer 4063. After passing through such a circuit through k stages of circuits, the pulse interval is sufficiently widened and the input pulse order is maintained. The optical packet expanded in this way is
Photo / electric conversion is performed by a photo detector (not shown).

【0108】図38は、図36の光パケット圧縮回路と
類似の構成を有する光パケット伸長回路を示すブロック
図である。この光パケット伸長回路は、光増幅器404
5と光バンドパスフィルタ(OBPF)4042とディ
レイライン4046と2×2光スイッチ4043からな
る遅延ループと、光ゲートスイッチ4044によって構
成される。パルス列は遅延ループを周回し、2×2光ス
イッチ4043で最初のパルスから順に1パルスずつ、
光遅延ループによって遅延させながら抜き出す。そし
て、光ゲートスイッチ4044で必要なパルスのみ通過
させる。
FIG. 38 is a block diagram showing an optical packet decompression circuit having a configuration similar to that of the optical packet compression circuit of FIG. This optical packet decompression circuit includes an optical amplifier 404.
5, an optical bandpass filter (OBPF) 4042, a delay line 4046, a delay loop including a 2 × 2 optical switch 4043, and an optical gate switch 4044. The pulse train goes around the delay loop, and the 2 × 2 optical switch 4043 sequentially outputs one pulse from the first pulse,
Extract while delaying with an optical delay loop. Then, the optical gate switch 4044 allows only necessary pulses to pass.

【0109】以上説明した従来技術による圧縮回路およ
び伸長回路には、次に述べるような問題点がある。図3
4に示した従来の光パケット圧縮回路において、1つの
入力データに対して1つの光パケット圧縮回路は1つで
あるので、そのスループットは入力電気信号と同じであ
る。従って、圧縮した分に応じてスループットを上げる
には複数の光パケット圧縮回路が必要となり、規模およ
びコスト等が増大する。
The compression circuit and decompression circuit according to the prior art described above have the following problems. Figure 3
In the conventional optical packet compression circuit shown in FIG. 4, since there is one optical packet compression circuit for one input data, its throughput is the same as that of the input electric signal. Therefore, a plurality of optical packet compression circuits are required to increase the throughput according to the amount of compression, which increases the scale and cost.

【0110】図35に示した従来の光パケット圧縮回路
において、Lビットの光パケットを圧縮するのに、1×
2スイッチと、光ファイバ遅延線と、2×1光合波器と
からなる回路がlog2(L)段以上も必要となる。こ
のように、回路を多段に接続した場合、光パワーのロ
ス、回路規模、コスト等が増大するという問題がある。
また、光ファイバ遅延線が長く、温度によるファイバ伸
縮補償する必要もある。また、1500バイト(byte
s)つまり12000ビットのパケットを、10Gbp
sから100Gbpsのビットレートに圧縮する場合、
必要となる回路の段数kは19となり、 c/n=2×108m/s (但し、cは光速、nはコ
アの屈折率) として、最初のパルスは、光ファイバの遅延線を合計で
12000×(100[ps]−10[ps])×(2
×108[m/s])=216[m]伝搬することにな
る。光ファイバの熱線膨張係数は10-6から10-5の範
囲なので、これを10-5とした場合には、216[m]
×10-5[/℃]=2.16[mm/℃]となる。必要
となるビット間隔Δtは10ps(pico seconds, ピコ
秒)であるので、その間に光ファイバ内を進む距離はΔ
t・c/n=2×10-3m(メートル)である。従っ
て、ジッタの許容度を1/100としても、求められる
光ファイバの長さの精度は20μm(マイクロメート
ル)以下となる。つまり、ジッタ許容度を1/100と
して20μm以下の光ファイバの長さの精度を保つため
には、約0.01℃以下の精度で温度を一定にする必要
がある。ここでも、超高速化するにつれて、上記のよう
に光ファイバの長さや温度に求められる精度が高くな
り、実現が困難となってくる。
In the conventional optical packet compression circuit shown in FIG. 35, 1 × is used to compress an L-bit optical packet.
A circuit including two switches, an optical fiber delay line, and a 2 × 1 optical multiplexer is required for log2 (L) stages or more. As described above, when the circuits are connected in multiple stages, there is a problem that the loss of optical power, the circuit scale, the cost, and the like increase.
Further, since the optical fiber delay line is long, it is necessary to compensate the fiber expansion and contraction due to temperature. In addition, 1500 bytes (byte
s) That is, a packet of 12000 bits is transmitted at 10 Gbp
When compressing from s to a bit rate of 100 Gbps,
The required number of circuit stages k is 19, and c / n = 2 × 108 m / s (where c is the speed of light and n is the refractive index of the core), and the first pulse is 12000 in total in the optical fiber delay line. X (100 [ps] -10 [ps]) x (2
× 108 [m / s]) = 216 [m] is propagated. The coefficient of linear thermal expansion of the optical fiber is in the range of 10 -6 to 10 -5 , so if this is set to 10 -5 , 216 [m]
× 10 −5 [/°C]=2.16 [mm / ° C]. Since the required bit interval Δt is 10 ps (pico seconds), the distance traveled in the optical fiber during that time is Δt.
t · c / n = 2 × 10 −3 m (meter). Therefore, even if the jitter tolerance is set to 1/100, the required accuracy of the length of the optical fiber is 20 μm (micrometer) or less. That is, in order to maintain the accuracy of the length of the optical fiber of 20 μm or less with the jitter tolerance of 1/100, it is necessary to keep the temperature constant with the accuracy of about 0.01 ° C. or less. Also here, as the ultra-high speed is achieved, the accuracy required for the length and temperature of the optical fiber becomes high as described above, and it becomes difficult to realize the optical fiber.

【0111】図36に示した従来の光パケット圧縮回路
においては、最初のほうのパルスほど、遅延ループの周
回を多く繰り返すので光増幅器4045を通る回数が多
くなりS/N比が悪くなるという問題がある。また、温
度によるファイバの伸縮も問題となる。例えば、150
0バイトつまり12000ビットのパケットを、10G
bpsから100Gbpsのビットレートに圧縮する場
合、最初のパルスは、光ファイバの遅延線を合計で12
000×(100[ps]−10[ps])×(2×1
08[m/s])=216[m]伝搬することになる。
このとき、前述したように光ファイバループを約0.0
1℃以下の精度で温度を一定にしたり、ディレイライン
を時間的に20μm以下の高い制度で制御したりする必
要がある。また、パケット圧縮できるパルス数は遅延ル
ープの長さによって制限されてしまう。
In the conventional optical packet compression circuit shown in FIG. 36, since the number of rounds of the delay loop is repeated more for the first pulse, the number of times passing through the optical amplifier 4045 increases and the S / N ratio deteriorates. There is. Further, the expansion and contraction of the fiber due to the temperature also poses a problem. For example, 150
0 bytes, that is, a 12000-bit packet, 10G
When compressing from bps to 100 Gbps bit rate, the first pulse is a total of 12 optical fiber delay lines.
000 x (100 [ps] -10 [ps]) x (2 x 1
08 [m / s]) = 216 [m] will be propagated.
At this time, as described above, the optical fiber loop is set to about 0.0
It is necessary to keep the temperature constant with an accuracy of 1 ° C. or less and to control the delay line with a high accuracy of 20 μm or less in time. In addition, the number of pulses that can be packet-compressed is limited by the length of the delay loop.

【0112】図37に示した従来の光パケット伸長回路
においては、図35に示した光パケット圧縮回路の上記
問題点のほかにも、次のような問題がある。すなわち、
第1段目の1×2光スイッチ4061は、光パケットの
パルス間隔の数分の1以下という超高速での応答が必要
となる。また、高速化するにつれて、ビット位相同期も
困難になる。
The conventional optical packet decompression circuit shown in FIG. 37 has the following problems in addition to the above problems of the optical packet compression circuit shown in FIG. That is,
The 1 × 2 optical switch 4061 in the first stage needs to respond at a very high speed, which is a fraction of the pulse interval of the optical packet or less. Further, as the speed increases, bit phase synchronization becomes difficult.

【0113】図38に示した従来の光パケット伸長回路
においては、図36に示した光パケット圧縮回路の上記
問題点の他にも、次のような問題がある。すなわち、2
×2光スイッチ4043は、光パケットのパルス間隔の
数分の1以下という超高速での応答が必要となる。ま
た、高速化するにつれて、ビット位相同期も困難にな
る。
The conventional optical packet decompression circuit shown in FIG. 38 has the following problems in addition to the above problems of the optical packet compression circuit shown in FIG. Ie 2
The × 2 optical switch 4043 is required to respond at a very high speed, which is a fraction of the pulse interval of the optical packet or less. Further, as the speed increases, bit phase synchronization becomes difficult.

【0114】以上のように、従来技術を用いるだけで
は、1500バイト程度のパケットを100Gbps以
上の超高速な光パケットに圧縮したり、伸張したりする
ことは困難である。本発明は、1500バイト程度のパ
ケットを100Gbps以上というビットレートの光パ
ケットにも適した圧縮および伸長の技術を提供すること
を目的としている。
As described above, it is difficult to compress or expand a packet of about 1500 bytes into an ultrahigh-speed optical packet of 100 Gbps or more only by using the conventional technique. It is an object of the present invention to provide a compression and decompression technique suitable for an optical packet having a bit rate of 100 Gbps or more for a packet of about 1500 bytes.

【0115】以下、図面を参照しながら、本発明の実施
形態による光パケット圧縮回路および光パケット伸長回
路を説明する。図39は、本発明の一実施形態による光
パケット圧縮回路の構成を示すブロック図である。電気
信号として入力されるN系列(#1〜#N)のデータ信
号(クロック周波数:1/ΔT)は、それぞれバッファ
リング回路3010に入力される。各バッファリング回
路3010はシリアル/パラレル変換回路3011を有
しており、入力電気信号はこのシリアル/パラレル変換
回路3011によってN並列出力され、これらのN個の
出力がそれぞれメモリ3012に入力される。メモリ3
012は、入力電気パルスによるパケット長に応じた容
量を有しており、読み出しクロック信号に基づいて記憶
されたデータをNビットずつ並列に出力する。読み出し
クロック信号は時間間隔ΔTでクロック信号制御回路3
019に入力され、このクロック信号制御回路3019
からの出力が、前記の各メモリ3012にそれぞれ入力
される。N個のOR回路3017は、N個のメモリ30
12から出力される同時間位置のデータの論理和をと
り、その出力は次に述べる光変調器3004の駆動信号
となる。つまりOR回路3017はN個の入力電気信号
のうちの1個を選択する作用を有する。
An optical packet compression circuit and an optical packet expansion circuit according to the embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 39 is a block diagram showing the configuration of the optical packet compression circuit according to the embodiment of the present invention. N series (# 1 to #N) data signals (clock frequency: 1 / ΔT) input as electric signals are input to the buffering circuit 3010. Each buffering circuit 3010 has a serial / parallel conversion circuit 3011. The input electric signal is output in N parallel by the serial / parallel conversion circuit 3011, and these N outputs are input to the memory 3012. Memory 3
012 has a capacity according to the packet length of the input electric pulse, and outputs the stored data in parallel for each N bits based on the read clock signal. The read clock signal has a time interval ΔT, and the clock signal control circuit 3
019, and the clock signal control circuit 3019
The outputs from the above are input to the respective memories 3012. The N OR circuits 3017 include N memories 30.
The logical sum of the data at the same time position output from 12 is obtained, and the output becomes a drive signal for the optical modulator 3004 described below. That is, the OR circuit 3017 has a function of selecting one of the N input electric signals.

【0116】クロック発生器3001とレーザ発振器3
002によって生成される光パルス(繰り返し周波数:
1/ΔT)は、光分岐器3003でN本に分岐され、分
岐された各信号線上の光変調器3004において、対応
するOR回路3017からの駆動信号によって変調さ
れ、それら変調された信号は光遅延線3008において
時間Δtずつずれるように遅延されて光合波器3005
で合波される。
Clock generator 3001 and laser oscillator 3
Optical pulse generated by 002 (repetition frequency:
1 / ΔT) is branched into N lines by the optical branching device 3003, and is modulated by the drive signal from the corresponding OR circuit 3017 in the branched optical modulator 3004 on each signal line. The optical multiplexer / demultiplexer 3005 is delayed in the delay line 3008 so as to be shifted by time Δt.
Is combined with.

【0117】図40は、図39で示した光パケット圧縮
回路における、各ポートでのパルス列のタイミングを示
すタイミングチャートである。図40の(a)〜(l)
は、図39の回路上の(a)〜(l)にそれぞれ対応し
ている。図40(a)、(b)、(c)に示す入力電気
パルス列は、パルス間隔がΔTであり、つまりビットレ
ートが1/(ΔT)[bit/s]である。図40
(a)の電気パルス列は、シリアル/パラレル変換回路
で図40(d)、(e)、(f)、(g)に示すように
1パルスずつメモリ3012に入力される。そして、ク
ロック信号制御回路3019が出力する制御信号に基づ
いてメモリ3012からの読み出しが行われる。超短パ
ルス発振器(レーザ発振器3002)において出力され
た短パルスは光分岐器3003でN分岐されて、メモリ
3012から読み出された電気信号によって各光変調器
3004で変調される。変調後、各ポートの光パルス列
は光遅延線3008によりΔtずつ時間ずれが生じるの
で、図39の(h)〜(k)におけるパルス列は図40
の(h)〜(k)のようになる。そして、光合波器30
05で合波されると、図40(l)に示すように、間隔
がΔtの光パルス列となって複数の光パケットが出力さ
れる。つまり、ビットレート1/(ΔT)[bit/
s]の複数のパケットが、ビットレート1/(Δt)
[bit/s]の光パケットに圧縮される。
FIG. 40 is a timing chart showing the timing of pulse trains at each port in the optical packet compression circuit shown in FIG. 40 (a) to (l)
Correspond to (a) to (l) on the circuit of FIG. 39, respectively. In the input electric pulse trains shown in FIGS. 40A, 40B, and 40C, the pulse interval is ΔT, that is, the bit rate is 1 / (ΔT) [bit / s]. Figure 40
The electric pulse train shown in (a) is input to the memory 3012 one pulse at a time as shown in FIGS. 40 (d), (e), (f) and (g) by the serial / parallel conversion circuit. Then, reading from the memory 3012 is performed based on the control signal output from the clock signal control circuit 3019. The short pulse output from the ultrashort pulse oscillator (laser oscillator 3002) is N-branched by the optical branching device 3003, and is modulated by each optical modulator 3004 by the electric signal read from the memory 3012. After the modulation, the optical pulse train of each port is time-shifted by Δt due to the optical delay line 3008, so the pulse trains in (h) to (k) of FIG.
(H) to (k). And the optical multiplexer 30
When multiplexed at 05, a plurality of optical packets are output as an optical pulse train with an interval of Δt, as shown in FIG. That is, the bit rate 1 / (ΔT) [bit /
[s] has a bit rate of 1 / (Δt)
It is compressed into an optical packet of [bit / s].

【0118】図41は、本発明の一実施形態による光パ
ケット伸長回路の構成を示すブロック図である。図41
に示すように、この光パケット伸長回路は、光信号を直
列/並列変換する光シリアル/パラレル変換回路310
1によって1パルスごとにN本に分岐され、これをNパ
ルス周期で繰り返す。なお、光シリアル/パラレル変換
回路の実施例として、OTDM/WDM変換回路311
1とAWG(ArrayedWave Guide)3112で構成され
たものを図42に示す。このAWGは波長分岐器として
作用する。OTDM/WDM変換回路の実施例について
は、K. Uchiyama et al., "Multiple-channel output a
ll-optical OTDM demultiplexer usingXPM-induced chi
rp compensation (MOXIC)", Electronics Letters, Vo
l.34 No.6 pp.575-576, 19 March 1998 等を参照。
FIG. 41 is a block diagram showing the structure of an optical packet decompression circuit according to an embodiment of the present invention. Figure 41
As shown in FIG. 3, this optical packet decompression circuit includes an optical serial / parallel conversion circuit 310 for converting an optical signal to serial / parallel.
By 1, the pulse is branched into N lines for each pulse, and this is repeated in N pulse cycles. As an example of the optical serial / parallel conversion circuit, an OTDM / WDM conversion circuit 311 is used.
FIG. 42 shows a configuration that is composed of 1 and an AWG (Arrayed Wave Guide) 3112. This AWG acts as a wavelength splitter. For an embodiment of the OTDM / WDM conversion circuit, see K. Uchiyama et al., "Multiple-channel output a.
ll-optical OTDM demultiplexer using XPM-induced chi
rp compensation (MOXIC) ", Electronics Letters, Vo
See l.34 No.6 pp.575-576, 19 March 1998, etc.

【0119】1パルスごとにN本に分岐された光信号
は、N個の光検出器3103によってそれぞれ光/電気
変換され、少なくとも1個のスタートビット検出回路3
104に入力される。スタートビット検出回路3104
は、スタートビットを検出すると読み出し回路3107
に対してトリガを発する。またスタートビット検出回路
3104を通過した電気パルス信号はN個のスイッチ3
105でパケットごとにメモリに振り分けられ、電気メ
モリ3106にそれぞれ一時的に蓄積される。また、上
記トリガに基づき、読み出し回路3107が、検出され
たスタートビットに接続された電気メモリ3106を最
初として、各電気メモリ3106に対する読み出し信号
をΔTの間隔で発し、これによって各電気メモリ310
6の内容がΔTの間隔で順次読み出される。なお、メモ
リ(3106)#i−jはスイッチ(3105)#iを
入力とし、OR回路(3108)#jを出力とする
(i,j=1,2,…,N)。OR回路3108から
は、N個のメモリから出力された電気信号の論理和が出
力される。
The optical signal branched into N lines for each pulse is photoelectrically / electrically converted by the N photodetectors 3103, and at least one start bit detection circuit 3 is provided.
It is input to 104. Start bit detection circuit 3104
When the start bit is detected, the read circuit 3107
Fire a trigger for. Further, the electric pulse signal that has passed through the start bit detection circuit 3104 has N switches 3
At 105, the packets are allocated to the memory and temporarily stored in the electric memory 3106. Further, based on the trigger, the read circuit 3107 issues a read signal to each electric memory 3106 at intervals of ΔT, starting with the electric memory 3106 connected to the detected start bit, and thereby each electric memory 310.
The contents of 6 are sequentially read at intervals of ΔT. The memory (3106) # i-j receives the switch (3105) #i as an input and the OR circuit (3108) #j as an output (i, j = 1, 2, ..., N). The OR circuit 3108 outputs the logical sum of the electric signals output from the N memories.

【0120】図43および図44は、図41に示した光
パケット伸長回路の各ポートにおけるパルス列のタイミ
ングを示すタイミングチャートである。図43および図
44の(a)〜(q)は、図41の回路上の(a)〜
(q)にそれぞれ対応している。図43(a)によって
示される入力超高速光パルス列は、1パルスずつ光シリ
アル/パラレル変換回路3101によって振り分けら
れ、それぞれ光検出器3103によって電気信号に変換
され、(b)〜(e)に示すタイミングの電気パルスと
なり、さらにスイッチ3105によって振り分けられて
(f)〜(n)に示すようにパケットごとにメモリ31
06に一時的に蓄積される。そして、読み出し回路31
07からの信号に基づき電気メモリ3105から1パル
スずつΔTの時間間隔で順次読み出されるため、OR回
路3108からの出力は図42(o)、(p)、(q)
に示すようなパルス間隔がΔtからΔTに伸長された電
気パルス列のパケットとして出力される。
43 and 44 are timing charts showing the timing of the pulse train at each port of the optical packet decompression circuit shown in FIG. 43 (a) to 44 (a) to (a) to (q) on the circuit of FIG. 41.
Each corresponds to (q). The input ultrahigh-speed optical pulse train shown in FIG. 43 (a) is distributed by the optical serial / parallel conversion circuit 3101 pulse by pulse, converted into an electric signal by the photodetector 3103, and shown in (b) to (e). It becomes a timing electric pulse, which is further distributed by the switch 3105 and is stored in the memory 31 for each packet as shown in (f) to (n).
It is temporarily stored in 06. Then, the read circuit 31
Since one pulse is sequentially read from the electric memory 3105 at time intervals of ΔT based on the signal from 07, the output from the OR circuit 3108 is shown in FIGS. 42 (o), (p), and (q).
The pulse interval as shown in (1) is output as a packet of an electric pulse train in which Δt is expanded to ΔT.

【0121】図45は、他の実施形態によるパケット伸
長回路の構成を示すブロック図である。図45に示すよ
うに、このパケット伸長回路は、次のような部分回路を
m段接続することによって構成されている(mは段
数)。すなわち、所定数のパルス毎に異なる波長の光信
号に変換するOTDM/WDM変換回路3121と、波
長に応じて異なる遅延を生じさせる分散媒質3122と
からなる部分回路である。入力される光信号は、OTD
M/WDM変換回路3121によって所定数のパルス毎
に異なる波長に変換され、分散媒質3122によって波
長に応じて異なる遅延が生じせしめられる。これをm段
繰り返すことにより、パケット全体のパルス時間間隔が
伸長されて出力される。
FIG. 45 is a block diagram showing the structure of a packet expansion circuit according to another embodiment. As shown in FIG. 45, this packet decompression circuit is configured by connecting the following partial circuits in m stages (m is the number of stages). That is, it is a partial circuit including an OTDM / WDM conversion circuit 3121 that converts an optical signal having a different wavelength for each predetermined number of pulses, and a dispersion medium 3122 that causes a different delay depending on the wavelength. The input optical signal is OTD
The M / WDM conversion circuit 3121 converts a predetermined number of pulses into different wavelengths, and the dispersion medium 3122 causes different delays depending on the wavelength. By repeating this for m steps, the pulse time interval of the entire packet is extended and output.

【0122】図46は、図45に示した分散媒質の実施
例を示す。この分散媒質は、光回路3131と、波長に
応じて異なる位置で光信号を反射するチャープドファイ
バグレーティング(CFG, chirped fiber grating)
3132とからなり、所定数のパルス毎に異なる波長に
変換されて入力される光信号は、光回路3131を通過
してチャープドファイバグレーティング3132に入射
される。チャープドファイバグレーティング3132に
おける反射位置は波長に応じて異なるため、波長に応じ
て伝送経路長が変わる。このためチャープドファイバグ
レーティング3132から出射されて光回路3131か
ら次段へ出力される時点では波長毎に時間間隔が空いた
状態となる。
FIG. 46 shows an embodiment of the dispersion medium shown in FIG. This dispersion medium is a chirped fiber grating (CFG) that reflects an optical signal at a position different from that of the optical circuit 3131 depending on the wavelength.
3132, an optical signal converted into a different wavelength for every predetermined number of pulses and input is passed through the optical circuit 3131 and is incident on the chirped fiber grating 3132. Since the reflection position on the chirped fiber grating 3132 varies depending on the wavelength, the transmission path length varies depending on the wavelength. Therefore, at the time when the light is emitted from the chirped fiber grating 3132 and output from the optical circuit 3131 to the next stage, a time interval is left for each wavelength.

【0123】本方法によると、OTDM/WDM変換回
路3121において、入力光パルスの変換後の波長が、
受信回路のビット位相同期のずれによってドリフトして
も、パケット伸長後のパケット時間位置のドリフトとな
るのみであるので、精密なビット位相同期を必要としな
い。
According to this method, in the OTDM / WDM conversion circuit 3121, the converted wavelength of the input optical pulse is
Even if drift occurs due to the deviation of the bit phase synchronization of the receiving circuit, it only causes the drift of the packet time position after the packet expansion, so that precise bit phase synchronization is not required.

【0124】図47は、図45に示した光パケット伸長
回路の各ポートにおけるパルス列のタイミングを示すタ
イミングチャートである。図47の(a)〜(e)は、
図45の回路上の(a)〜(e)にそれぞれ対応してい
る。図47(a)に示すようにΔtの時間間隔で入力さ
れるパルス列は、1段目のOTDM/WDM変換回路3
121によって、数パルスずつまとめて、(b)に示す
ように、異なる波長λ1,λ1+Δλ,λ1+2Δλ,
λ1+3Δλ,…に変換される。この(b)に示す信号
が1段目の分散媒質3122に入射し、出射された後の
段階では、(c)に示すように波長に応じてタイミング
がずれている。つまり、本例では、波長λ1よりも波長
(λ1+Δλ)のほうが、分散媒質3122での遅延が
大きく、図46ではチャープドファイバグレーティング
3132内での反射位置が遠く、伝送経路が長いため
に、その分遅れて出力されている。2段目のOTDM/
WDM変換回路3121においては、(c)においてλ
1の波長の複数のパルスが、さらに数パルスまとめて、
異なる波長λ2,λ2+Δλ,…に変換される。また、
2段目の分散媒質3122によって波長(λ2+Δ
λ),(λ2+2Δλ)の信号が遅延され、(d)に示
すようなパルスタイミングとなる。以下同様に、m段目
まで段階的にパルスのタイミングをずらしていくことに
よって、最終的には、(e)に示すようにΔTの時間間
隔で1パルスずつ出力される。この時間間隔ΔTは、分
散媒質3122の波長間隔の遅延量によって決まる。ま
たこのΔTは、図46では、チャープドファイバグレー
ティング3132のグリッド間隔によって定まる。
FIG. 47 is a timing chart showing the timing of pulse trains at each port of the optical packet decompression circuit shown in FIG. 47 (a) to (e),
These correspond to (a) to (e) on the circuit of FIG. 45, respectively. As shown in FIG. 47A, the pulse train input at the time interval of Δt is the first-stage OTDM / WDM conversion circuit 3
By 121, several pulses are collected together and different wavelengths λ1, λ1 + Δλ, λ1 + 2Δλ, as shown in FIG.
λ1 + 3Δλ, ... At the stage after the signal shown in (b) enters and is emitted from the first-stage dispersion medium 3122, the timing is shifted according to the wavelength as shown in (c). That is, in this example, the wavelength (λ1 + Δλ) has a larger delay in the dispersion medium 3122 than the wavelength λ1, and in FIG. 46, the reflection position in the chirped fiber grating 3132 is far and the transmission path is long. It is output with a delay. Second OTDM /
In the WDM conversion circuit 3121, λ in (c)
Multiple pulses of one wavelength are combined into several pulses,
It is converted into different wavelengths λ2, λ2 + Δλ, .... Also,
The wavelength (λ2 + Δ
The signals of λ) and (λ2 + 2Δλ) are delayed, and the pulse timing becomes as shown in (d). Similarly, by sequentially shifting the pulse timings up to the m-th stage, one pulse is finally output at a time interval of ΔT as shown in (e). This time interval ΔT is determined by the delay amount of the wavelength interval of the dispersion medium 3122. Further, this ΔT is determined by the grid spacing of the chirped fiber grating 3132 in FIG.

【0125】また、図45に示した光パケット伸長回路
では、OTDM/WDM変換によって確保できる帯域幅
と伸長するパルス数との関係を考慮して多段構成とした
が、光パケットの各パルスを一括ですべて異なる波長に
変換できる広帯域なOTDM/WDM変換回路と、その
広帯域をカバーする分散媒質を用いて、1段の回路で1
パルスずつ伸長する1段構成としても良い。
The optical packet decompression circuit shown in FIG. 45 has a multi-stage structure in consideration of the relationship between the bandwidth that can be secured by OTDM / WDM conversion and the number of pulses to be expanded. With a wideband OTDM / WDM conversion circuit that can convert to all different wavelengths and a dispersion medium that covers the wideband, one-stage circuit
A one-stage configuration in which each pulse is extended may be used.

【0126】以上、各実施形態で説明したように、本発
明の光パケット圧縮回路は、従来技術に比べて遅延量の
制御が簡易でビット揺らぎが小さく、温度変化の影響が
小さいので、電気領域(現在40Gbps)から100
Gbps以上の光領域のビットレートに、高精度で容易
に変換することが可能となる。また、連続する超高速光
パケットを生成できるので、従来技術に比べて、1つの
光パケット圧縮回路に対して圧縮比Nのとき、N倍のス
ループットとすることが可能である。
As described above in each of the embodiments, the optical packet compression circuit of the present invention has a simple control of the delay amount, a small bit fluctuation, and a small effect of temperature change, as compared with the prior art. (Currently 40 Gbps) to 100
It is possible to easily and highly accurately convert to a bit rate in the optical region of Gbps or higher. Further, since it is possible to generate continuous ultra-high-speed optical packets, it is possible to achieve N times the throughput when the compression ratio is N for one optical packet compression circuit as compared with the conventional technique.

【0127】また、従来技術の光パケット伸長回路は、
ビット位相同期と超高速光スイッチを必須としており、
現在の高速光スイッチはせいぜい数百psの切り替え速度
しかないので、10Gbps程度以下の光パケットの伸
長しか実現できず、100Gbps以上の超高速光パケ
ットを電気領域にパルス間隔を伸長する事は困難であっ
た。しかしながら、本発明による光パケット伸長回路
は、前記各実施形態で説明したように、超高速光スイッ
チやビット位相同期を必要とせずに、容易に100Gb
ps以上の超高速光パケットを伸長することが可能とな
り、連続する光パケットを伸長できるので、従来技術に
比べて、1つの光パケット伸長回路に対して、伸長比N
のときN倍のスループットである。
Further, the conventional optical packet decompression circuit is
Bit phase synchronization and ultra high speed optical switch are essential,
Since current high-speed optical switches have switching speeds of several hundred ps at most, it is only possible to extend optical packets of 10 Gbps or less, and it is difficult to extend the pulse interval of ultra-high-speed optical packets of 100 Gbps or more to the electrical area. there were. However, the optical packet decompression circuit according to the present invention can easily perform 100 Gb without the need for an ultra-high speed optical switch or bit phase synchronization as described in the above embodiments.
Since it becomes possible to decompress an ultra-high-speed optical packet of ps or more and decompress continuous optical packets, the expansion ratio N can be increased for one optical packet expansion circuit as compared with the conventional technology.
Is N times the throughput.

【0128】上記各実施形態においては、WANを実現
するための各ノード装置間での通信について説明した
が、同様の技術を、単一の装置内における構成要素間の
通信のための相互接続に応用することも可能である。こ
れにより、装置内での信号の伝送を超高速に行うととも
に、信号線の障害の際にも、その障害の影響を局所に留
め、装置全体の故障につながらないようにすることが可
能となる。以上、図面を参照してこの発明の実施形態を
詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限
られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
の設計等も含まれる。
In each of the above embodiments, the communication between the respective node devices for realizing the WAN has been described, but the same technique is applied to the interconnection for the communication between the constituent elements in a single device. It is also possible to apply. As a result, it becomes possible to perform signal transmission within the device at an extremely high speed, and even in the case of a signal line failure, the effect of the failure can be locally suppressed so as not to lead to the failure of the entire device. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and includes a design and the like within a range not departing from the gist of the present invention.

【0129】[0129]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光パケッ
ト圧縮回路を用いることにより、遅延量の制御が簡易で
ビット揺らぎが小さく、温度変化の影響が小さいので、
電気領域(現在40Gbps)から100Gbps以上
の光領域のビットレートに、高精度で容易に変換するこ
とが可能となる。
As described above, by using the optical packet compression circuit of the present invention, the control of the delay amount is simple, the bit fluctuation is small, and the influence of the temperature change is small.
It is possible to easily and highly accurately convert the bit rate in the electric region (currently 40 Gbps) to the optical region bit rate of 100 Gbps or more.

【0130】また、本発明による光パケット伸長回路を
用いることにより、超高速光スイッチやビット位相同期
を必要とせずに、容易に100Gbps以上の超高速光
パケットを伸長することが可能となる。
Further, by using the optical packet decompression circuit according to the present invention, it becomes possible to easily decompress an ultra high speed optical packet of 100 Gbps or more without the need for an ultra high speed optical switch or bit phase synchronization.

【0131】また、光挿入分岐型多重分離ノード装置に
上記の光パケット圧縮回路を備え、この光パケット圧縮
回路によって圧縮された光パケットを光ファイバ伝送路
に挿入したり、同装置に上記の光パケット伸長回路を備
え、光ファイバ伝送路から分岐された光パケットをこの
光パケット伸長回路で伸長したりすることによって、超
高速光パケット転送リングネットワークを安定的に動作
させることが可能となる。
Further, the optical add / drop type demultiplexing node device is provided with the above-mentioned optical packet compression circuit, and the optical packet compressed by this optical packet compression circuit is inserted into the optical fiber transmission line or the optical packet compression circuit is inserted into the device. By providing a packet decompression circuit and decompressing an optical packet branched from the optical fiber transmission line by this optical packet decompression circuit, it becomes possible to operate the ultra-high-speed optical packet transfer ring network in a stable manner.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による超高速光パケット転送リングネ
ットワークの一実施形態に係る構成を示した概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration according to an embodiment of an ultrahigh-speed optical packet transfer ring network according to the present invention.

【図2】 本発明による光挿入分岐型多重分離ノード装
置の一実施形態の構成を示したブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an optical add / drop type demultiplexing node device according to the present invention.

【図3】 図2に示した光挿入分岐型多重分離ノード装
置の詳細構成例を示したブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration example of the optical add / drop type demultiplexing node device shown in FIG.

【図4】 図3に示した光挿入分岐型多重分離ノード装
置の各部の動作方法を説明するタイミングチャートであ
る。
FIG. 4 is a timing chart illustrating an operating method of each unit of the optical add / drop type demultiplexing node device shown in FIG.

【図5】 図3に示した2×2光スイッチの状態と場合
分けを示した説明図である。
5 is an explanatory diagram showing a state and case classification of the 2 × 2 optical switch shown in FIG.

【図6】 図3に示した2×2光スイッチの状態遷移を
一覧として示した表図である。
6 is a table showing a list of state transitions of the 2 × 2 optical switch shown in FIG.

【図7】 図3に示した光ノード装置におけるパケット
圧縮/伸張の概念を説明する概略図である。
7 is a schematic diagram illustrating the concept of packet compression / decompression in the optical node device shown in FIG.

【図8】 図3に示した光ノード装置でのパケット挿入
時のフロー制御方法を示したタイミングチャートであ
る。
8 is a timing chart showing a flow control method at the time of packet insertion in the optical node device shown in FIG.

【図9】 本発明の超高速光パケット転送リングネット
ワークの設計数値の例を示した表図である。
FIG. 9 is a table showing an example of design numerical values of an ultrahigh-speed optical packet transfer ring network of the present invention.

【図10】 図3に示したパケット圧縮回路の構成例を
説明する概略図である。
10 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the packet compression circuit illustrated in FIG.

【図11】 マスターノード装置で帯域保証を行う場合
に送出される専用ラベルの構成例を示したタイミングチ
ャートである。
FIG. 11 is a timing chart showing a configuration example of a dedicated label transmitted when the master node device guarantees a band.

【図12】 超高速光パケット転送リングネットワーク
の設計において、バースト率と収容可能ノード数の関係
を示したグラフである。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the burst rate and the number of nodes that can be accommodated in the design of an ultrahigh-speed optical packet transfer ring network.

【図13】 利用率と平均待ち時間[パケット]の関係
で示されるキュー遅延量を示したグラフである。
FIG. 13 is a graph showing a queue delay amount indicated by a relationship between a utilization rate and an average waiting time [packet].

【図14】 利用率と待ち時間の分散[パケット]との
関係で示されるキュー遅延揺らぎを示したグラフであ
る。
FIG. 14 is a graph showing a queue delay fluctuation represented by a relationship between a utilization rate and a wait time distribution [packet].

【図15】 2ファイバ1:1単方向型ネットワークに
おけるプロテクションの手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 15 is a flowchart showing a protection procedure in a two-fiber 1: 1 unidirectional network.

【図16】 2ファイバ1:1単方向型ネットワークに
おいて、それぞれ(a)正常時、(b)ファイバ断時、
および(c)リング断時の、ノード6から他の各ノード
へのラベルスイッチパスを示す概略図である。
FIG. 16: In a two-fiber 1: 1 unidirectional network, (a) when normal, (b) when fiber is cut,
And (c) is a schematic diagram showing a label switch path from the node 6 to each of the other nodes when the ring is broken.

【図17】 2ファイバ1:1単方向型ネットワークに
おけるノード構成例を示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram showing a node configuration example in a two-fiber 1: 1 unidirectional network.

【図18】 2ファイバ1+1単方向型ネットワークに
おけるプロテクションの手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 18 is a flowchart showing a protection procedure in a two-fiber 1 + 1 unidirectional network.

【図19】 2ファイバ1+1単方向型ネットワークに
おいて現用系と予備系の転送方向が互いに逆の場合に、
それぞれ(a)正常時、(b)ファイバ断時、および
(c)リング断時の、ノード6から他の各ノードへのラ
ベルスイッチパスを示す概略図である。
FIG. 19 shows a case where the transfer directions of the active system and the standby system are opposite to each other in the two-fiber 1 + 1 unidirectional network,
FIG. 3 is a schematic diagram showing a label switch path from the node 6 to each of the other nodes when (a) normal, (b) fiber disconnected, and (c) ring disconnected.

【図20】 2ファイバ1+1単方向型ネットワークに
おいて現用系と予備系の転送方向が同じ場合に、それぞ
れ(a)正常時および(b)ファイバ断時の、ノード6
から他の各ノードへのラベルスイッチパスを示す概略図
である。
FIG. 20 shows a node 6 in a two-fiber 1 + 1 unidirectional network in which the transfer directions of the active system and the standby system are the same, (a) when normal and (b) when the fiber is disconnected, respectively.
FIG. 6 is a schematic diagram showing label switch paths from a node to other nodes.

【図21】 2ファイバ1+1単方向型ネットワークに
おいて、現用系と予備系の転送方向が互いに逆の場合の
ノード構成例を示すブロック図である。
FIG. 21 is a block diagram showing a node configuration example in the case where the transfer directions of the active system and the standby system are opposite to each other in the two-fiber 1 + 1 unidirectional network.

【図22】 パケット切り替え2ファイバ1+1単方向
型ネットワークにおけるプロテクションの手順を示すフ
ローチャートである。
FIG. 22 is a flowchart showing a procedure of protection in a packet switching two-fiber 1 + 1 unidirectional network.

【図23】 パケット切り替え2ファイバ1+1単方向
型ネットワークにおいて、現用系と予備系の転送方向が
互いに逆の場合のノード構成例を示すブロック図であ
る。
FIG. 23 is a block diagram showing a node configuration example in the case where the transfer directions of the active system and the standby system are opposite to each other in the packet switching 2-fiber 1 + 1 unidirectional network.

【図24】 4ファイバ1:1双方向型ネットワークに
おけるプロテクションの手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 24 is a flowchart showing a protection procedure in a 4-fiber 1: 1 bidirectional network.

【図25】 4ファイバ1:1双方向型ネットワークに
おいて、それぞれ(a)正常時、(b)ファイバ断時、
および(c)リング断時の、ノード6から他の各ノード
へのラベルスイッチパスを示す概略図である。
FIG. 25: In a four-fiber 1: 1 bidirectional network, (a) normal operation, (b) fiber disconnection,
And (c) is a schematic diagram showing a label switch path from the node 6 to each of the other nodes when the ring is broken.

【図26】 4ファイバ1:1双方向型ネットワークに
おけるノード構成例を示すブロック図である。
FIG. 26 is a block diagram showing an example of a node configuration in a 4-fiber 1: 1 bidirectional network.

【図27】 4ファイバ1+1双方向型ネットワークに
おいて、現用系と予備系の転送方向が同じ場合のプロテ
クションの手順を示すフローチャートである。
FIG. 27 is a flowchart showing a protection procedure in the case where the transfer directions of the active system and the standby system are the same in the 4-fiber 1 + 1 bidirectional network.

【図28】 4ファイバ1+1双方向型ネットワークに
おいて現用系と予備系の転送方向が同じ場合に、それぞ
れ(a)正常時、(b)ファイバ断時、および(c)リ
ング断時の、ノード6から他の各ノードへのラベルスイ
ッチパスを示す概略図である。
FIG. 28 shows a node 6 in the case where the transfer directions of the active system and the standby system are the same in the 4-fiber 1 + 1 bidirectional network, (a) normal, (b) fiber disconnected, and (c) ring disconnected, respectively. FIG. 6 is a schematic diagram showing label switch paths from a node to other nodes.

【図29】 4ファイバ1+1双方向型ネットワークに
おいて現用系と予備系の転送方向が互いに逆の場合に、
それぞれ(a)正常時、(b)ファイバ断時、および
(c)リング断時の、ノード6から他の各ノードへのラ
ベルスイッチパスを示す概略図である。
FIG. 29 shows a case where the transfer directions of the active system and the standby system are opposite to each other in the 4-fiber 1 + 1 bidirectional network,
FIG. 3 is a schematic diagram showing a label switch path from the node 6 to each of the other nodes when (a) normal, (b) fiber disconnected, and (c) ring disconnected.

【図30】 4ファイバ1+1双方向型ネットワークに
おいて、現用系と予備系の転送方向が互いに逆の場合の
ノード構成例を示すブロック図である。
FIG. 30 is a block diagram showing a node configuration example when the transfer directions of the active system and the standby system are opposite to each other in the 4-fiber 1 + 1 bidirectional network.

【図31】 パケット切り替え4ファイバ1+1双方向
型ネットワークにおいて、現用系と予備系の転送方向が
同じ場合のプロテクションの手順を示すフローチャート
である。
FIG. 31 is a flowchart showing a protection procedure in the case where the transfer directions of the active system and the standby system are the same in the packet switching 4-fiber 1 + 1 bidirectional network.

【図32】 パケット切り替え4ファイバ1+1双方向
型ネットワークにおいて、現用系と予備系の転送方向が
同じ場合のノード構成例を示すブロック図である。
FIG. 32 is a block diagram showing a node configuration example in the case where the transfer directions of the active system and the standby system are the same in the packet switching 4-fiber 1 + 1 bidirectional network.

【図33】 光スイッチの故障箇所を同定する手順を示
すフローチャートである。
FIG. 33 is a flowchart showing a procedure for identifying a failure location of an optical switch.

【図34】 従来技術による光パケット圧縮回路の例を
示すブロック図である。
FIG. 34 is a block diagram showing an example of a conventional optical packet compression circuit.

【図35】 従来技術による光パケット圧縮回路の他の
例を示すブロック図である。
FIG. 35 is a block diagram showing another example of a conventional optical packet compression circuit.

【図36】 従来技術による光パケット圧縮回路のさら
に他の例を示すブロック図である。
FIG. 36 is a block diagram showing still another example of the optical packet compression circuit according to the conventional technique.

【図37】 従来技術による光パケット伸長回路の例を
示すブロック図である。
FIG. 37 is a block diagram showing an example of a conventional optical packet decompression circuit.

【図38】 従来技術による光パケット伸長回路の他の
例を示すブロック図である。
FIG. 38 is a block diagram showing another example of an optical packet decompression circuit according to the related art.

【図39】 本発明の一実施形態による光パケット圧縮
回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 39 is a block diagram showing a configuration of an optical packet compression circuit according to an embodiment of the present invention.

【図40】 図39に示した光パケット圧縮回路におけ
るパルス信号のタイミングを示すタイミングチャートで
ある。
40 is a timing chart showing the timing of pulse signals in the optical packet compression circuit shown in FIG. 39.

【図41】 本発明の一実施形態による光パケット伸長
回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 41 is a block diagram showing a configuration of an optical packet decompression circuit according to an embodiment of the present invention.

【図42】 図41に示した光パケット伸長回路におけ
る光シリアル/パラレル変換回路の詳細構成を示すブロ
ック図である。
42 is a block diagram showing a detailed configuration of an optical serial / parallel conversion circuit in the optical packet decompression circuit shown in FIG. 41.

【図43】 図41に示した光パケット伸長回路におけ
るパルス信号のタイミングを示すタイミングチャートで
ある。
43 is a timing chart showing the timing of pulse signals in the optical packet decompression circuit shown in FIG. 41.

【図44】 図41に示した光パケット伸長回路におけ
るパルス信号のタイミングを示すタイミングチャートで
ある。
44 is a timing chart showing the timing of pulse signals in the optical packet decompression circuit shown in FIG. 41.

【図45】 本発明の他の実施形態による光パケット伸
長回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 45 is a block diagram showing a configuration of an optical packet decompression circuit according to another embodiment of the present invention.

【図46】 図45に示した光パケット伸長回路におけ
る分散媒質の詳細構成を示すブロック図である。
46 is a block diagram showing a detailed configuration of a dispersion medium in the optical packet decompression circuit shown in FIG. 45.

【図47】 図45に示した光パケット伸長回路におけ
るパルス信号のタイミングを示すタイミングチャートで
ある。
47 is a timing chart showing the timing of pulse signals in the optical packet decompression circuit shown in FIG. 45.

【図48】 4ファイバ1+1双方向型ネットワークに
おいて、現用系と予備系の転送方向が互いに逆の場合に
おけるプロテクションの手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 48 is a flowchart showing a protection procedure in the case where the transfer directions of the active system and the standby system are opposite to each other in the 4-fiber 1 + 1 bidirectional network.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3001 クロック発生器 3002 レーザ発振器 3003 光分岐器 3004 光変調器 3005 光合波器 3008 光遅延線 3010 バッファリング回路 3011 シリアル/パラレル変換回路 3012 メモリ 3017 OR回路 3019 クロック信号制御回路 3101 光シリアル/パラレル変換回路 3103 光検出器 3104 スタートビット検出回路 3105 スイッチ 3106 電気メモリ 3107 読み出し回路 3108 OR回路 3111 OTDM/WDM変換回路 3112 AWG 3121 OTDM/WDM変換回路 3122 分散媒質 3131 光回路 3132 チャープドファイバグレーティング 3001 clock generator 3002 Laser oscillator 3003 Optical splitter 3004 Optical modulator 3005 Optical multiplexer 3008 Optical delay line 3010 Buffering circuit 3011 Serial / parallel conversion circuit 3012 memory 3017 OR circuit 3019 Clock signal control circuit 3101 Optical serial / parallel conversion circuit 3103 Photodetector 3104 Start bit detection circuit 3105 switch 3106 Electric memory 3107 readout circuit 3108 OR circuit 3111 OTDM / WDM conversion circuit 3112 AWG 3121 OTDM / WDM conversion circuit 3122 Dispersion medium 3131 Optical circuit 3132 Chirped fiber grating

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−38575(JP,A) 特開 平6−261072(JP,A) 特開 平7−321745(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/42 - 12/46 H04L 12/54 - 12/56 H04J 3/00 - 3/26 H04J 14/00 - 14/08 H04B 10/00 - 10/28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-7-38575 (JP, A) JP-A-6-261072 (JP, A) JP-A-7-321745 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H04L 12/42-12/46 H04L 12/54-12/56 H04J 3/00-3/26 H04J 14/00-14/08 H04B 10/00-10 / 28

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 連続的に入力される光パルス信号をN並
列(Nは自然数)に出力する光シリアル/パラレル変換
回路(3101)と、 前記光シリアル/パラレル変換回路によって分岐された
各光パルス信号をそれぞれ光/電気変換するN個の光検
出器(3103)と、 前記N個の光検出器から出力された電気信号からスター
トビットを検出する少なくとも1個のスタートビット検
出回路(3104)と、 前記N個の光検出器から出力された電気信号を振り分け
るN個のスイッチ(3105)と、 前記N個のスイッチでそれぞれN個に振り分けられた電
気信号それぞれのデータを一時的に蓄積するN個のメ
モリ(3106)と、 前記スタートビット検出回路の1つによってスタートビ
ットが検出されると、当該スタートビット検出回路に対
応する前記メモリを最初として所定の順序で順次前記N
2個のメモリに対する読み出し信号を発する読み出し回
路(3107)と、 前記読み出し信号に基づいて前記
2個のメモリから読み出されるデータのうち、それぞ
れN個を多重化してそれぞれ出力信号線上に出力するN
個の多重化回路(3108)とを備えることを特徴とす
る光パケット伸長回路。
1. An optical serial / parallel conversion circuit (3101) for outputting continuously input optical pulse signals in N parallel (N is a natural number), and each optical pulse branched by the optical serial / parallel conversion circuit. N photodetectors (3103) for converting each signal into light / electricity, and at least one start bit detection circuit (3104) for detecting start bits from the electric signals output from the N photodetectors. , N switches (3105) that distribute the electrical signals output from the N photodetectors, and N that temporarily stores the data of each of the electrical signals distributed to the N switches by the N switches. When the start bit is detected by the two memories (3106) and one of the start bit detection circuits, the start bit detection circuit is paired with the start bit detection circuit. The corresponding memory is set as the first and the N
A read circuit (3107) for issuing read signals to the two memories, and N of the data read from the N 2 memories based on the read signals, N pieces of which are multiplexed and output on output signal lines, respectively.
An optical packet decompression circuit comprising: a plurality of multiplexing circuits (3108).
【請求項2】 請求項1に記載の光パケット伸長回路に
おいて、 前記光シリアル/パラレル変換回路(3101)は、連
続的に入力される光パルス信号の異なる時間位置にある
パルスを異なる波長に変換するOTDM/WDM変換回
路(3111)と、前記OTDM/WDM変換回路から
出力される波長多重信号を波長ごとにN本に分岐する波
長分岐器(3112)とによって構成されることを特徴
とする光パケット伸長回路。
2. The optical packet decompression circuit according to claim 1 , wherein the optical serial / parallel conversion circuit (3101) converts pulses at different time positions of continuously input optical pulse signals into different wavelengths. And an OTDM / WDM conversion circuit (3111) and a wavelength demultiplexer (3112) that branches the wavelength division multiplexed signal output from the OTDM / WDM conversion circuit into N wavelengths. Packet decompression circuit.
【請求項3】 連続的に入力される光パルス信号の異な
る時間位置にあるパルスを異なる波長に変換するOTD
M/WDM変換回路(3121)と、 前記OTDM/WDM変換回路から出力された信号が入
射され、この信号に波長に応じて異なる遅延を生じせし
める分散媒質(3122)とを備えることを特徴とする
光パケット伸長回路。
3. An OTD for converting pulses at different time positions of continuously input optical pulse signals into different wavelengths.
An M / WDM conversion circuit (3121) and a dispersion medium (3122) that receives the signal output from the OTDM / WDM conversion circuit and causes the signal to undergo different delays depending on the wavelength. Optical packet decompression circuit.
【請求項4】 請求項3に記載の光パケット伸長回路に
おいて、 前記分散媒質は、 入射される信号を波長に応じて異なる遅延時間によって
反射するチャープドファイバグレーティング(313
2)と、 前記OTDM/WDM変換回路から出力された光信号を
前記チャープドファイバグレーティングに仕向けるとと
もに、このチャープドファイバグレーティングによって
反射された光信号を出力側に仕向ける光回路(313
1)とによって構成されることを特徴とする光パケット
伸長回路。
4. The optical packet decompression circuit according to claim 3 , wherein the dispersion medium reflects an incident signal with a different delay time depending on a wavelength.
2) and an optical circuit (313) which directs the optical signal output from the OTDM / WDM conversion circuit to the chirped fiber grating and directs the optical signal reflected by the chirped fiber grating to the output side.
1) An optical packet decompression circuit comprising:
【請求項5】 請求項3又は4に記載の光パケット伸長
回路を複数段直列に接続して構成される光パケット伸長
回路であって、 各段の光パケット伸長回路は入力される光パルス列を複
数の部分パルス列に分解して遅延出力するものであり、 この光パケット伸長回路を複数段直列に接続したことに
よって入力される光パルス信号を段階的により小さい単
位の部分列に分解していくことを特徴とする光パケット
伸長回路。
5. An optical packet decompression circuit configured by connecting a plurality of optical packet decompression circuits according to claim 3 or 4 in series, wherein each stage of the optical packet decompression circuits outputs an optical pulse train. This is to divide it into multiple partial pulse trains and output it in a delayed manner. By connecting multiple stages of this optical packet decompression circuit in series, the input optical pulse signal is decomposed step by step into smaller partial trains. Optical packet decompression circuit.
【請求項6】 光パケットを分岐、挿入、通過させる光
挿入分岐型多重分離ノード装置(1−1,1−2,1−
3,1−4)間を光ファイバ伝送路(2)でリング状に
接続して成り、 前記光ファイバ伝送路を通して到着する光パケットが自
ノード装置宛のパケットで無ければ、光パケット信号の
まま当該光ノード装置を通過させ、前記光パケットが自
ノード装置宛のパケットであれば、分岐して取り込むパ
ケット転送制御部を、前記各光挿入分岐型多重分離ノー
ド装置に具備する超高速光パケット転送リングネットワ
ークにおいて、 前記光挿入分岐型多重分離ノード装置は、請求項1又は
に記載の光パケット伸長回路を備え、前記光ファイバ
伝送路から分岐された光パケットをこの光パケット伸長
回路によって伸長することを特徴とする超高速光パケッ
ト転送リングネットワーク。
6. An optical add / drop type demultiplexing node device (1-1, 1-2, 1-) that drops, inserts, and passes an optical packet.
If the optical packet arriving through the optical fiber transmission line is not a packet addressed to the own node device, the optical packet signal remains as it is. Ultra-high-speed optical packet transfer including a packet transfer control unit that branches and takes in if the optical packet is a packet addressed to the own node device in the ring network, the optical add-drop multiplex type node device according to claim 1 or
2. An ultra-high-speed optical packet transfer ring network, comprising the optical packet decompression circuit according to 2 , wherein the optical packet branched from the optical fiber transmission line is decompressed by the optical packet decompression circuit.
【請求項7】 光パケットを分岐、挿入、通過させる光
挿入分岐型多重分離ノード装置(1−1,1−2,1−
3,1−4)間を光ファイバ伝送路(2)でリング状に
接続して成り、 前記光ファイバ伝送路を通して到着する光パケットが自
ノード装置宛のパケットで無ければ、光パケット信号の
まま当該光ノード装置を通過させ、前記光パケットが自
ノード装置宛のパケットであれば、分岐して取り込むパ
ケット転送制御部を、前記各光挿入分岐型多重分離ノー
ド装置に具備する超高速光パケット転送リングネットワ
ークにおいて、 前記光挿入分岐型多重分離ノード装置は、請求項3から
までのいずれかに記載の光パケット伸長回路を備え、
この光パケット伸長回路によって伸長された光パケット
を前記光ファイバ伝送路に挿入することを特徴とする超
高速光パケット転送リングネットワーク。
7. An optical add / drop type demultiplexing node device (1-1, 1-2, 1-) for dropping, inserting, and passing an optical packet.
If the optical packet arriving through the optical fiber transmission line is not a packet addressed to the own node device, the optical packet signal remains as it is. Ultra-high-speed optical packet transfer including a packet transfer control unit that branches and takes in if the optical packet is a packet addressed to the own node device In a ring network, the optical add / drop type demultiplexing node device is from claim 3.
The optical packet decompression circuit according to any one of 5 to 5 ,
An ultra-high-speed optical packet transfer ring network, wherein the optical packet expanded by the optical packet expansion circuit is inserted into the optical fiber transmission line.
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