JP3926080B2

JP3926080B2 - Network system and node device

Info

Publication number: JP3926080B2
Application number: JP2000023900A
Authority: JP
Inventors: 正幸鹿嶋
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2000-02-01
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2020-02-01
Also published as: JP2001217854A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノード装置及びネットワークシステムに関する。例えば、地域網規模の中継系光ネットワークシステムに適用し得るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速・大容量化に適した光ネットワークシステムとして、波長多重ネットワークシステムが注目されている。光ネットワークは、アクセス系（ユーザ端末とのインタフェースネットワーク）とバックボーン又は中継系（アクセスネットワーク同士を接続するネットワーク）とに分けられるが、バックボーンにはアクセスネットワークで束ねられた情報を他のアクセスネットワークに転送するために大容量の転送システムが必要になる。このため、特に、波長多重技術を用いたシステム、すなわち光ネットワークシステムが注目されている。
【０００３】
また、アクセス系の集線装置として、最近ではインターネットの普及により、ＩＰルータが使用されることが多い。しかし、現状のＩＰネットワークは、ルータをホップバイホップで転送する構成を採る方式を採用しているため遅延が大きくなる問題がある。かかる場合でも、ＩＰネットワークを介して提供されるのが単なるデータ通信であれば問題も少なくて済むが、リアルタイムサービスを提供するのに用いる場合には問題である。従って、ルータの経由数を減らす目的でも、バックボーンの波長多重に光ネットワークシステムを適用することが注目されている。
【０００４】
図２に、バックボーンシステムの一般的な構成例を示す。このシステムは、ノードを光ファイバ経由で接続し、各ノードをリング状に配置することで構成される。ここで、光ファイバには波長多重された光信号が伝送されることになり、各ノードは、波長単位で光信号の送受信を行う。別の言い方をすると、光ファイバからなる伝送路に光信号を挿入したり取り出したりする（すなわち、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐする）。ここで、ノード間の通信経路となる各パスのそれぞれに波長を割り当てることにすると、フルメッシュ（全て１ホップ、他のノードを経由しない）でパスを接続するには、ノード数をＮとする場合、Ｎ（Ｎ−１）／２で与えられる数の波長が必要になる。例えば、ノード数を１０とすると、４５波必要になる。
【０００５】
この他、この種のシステムには、図３に示すような構成が用いられることもある（特開平１０−３０３９８４）。このシステムは、２ホップ（ノード１つを経由する）以内で転送が可能なものである。このシステムは、物理的には単一リングを構成するように接続されたノードを論理的には格子構造を有するものとみなし、その行方向（Ｃｏｌｕｍ）と列方向（Ｒｏｗ）とでノードをグループ化するこによって各ノード間の転送を実現する。
【０００６】
この構成のネットワークでは、同一グループ内の転送は全て１ホップで実現され、他のグループに対しては送信ノードのグループと受信ノードのグループとが交差する位置のノードを経由する２ホップにて実現される。この場合、その使用波長数はフルメッシュでパスを設定しなくても良くなるものの、各グループで使用する波長は全て同じ単一の伝送路中（光ファイバ）を通過することになるので、Ｍ（行方向）×Ｎ（列方向）のノード数を有するシステムに必要となる波長数は、ＭＮ（Ｍ−１）／２＋ＭＮ（Ｎ−１）／２で与えられる。この波長数は、図２のシステムよりも小さい値となる。さらに、各ノードをグループ化することで波長の管理が簡易となり、転送方向が列方向（Ｒｏｗ）と行方向（Ｃｏｌｕｍ）の２方向かつ２ホップ以内なのでパスの管理も簡易である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらシステムは多くの波長を必要とする。これに対し、実用的な波長多重数は４０波程度である。最近では、技術が進み６０波程度までの実用化実験が行われているが、実用化はまだ先である。使用波長数を４０波とした場合、ノードの接続数は１２程度が限度である。地域網をどの程度の規模にしたら良いかという問題もあるが、例えば、関東圏で１つの地域網を構成するとすれば、地域網のノード数は１００ノード位が想定される。因みに、図２に示す構成で１００ノード接続するには４９５０波の波長数が必要なり、図３に示す構成とする場合（論理構成を格子状とする場合）でも９００波の波長が必要になる。このため、いずれのシステムも地域網規模のネットワークシステムの構築には適用することができなかった。
【０００８】
このように、現在では、必要となる波長の数がより少なくて済むノード装置及びネットワークシステムの実現が求められている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（Ａ）かかる課題を解決するため、第１の発明（請求項１）においては、以下の物理構成及び論理構成を有するネットワークシステムを提案する。すなわち、物理的には、信号多重分離機能を備えるノードをリング状に接続してなるネットワークを複数個用意して、それらをクロスコネクト機能を備える１つ又は複数個のノードを介して一列に接続し、論理的には、リング状に接続してなるネットワークを構成する各ノードを格子状に配列し、その列方向又は行方向のいずれか一方のグループのそれぞれにリング状に接続してなるネットワークのそれぞれを割り当てるようにする。
【００１０】
かかる構成により、ネットワーク上のいずれのノードにも２ホップ以内の転送を、従来よりもより少ない種類の信号数（例えば、光ネットワークの場合には波長数）にて実現することができる。
【００１１】
（Ｂ）また、第２の発明（請求項２）では、第１の発明におけるネットワークシステムにおいて、論理構成上、リング状に接続してなるネットワークに割り当てられないグループを１つ又は複数置きに設けるようにする。かかる構成を採用すれば、第１の発明よりも更に使用する信号数が少なく済むネットワークシステムを実現できる。
【００１２】
（Ｃ）また、第３の発明（請求項３）においては、以下の物理構成及び論理構成を有するネットワークシステムを提案する。すなわち、物理的には、信号多重分離機能を備えるノードをリング状に接続してなるネットワークを複数個用意して、それらを各ネットワークに配置されたクロスコネクト機能を備えるノード同士の相互接続によってリング状に接続し、論理的には、リング状に接続してなるネットワークを構成する各ノードを格子状に配列し、その列方向又は行方向のいずれか一方のグループのそれぞれにリング状に接続してなるネットワークのそれぞれを割り当てるようにする。
【００１３】
かかる構成を採用することにより、第１の発明よりも更に使用する信号数が少なく済むネットワークシステムを実現できる。
【００１４】
（Ｄ）また、第４の発明（請求項４）においては、以下の物理構成及び論理構成を有するネットワークシステムを提案する。すなわち、論理的には、ネットワークを構成する各ノードを格子状に配列してその列方向と行方向とでグループ化し、物理的には、グループ数分のリングを用意して全てのノードを接続し、各ノードにおいては、自身が属するグループのリングに関しては信号の多重分離を実行し、グループ外のリングに関してはそのまま通過させるようにする。
【００１５】
かかる構成を採用することにより、第１の発明よりも更に使用する信号数が少なく済むネットワークシステムを実現できる。
【００１６】
（Ｅ）また、第５の発明（請求項５）においては、第３の発明（請求項３）に記載のネットワークシステムに用いられるクロスコネクト機能を備えるノード装置として、以下の手段を備えるものを使用する。すなわち、自身の属するネットワーク内にある信号多重分離機能を備えるノード間の通信に使用される信号についてはそのまま通過させ、自身が接続しようとする他のネットワークからの信号又は他のネットワークに対する信号については相互に交換する接続手段を備えるものを使用する。
【００１７】
かかる構成のノードを採用することにより、第３の発明（請求項３）に記載のネットワークシステムの構築が可能となる。
【００１８】
（Ｆ）また、第６の発明（請求項６）においては、第４の発明（請求項４）に記載のネットワークシステムに用いられるノード装置として、以下の手段を備えるものを使用する。すなわち、論理構成上自身が属するリングとの間では信号の多重と分離を実行し、論理構成上自身が属しないリングとの間では信号をそのまま通過させる接続手段を備えるものを使用する。
【００１９】
かかる構成のノードを採用することにより、第４の発明（請求項４）に記載のネットワークシステムの構築が可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用い、本発明に好適な実施形態例を説明する。なお、以下の説明では、光ネットワークシステムについて説明する。
【００２１】
（Ａ）第１の実施形態
（Ａ−１）光ネットワークシステムの構成
（１）物理的な接続構成
図４に、本実施形態に係る光ネットワークシステムを構成するノードの物理的な接続構成を示す。この光ネットワークシステムは、Ｎ個のリングネットワークをＮ−１個の光クロスコネクトで接続することによって構成される。この光ネットワークシステムは２種類のノードからなる。
【００２２】
１つは、各リング内で用いられるノードであり、光信号の挿入と分離を行う（ＡｄｄとＤｒｏｐを行う）。以下「ＯＡＤＭ（Optical Add Drop Multiplexer）ノード」という。このノードには、特定波長の光信号を光ファイバ（伝送路）から分離する機能（Ｄｒｏｐ機能）と、その反対に特定波長の光信号を光ファイバ（伝送路）に挿入する（Ａｄｄ機能）とが備えられている。このノードは既知のノードである。図５に、ＯＡＤＭノードの構成を示す。図５中、「ＡＷＧ」は、ＡＷＧ波長合波／分波回路（Arrayed-Waveguide Grating Multi/Demultiplexer ）である。また、「ＯＳＷ」は、光スイッチ（Optical SWitch）である。
【００２３】
もう一つ、リング間を接続するノードである。以下「ＯＸＣ（Optical Cross Connect ）」ノードという。このノードには、光ファイバから波長多重信号を分離して１波長毎に接続先を切り換える機能と、切り換えた波長を合波して光ファイバに出力する機能とが備えられている。図６に、ＯＸＣノードの構成を示す。図５のＯＡＤＭとの違いは、ノードを構成する「ＯＳＷ」が分離後の全信号を切り換え対象とする点である。
【００２４】
なお、図４では、各リングネットワーク（Ｒｉｎｇ１〜ＲｉｎｇＮ）に、それぞれＭ個のＯＡＤＭノードを、光ファイバを介して接続する場合について表している。以下、Ｒｉｎｇ１を構成するＭ個のノードを、１−１，１−２，…１−Ｍと表し、他のＲｉｎｇｋ（ｋ＝２、３…Ｎ）を構成するＭ個のノードをｋ−１，ｋ−２，…ｋ−Ｍと表す。また、Ｒｉｎｇ１とＲｉｎｇ２を接続するノードをＯＸＣ１と表し、ＲｉｎｇｋとＲｉｎｇｋ＋１を接続するノードをＯＸＣｋ（ｋ＝２、３…Ｎ−１）と表す。
【００２５】
（２）論理的な接続構成
図７に、本実施形態に係る光ネットワークシステムに採用する論理的な接続構成を示す。ここでは、図７に示すように、ノードが格子状に配置されているものとみなし、行方向（Ｃｏｌｕｍ方向）と列方向（Ｒｏｗ方向）のそれぞれの方向に配列されたノードを１つのグループとして扱う。
【００２６】
このうち、行（Ｃｏｌｕｍ）グループは、物理的な接続において同一リング上に配置されるノードで構成される。例えば、Ｃ１グループは、Ｒｉｎｇ１を構成するＯＡＤＭ１−１、ＯＡＤＭ１−２、…、ＯＡＤＭ１−Ｍにより構成される。同様に、Ｃ２グループはＲｉｎｇ２のＯＡＤＭにより、Ｃ３グループはＲｉｎｇ３のＯＡＤＭにより、…ＣＮグループはＲｉｎｇＮのＯＡＤＭにより構成される。
【００２７】
他方、列（Ｒｏｗ）グループは、各Ｒｉｎｇに属するノードのうち同一番号（リング内識別番号）が付されているノードにより構成される。例えば、Ｒ１グループは、Ｒｉｎｇ１のＯＡＤＭ１−１と、Ｒｉｎｇ２のＯＡＤＭ２−１と、…ＲｉｎｇＮのＯＡＤＭＮ−１とにより構成される。同様に、Ｒ２グループは、Ｒｉｎｇ１のＯＡＤＭ１−２と、Ｒｉｎｇ２のＯＡＤＭ２−２と、…ＲｉｎｇＮのＯＡＤＭＮ−２とにより、Ｒ３グループは、Ｒｉｎｇ１のＯＡＤＭ１−３と、Ｒｉｎｇ２のＯＡＤＭ２−３と、…ＲｉｎｇＮのＯＡＤＭＮ−３とにより、…ＲＭグループは、Ｒｉｎｇ１のＯＡＤＭ１−Ｍと、Ｒｉｎｇ２のＯＡＤＭ２−Ｍと、…ＲｉｎｇＮのＯＡＤＭＮ−Ｍとにより構成される。
【００２８】
もっとも、かかる列（Ｒｏｗ）グループの割り当ては一例であって、各Ｒｉｎｇに属するノードのうち同一番号（リング内識別番号）の付されたものを必ずしも同一グループに割り当てる必要はない。例えば、Ｒ１グループを、Ｒｉｎｇ１のＯＡＤＭ１−１と、Ｒｉｎｇ２のＯＡＤＭ２−２と、…ＲｉｎｇＮのＯＡＤＭＮ−Ｎとで構成することも可能であり、また、ランダムな割り当てとすることも可能である。
【００２９】
いずれにしても、かかる論理構成を採用することにより、各行（Ｃｏｌｕｍ）グループについては互いに物理的な伝送路が異なることになり、グループ間で同じ波長を繰り返し割り当てることができる。このことは、使用する波長数が少なくて済むことを意味する。因みに、必要となる波長数は、論理構成がＮ×Ｍの格子状であるとすると、Ｍ（Ｍ−１）／２＋ＭＮ（Ｎ−１）／２で与えられる。例えば、１００個のノードを接続する場合、波長の数は４９５個で済む。
【００３０】
（Ａ−２）伝送動作
以下、本実施形態における伝送動作を説明する。なお以下の説明では、説明を容易にするため、その論理配置が３×３で表される場合について説明する。図１に、以下の説明で使用する物理的なノードの接続例と論理配置例を示す。以下、波長の割当方法、ＯＸＣノードにおける動作内容、エンド・エンド（すなわち、ＯＡＤＭノードとＯＡＤＭノード）間の通信動作について順に説明する。
【００３１】
（１）波長の割当て
各リング内（Ｃｏｌｕｍグループ）で使用する波長は、他のリングとは伝送路が異なるため独立に割り当て可能である。このため、ＯＡＤＭ１−１、ＯＡＤＭ１−２、ＯＡＤＭ１−３のＣ１グループで使用する波長をλ１、λ２、λ３とすると、ＯＡＤＭ２−１、ＯＡＤＭ２−２、ＯＡＤＭ２−３のＣ２グループ及びＯＡＤＭ３−１、ＯＡＤＭ３−２、ＯＡＤＭ３−３のＣ３グループで使用する波長もλ１、λ２、λ３とできる（図８の上から１列目）。
【００３２】
一方、Ｒｏｗグループのパスは他リングを経由するため、全てのパスに異なる波長を割り当てる必要がある。グループ内で使用する波長の数はノード数をＮとすると、Ｎ（Ｎ−１）／２で与えられる。従って、図１に示す論理構成の場合、各グループ内で必要となる波長の数は３波となる。なお、Ｒｏｗグループは３グループあるので、Ｒｏｗグループで使用する波長は計９波となる。ここでは、それぞれにλ４〜λ１２を割り当てる（図８の上から２列目〜４列目）。
【００３３】
（２）ＯＸＣの動作
波長を前述の割当とする場合、ＯＸＣにはλ１〜λ１２の波長が入力される。ここで、ＯＸＣ内の光スイッチ（ＯＳＷ）は、λ１〜λ３の波長については、それらの波長が入力されるポートの接続がリング内で閉じられるように切替えを行う。例えば、図６の場合であれば、Ｒｉｎｇ１→Ｒｉｎｇ１となるようにポートの切替えを行う。
【００３４】
これに対し、ＯＸＣ内の光スイッチ（ＯＳＷ）は、λ４〜λ１２の波長については、それらの波長が入力されるポートの接続が必要なリング間で閉じるように切替えを行う。例えば、図６の場合であれば、Ｒｉｎｇ１→Ｒｉｎｇ２となるように、又は、Ｒｉｎｇ２→Ｒｉｎｇ１となるように切替えを行う。従って、図８の場合であれば、λ４はＲｉｎｇ１とＲｉｎｇ２との間のパスに使用されるものであるので、ＯＸＣ１はλ４の波長が入力されるポートを切替え対象とするが、ＯＸＣ２はλ４の波長が入力されるポートを切替え対象とはしない。これにより、Ｒｉｎｇ３へはλ４の信号は行かないことになる。
【００３５】
（３）通信パス
かかる接続構成において実現される通信パスの具体例を説明する。ここでは、リング１のＯＡＤＭ１−１からリング３のＯＡＤＭ３−３に信号を送信する場合の通信パスを説明する。この場合、図９に示すように、２つの転送経路が考えられる。
【００３６】
まず、第１の経路が選択される場合（図９の上段）、同一リング内のＯＡＤＭ１−１からＯＡＤＭ１−３に対し、ＯＡＤＭ３−３を宛先とする光信号がλ３を用いて転送される。ＯＡＤＭ１−３は、当該光信号の宛先が自ノードではないので、当該光信号をλ１２に載せ換える動作を実行し（ホッピングさせて）、ＯＸＣ１及び２を介してＯＡＤＭ３−３へと転送する。
【００３７】
これに対して、第２の経路が選択される場合（図９の下段）、第１のリングのＯＡＤＭ１−１から第３のリングのＯＡＤＭ３−１に対し、ＯＡＤＭ３−３を宛先とする光信号がλ６を用いて転送される。ＯＡＤＭ３−１は、当該光信号の宛先が自ノードではないので、当該光信号をλ３に載せ換える動作を実行し（ホッピングさせて）、同一リング内のＯＡＤＭ３−３へと転送する。
【００３８】
このように、本実施形態におけるシステム構成の場合、パスは同一グループ内であれば１ホップ、グループ外であれば２ホップで形成される。従って、本システムにおいては、Ｒｏｗ方向又はＣｏｌｕｍ方向への通信を管理すれば良い。
【００３９】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、光ネットワークの物理的な接続に光クロスコネクトを用いた複数リングの連結構造を採用し、かつ、その論理的なノード配置を同一リング内のノードに対しては同一行又は同一列を割り当てる格子構造を採用したことにより、各ノード間の通信を２ホップ以内でしかも従来に比して格段に少ない波長で実現できる。これは、各リング内の通信は互いに独立した経路を用いた通信となるため、各リング内では他のリングで使用したのと同じ波長を重複して割り当てることができることによる。また、この結果として、パスの管理も簡易化できる。
【００４０】
（Ｂ）第２の実施形態
続いて、図１０を用い、第２の実施形態例を説明する。
【００４１】
（Ｂ−１）光ネットワークシステムの構成
本実施形態は、第１の実施形態の変形例に相当する。第１の実施形態との違いはその論理構成である。すなわち、物理的な接続構成は第１の実施形態と同じ、複数のリングを、光クロスコネクトを介して連結した構成である。
【００４２】
もっとも、論理的な接続構成についても、その基本的なノード配置が格子状とｌなる点では同じである。違いは、Ｒｏｗグループの割り当て方法である（すなわち、Ｃｏｌｕｍグループは同じ）。この実施形態の場合、図１０に示すように、全ての列にＲｏｗグループを割り当てるのではなく、１ノード置きにＲｏｗグループを割り当てるようにする。
【００４３】
例えば、図１０に示すように、偶数番目の列（２番目と４番目）に位置するノードに対してはＲｏｗグループを割り当てないようにし、奇数番目の列（１番目、３番目、５番目）に位置するノードに対してのみＲｏｗグループを割り当てるようにする。かかる割り当てを採用することにより、パス管理上現れるＲｏｗグループの数は第１の実施形態の約半分に低減され、その分、パスの管理上必要となる波長の数は更に低減されることになる。
【００４４】
具体的な波長数は、リング数がＮであり、かつ、同一リング内に設けられるノード数Ｍが奇数のとき、Ｍ（Ｍ−１）／２＋Ｎ（Ｎ−１）（Ｍ＋１）／４となり、リング数がＮであり、かつ、同一リング内に設けられるノード数Ｍが偶数のとき、Ｍ（Ｍ−１）／２＋Ｎ（Ｎ−１）Ｍ／４となる。
【００４５】
もっとも、かかる式は、図１０の割り当て方法を採用する場合であって、偶数番目の列（２番目と４番目）に位置するノードに対してのみＲｏｗグループを割り当て、奇数番目の列（１番目、３番目、５番目）に位置するノードに対してはＲｏｗグループを割り当てないのであれば更に必要となる波長の数は低減する。
【００４６】
（Ｂ−２）伝送動作
以下、本実施形態における伝送動作を説明する。なお以下の説明では、図１０に示す、ノードの論理配置が５×５で表される場合について説明する。
【００４７】
（１）波長の割当て
各リング内（Ｃｏｌｕｍグループ）で使用する波長の割り当ては、第１の実施形態の場合と同じである。すなわち、各Ｃｏｌｕｍグループの伝送には物理的に分離された異なる伝送経路が用いられるため、各Ｃｏｌｕｍグループには同一の波長を重複して割り当てることができる。
【００４８】
一方、Ｒｏｗグループのパスは他リングを経由するため、全てのパスに異なる波長を割り当てる。但し、前述のように、本実施形態の場合には、論理配置上の全ての列に対してＲｏｗグループが割り当てられるわけではないため、Ｒｏｗグループが割り当てられない列のノードにおいては相互に通信が行われることがない。従って、これらの列に割り当てられる波長はない。
【００４９】
（２）ＯＸＣの動作
ＯＸＣの切替え動作は第１の実施形態の場合と同じである。すなわち、同一リング内の転送（同一Ｃｏｌｕｍグループ内の転送）に割り当てられた波長が入力されるポートに対しては、その接続が同一リング内で閉じられるように切替えを行う。例えば、Ｒｉｎｇ１→Ｒｉｎｇ１となるようにポートの切替えを行う。
【００５０】
また、リング間の転送（Ｒｏｗグループを介する）に割り当てられた波長が入力されるポートに対しては、その接続が必要なリング間で閉じるように切替えを行う。例えば、Ｒｉｎｇ１→Ｒｉｎｇ３となるように、又は、Ｒｉｎｇ３→Ｒｉｎｇ１となるように切替えを行う。
【００５１】
（３）通信パス
かかる接続構成において実現される通信パスの具体例を説明する。ここでは、リング１のＯＡＤＭ１−２からリング３のＯＡＤＭ３−４に信号を転送する場合の通信パスを説明する。この場合、図１０に示すように、２つの転送経路が考えられる。なお、ＯＡＤＭ１−２→ＯＡＤＭ３−２とＯＡＤＭ１−４→ＯＡＤＭ３−４のパスはＲｏｗグループを持っていないので（存在しないので）２ホップ転送はできない。
【００５２】
例えば、ＯＡＤＭ１−２はＲｏｗグループのパスを持っている同じＣｏｌｕｍグループのノードＯＡＤＭ１−３へ転送する。このとき、ＯＡＤＭ１−３は、自分宛でないのでＲｏｗグループ方向のＯＡＤＭ３−３へ転送する。さらに、ＯＡＤＭ３−３は、自分宛でないのでＣｏｌｕｍグループ方向のＯＡＤＭ３−４へ転送する。かくして、ＯＡＤＭ１−２からＯＡＤＭ３−４に対しては３ホップで光信号の転送が実現されることになる。このように、全てのパスは、３ホップ以内で転送可能である。
【００５３】
また、この場合にも、ＯＡＤＭ１−２→ＯＡＤＭ１−１→ＯＡＤＭ３−１→ＯＡＤＭ３−４のパスも存在するので（２系統のパスが存在することになるので）、トラヒックの集中を避けることができる。
【００５４】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の物理構成及び論理構成を採用しつつも、論理的なＲｏｗグループの割り当て方法を変更したことにより、第１の実施形態と同様の効果を実現しつつ必要となる波長数の一段の低減を実現することができる。
【００５５】
（Ｃ）第３の実施形態
続いて、図１１を用い、第３の実施形態例を説明する。本実施形態では、さらに波長数を減らすため、Ｒｏｗグループ方向とＣｏｌｕｍグループ方向の伝送経路（光ファイバ）を変える場合について説明する。
【００５６】
（Ｃ−１）光ネットワークシステムの構成
（１）物理的な接続構成
本実施形態では、ＯＡＤＭノードが接続されている各リング内（ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ）に接続されたＯＸＣノード同士を光ファイバで接続し、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇとは別のＯＸＣ−Ｒｉｎｇを設けることにする。しかも、本実施形態では、このＯＸＣ−Ｒｉｎｇを複数設けることとする。なお、ＯＸＣ−Ｒｉｎｇ上にはＯＡＤＭノードは存在しないものとする。
【００５７】
このため、ＯＸＣノードの構成が第１、第２の実施形態と異なることになる。以下、図１２を参照しつつ、ＯＸＣノードの内部構成を説明する。因みに、ＯＡＤＭノードに関しては第１の実施例と同じであるため説明を省略する。
【００５８】
本実施形態におけるＯＸＣノードは、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ用の波長ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ（ＡＷＧ−ＡＤ、ＡＷＧ−ＡＭ）と、ＯＸＣ−Ｒｉｎｇ用の波長ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ（ＡＷＧ−ＸＤ１〜ＡＷＧ−ＸＤＫ、ＡＷＧ−ＸＭ１〜ＡＷＧ−ＸＭＫ）と、波長変換器（ＷＣ）と、光スイッチ（ＯＳＷ１〜ＯＳＷＫ）と、終端器とが備えられてなる。
【００５９】
ここで、終端器は、ＯＸＣノード自身が属しているＯＡＤＭ−ＲｉｎｇからＯＸＣ−Ｒｉｎｇへ載せ換えた光信号が再び自身の属しているＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ内に戻ることがないようにリングを終端する手段である。終端器を設ける位置では、ＡＷＧ−ＸＤ及びＯＳＷを設ける必要はない。図１２の場合には、第１のＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇに接続されるＯＸＣ１ノードの構成を表しているので、ＡＷＧ−ＸＤ１とＯＳＷ１が無く、その代わりに終端器が接続されている。
【００６０】
次に、ＯＡＤＭ−ＲｉｎｇからＯＸＣ−Ｒｉｎｇへの接続を説明する。ＯＡＤＭ−ＲｉｎｇからＯＸＣノードに入力のあった光信号は、波長ＤＥＭＵＸ（ＡＷＧ−ＡＤ）において波長分離され、対応するポートに対して出力される。ここで、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ外への伝送に用いられる波長の光信号は、ＯＸＣ−Ｒｉｎｇに接続されたポートへ出力される。他方、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ内の伝送に用いられる波長の光信号は、その専用ポートから同じ波長を扱う波長ＭＵＸ（ＡＷＧ−ＡＭ）の専用ポートに直接出力される。
【００６１】
このとき、ＯＸＣ−Ｒｉｎｇで使用する波長とＯＡＤＭ−ＲｉｎｇからＯＸＣ−Ｒｉｎｇを経由する波長が異なる場合は、波長変換器（ＷＣ）により波長を変換する必要が生じる。例えば、１つのＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇから出力された光信号を１つのＯＸＣ−Ｒｉｎｇで使用するのであれば波長変換器（ＷＣ）を必要としないが、複数のＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇからの光信号を１つのＯＸＣ−Ｒｉｎｇで使用する場合には必要になる（ＯＸＣ−Ｒｉｎｇの共有）。このため、図１２においては、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ側の波長ＤＥＭＵＸ（ＡＷＧ−ＡＤ）とＯＸＣ−Ｒｉｎｇ側の波長ＭＵＸ（ＡＷＧ−ＡＭ）との間に設ける波長変換器（ＷＣ）を破線で示している。
【００６２】
続いて、ＯＸＣ−ＲｉｎｇからＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇへの接続を説明する。ＯＸＣ−Ｒｉｎｇと接続される波長ＤＥＭＵＸ（ＡＷＧ−ＸＤ２〜ＡＷＧ−ＸＤＫ）の各出力ポートは光スイッチ（ＯＳＷ２〜ＯＳＷＫ）と接続され、その出力ポートの幾つか（ＯＸＣ−ＲｉｎｇからＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇに落とす信号のポート）がＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇに接続される波長ＭＵＸ（ＡＷＧ−ＡＭ）に接続される。
【００６３】
ここで、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ側の波長ＭＵＸ（ＡＷＧ−ＡＭ）に接続された波長の光信号は、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ上で割り当てられている波長に変換するための波長変換器（ＷＣ）を通過させられる。なお、光スイッチ（ＯＳＷ）の出力であって、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇへの出力でないものは、同じＯＸＣ−Ｒｉｎｇと接続される波長ＭＵＸ（ＡＷＧ−ＸＭ２〜ＡＷＧ−ＸＭＫ）の同波長のポートに接続される。
【００６４】
（２）論理的な接続構成
論理的な配置は、第１の実施形態と同じである。すなわち、Ｃｏｌｕｍ方向のグループをＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇに割り当て、Ｒｏｗ方向のグループをＯＸＣ−Ｒｉｎｇに割り当てる。ただし、ＯＸＣ−ＲｉｎｇはＲｏｗグループの数だけ持つ必要はなく、使用できる波長数に応じてＯＸＣ−Ｒｉｎｇを共有しても構わない。ＯＸＣ−Ｒｉｎｇ数とＲｏｗグループ数が等しい場合の波長数は、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ内のノード数をＭ、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ数をＮ（論理的にＭ×Ｎのノード数）とした場合、Ｍ（Ｍ−１）／２＋Ｍ（Ｎ−１）になる。このうち、Ｍ（Ｍ−１）／２はＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ内で使用する波長数を表し、Ｍ（Ｎ−１）はＯＸＣ−Ｒｉｎｇで使用する波長数を表す。
【００６５】
（Ｃ−２）伝送動作
以下、本実施形態における伝送動作を説明する。なお以下の説明では、説明を容易にするため、その論理配置が３×３で表される場合について説明する。
【００６６】
（１）波長の割当て
（１−１）ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ内
まず、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ（Ｃｏｌｕｍグループ）内に割り当てる波長について説明する。ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ（Ｃｏｌｕｍ１〜Ｃｏｌｕｍ３）内の通信に割り当てる波長は、図１３（Ａ）に示すように、ＯＡＤＭ１−１とＯＡＤＭ１−２にλ１、ＯＡＤＭ１−２とＯＡＤＭ１−３にλ２、ＯＡＤＭ１−１とＯＡＤＭ１−３にλ３を割り当てる。ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ２のＯＡＤＭ２−１〜ＯＡＤＭ２−３並びにＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ３のＯＡＤＭ
ＤＭ３−１〜ＯＡＤＭ３−３においても同様にλ１〜λ３の波長を割り当てる。
【００６７】
（１−２）ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ外
一方、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ外（ＯＸＣ−Ｒｉｎｇを経由）の通信（Ｒｏｗ１〜Ｒｏｗ３）に割り当てる波長は次の通りとする。図１５に示す図表は、縦に送信ノード、横に受信ノードを表している。図表は、縦のノードに対して横のノードに送信する波長、横のノードからの光信号を縦のノードで受信する時の波長を表している。この関係を模式的に表したのが、図１３（Ｂ）、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）である。
【００６８】
各Ｒｏｗグループで使用する波長は２波であるが、１つのＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ内に存在するＯＡＤＭノードは３つであるので、これらＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ外への通信に必要となる波長は全体でλ４〜λ９の６波となる。この波長はそのままＯＸＣ−Ｒｉｎｇでも使用される。例えば、ＯＸＣ−Ｒｉｎｇの数を半分にする場合は、倍の波長数を使用すればよいので、１２波長割り当てれぱよい。このとき、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ→ＯＸＣ−Ｒｉｎｇで波長変換が必要である。なお、ＯＸＣ−Ｒｉｎｇでの波長割当てにおいて、先の例では波長変換器の数を減らすため、λ４〜λ９の波長を割り当てる方法を採用したが波長変換器を使用してλ１〜λ６を割り当てても構わない。
【００６９】
（２）通信パス
ここでは、具体例を上げて説明する。まず最初に、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ内の通信経路を説明する。ここでは、ＯＡＤＭ１−１からＯＡＤＭ１−２に信号を送信する場合の通信パスを説明する。このとき、ＯＡＤＭ１−１は、図１３（Ａ）に示すように、λ１の光信号を使用する。ＯＡＤＭ１−１は、光スイッチ（ＯＳＷ）を介して挿入のあったλ１の光信号を、ＡＷＧ波長合波／分波回路にて他の光信号に波長多重し、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ１へと出力する。
【００７０】
ＯＸＣ−１では、入力された波長多重信号の波長分離が行われる。ここで、波長λ１の光信号についてはＯＸＣ−Ｒｉｎｇを経ることなく（ＯＸＣ−Ｒｉｎｇをスルーして）、波長ＭＵＸ（ＡＷＧ−ＡＭ）に直接接続する。この後、ＯＸＣ−１は、波長λ１の光信号を他の光信号に波長多重し、ＯＸＣ−１からＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ１へと出力する。このλ１の光信号は、ＯＡＤＭ１−２において受信されると波長分離され、その分離機能（Ｄｒｏｐ機能）を用いて宛先である当該ノード内に受信される。
【００７１】
次に、ＯＸＣ−Ｒｉｎｇを通信経路の一部に有する場合（例えば、ＯＡＤＭ１−２→ＯＡＤＭ２−１の通信）について説明する。このとき、ＯＡＤＭ１−１は、図１３（Ｂ）に示すように、λ４の光信号を使用する。ＯＡＤＭ１−１内で挿入されたλ４の光信号は、内部で他の光信号に波長多重され、その出力ポートから出力される。
【００７２】
ＯＸＣ−１では、波長多重された光信号が受信されると、これを波長分離して各波長の光信号を得る。ここでλ４の光信号は、Ｒｏｗグループ方向への通信に用いられる信号であるので、ＯＸＣ−１は、当該光信号を波長ＭＵＸ（ＡＷＧ−ＸＭ１）に与えて波長多重した後、ＯＸＣ−Ｒｉｎｇ１へと出力する。この実施形態の場合には必要としないが、ＯＸＣ−Ｒｉｎｇで波長を変える場合は、ＡＷＧ−ＡＤとＡＷＧ−ＸＭ１との間で、波長変換器により波長の変換を行う。
【００７３】
λ４の光信号は、第２のＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ上にあるＯＸＣ−２において受信される。ＯＸＣ−２は、受信した光信号を波長分離すると、λ４の光信号を自身の属するＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ２内に採り込むべく、光スイッチＯＳＷ１（図１２１は、ＯＸＣ−１の場合の例なので、図には描いていない）により、λ４の信号のみを波長変換器（ＷＣ）、波長ＭＵＸ（ＡＷＧ−ＡＭ）を経由して、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ２内へと送り出される。
【００７４】
ただし、波長変換が必要な場合には、波長ＭＵＸ（ＡＷＧ−ＡＭ）で波長多重が行われる前に、波長変換器により波長の変換が行われる。因みに、この例の場合にはλ４の波長がλ５に変換される。そして、この波長変換後の波長λ５の光信号が、波長ＭＵＸ（ＡＷＧ−ＡＭ）でＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ２の他の信号と波長多重され出力される。
【００７５】
なお、ＯＸＣ−２は、λ４以外の信号に関しては光スイッチＯＳＷ１においてスルーする（ＯＸＣ−Ｒｉｎｇ−１に戻す）ような経路の設定を行い、波長多重の後再び、ＯＸＣ−Ｒｉｎｇ１へと出力する。
【００７６】
さて、ＯＡＤＭ−Ｒｉｎｇ２内にあるＯＡＤＭ２−１は、このλ５の光信号の波長多重された信号を受信すると、これを波長分離してλ５の信号を取り出す。
【００７７】
（３）光スイッチ
最後に光スイッチについて説明する。割り当てる波長を固定すれば、光スイッチは必要ない。しかし、ネットワーク形態（論理配置）は、増設又は撤去、障害などにより、固定されるものではなく、変更ができるような機能が必要である。従って、光スイッチが必要となる。光スイッチは頻繁に切りかえるものではなく、ネットワーク障害が発生した時に通信が途絶えないように切替える。また、光スイッチは、ノンブロッキングである必要はない。
【００７８】
（Ｃ−３）第３の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の論理構成をしつつも、その物理構成にＯＸＣノードを相互に接続するリング構成を採用することにしたことにより、第１の実施形態と同様の効果を実現しつつ必要となる波長数の一段の低減を実現できる。また、リング外パス（Ｒｏｗグループ通信用パス）を別線（ファイバ）にしたので、障害時の影響度が減り、復旧を容易に行なえるようにできる。
【００７９】
（Ｄ）第４の実施形態
続いて、図１６を用い、第４の実施形態例を説明する。本実施形態では、第３実施形態を前提としつつ、その構成の簡略化とネットワークのフレキシブル性との向上を実現するための形態例について説明する。
【００８０】
（Ｄ−１）光ネットワークシステムの構成
（１）物理的な接続構成
本実施形態においては、論理構成（第１の実施形態例と同じ）上における各グループを全て物理的には分離する構成を採用する。このため、図１６に示すように、１つのノードは全てのリングを通過するように接続する。ノード内では、使用する（グループ）リングにＡｄｄ／Ｄｒｏｐ機能を具備し、使用しない（グループ外）リングはスルー（Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ機能なし）させる構成を採用する。
【００８１】
（２）論理的な接続構成
論理構成は、これまでの実施形態と同様、格子状にノードを配置し、ＣｏｌｕｍグループとＲｏｗグループに分ける。この１つのグループが１つのリングになる。リング数は、ノード数をＮとした場合、√Ｎ×２になる。例えば、１００ノードであれば、２０リングになる。この時、１リングのノード数は１０である。
【００８２】
（３）ノード構成
図１７に、本実施形態で採用するノード構成を示す。各ノードは、リングを選択するための光スイッチＯＳＷ１、ＯＳＷ２と、光信号のＡｄｄ／Ｄｒｏｐ機能を実現するＯＡＤＭ機能部１（Ｒｏｗ用）、ＯＡＤＭ機能部２（Ｃｏｌｕｍ用）とから構成される。ここで、１つのノードで扱うリングは２個（Ｒｏｗグループ、Ｃｏｌｕｍグループ）なので、ＯＡＤＭ機能部は２個設ければ十分であり、残りのリングはスルーする接続となる（ＯＳＷ１→ＯＳＷ２を接続する）。ＯＡＤＭの機能部は、この発明に関与しないので簡略図のみを示し説明については省略する。
【００８３】
ここで、光スイッチの規模はノード数を１００とした場合、２０リングなので、２０×２０サイズでよい。また、光スイッチはノンブロッキングである必要はない。光スイッチは、ＯＡＤＭ機能部１及び２のスルーを選択するものであり、複数あるスルーのポートはどのポートでも良く、ＯＳＷ１の入力とＯＳＷ２の出力（Ｒｉｎｇ）が対応していれば良い。
【００８４】
（４）波長数
使用波長数は、全てのリングが独立であるので、ネットワークのノード数をＮとすると、√Ｎ（√Ｎ−１）／２となる。１００ノードの場合、４５波使用する。この構成は、使用波長数を限りなく減らすために、１グループに１Ｒｉｎｇとして説明しているが、波長数に余裕があれば、複数グループに１Ｒｉｎｇとしても構わない。
【００８５】
例えば、９０波使用できるのなら、ネットワークのノード数が１００の時、２グループに１Ｒｉｎｇ割り当てればＲｉｎｇ数は１０になる。この場合、１Ｒｉｎｇ当たりのノード数は２０になる。
【００８６】
（Ｄ−２）伝送動作
以下、本実施形態における伝送動作を説明する。なお以下の説明では、説明を容易にするため、その論理配置が３×３で表される場合について説明する。ここでは、図１８に示すように、その論理構成をグループ化する。リングには、Ｃｏｌｕｍ１〜３、Ｒｏｗ１〜３の順番でＲｉｎｇ１〜Ｒｉｎｇ６の通し番号を割り当てる。各ノードにおける光スイッチの切替えを、図１９に示す。なお、図１９に示すＯＡＤＭ機能部に接続されないその他のポートに関してはスルー状態に接続される。
【００８７】
かかる構成では、光スイッチＯＳＷ１及びＯＳＷ２の切替え状態を変更するだけで、各ノードのグループ編成を変えることができる。例えば、ノード９のＯＡＤＭ−Ｃ（Ｃｏｌｕｍ用）をＲｉｎｇ１に、ノード３のＯＡＤＭ−Ｃ（Ｃｏｌｕｍ用）をＲｉｎｇ３に接続することにより、Ｃｏｌｕｍ１をノード１、ノード２、ノード９のグループにでき、Ｃｏｌｕｍ３をノード７、ノード８、ノード３のグループに変更できる。このように、本実施形態では、スイッチの切替えだけで簡便にグループの変更が実現できるため、通信トラヒックの状態や障害等に応じてグループ編成を変更するようにすれば、２ホップ通信トラヒックの集中を避けることも可能とできる。
【００８８】
通信手順は第１の実施形態の場合と同様に２ホップ以下の転送となる。ここでは、ノード１からノード９への転送を説明する。この場合、転送経路は２つ考えられる。第１の経路を選択する場合、ノード１は、Ｒｉｎｇ１（Ｃｏｌｕｍ１グループ）によりノード３へと光信号を転送し、ノード３はＲｉｎｇ６（Ｒｏｗ３グループ）によりノード９へと光信号を転送する。第２の経路を選択する場合、ノード１は、Ｒｉｎｇ４（Ｒｏｗ１グループ）によりノード７へと光信号を転送し、ノード７はＲｉｎｇ３（Ｃｏｌｕｍ３グループ）によりノード９へと光信号を転送する。このように、本実施形態においては、ＯＸＣノードを介在させなくても光信号の転送が実現される。
【００８９】
（Ｄ−３）第４の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、その物理構成に１つのノードを全てのリングが通過する構成を採用し、論理構成上自身を通過するリング以外はスルーし、論理構成上自身を通過するリングについてのみＡｄｄ／Ｄｒｏｐ機能を付加するようにしたことにより、第３の実施形態と同様の効果が得られ、さらに波長数の低減も実現できる。また、かかる接続構成を採用したことにより、ノード構成を簡易化でき、増設、障害及ぴトラヒック状態に応じてネットワークの形態を自由に変更できる。
【００９０】
（Ｅ）他の実施形態
上述の実施形態においては、光ネットワークシステムに適用する場合について述べたが、電気信号のネットワークに適用することもできる。電気信号では、周波数、位相、振幅など色々な多重方法があるが、周波数多重（周波数変調）が最も近い適用方法である。
【００９１】
上述の第１の実施形態においては、各リング状ネットワークをクロスコネクトノードを介して一列に配置する場合について述べたが、当該列状のネットワークを並列に複数配置する構成としても良い。この場合、実施形態における論理構成（２次元平面）を３次元的に積層する構成とすれば良い。なお、各面間の接続はいずれか一箇所で接続されていれば良い。
【００９２】
上述の第２の実施形態においては、リング状ネットワークに割り当てないグループを１つ置きに設ける場合について述べたが、複数（奇数でも偶数でも可）置きに設けるようにしても良い。また、１つ置きに設ける方法と複数置きに設ける方法を混在させても良い。
【００９３】
【発明の効果】
（Ａ）以上のように、第１の発明（請求項１）によれば、以下の物理構成及び論理構成を有するネットワークシステム、すなわち、物理的には、信号多重分離機能を備えるノードをリング状に接続してなるネットワークを複数個用意して、それらをクロスコネクト機能を備える１つ又は複数個のノードを介して一列に接続し、論理的には、リング状に接続してなるネットワークを構成する各ノードを格子状に配列し、その列方向又は行方向のいずれか一方のグループのそれぞれにリング状に接続してなるネットワークのそれぞれを割り当てたものを用いることにより、ネットワーク上のいずれのノードにも２ホップ以内の転送を、従来よりもより少ない種類の信号数にて実現することができる。
【００９４】
（Ｂ）また以上のように、第２の発明（請求項２）によれば、第１の発明におけるネットワークシステムにおいて、論理構成上、リング状に接続してなるネットワークに割り当てられないグループを１つ又は複数置きに設けることにより、第１の発明よりも更に使用する信号数が少なく済むネットワークシステムを実現できる。
【００９５】
（Ｃ）また以上のように、第３の発明（請求項３）によれば、以下の物理構成及び論理構成を有するネットワークシステム、すなわち、物理的には、信号多重分離機能を備えるノードをリング状に接続してなるネットワークを複数個用意して、それらを各ネットワークに配置されたクロスコネクト機能を備えるノード同士の相互接続によってリング状に接続し、論理的には、リング状に接続してなるネットワークを構成する各ノードを格子状に配列し、その列方向又は行方向のいずれか一方のグループのそれぞれにリング状に接続してなるネットワークのそれぞれを割り当てたものを用いることにより、第１の発明よりも更に使用する信号数が少なく済むネットワークシステムを実現できる。
【００９６】
（Ｄ）また以上のように、第４の発明（請求項４）によれば、以下の物理構成及び論理構成を有するネットワークシステム、すなわち、論理的には、ネットワークを構成する各ノードを格子状に配列してその列方向と行方向とでグループ化し、物理的には、グループ数分のリングを用意して全てのノードを接続し、各ノードにおいては、自身が属するグループのリングに関しては信号の多重分離を実行し、グループ外のリングに関してはそのまま通過させるようにするものを用いることにより、第１の発明よりも更に使用する信号数が少なく済むネットワークシステムを実現できる。
【００９７】
（Ｅ）また以上のように、第５の発明（請求項５）によれば、第３の発明（請求項３）に記載のネットワークシステムに用いられるクロスコネクト機能を備えるノード装置として、自身の属するネットワーク内にある信号多重分離機能を備えるノード間の通信に使用される信号についてはそのまま通過させ、自身が接続しようとする他のネットワークからの信号又は他のネットワークに対する信号については相互に交換する接続手段を備えるものを使用することにより、第３の発明（請求項３）に記載のネットワークシステムの構築が可能となる。
【００９８】
（Ｆ）また以上のように、第６の発明（請求項６）によれば、第４の発明（請求項４）に記載のネットワークシステムに用いられるノード装置として、論理構成上自身が属するリングとの間では信号の多重と分離を実行し、論理構成上自身が属しないリングとの間では信号をそのまま通過させる接続手段を備えるものを使用することにより、第４の発明（請求項４）に記載のネットワークシステムの構築が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の物理接続構成と論理接続構成を示す図である。
【図２】従来システムの構成例を示す図である（その１）。
【図３】従来システムの構成例を示す図である（その２）。
【図４】第１の実施形態における物理接続の一般構成例を示す図である。
【図５】ＯＡＤＭノードの基本構成を示す図である。
【図６】ＯＸＣノードの基本構成を示す図である。
【図７】第１の実施形態における論理接続の一般構成例を示す図である。
【図８】第１の実施形態における波長の割り当て例を示す図である。
【図９】第１の実施形態における通信例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態における論理接続の一般構成例を示す図である。
【図１１】第３の実施形態における物理接続の一般構成例を示す図である。
【図１２】第３の実施形態におけるＯＸＣノードの内部構成を示す図である。
【図１３】第３の実施形態における波長の割り当てを模式的に表した図である（その１）。
【図１４】第３の実施形態における波長の割り当てを模式的に表した図である（その２）。
【図１５】第３の実施形態における波長の割り当て方法を示す図である。
【図１６】第４の実施形態における物理接続の一般構成例を示す図である。
【図１７】第４の実施形態におけるノード構成を示す図である。
【図１８】第４の実施形態におけるグループ化例とリングの割り当て例を示す図である。
【図１９】
第４の実施形態における光スイッチの切替え方法を示す図である。
【符号の説明】
ＯＡＤＭ…光挿入分離装置、ＯＸＣ…光クロスコネクト、ＡＷＧ…ＡＷＧ波長合波／分波回路、ＯＳＷ…光スイッチ、ＷＣ…波長変換器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a node device and a network system. For example, the present invention can be applied to a regional network-scale repeater optical network system.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a wavelength division multiplexing network system has attracted attention as an optical network system suitable for high speed and large capacity. Optical networks can be divided into access systems (interface networks with user terminals) and backbones or relay systems (networks that connect access networks), and information bundled by access networks is transferred to other access networks. A large capacity transfer system is required for the transfer. For this reason, in particular, a system using a wavelength multiplexing technique, that is, an optical network system is attracting attention.
[0003]
In recent years, IP routers are often used as access line concentrators due to the spread of the Internet. However, the current IP network has a problem that a delay becomes large because a method of adopting a configuration in which a router is transferred hop-by-hop is adopted. Even in such a case, there are few problems if it is simple data communication provided via the IP network, but there is a problem when it is used to provide a real-time service. Accordingly, attention has been focused on applying the optical network system to the wavelength division multiplexing of the backbone for the purpose of reducing the number of routers.
[0004]
FIG. 2 shows a typical configuration example of the backbone system. This system is configured by connecting nodes via optical fibers and arranging each node in a ring shape. Here, a wavelength-multiplexed optical signal is transmitted to the optical fiber, and each node transmits and receives the optical signal in units of wavelengths. In other words, an optical signal is inserted into or extracted from a transmission line made of an optical fiber (that is, Add / Drop). Here, if a wavelength is assigned to each path serving as a communication path between nodes, the number of nodes is N in order to connect the paths with a full mesh (all 1 hop, not via other nodes). In this case, the number of wavelengths given by N (N-1) / 2 is required. For example, if the number of nodes is 10, 45 waves are required.
[0005]
In addition, a configuration as shown in FIG. 3 may be used for this type of system (Japanese Patent Laid-Open No. 10-303984). This system can transfer data within 2 hops (via one node). In this system, nodes that are physically connected to form a single ring are logically regarded as having a lattice structure, and the nodes are grouped in the row direction (Column) and the column direction (Row). Transfer between each node is realized.
[0006]
In a network with this configuration, all transfers within the same group are realized with 1 hop, and with respect to other groups, it is realized with 2 hops via the node at the position where the group of the receiving node and the group of the receiving node intersect. Is done. In this case, although the number of used wavelengths does not need to be set with a full mesh, all the wavelengths used in each group pass through the same single transmission line (optical fiber). The number of wavelengths required for a system having the number of nodes in the (row direction) × N (column direction) is given by MN (M−1) / 2 + MN (N−1) / 2. This number of wavelengths is smaller than that in the system of FIG. Furthermore, wavelength management is simplified by grouping each node, and path management is also simple because the transfer direction is two directions in the column direction (Row) and the row direction (Column) and within two hops.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, these systems require many wavelengths. On the other hand, the practical wavelength multiplexing number is about 40 waves. Recently, the technology has advanced and practical experiments up to about 60 waves have been conducted, but the practical application is still ahead. When the number of wavelengths used is 40, the maximum number of nodes connected is about 12. There is also a problem of how large the regional network should be. For example, if one regional network is configured in the Kanto area, the number of nodes in the regional network is assumed to be about 100 nodes. Incidentally, 4950 wavelengths are required to connect 100 nodes in the configuration shown in FIG. 2, and 900 wavelengths are required even in the configuration shown in FIG. 3 (when the logical configuration is a grid). . For this reason, none of the systems can be applied to the construction of a regional network scale network system.
[0008]
Thus, at present, it is required to realize a node device and a network system that require a smaller number of wavelengths.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
(A) In order to solve such a problem, the first invention (claim 1) proposes a network system having the following physical configuration and logical configuration. In other words, physically, a plurality of networks in which nodes having signal demultiplexing functions are connected in a ring shape are prepared, and these are connected in a row via one or more nodes having a cross-connect function. Logically, a network in which each node constituting a network connected in a ring shape is arranged in a lattice shape and connected in either a column direction or a row direction in a ring shape. To assign each of them.
[0010]
With this configuration, transfer within 2 hops to any node on the network can be realized with a smaller number of types of signals (for example, in the case of an optical network, the number of wavelengths).
[0011]
(B) In the second invention (Claim 2), in the network system of the first invention, one or a plurality of groups that are not assigned to a network connected in a ring shape are provided in terms of logical configuration. Like that. By adopting such a configuration, it is possible to realize a network system that uses fewer signals than the first invention.
[0012]
(C) In the third invention (invention 3), a network system having the following physical configuration and logical configuration is proposed. That is, physically, a plurality of networks in which nodes having a signal demultiplexing function are connected in a ring shape are prepared, and these are ringed by interconnection between nodes having a cross-connect function arranged in each network. The nodes that make up the network connected in the form of a ring are arranged in a grid, and are connected in a ring form to either the column direction or the row direction. Assign each of the networks
[0013]
By adopting this configuration, it is possible to realize a network system that requires fewer signals than the first invention.
[0014]
(D) In the fourth invention (invention 4), a network system having the following physical configuration and logical configuration is proposed. In other words, logically, each node constituting the network is arranged in a grid and grouped in the column direction and the row direction, and physically, as many rings as the number of groups are prepared and all nodes are connected. In each node, signal demultiplexing is executed for the ring of the group to which the node belongs, and the ring outside the group is passed as it is.
[0015]
By adopting this configuration, it is possible to realize a network system that requires fewer signals than the first invention.
[0016]
(E) In the fifth invention (Claim 5), a node device having the following means is provided as a node device having a cross-connect function used in the network system according to the third invention (Claim 3). use. That is, the signal used for communication between the nodes having the signal demultiplexing function in the network to which it belongs is passed as it is, and the signal from the other network to which it is trying to connect or the signal to the other network Those having connection means for exchanging with each other are used.
[0017]
By adopting such a node, the network system according to the third invention (Claim 3) can be constructed.
[0018]
(F) In the sixth invention (invention 6), a node device comprising the following means is used as a node device used in the network system described in the fourth invention (invention 4). In other words, a device having connection means for performing multiplexing and demultiplexing of a signal with a ring to which the logical configuration itself belongs and passing a signal as it is with a ring to which the logical configuration itself does not belong is used.
[0019]
By adopting such a node, the network system according to the fourth invention (Claim 4) can be constructed.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an optical network system will be described.
[0021]
(A) First embodiment
(A-1) Configuration of optical network system
(1) Physical connection configuration
FIG. 4 shows a physical connection configuration of nodes constituting the optical network system according to the present embodiment. This optical network system is configured by connecting N ring networks with N-1 optical cross-connects. This optical network system consists of two types of nodes.
[0022]
One is a node used in each ring, which inserts and separates optical signals (adds and drops). Hereinafter, it is referred to as an “OADM (Optical Add Drop Multiplexer) node”. In this node, a function of separating an optical signal of a specific wavelength from an optical fiber (transmission path) (Drop function), and conversely, an optical signal of a specific wavelength is inserted into the optical fiber (transmission path) (Add function) Is provided. This node is a known node. FIG. 5 shows the configuration of the OADM node. In FIG. 5, “AWG” is an AWG wavelength multiplexing / demultiplexing circuit (Arrayed-Waveguide Grating Multi / Demultiplexer). “OSW” is an optical switch.
[0023]
Another node that connects the rings. Hereinafter, it is referred to as an “OXC (Optical Cross Connect)” node. This node has a function of separating a wavelength multiplexed signal from an optical fiber and switching connection destinations for each wavelength, and a function of combining the switched wavelengths and outputting them to the optical fiber. FIG. 6 shows the configuration of the OXC node. The difference from the OADM in FIG. 5 is that the “OSW” constituting the node targets all signals after separation.
[0024]
FIG. 4 shows a case where M OADM nodes are connected to each ring network (Ring1 to RingN) via optical fibers. Hereinafter, M nodes constituting Ring1 are represented as 1-1, 1-2,... 1-M, and M nodes constituting other Ringk (k = 2, 3,... N) are represented by k−1. , K-2,... K-M. A node connecting Ring1 and Ring2 is represented as OXC1, and a node connecting Ringk and Ringk + 1 is represented as OXCk (k = 2, 3,... N−1).
[0025]
(2) Logical connection configuration
FIG. 7 shows a logical connection configuration employed in the optical network system according to the present embodiment. Here, as shown in FIG. 7, it is assumed that the nodes are arranged in a grid pattern, and nodes arranged in the row direction (Column direction) and the column direction (Row direction) are grouped as one group. deal with.
[0026]
Among these, the column group is composed of nodes arranged on the same ring in physical connection. For example, the C1 group is configured by OADM1-1, OADM1-2,..., OADM1-M that configure Ring1. Similarly, the C2 group is composed of the Ring2 OADM, the C3 group is composed of the Ring3 OADM, and the CN group is composed of the RingN OADM.
[0027]
On the other hand, the row group is composed of nodes having the same number (in-ring identification number) among the nodes belonging to each Ring. For example, the R1 group is composed of Ring 1 OADM 1-1, Ring 2 OADM 2-1,... RingN OADMN-1. Similarly, the R2 group includes the Ring 1 OADM 1-2, the Ring 2 OADM 2-2, and the Ring N OADMN-2. The R3 group includes the Ring 1 OADM 1-3, the Ring 2 OADM 2-3, and the Ring N. The RM group is composed of Ring1 OADM1-M, Ring2 OADM2-M, and RingN OADMN-M.
[0028]
However, the assignment of the row group is an example, and it is not always necessary to assign the nodes assigned the same number (in-ring identification number) to the same group among the nodes belonging to each Ring. For example, the R1 group can be composed of an OADM 1-1 of Ring 1, an OADM 2-2 of Ring 2,..., Ring N OADMN-N, or can be assigned randomly.
[0029]
In any case, by adopting such a logical configuration, the physical transmission path is different for each row (Column) group, and the same wavelength can be repeatedly assigned between the groups. This means that fewer wavelengths are used. Incidentally, the required number of wavelengths is given by M (M−1) / 2 + MN (N−1) / 2 if the logical configuration is an N × M lattice. For example, when 100 nodes are connected, the number of wavelengths is 495.
[0030]
(A-2) Transmission operation
Hereinafter, the transmission operation in this embodiment will be described. In the following description, a case where the logical arrangement is represented by 3 × 3 will be described for ease of explanation. FIG. 1 shows an example of physical node connection and logical arrangement used in the following description. Hereinafter, the wavelength allocation method, the operation contents in the OXC node, and the communication operation between the end and end (that is, the OADM node and the OADM node) will be described in order.
[0031]
(1) Wavelength allocation
The wavelengths used in each ring (Colum group) can be assigned independently because the transmission paths are different from those of other rings. Therefore, if the wavelengths used in the C1 group of OADM1-1, OADM1-2, and OADM1-3 are λ1, λ2, and λ3, the C2 group of OADM2-1, OADM2-2, and OADM2-3, and OADM3-1 and OADM3 -2, the wavelengths used in the C3 group of OADM3-3 can also be λ1, λ2, and λ3 (first row from the top in FIG. 8).
[0032]
On the other hand, since the path of the Row group passes through another ring, it is necessary to assign different wavelengths to all the paths. The number of wavelengths used in the group is given by N (N−1) / 2, where N is the number of nodes. Therefore, in the case of the logical configuration shown in FIG. 1, the number of wavelengths required in each group is three waves. Since there are three Row groups, the total number of wavelengths used in the Row group is nine. Here, λ4 to λ12 are assigned to each (second column to fourth column from the top in FIG. 8).
[0033]
(2) OXC operation
When the wavelength is assigned as described above, wavelengths λ1 to λ12 are input to OXC. Here, the optical switch (OSW) in the OXC switches the wavelengths λ1 to λ3 so that the connection of the ports to which those wavelengths are input is closed in the ring. For example, in the case of FIG. 6, the ports are switched so that Ring1 → Ring1.
[0034]
On the other hand, the optical switch (OSW) in the OXC performs switching so that the wavelengths λ4 to λ12 are closed between the rings that require connection of ports to which those wavelengths are input. For example, in the case of FIG. 6, switching is performed so that Ring1 → Ring2 or Ring2 → Ring1. Therefore, in the case of FIG. 8, since λ4 is used for the path between Ring1 and Ring2, OXC1 switches the port to which the wavelength of λ4 is input, while OXC2 Ports to which wavelengths are input are not targeted for switching. As a result, the signal of λ4 is not sent to Ring3.
[0035]
(3) Communication path
A specific example of a communication path realized in such a connection configuration will be described. Here, a communication path when a signal is transmitted from the OADM 1-1 of the ring 1 to the OADM 3-3 of the ring 3 will be described. In this case, as shown in FIG. 9, two transfer paths can be considered.
[0036]
First, when the first route is selected (upper part of FIG. 9), an optical signal destined for OADM3-3 is transferred using λ3 from OADM1-1 to OADM1-3 in the same ring. Since the destination of the optical signal is not its own node, the OADM 1-3 performs an operation of hopping the optical signal to λ12 and transfers it to the OADM 3-3 via the OXCs 1 and 2.
[0037]
On the other hand, when the second route is selected (the lower part of FIG. 9), the optical signal having the OADM 3-3 as the destination from the OADM 1-1 of the first ring to the OADM 3-1 of the third ring. Is transferred using λ6. Since the destination of the optical signal is not its own node, the OADM 3-1 executes an operation of changing the optical signal to λ 3 (hopping) and transfers the optical signal to the OADM 3-3 in the same ring.
[0038]
Thus, in the case of the system configuration in the present embodiment, the path is formed with 1 hop if it is within the same group, and 2 hops if it is outside the group. Therefore, in this system, it is only necessary to manage communication in the Row direction or the Column direction.
[0039]
(A-3) Effects of the first embodiment
As described above, according to the present embodiment, a multi-ring connection structure using an optical cross-connect is used for physical connection of an optical network, and the logical node arrangement is assigned to nodes in the same ring. On the other hand, by adopting a lattice structure in which the same row or the same column is assigned, communication between the nodes can be realized within two hops and with a significantly smaller wavelength than in the prior art. This is because the communication within each ring is a communication using paths that are independent from each other, and therefore the same wavelength used in the other rings can be assigned in duplicate within each ring. As a result, path management can also be simplified.
[0040]
(B) Second embodiment
Subsequently, a second embodiment will be described with reference to FIG.
[0041]
(B-1) Configuration of optical network system
This embodiment corresponds to a modification of the first embodiment. The difference from the first embodiment is its logical configuration. That is, the physical connection configuration is the same as in the first embodiment, in which a plurality of rings are connected via an optical cross connect.
[0042]
Of course, the logical connection configuration is the same in that the basic node arrangement is l. The difference is the Row group assignment method (ie, the Column group is the same). In the case of this embodiment, as shown in FIG. 10, a Row group is assigned to every other node instead of assigning a Row group to every column.
[0043]
For example, as shown in FIG. 10, a row group is not assigned to nodes located in even-numbered columns (second and fourth), and odd-numbered columns (first, third, fifth). The Row group is assigned only to the node located in the location. By adopting such allocation, the number of Row groups appearing in path management is reduced to about half that in the first embodiment, and the number of wavelengths necessary for path management is further reduced accordingly. .
[0044]
A specific number of wavelengths is M (M−1) / 2 + N (N−1) (M + 1) / 4 when the number of rings is N and the number of nodes M provided in the same ring is an odd number. When the number of rings is N and the number of nodes M provided in the same ring is an even number, M (M−1) / 2 + N (N−1) M / 4.
[0045]
Of course, such an expression is a case where the assignment method of FIG. 10 is adopted, and a Row group is assigned only to nodes located in even-numbered columns (second and fourth), and odd-numbered columns (first one). If the Row group is not assigned to the nodes located at the third, fifth, etc., the number of necessary wavelengths is further reduced.
[0046]
(B-2) Transmission operation
Hereinafter, the transmission operation in this embodiment will be described. In the following description, a case where the logical arrangement of nodes shown in FIG. 10 is represented by 5 × 5 will be described.
[0047]
(1) Wavelength allocation
The allocation of wavelengths used in each ring (Column group) is the same as in the first embodiment. That is, since different transmission paths that are physically separated are used for transmission of each column group, the same wavelength can be assigned to each column group in an overlapping manner.
[0048]
On the other hand, since the path of the Row group passes through another ring, different wavelengths are assigned to all paths. However, as described above, in the case of this embodiment, the Row group is not assigned to all the columns in the logical arrangement. Never done. Therefore, there are no wavelengths assigned to these columns.
[0049]
(2) OXC operation
The OXC switching operation is the same as in the first embodiment. That is, for a port to which a wavelength assigned to transfer within the same ring (transfer within the same column group) is input, switching is performed so that the connection is closed within the same ring. For example, the ports are switched so that Ring1 → Ring1.
[0050]
In addition, for a port to which a wavelength assigned for transfer between rings (through the Row group) is input, switching is performed so that the connection is closed between the rings that need to be connected. For example, the switching is performed so that Ring1 → Ring3 or Ring3 → Ring1.
[0051]
(3) Communication path
A specific example of a communication path realized in such a connection configuration will be described. Here, a communication path when a signal is transferred from the OADM 1-2 of the ring 1 to the OADM 3-4 of the ring 3 will be described. In this case, as shown in FIG. 10, two transfer paths can be considered. It should be noted that the path of OADM1-2 → OADM3-2 and OADM1-4 → OADM3-4 does not have a Row group (since it does not exist), two-hop transfer is not possible.
[0052]
For example, the OADM 1-2 transfers to the node OADM 1-3 in the same Column group that has a Row group path. At this time, since the OADM 1-3 is not addressed to itself, it is transferred to the OADM 3-3 in the row group direction. Further, since the OADM 3-3 is not addressed to itself, it is transferred to the OADM 3-4 in the direction of the column group. Thus, optical signal transfer is realized in three hops from OADM 1-2 to OADM 3-4. Thus, all paths can be transferred within 3 hops.
[0053]
Also in this case, since there is a path of OADM1-2 → OADM1-1 → OADM3-1 → OADM3-4 (since there are two paths), concentration of traffic can be avoided. .
[0054]
(B-3) Effects of the second embodiment
As described above, according to the present embodiment, the same physical configuration and logical configuration as those of the first embodiment are adopted, but the logical row group allocation method is changed, so that the first embodiment It is possible to achieve a further reduction in the number of required wavelengths while realizing the same effect as described above.
[0055]
(C) Third embodiment
Subsequently, a third embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a case will be described in which transmission paths (optical fibers) in the Row group direction and the Column group direction are changed in order to further reduce the number of wavelengths.
[0056]
(C-1) Configuration of optical network system
(1) Physical connection configuration
In the present embodiment, OXC nodes connected in each ring (OADM-Ring) to which the OADM node is connected are connected by an optical fiber, and an OXC-Ring different from the OADM-Ring is provided. Moreover, in the present embodiment, a plurality of OXC-Rings are provided. Note that there is no OADM node on the OXC-Ring.
[0057]
For this reason, the configuration of the OXC node is different from that of the first and second embodiments. Hereinafter, the internal configuration of the OXC node will be described with reference to FIG. Incidentally, since the OADM node is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
[0058]
The OXC nodes in the present embodiment include wavelengths MUX / DEMUX (AWG-AD, AWG-AM) for OADM-Ring, and wavelengths MUX / DEMUX (AWG-XD1 to AWG-XDK, AWG-XM1 to OXC-Ring). AWG-XMK), a wavelength converter (WC), optical switches (OSW1 to OSWK), and a terminator.
[0059]
Here, the terminator is a means for terminating the ring so that the optical signal transferred from the OADM-Ring to which the OXC node belongs to the OXC-Ring does not return to the OADM-Ring to which the OXC node belongs again. It is. It is not necessary to provide AWG-XD and OSW at the position where the terminator is provided. In the case of FIG. 12, since the configuration of the OXC1 node connected to the first OADM-Ring is shown, there is no AWG-XD1 and OSW1, and a terminator is connected instead.
[0060]
Next, connection from OADM-Ring to OXC-Ring will be described. The optical signal input from the OADM-Ring to the OXC node is wavelength-separated at the wavelength DEMUX (AWG-AD) and output to the corresponding port. Here, an optical signal having a wavelength used for transmission outside the OADM-Ring is output to a port connected to the OXC-Ring. On the other hand, an optical signal having a wavelength used for transmission in the OADM-Ring is directly output from the dedicated port to a dedicated port having a wavelength MUX (AWG-AM) that handles the same wavelength.
[0061]
At this time, when the wavelength used in the OXC-Ring is different from the wavelength passing from the OADM-Ring to the OXC-Ring, the wavelength needs to be converted by a wavelength converter (WC). For example, if an optical signal output from one OADM-Ring is used in one OXC-Ring, a wavelength converter (WC) is not required, but optical signals from a plurality of OADM-Rings are transmitted to one OXC-Ring. -Necessary when using with Ring (sharing of OXC-Ring). For this reason, in FIG. 12, the wavelength converter (WC) provided between the wavelength DEMUX (AWG-AD) on the OADM-Ring side and the wavelength MUX (AWG-AM) on the OXC-Ring side is indicated by a broken line. .
[0062]
Next, connection from OXC-Ring to OADM-Ring will be described. Each output port of the wavelength DEMUX (AWG-XD2 to AWG-XDK) connected to OXC-Ring is connected to an optical switch (OSW2 to OSWK), and some of its output ports (dropped from OXC-Ring to OADM-Ring) Signal port) is connected to a wavelength MUX (AWG-AM) connected to the OADM-Ring.
[0063]
Here, an optical signal having a wavelength connected to the wavelength MUX (AWG-AM) on the OADM-Ring side is allowed to pass through a wavelength converter (WC) for converting into a wavelength allocated on the OADM-Ring. . The output of the optical switch (OSW) that is not output to the OADM-Ring is connected to the same wavelength port of the wavelength MUX (AWG-XM2 to AWG-XMK) connected to the same OXC-Ring. The
[0064]
(2) Logical connection configuration
The logical arrangement is the same as in the first embodiment. That is, a group in the Column direction is assigned to OADM-Ring, and a group in the Row direction is assigned to OXC-Ring. However, it is not necessary to have as many OXC-Rings as the number of Row groups, and OXC-Rings may be shared according to the number of usable wavelengths. The number of wavelengths when the number of OXC-Rings is equal to the number of Row groups is M (M when the number of nodes in the OADM-Ring is M and the number of OADM-Rings is N (logically M × N number of nodes). -1) / 2 + M (N-1). Among these, M (M-1) / 2 represents the number of wavelengths used in the OADM-Ring, and M (N-1) represents the number of wavelengths used in the OXC-Ring.
[0065]
(C-2) Transmission operation
Hereinafter, the transmission operation in this embodiment will be described. In the following description, a case where the logical arrangement is represented by 3 × 3 will be described for ease of explanation.
[0066]
(1) Wavelength allocation
(1-1) Inside OADM-Ring
First, the wavelength allocated in OADM-Ring (Column group) is demonstrated. As shown in FIG. 13A, the wavelengths allocated to the communication in the OADM-Ring (Column 1 to Column 3) are λ1, OADM1-2 and OADM1-3 are λ2, OADM1-1 and OADM1-1, and OADM1-1. Λ3 is assigned to OADM1-3. OADM-Ring2 OADM2-1 to OADM2-3 and OADM-Ring3 OADM
Similarly, the wavelengths λ1 to λ3 are assigned to DM3-1 to OADM3-3.
[0067]
(1-2) Outside OADM-Ring
On the other hand, the wavelengths allocated to communications (Row 1 to Row 3) outside the OADM-Ring (via OXC-Ring) are as follows. The chart shown in FIG. 15 represents a transmitting node vertically and a receiving node horizontally. The chart shows the wavelength at which the vertical node transmits to the horizontal node and the wavelength at which the optical signal from the horizontal node is received by the vertical node. This relationship is schematically shown in FIGS. 13B, 14A, and 14B.
[0068]
Although two wavelengths are used in each row group, since there are three OADM nodes in one OADM-Ring, the wavelengths required for communication outside these OADM-Rings are λ4˜ There are 6 waves of λ9. This wavelength is also used as it is in OXC-Ring. For example, when the number of OXC-Rings is halved, 12 wavelengths may be allocated because the doubled number of wavelengths may be used. At this time, wavelength conversion is required from OADM-Ring to OXC-Ring. In addition, in the wavelength allocation in OXC-Ring, in the previous example, in order to reduce the number of wavelength converters, a method of allocating wavelengths from λ4 to λ9 was adopted. However, even if λ1 to λ6 are allocated using a wavelength converter, I do not care.
[0069]
(2) Communication path
Here, a specific example will be described. First, a communication path in the OADM-Ring will be described. Here, a communication path when a signal is transmitted from OADM 1-1 to OADM 1-2 will be described. At this time, the OADM 1-1 uses the optical signal of λ1, as shown in FIG. The OADM 1-1 wavelength-multiplexes the optical signal of λ1 inserted through the optical switch (OSW) with another optical signal by the AWG wavelength multiplexing / demultiplexing circuit, and outputs it to the OADM-Ring1.
[0070]
In OXC-1, wavelength separation of the input wavelength division multiplexed signal is performed. Here, the optical signal having the wavelength λ1 is directly connected to the wavelength MUX (AWG-AM) without going through the OXC-Ring (through the OXC-Ring). Thereafter, the OXC-1 wavelength-multiplexes the optical signal having the wavelength λ1 with another optical signal and outputs the optical signal from the OXC-1 to the OADM-Ring1. When the optical signal of λ1 is received by the OADM 1-2, the wavelength is separated, and is received in the destination node using the separation function (Drop function).
[0071]
Next, a case where OXC-Ring is included in a part of the communication path (for example, communication from OADM1-2 to OADM2-1) will be described. At this time, the OADM 1-1 uses an optical signal of λ4 as shown in FIG. The λ4 optical signal inserted in the OADM 1-1 is wavelength-multiplexed with other optical signals inside and output from its output port.
[0072]
In OXC-1, when a wavelength-multiplexed optical signal is received, it is wavelength-separated to obtain an optical signal of each wavelength. Here, since the optical signal of λ4 is a signal used for communication in the Row group direction, the OXC-1 gives the optical signal to the wavelength MUX (AWG-XM1) and wavelength-multiplexes it, and then goes to OXC-Ring1. Is output. Although not required in the case of this embodiment, when changing the wavelength by OXC-Ring, wavelength conversion is performed between the AWG-AD and the AWG-XM1 by a wavelength converter.
[0073]
The optical signal of λ4 is received at OXC-2 on the second OADM-Ring. When the received optical signal is wavelength-separated, the OXC-2 uses the optical switch OSW1 (FIG. 121 is an example of the case of the OXC-1 in order to incorporate the λ4 optical signal into the OADM-Ring 2 to which the OXC-2 belongs. Therefore, only the signal of λ4 is sent into the OADM-Ring 2 via the wavelength converter (WC) and the wavelength MUX (AWG-AM).
[0074]
However, when wavelength conversion is necessary, wavelength conversion is performed by the wavelength converter before wavelength multiplexing is performed with the wavelength MUX (AWG-AM). Incidentally, in this example, the wavelength of λ4 is converted to λ5. The wavelength-converted optical signal having the wavelength λ5 is wavelength-multiplexed with other signals of the OADM-Ring 2 at the wavelength MUX (AWG-AM) and output.
[0075]
Note that OXC-2 sets a path that passes through the optical switch OSW1 (returns to OXC-Ring-1) for signals other than λ4, and outputs the signal to OXC-Ring1 again after wavelength multiplexing.
[0076]
When the OADM 2-1 in the OADM-Ring 2 receives the wavelength-multiplexed signal of the λ5 optical signal, the OADM 2-1 separates the wavelength and extracts the λ5 signal.
[0077]
(3) Optical switch
Finally, the optical switch will be described. If the wavelength to be assigned is fixed, an optical switch is not necessary. However, the network form (logical arrangement) is not fixed due to expansion or removal, failure, etc., and a function that can be changed is necessary. Therefore, an optical switch is required. The optical switch is not frequently switched, and is switched so that communication is not interrupted when a network failure occurs. Also, the optical switch need not be non-blocking.
[0078]
(C-3) Effects of the third embodiment
As described above, according to this embodiment, while adopting the same logical configuration as that of the first embodiment, but adopting the ring configuration in which the OXC nodes are connected to each other in the physical configuration, While realizing the same effect as that of the first embodiment, it is possible to realize a further reduction in the number of required wavelengths. Further, since the path outside the ring (Row group communication path) is a separate line (fiber), the influence at the time of failure is reduced, and recovery can be easily performed.
[0079]
(D) Fourth embodiment
Subsequently, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a configuration example for realizing the simplification of the configuration and the improvement of the flexibility of the network will be described on the premise of the third embodiment.
[0080]
(D-1) Configuration of optical network system
(1) Physical connection configuration
In the present embodiment, a configuration is adopted in which all the groups on the logical configuration (same as in the first embodiment) are physically separated. Therefore, as shown in FIG. 16, one node is connected so as to pass through all the rings. In the node, a configuration is adopted in which the (group) ring to be used has an Add / Drop function, and the ring that is not used (outside the group) is through (no Add / Drop function).
[0081]
(2) Logical connection configuration
As in the previous embodiments, the logical configuration is such that nodes are arranged in a grid and divided into a Column group and a Row group. This one group becomes one ring. The number of rings is √N × 2, where N is the number of nodes. For example, if there are 100 nodes, there will be 20 rings. At this time, the number of nodes in one ring is ten.
[0082]
(3) Node configuration
FIG. 17 shows a node configuration employed in the present embodiment. Each node includes optical switches OSW1 and OSW2 for selecting a ring, and an OADM function unit 1 (for Row) and an OADM function unit 2 (for Column) that realize an Add / Drop function of an optical signal. Here, since there are two rings (Row group and Column group) handled by one node, it is sufficient to provide two OADM function units, and the remaining rings are connected through (OSW1 → OSW2 are connected). ). Since the functional part of the OADM is not involved in the present invention, only a simplified diagram is shown and description thereof is omitted.
[0083]
Here, since the scale of the optical switch is 20 rings when the number of nodes is 100, the size may be 20 × 20. Also, the optical switch need not be non-blocking. The optical switch selects the through of the OADM function units 1 and 2, and the plurality of through ports may be any port, and the input of OSW1 and the output (Ring) of OSW2 need only correspond.
[0084]
(4) Number of wavelengths
Since all the rings are independent, the number of wavelengths used is √N (√N−1) / 2 where N is the number of nodes in the network. For 100 nodes, 45 waves are used. This configuration is described as 1 Ring per group in order to reduce the number of used wavelengths as much as possible. However, if there is a margin in the number of wavelengths, a plurality of groups may be 1 Ring.
[0085]
For example, if 90 waves can be used, if the number of nodes in the network is 100, the number of Rings becomes 10 if 1 Ring is allocated to 2 groups. In this case, the number of nodes per Ring is 20.
[0086]
(D-2) Transmission operation
Hereinafter, the transmission operation in this embodiment will be described. In the following description, a case where the logical arrangement is represented by 3 × 3 will be described for ease of explanation. Here, the logical configurations are grouped as shown in FIG. Rings 1 to 6 are assigned serial numbers in the order of Columns 1 to 3 and Rows 1 to 3. The switching of the optical switch at each node is shown in FIG. Note that other ports not connected to the OADM function unit shown in FIG. 19 are connected in the through state.
[0087]
In such a configuration, the group organization of each node can be changed only by changing the switching state of the optical switches OSW1 and OSW2. For example, by connecting OADM-C (for Column) of node 9 to Ring1 and OADM-C (for Column) of node 3 to Ring3, Column1 can be made into a group of node1, node2, and node9. Can be changed to a group of node 7, node 8, and node 3. As described above, in this embodiment, the group can be easily changed only by switching the switch. Therefore, if the group organization is changed according to the communication traffic state or failure, the concentration of the two-hop communication traffic is increased. Can also be avoided.
[0088]
The communication procedure is a transfer of 2 hops or less as in the case of the first embodiment. Here, transfer from the node 1 to the node 9 will be described. In this case, two transfer paths are possible. When the first route is selected, the node 1 transfers the optical signal to the node 3 by Ring1 (Column1 group), and the node 3 transfers the optical signal to the node 9 by Ring6 (Row3 group). When the second route is selected, the node 1 transfers the optical signal to the node 7 by Ring4 (Row1 group), and the node 7 transfers the optical signal to the node 9 by Ring3 (Column3 group). Thus, in the present embodiment, the transfer of the optical signal is realized without interposing the OXC node.
[0089]
(D-3) Effect of the fourth embodiment
As described above, according to the present embodiment, a configuration in which all the rings pass through one node is adopted as the physical configuration, and a ring other than the ring that passes through the logical configuration itself is passed through and passes through the logical configuration itself. By adding the Add / Drop function only to the ring to be performed, the same effect as that of the third embodiment can be obtained, and the number of wavelengths can be reduced. Further, by adopting such a connection configuration, the node configuration can be simplified, and the form of the network can be freely changed according to the addition, failure, and traffic state.
[0090]
(E) Other embodiments
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to an optical network system has been described. However, the present invention can also be applied to an electric signal network. For electrical signals, there are various multiplexing methods such as frequency, phase, and amplitude, but frequency multiplexing (frequency modulation) is the closest application method.
[0091]
In the first embodiment described above, the case where each ring network is arranged in a row via a cross-connect node has been described. However, a configuration may be adopted in which a plurality of the row networks are arranged in parallel. In this case, the logical configuration (two-dimensional plane) in the embodiment may be configured to be three-dimensionally stacked. In addition, the connection between each surface should just be connected in any one place.
[0092]
In the second embodiment described above, the case where every other group that is not assigned to the ring network is provided has been described, but a plurality of groups (either odd or even number) may be provided. Moreover, you may mix the method of providing every other and the method of providing every other.
[0093]
【The invention's effect】
(A) As described above, according to the first invention (Claim 1), a network system having the following physical configuration and logical configuration, that is, physically, a node having a signal demultiplexing function is formed in a ring shape. Prepare multiple networks that are connected to each other, connect them in a row via one or more nodes with a cross-connect function, and logically configure a network that is connected in a ring shape Any node on the network by using a network in which each of the nodes is arranged in a grid and assigned to each of the groups in either the column direction or the row direction and connected in a ring shape. In addition, transfer within 2 hops can be realized with a smaller number of types of signals than in the past.
[0094]
(B) Further, as described above, according to the second invention (Claim 2), in the network system according to the first invention, a group that is not assigned to a network connected in a ring shape is defined as 1 in the logical configuration. By providing two or more, it is possible to realize a network system that requires fewer signals than the first invention.
[0095]
(C) As described above, according to the third invention (Claim 3), a network system having the following physical configuration and logical configuration, that is, physically, a node having a signal demultiplexing function is ringed. Prepare multiple networks connected in the form of a ring and connect them in a ring shape by interconnecting nodes with cross-connect functions arranged in each network. Logically, connect them in a ring shape. By arranging each node constituting the network to be a grid and assigning each of the networks connected in a ring shape to each of either the column direction or the row direction, the first Thus, a network system that uses fewer signals than the present invention can be realized.
[0096]
(D) As described above, according to the fourth invention (Claim 4), the network system having the following physical configuration and logical configuration, that is, logically, the nodes constituting the network are arranged in a grid pattern. Are grouped in the column direction and the row direction. Physically, all the nodes are connected by connecting the number of rings corresponding to the number of groups. Thus, a network system that uses fewer signals than the first invention can be realized by using the one that allows the ring outside the group to pass through as it is.
[0097]
(E) Also, as described above, according to the fifth invention (Claim 5), as a node device having a cross-connect function used in the network system according to the third invention (Claim 3), A signal used for communication between nodes having a signal demultiplexing function in the network to which it belongs is passed as it is, and a signal from another network to which it is to connect or a signal to another network is exchanged with each other By using the one having the connection means, the network system according to the third invention (Claim 3) can be constructed.
[0098]
(F) As described above, according to the sixth invention (Claim 6), as a node device used in the network system according to the fourth invention (Claim 4), the ring to which the logical device itself belongs belongs. 4th invention (Claim 4) by using a connection means that performs multiplexing and demultiplexing of signals between them and a ring that does not belong to itself in the logical configuration, and allows signals to pass as they are. It is possible to construct the network system described in 1.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a physical connection configuration and a logical connection configuration according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional system (part 1);
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional system (part 2);
FIG. 4 is a diagram illustrating a general configuration example of physical connection in the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a basic configuration of an OADM node.
FIG. 6 is a diagram illustrating a basic configuration of an OXC node.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a general configuration of logical connection in the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of wavelength allocation in the first embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a communication example in the first embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a general configuration example of logical connection in the second embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating a general configuration example of physical connection in the third embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing an internal configuration of an OXC node in the third embodiment.
FIG. 13 is a diagram schematically illustrating wavelength assignment in the third embodiment (part 1);
FIG. 14 is a diagram schematically illustrating wavelength assignment in the third embodiment (No. 2).
FIG. 15 is a diagram illustrating a wavelength assignment method according to the third embodiment.
FIG. 16 is a diagram illustrating a general configuration example of physical connection in the fourth embodiment.
FIG. 17 is a diagram illustrating a node configuration according to a fourth embodiment.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of grouping and an example of ring allocation in the fourth embodiment.
FIG. 19
It is a figure which shows the switching method of the optical switch in 4th Embodiment.
[Explanation of symbols]
OADM: optical add / drop device, OXC: optical cross connect, AWG: AWG wavelength multiplexing / demultiplexing circuit, OSW: optical switch, WC: wavelength converter.

Claims

Physically, preparing a plurality of networks formed by connecting nodes having signal demultiplexing functions in a ring shape, connecting them in a row via one or a plurality of nodes having a cross-connect function, Logically, a network in which the nodes constituting the network connected in the ring shape are arranged in a lattice shape and connected in either the column direction or the row direction to each of the groups in the ring shape. A network system characterized by assigning each of the above.

2. The network system according to claim 1, wherein one or a plurality of groups that are not assigned to the network connected in a ring shape are provided in a logical configuration.

Physically, a plurality of networks in which nodes having signal demultiplexing functions are connected in a ring shape are prepared, and they are formed in a ring shape by interconnection between nodes having a cross-connect function arranged in each network. Connect and logically arrange each node that constitutes the network connected in the above ring shape in a grid shape, and connect it in the above ring shape to either one of the group in the column direction or the row direction. A network system characterized by assigning each of the networks.

Logically, the nodes that make up the network are arranged in a grid and grouped in the column and row directions. Physically, the same number of rings as the above groups are prepared and all nodes are connected. The network system is characterized in that, in each node, signal demultiplexing is performed for the ring of the group to which the node belongs, and the ring outside the group is passed as it is.

In the node device having the cross-connect function used in the network system according to claim 3, a signal used for communication between nodes having a signal demultiplexing function in the network to which the device belongs is passed as it is, A node device comprising connection means for mutually exchanging signals from other networks to which it is to connect or signals to other networks.

5. The node device used in the network system according to claim 4, wherein multiplexing and demultiplexing of signals are performed with respect to a ring to which the logical structure itself belongs, and signal is transmitted with respect to a ring to which the logical structure itself does not belong. A node device comprising a connection means for passing the data as it is.