JP4957578B2 - 光通信装置、光通信システムおよび光通信方法 - Google Patents

光通信装置、光通信システムおよび光通信方法 Download PDF

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Description

この発明は、光パケット信号を伝送する光通信装置、光通信システムおよび光通信方法に関する。
従来、スーパーコンピュータなどの並列計算機間を接続するインターコネクトシステムや、高速ルータ内の信号スイッチングにおける電気配線技術のボトルネック（帯域、物量）を回避するために、インターコネクトシステムや信号スイッチングに対して、広帯域特性を有する光伝送技術を適用することが検討されている。
現在、信号スイッチングに対して導入されている光インターコネクトシステムにおいては、一旦光信号を電気信号に変換してスイッチングを行う。このため、帯域が増加するとスイッチングのポート数が増加し、スイッチ規模が拡大してしまう。これに対して、信号スイッチングについても光信号のまま行う光パケットスイッチの検討が進められている（たとえば、下記特許文献１参照。）。
図１９は、従来の光通信システムの機能的構成を示すブロック図である。図１９に示すように、従来の光通信システム１９００は、ノード＃１〜＃４およびＮ：Ｎスイッチ装置１９３０によって構成されている。ノード＃１〜＃４のそれぞれは、情報処理を行う計算機１９２０と、計算機１９２０が処理する情報を光パケット信号によって伝送する光通信装置１９１０と、を備えている。
光通信システム１９００は、ノード＃１〜＃４の各光通信装置１９１０の間で相互に光パケット信号を伝送する光パケットインタコネクトシステムを構成している。ノード＃１〜＃４の各光通信装置１９１０の送信部および受信部は、Ｎ：Ｎスイッチ装置１９３０に接続されている。Ｎ：Ｎスイッチ装置１９３０は、ノード＃１〜＃４の各光通信装置１９１０が互いに送受信する光パケット信号のスイッチングを行う。
特開２００７−２００４０号公報
しかしながら、上述した従来技術では、Ｎ：Ｎスイッチ装置１９３０に発生した障害が、ノード＃１〜＃４の間のすべての光パケット伝送に影響を与える。このため、光通信システム１９００全体の障害耐性が低いという問題がある。また、Ｎ：Ｎスイッチ装置１９３０に発生した障害の影響を回避するために予備のＮ：Ｎスイッチ装置を設けると、光通信システム１９００のサイズおよびコストが増大するという問題がある。
また、光信号を光信号のまま保持できるバッファ素子（遅延素子）は実現が困難であるため、パケット信号を光のままスイッチングする場合には、ノード＃１〜＃４から送信される各光パケット信号のＮ：Ｎスイッチ装置１９３０への到達タイミングがばらつく。このため、各光パケット信号の境界部分に設けるガードタイム部を長く設ける必要があり、パケット伝送効率が劣化するという問題がある。
開示の光通信装置、光通信システムおよび光通信方法は、上述した問題点を解消するものであり、システムの障害耐性およびパケット伝送効率を向上させることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この光通信装置は、３以上の光通信装置の間で相互に光パケット信号を伝送する光通信システムに含まれる前記光通信装置において、前記３以上の光通信装置のうちの自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各送信ポートからそれぞれ光パケット信号を送信する送信手段と、前記自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各受信ポートから受信する光パケット信号のうちの自装置宛の光パケット信号を選択して取得する光スイッチと、前記光スイッチによって取得された光パケット信号を受信する受信手段と、を備えることを要件とする。
上記構成によれば、光パケット信号の経路切換を行う光スイッチを各光通信装置に分散して設けることで、１つのノードの光スイッチに障害が発生しても、障害が発生していないノード間では光パケット信号の伝送を継続することができる。このため、光通信システム全体の障害耐性を向上させることができる。
開示の光通信装置、光通信システムおよび光通信方法によれば、システムの障害耐性およびパケット伝送効率を向上させることができるという効果を奏する。
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光通信装置、光通信システムおよび光通信方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる光通信システムの機能的構成を示すブロック図（その１）である。図１に示すように、実施の形態１にかかる光通信システム１００は、ノード＃１〜＃４によって構成されている。ノード＃１〜＃４のそれぞれは、情報処理を行う計算機１２０と、計算機１２０が処理する情報を光パケット信号によって伝送する光通信装置１１０と、を備えている。
ノード＃１〜＃４の各光通信装置１１０（３以上の光通信装置）は、互いにメッシュ状に接続されている。光通信システム１００は、ノード＃１〜＃４の各光通信装置１１０の間で相互に光パケット信号を伝送する光パケットインタコネクトシステムを構成している。ここではノード＃１の光通信装置１１０の構成について説明するが、ノード＃２〜＃４の構成も同様である。
ノード＃１の光通信装置１１０は、送信部１１１と、光スイッチ１１２と、受信部１１３と、を備えている。ノード＃１の計算機１２０は、ノード＃２〜＃４のいずれかへ送信するためのデータをパケット単位で区切る。計算機１２０は、区切った各パケット情報を宛先情報とともに送信部１１１へ出力する。宛先情報が示す宛先は、ここではノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０のうちのいずれかである。
送信部１１１は、計算機１２０から出力されたパケット情報に基づいて光パケット信号を生成する。送信部１１１は、ノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０（自装置以外の光通信装置）にそれぞれ接続された３つの送信ポートを備えている。送信部１１１は、生成した光パケット信号を３つの送信ポートからそれぞれ出力する。これにより、ノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０へ光パケット信号がそれぞれ送信される。
送信部１１１は、たとえば、光パケット信号の宛先に関係なく、光パケット信号を３分岐し、分岐した各光パケット信号をそれぞれ３つの送信ポートから送信する分岐器である。または、送信部１１１は、３つの送信ポートのうちの、光パケット信号の宛先のノードの光通信装置１１０と接続された送信ポートを選択し、選択した送信ポートから光パケット信号を送信する光スイッチであってもよい。
光スイッチ１１２は、ノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０とそれぞれ接続された３つの受信ポートを備えている。ノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０から送信され、３つの受信ポートにそれぞれ入力された各光パケット信号のうちのノード＃１の光通信装置１１０宛（自装置宛）の光パケット信号を選択して取得する。光スイッチ１１２は、取得した光パケット信号を受信部１１３へ出力する。
受信部１１３は、光スイッチ１１２から出力された光パケット信号を受信する。受信部１１３は、受信した光パケット信号を元のパケット情報に変換して計算機１２０へ出力する。計算機１２０は、受信部１１３から順次出力される各パケット情報を取得する。計算機１２０は、取得した各パケット情報を用いて元のデータを再現する。
図２は、実施の形態１にかかる光通信システムの機能的構成を示すブロック図（その２）である。図２において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。また、伝送対象のデータの流れを実線矢印で示し、その他の制御信号の流れを点線矢印で示す（以下のブロック図，シーケンス図においても同様）。光通信システム１００は、図１に示した構成に加えて、マスタクロック管理部２１０を備えている。
マスタクロック管理部２１０は、ノード＃１〜＃４の各光通信装置１１０のそれぞれから等距離の位置に設けられる。マスタクロック管理部２１０は、ノード＃１〜＃４の各光通信装置１１０に対してクロック信号を同時に送信する。ノード＃１〜＃４の各送信部１１１は、マスタクロック管理部２１０から出力されたクロック信号を基準とした送信タイミングによって光パケット信号を送信する。
また、ノード＃１〜＃４の各受信部１１３は、マスタクロック管理部２１０から出力されたクロック信号を基準とした受信タイミングによって光パケット信号を受信する。これにより、ノード＃１〜＃４の各光通信装置１１０が、クロック信号を基準として互いに同期したタイミングで光パケット信号を伝送することができる。クロック信号は、電気信号であってもよいし、光信号であってもよい。
図３は、図１に示したノード＃１の光通信装置の構成例を示すブロック図である。図３においてはノード＃１の光通信装置１１０の構成について説明するが、ノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０の構成も同様である。図３に示すように、ノード＃１の光通信装置１１０は、計算機Ｉ／Ｆ３０１と、送信要求処理部３０３と、パケット送信制御部３０２と、光送信機３０４と、１：Ｎカプラ３０５と、Ｎ：１スイッチ３０６と、受信要求処理部３０７と、光受信機３０８と、パケット受信制御部３０９と、を備えている。
計算機Ｉ／Ｆ３０１は、光通信装置１１０と計算機１２０とを接続するインターフェースである。パケット送信制御部３０２、送信要求処理部３０３、光送信機３０４および１：Ｎカプラ３０５は、図１の送信部１１１を構成している。パケット送信制御部３０２は、計算機Ｉ／Ｆ３０１を介して計算機１２０から出力されたパケット情報を取得する。
パケット送信制御部３０２は、取得したパケット情報の宛先情報を送信要求処理部３０３へ出力する。また、パケット送信制御部３０２は、送信要求処理部３０３へ出力した宛先情報に対して、送信要求処理部３０３からタイムスロット情報が出力されるのを待ち、出力されたタイムスロット情報を取得する。また、パケット送信制御部３０２は、送信要求処理部３０３から出力されるクロック信号を取得する。
また、パケット送信制御部３０２は、取得したパケット情報に基づいて電気パケット信号を生成する。パケット送信制御部３０２は、タイムスロット情報を取得したあと待機して、クロック信号およびタイムスロット情報に基づく送信タイミングによって電気パケット信号を光送信機３０４へ出力する。この送信タイミングは、光パケット信号が宛先ノードの光通信装置１１０へ到達するタイミングが、クロック信号を基準とした各タイムスロットのうちのタイムスロット情報が示すタイムスロットとなる送信タイミングである。
送信要求処理部３０３は、ノード＃２〜＃４の各受信要求処理部３０７およびマスタクロック管理部２１０と接続された制御信号ラインを有する。送信要求処理部３０３は、パケット送信制御部３０２から出力された宛先情報に基づいて、ノード＃２〜＃４のうちの宛先情報が示すノードの受信要求処理部３０７へ送信要求を送信する。送信要求には、送信元（ノード＃１）や、送信する光パケット信号のサイズなどの情報が含まれる。
また、送信要求処理部３０３は、送信要求を送信したノードから、送信した送信要求にかかる光パケット信号のタイムスロット情報を受信する。光パケット信号のタイムスロット情報とは、その光パケット信号の伝送を許可するタイムスロットを示す情報である。送信要求処理部３０３は、受信したタイムスロット情報をパケット送信制御部３０２へ出力する。また、送信要求処理部３０３は、マスタクロック管理部２１０から送信されたクロック信号を受信して、受信したクロック信号を送信要求処理部３０３へ出力する。
光送信機３０４は、パケット送信制御部３０２から出力された電気パケット信号を光パケット信号に変換する。光送信機３０４は、たとえば、パケット送信制御部３０２から出力された電気パケット信号を電気−光変換するため、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）や、一定振幅、強度のレーザ光に対して信号変調を行う光変調器で構成される。光送信機３０４は、変換した光パケット信号を１：Ｎカプラ３０５へ出力する。
１：Ｎカプラ３０５は、光送信機３０４から出力された光パケット信号をＮ分岐して、分岐した各光パケット信号をノード＃２〜＃４の各受信部１１３へ送信する。１：Ｎカプラ３０５は、ここではノード＃２〜＃４の各Ｎ：１スイッチ３０６の受信ポートに接続された３つの送信ポートを備える１：３カプラである。１：Ｎカプラ３０５は、光パケット信号を３分岐して、分岐した各光パケット信号を各送信ポートからそれぞれ送信する。
Ｎ：１スイッチ３０６は、図１に示した光スイッチ１１２を構成している。ここでは、Ｎ：１スイッチ３０６は、ノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０とそれぞれ接続された３つの受信ポートを備える３：１スイッチである。Ｎ：１スイッチ３０６の各受信ポートには、ノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０から送信された光パケット信号がそれぞれ入力される。Ｎ：１スイッチ３０６は、３つの受信ポートのうちの１つの受信ポートを選択し、選択した受信ポートから入力された光パケット信号を取得する。
Ｎ：１スイッチ３０６は、取得した光パケット信号を光受信機３０８へ出力する。Ｎ：１スイッチ３０６は、選択する受信ポートを、受信要求処理部３０７から出力される切替信号に従って切り替える。Ｎ：１スイッチ３０６には、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）や、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）などの強誘電体を用いた光スイッチなどを適用することができる。
受信要求処理部３０７、光受信機３０８およびパケット受信制御部３０９は、図１の受信部１１３を構成している。受信要求処理部３０７は、ノード＃２〜＃４の各送信要求処理部３０３およびマスタクロック管理部２１０と接続された制御信号ラインを有する。受信要求処理部３０７は、ノード＃２〜＃４の各送信要求処理部３０３から送信された各送信要求に基づいて、ノード＃１が受信する光パケット信号の優先順位を決定する。
受信要求処理部３０７は、決定した優先順位と、パケット受信制御部３０９から通知されるパケット情報の蓄積状態と、に基づいて各光パケット信号の送信を許可するタイムスロットを設定する。受信要求処理部３０７は、設定した各タイムスロットを示す各タイムスロット情報を、ノード＃２〜＃４のうちの送信要求を送信してきたノードに対してそれぞれ送信する。また、受信要求処理部３０７は、マスタクロック管理部２１０から送信されたクロック信号を取得する。受信要求処理部３０７は、取得したクロック信号を基準としたタイムスロットによってＮ：１スイッチ３０６へ切替信号を出力する。
具体的には、受信要求処理部３０７は、設定した各タイムスロットにタイミングを合わせて、そのタイムスロットに光パケット信号の送信を許可したノードの光通信装置１１０に接続された受信ポートを選択するようにＮ：１スイッチ３０６へ切替信号を出力する。これにより、各タイムスロットにおいて、そのタイムスロットに光パケット信号の送信を許可したノードから送信された光パケット信号を受信することができる。
光受信機３０８は、Ｎ：１スイッチ３０６から出力された光パケット信号を電気パケット信号に変換する。光受信機３０８は、変換した電気パケット信号をパケット受信制御部３０９へ出力する。光受信機３０８は、たとえば、Ｎ：１スイッチ３０６から出力された光パケット信号を光−電気変換するＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）である。
パケット受信制御部３０９は、光受信機３０８から出力された電気パケット信号をパケット情報に変換して蓄積する。パケット受信制御部３０９は、蓄積したパケット情報を順次、計算機Ｉ／Ｆ３０１を介して計算機１２０へ出力する。また、パケット受信制御部３０９は、パケット情報の蓄積状態を受信要求処理部３０７へ通知する。
図４は、図３に示したパケット送信制御部の構成例を示すブロック図である。図４において、図３に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図４に示すように、パケット送信制御部３０２は、アドレス処理部４０１と、送信バッファ部４０２と、データ変換部４０３と、を備えている。アドレス処理部４０１は、計算機Ｉ／Ｆ３０１を介して計算機１２０から出力されたパケット情報を取得する。
アドレス処理部４０１は、取得したパケット情報を、宛先ごとに送信バッファ部４０２に蓄積する。また、アドレス処理部４０１は、送信バッファ部４０２に蓄積したパケット情報の宛先情報を送信要求処理部３０３へ出力する。また、アドレス処理部４０１は、送信要求処理部３０３へ出力した宛先情報に対して送信要求処理部３０３から出力されたタイムスロット情報を取得する。また、アドレス処理部４０１は、送信要求処理部３０３から出力されるクロック信号を取得する。
アドレス処理部４０１は、上述した送信タイミングによって、パケット情報を送信バッファ部４０２から読み出してデータ変換部４０３へ出力する。データ変換部４０３は、アドレス処理部４０１から出力されたパケット情報を電気パケット信号に変換する。データ変換部４０３は、変換した電気パケット信号を光送信機３０４へ出力する。
図５は、図３に示したパケット受信制御部の構成例を示すブロック図である。図５において、図３に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図５に示すように、パケット受信制御部３０９は、データ変換部５０１と、バッファ処理部５０２と、受信バッファ部５０３とを備えている。データ変換部５０１は、光受信機３０８から出力された電気パケット信号を計算機１２０に対応したパケット情報に変換する。
データ変換部５０１は、変換したパケット情報をバッファ処理部５０２へ出力する。バッファ処理部５０２は、データ変換部５０１から出力されたパケット情報を受信バッファ部５０３に蓄積する。また、バッファ処理部５０２は、受信バッファ部５０３に蓄積したパケット情報を順次、計算機Ｉ／Ｆ３０１を介して計算機１２０へ出力する。また、バッファ処理部５０２は、パケット情報の蓄積状態を受信要求処理部３０７へ通知する。
図６は、図４に示したデータ変換部が生成する電気パケット信号の一例を示す図である。図６に示すように、パケット送信制御部３０２のデータ変換部４０３が生成する電気パケット信号６１０は、ヘッダ部６１１と、ペイロード部６１２と、テイラー部６１３と、から構成されている。また、電気パケット信号６１０の前後には、それぞれガードタイム部６２１およびガードタイム部６２２が設けられる。
ヘッダ部６１１は、光パケット信号を伝送するために必要な各種情報を含む部分である。光パケット信号を送信するために必要な各種情報とは、光パケット信号の宛先情報や、送信元のノードの情報や、光パケット信号によって伝送するデータのサイズや種類の情報や、受信側で光パケット信号の先頭を検出するための先頭検出コードが含まれている。
ペイロード部６１２は、光パケット信号による伝送の対象のデータを含む部分である。光パケット信号による伝送の対象のデータは、計算機１２０からパケット送信制御部３０２へ出力されたパケット情報に相当する情報である。ヘッダ部６１１はペイロード部６１２の前に付加される。また、テイラー部６１３はペイロード部６１２の後に付加される。
テイラー部６１３は、伝送する光パケット信号の品質を保証するための誤り検出情報などを含む部分である。誤り検出には、たとえばＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）方式などを用いることができる。また、テイラー部６１３には、受信側で光パケット信号の末尾を検出するための末尾検出コードが含まれている。
ガードタイム部６２１およびガードタイム部６２２は、受信側の光通信装置１１０のＮ：１スイッチ３０６の切替時間や伝送量遅延量調整限界を保証するために、各電気パケット信号６１０の境界ごとに設けられる時間である。伝送量遅延量調整限界は、光パケット信号の送信タイミングの遅延量の調整の限界である。遅延量の調整の限界は、温度変動によるファイバ長の変化などの物理限界によって決まる。
図７は、光パケット信号の伝送動作の一例を示すシーケンス図である。ここではノード＃１からノード＃２へ光パケット信号を伝送する場合について説明するが、他のノード間で光パケット信号を伝送する場合についても同様である。まず、ノード＃１の計算機１２０が、ノード＃２の光通信装置１１０へ送信するためのパケット情報を、宛先情報とともにノード＃１のパケット送信制御部３０２へ出力する（ステップＳ７０１）。
ステップＳ７０１によって計算機１２０から出力される宛先情報は、ノード＃２を示す情報である。つぎに、パケット送信制御部３０２が、ステップＳ７０１によって計算機１２０から出力された宛先情報を送信要求処理部３０３へ出力する（ステップＳ７０２）。つぎに、送信要求処理部３０３が、ステップＳ７０２によって出力された宛先情報に基づいて、ノード＃２の受信要求処理部３０７へ送信要求を送信する（ステップＳ７０３）。
つぎに、ノード＃２の受信要求処理部３０７が、ステップＳ７０３によって送信された送信要求にかかる光パケット信号の送信を許可するタイムスロットを決定し、決定したタイムスロットのタイムスロット情報をノード＃１の送信要求処理部３０３へ送信する（ステップＳ７０４）。つぎに、送信要求処理部３０３が、ステップＳ７０４によって送信されたタイムスロット情報をパケット送信制御部３０２へ出力する（ステップＳ７０５）。
つぎに、パケット送信制御部３０２が、ステップＳ７０５によって出力されたタイムスロット情報に基づいて時間Ｔだけ待機して、ステップＳ７０１により計算機１２０から出力されたパケット情報に基づく電気パケット信号を光送信機３０４へ出力する（ステップＳ７０６）。つぎに、光送信機３０４が、ステップＳ７０６により出力された電気パケット信号を光パケット信号に変換して、変換した光パケット信号を１：Ｎカプラ３０５を介してノード＃２のＮ：１スイッチ３０６へ送信する（ステップＳ７０７）。
ノード＃２の受信要求処理部３０７は、ステップＳ７０４によって決定したタイムスロットに合わせてＮ：１スイッチ３０６へ切替信号を出力し、Ｎ：１スイッチ３０６の選択受信ポートをノード＃１に対応する受信ポートに切り替える（ステップＳ７０８）。つぎに、光受信機３０８が、ステップＳ７０７によって送信され、Ｎ：１スイッチ３０６を介して受信した光パケット信号を電気パケット信号に変換し、変換した電気パケット信号をパケット受信制御部３０９へ出力する（ステップＳ７０９）。
つぎに、パケット受信制御部３０９が、ステップＳ７０９によって出力された電気パケット信号をパケット情報に変換して計算機１２０へ出力し（ステップＳ７１０）、１つのパケット情報に対する一連の伝送動作を終了する。以下、計算機１２０から出力される伝送対象のパケット情報ごとに、上述したステップＳ７０１〜Ｓ７１０の伝送動作を行う。ここでは連続してノード＃１からノード＃２へ光パケット信号を送信する場合について図示しているが、伝送対象のパケット情報ごとに宛先のノードが異なっていてもよい。
このように、実施の形態１にかかる光通信システム１００によれば、光パケット信号の経路切換を行う光スイッチをノード＃１〜＃４の各光通信装置１１０に分散して設けることで、１つのノードの光スイッチに障害が発生しても、障害が発生していないノード間では光パケット信号の伝送を継続することができる。このため、光通信システム１００全体の障害耐性を向上させることができる。
なお、光通信システム１００がノード＃１〜＃４の各光通信装置１１０によって構成されている場合について説明したが、光通信システム１００は、３以上の光通信装置１１０の間で相互に光パケット信号を伝送する光通信システムに適用することができる。また、ノード＃１〜＃４において、光通信装置１１０と接続されるのは、それぞれ独立した計算機１２０には限られない。たとえば、計算機１２０に代えて、さらに他の通信システムと接続された光通信装置を光通信装置１１０と接続してもよい。
また、マスタクロック管理部２１０が、ノード＃１〜＃４の各光通信装置１１０のそれぞれから等距離の位置に設けられるとして説明したが、このような構成に限らず、マスタクロック管理部２１０から送信される各クロック信号が、ノード＃１〜＃４の各光通信装置１１０へ同時に到達すればよい。たとえば、マスタクロック管理部２１０は、ノード＃１〜＃４の各光通信装置１１０との距離に応じてクロック信号を遅延させることで、各クロック信号を各光通信装置１１０へ同時に到達させる。
また、送信部１１１を、３つの送信ポートのうちの、光パケット信号の宛先のノードの光通信装置１１０と接続された送信ポートから光パケット信号を送信する光スイッチによって構成する場合は、光スイッチ１１２に代えて、ノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０とそれぞれ接続された３つの受信ポートを備える光カプラを設けてもよい。この光カプラは、ノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０から送信され、３つの受信ポートのいずれかから入力された光パケット信号を取得して受信部１１３へ出力する。
（実施の形態２）
図８は、実施の形態２にかかる光通信システムの機能的構成を示すブロック図である。図８において、図１および図３に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図８においては、ノード＃１〜＃４のうちのノード＃１およびノード＃２の各光通信装置１１０を図示する。また、マスタクロック管理部２１０と、ノード＃１およびノード＃２の各光通信装置１１０の計算機Ｉ／Ｆ３０１と、は図示を省略する。
ノード＃１の送信部１１１は、光パケット信号を送信する送信タイミングを、ノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０のうちの光パケット信号の送信先の光通信装置１１０ごとに異なる遅延量によって調整する。送信先の光通信装置１１０ごとの遅延量は、送信先の各光通信装置１１０とノード＃１の光通信装置１１０との伝送路長や、送信先の各光通信装置１１０の光スイッチの動作速度などに応じてあらかじめ定めておく。
ノード＃１およびノード＃２の各光通信装置１１０は、図３に示した構成において、Ｎ：１スイッチ３０６および１：Ｎカプラ３０５に代えて、Ｎ：２スイッチ８０１および２：Ｎカプラ８０２を備えている。Ｎ：２スイッチ８０１は、ノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０とそれぞれ接続された３つの受信ポートと、光受信機３０８および２：Ｎカプラ８０２と接続された２つの出力ポートと、備える３：２スイッチである。
Ｎ：２スイッチ８０１の３つの受信ポートには、ノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０から送信された光パケット信号がそれぞれ入力される。Ｎ：２スイッチ８０１は、３つの受信ポートのうちの１つの受信ポートを選択し、選択した受信ポートから入力された光パケット信号を取得する。また、Ｎ：２スイッチ８０１は、２つの出力ポートのうちの一方を選択し、選択した出力ポートから、取得した光パケット信号を出力する。
Ｎ：２スイッチ８０１は、選択する受信ポートおよび出力ポートを、受信要求処理部３０７から出力される切替信号に従って切り替える。２：Ｎカプラ８０２は、光送信機３０４およびＮ：２スイッチ８０１にそれぞれ接続された２つの入力ポートと、ノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０のＮ：２スイッチ８０１とそれぞれ接続された３つの送信ポートと、を備える２：３光カプラである。
２：Ｎカプラ８０２は、光送信機３０４から出力された光パケット信号を３分岐して、分岐した各光パケット信号を３つの送信ポートからそれぞれ送信する。また、２：Ｎカプラ８０２は、Ｎ：２スイッチ８０１から出力された光パケット信号を３分岐して、分岐した各光パケット信号を３つの送信ポートからそれぞれ送信する。
Ｎ：２スイッチ８０１および２：Ｎカプラ８０２は、他のノードから送信された光パケット信号をそのまま折り返し、送信元のノードの受信部１１３へ送信する折り返し経路８０３（折り返し手段）を構成する。光通信装置１１０は、光通信システム１００において光パケット信号を伝送する運用を開始する前に、ノード＃１〜＃４の各送信部１１１における光パケット信号の送信タイミングの遅延量を決定する遅延量決定動作を行う。
受信要求処理部３０７は、自装置に対する送信タイミングの遅延量を決定する遅延量決定動作を行っているときには、Ｎ：２スイッチ８０１が取得した光パケット信号を２：Ｎカプラ８０２と接続された出力ポートから出力するように、Ｎ：２スイッチ８０１へ切替信号を出力する。これにより、折り返し経路８０３が形成される。
また、受信要求処理部３０７は、自装置以外の光通信装置１１０に対する送信タイミングの遅延量を決定する遅延量決定動作を行っているときと、光通信システム１００の運用時には、Ｎ：２スイッチ８０１が取得した光パケット信号を光受信機３０８と接続された出力ポートから出力するように、Ｎ：２スイッチ８０１へ切替信号を出力する。
図９は、図８に示したパケット送信制御部の構成例を示すブロック図である。図９において、図４に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。ここではノード＃１のパケット送信制御部３０２の構成例について説明するが、ノード＃２〜＃４の各パケット送信制御部３０２の構成も同様である。
図９に示すように、パケット送信制御部３０２は、図４に示した構成に加えて、送信遅延量調整部９０１および遅延量情報記憶部９０２を備えている。送信遅延量調整部９０１は、データ変換部４０３から出力された電気パケット信号を遅延させてから光送信機３０４へ出力する。また、送信遅延量調整部９０１は、電気パケット信号を遅延させる遅延量を、電気パケット信号の宛先ごとに切り替える。
遅延量情報記憶部９０２には、ノード＃２〜＃４を示す各宛先と、遅延量と、が対応付けられた情報が記憶されている。送信遅延量調整部９０１は、電気パケット信号を遅延させる遅延量として、遅延量情報記憶部９０２に記憶されている情報において、その電気パケット信号の宛先と対応付けられている遅延量を用いる。
また、送信遅延量調整部９０１は、遅延量決定動作において、調整用の電気パケット信号を遅延させる遅延量を変化させながら、送信先の光通信装置１１０から折り返された光パケット信号の受信状態の情報をパケット受信制御部３０９から取得する。送信遅延量調整部９０１は、取得した受信状態の情報に基づいて送信先の光通信装置１１０に対応する遅延量を決定し、遅延量情報記憶部９０２に記憶させる。
具体的には、送信遅延量調整部９０１は、パケット受信制御部３０９から出力される受信状態の情報が、光パケット信号の遅延量が最適となることを示す情報となるまで電気パケット信号を遅延させる遅延量を変化させる。送信遅延量調整部９０１は、光パケット信号の遅延量が最適であることを示す情報を取得したときの遅延量を、その送信先の光通信装置１１０に対応する遅延量として遅延量情報記憶部９０２に記憶させる。
図１０は、図８に示したパケット受信制御部の構成例を示すブロック図である。図１０において、図５に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。ここではノード＃１のパケット受信制御部３０９の構成例について説明するが、ノード＃２〜＃４の各パケット受信制御部３０９の構成も同様である。
図１０に示すように、パケット受信制御部３０９は、図５に示した構成に加えて、データ変換部５０１の前段（光受信機３０８側）にコード検出部１００１を備えている。コード検出部１００１は、遅延量決定動作において、送信遅延量調整部９０１が送信し、送信先の光通信装置１１０から折り返された電気パケット信号を取得する。コード検出部１００１は、取得した電気パケット信号が受信可能であるか否かを判断する。
具体的には、コード検出部１００１は、取得した電気パケット信号の先頭検出コードおよび末尾検出コードを検出する。コード検出部１００１は、先頭検出コードおよび末尾検出コードを検出できた場合はその電気パケット信号を受信可能であると判断し、検出できなかった場合はその電気パケット信号を受信可能でないと判断する。コード検出部１００１は、取得した電気パケット信号が受信可能であるか否かの情報を、電気パケット信号の受信状態を示す情報として送信遅延量調整部９０１へ出力する。
たとえば、送信遅延量調整部９０１における電気パケット信号の遅延量が最適であり、受信側の光通信装置１１０が光パケット信号を最適なタイミングで受信できるときは、受信側のＮ：２スイッチ８０１において光パケット信号に含まれる先頭検出コードおよび末尾検出コードが遮断されずに、光パケット信号がそのままノード＃１の光通信装置１１０へ折り返される。このため、送信側のコード検出部１００１において、先頭検出コードおよび末尾検出コードを正常に検出することができる。
また、送信遅延量調整部９０１における電気パケット信号の遅延量が最適でなく、受信側の光通信装置１１０が光パケット信号を最適なタイミングで受信できないときは、受信側のＮ：２スイッチ８０１において光パケット信号に含まれる先頭検出コードおよび末尾検出コードのいずれかが遮断され、その光パケット信号がノード＃１の光通信装置１１０へ折り返される。このため、送信側のコード検出部１００１において、先頭検出コードおよび末尾検出コードを正常に検出することができない。
図１１は、遅延量決定動作の一例を示すフローチャートである。マスタクロック管理部２１０の制御によって、ノード＃１〜＃４の各光通信装置１１０は、以下のような遅延量決定動作を行う。図１１に示すように、まず、ノード＃１〜＃４から、遅延量決定動作を行うノード（以下、「決定動作ノード」という）を選択する（ステップＳ１１０１）。つぎに、ステップＳ１１０１によって選択された決定動作ノード以外の各ノードから、決定動作ノードが送信する調整用の光パケット信号を受信するノード（以下、「受信ノード」という）を選択する（ステップＳ１１０２）。
つぎに、このときの受信ノードにおけるＮ：２スイッチ８０１の出力ポートを、折り返し経路８０３に切り替える（ステップＳ１１０３）。つぎに、このときの決定動作ノードの光通信装置１１０が、送信タイミングの遅延量を０に設定する（ステップＳ１１０４）。つぎに、このときの決定動作ノードの光通信装置１１０が、このときの受信ノードの光通信装置１１０に対して、調整用の光パケット信号を送信する（ステップＳ１１０５）。
ステップＳ１１０５によって決定動作ノードから送信された光パケット信号は、受信ノードの光通信装置１１０の折り返し経路８０３を通過して、決定動作ノードの光通信装置１１０へ折り返される。つぎに、このときの決定動作ノードの光通信装置１１０のコード検出部１００１が、受信ノードの光通信装置から折り返された光パケット信号を受信可能であるか否かを判断する（ステップＳ１１０６）。
ステップＳ１１０６において、光パケット信号を受信可能でない場合（ステップＳ１１０６：Ｎｏ）は、このときの決定動作ノードの光通信装置１１０が、送信タイミングの遅延量を単位変化量Δだけ増加させ（ステップＳ１１０７）、ステップＳ１１０５に戻って処理を続行する。光パケット信号を受信可能である場合（ステップＳ１１０６：Ｙｅｓ）は、このときの遅延量を、このときの受信ノードに対応する遅延量として、決定動作ノードの遅延量情報記憶部９０２に記憶させる（ステップＳ１１０８）。
つぎに、ノード＃１〜＃４のうちの決定動作ノード以外のすべてのノードを受信ノードにしたか否かを判断する（ステップＳ１１０９）。すべてのノードを受信ノードにしていない場合（ステップＳ１１０９：Ｎｏ）は、受信ノードを変更し（ステップＳ１１１０）、ステップＳ１１０３に戻って処理を続行する。すべてのノードを受信ノードにした場合（ステップＳ１１０９：Ｙｅｓ）は、ノード＃１〜＃４のすべてのノードを決定動作ノードにしたか否かを判断する（ステップＳ１１１１）。
ステップＳ１１１１において、すべてのノードを決定動作ノードにしていない場合（ステップＳ１１１１：Ｎｏ）は、決定動作ノードを変更し（ステップＳ１１１２）、ステップＳ１１０２へ戻って処理を続行する。すべてのノードを決定動作ノードにした場合（ステップＳ１１１１：Ｙｅｓ）は、遅延量決定動作を終了する。
図１２は、図１１に示したステップＳ１１０５〜Ｓ１１０７を示すシーケンス図である。図１２においては、ノード＃１を決定動作ノードとし、ノード＃２を受信ノードとする場合について説明する。したがって、ステップＳ１１０３によってノード＃２におけるＮ：２スイッチ８０１の出力ポートが折り返し経路８０３に切り替わっている。また、ステップＳ１１０４によって、ノード＃１の送信タイミングの遅延量は０に設定されている。
まず、ノード＃１の送信遅延量調整部９０１が、調整用の電気パケット信号を、このときに設定されている遅延量を用いて遅延させてから光送信機３０４へ出力する（ステップＳ１２０１）。つぎに、光送信機３０４が、ステップＳ１２０１によって出力された電気パケット信号を光パケット信号に変換して、変換した光パケット信号を２：Ｎカプラ８０２を介してノード＃２のＮ：２スイッチ８０１へ送信する（ステップＳ１２０２）。
つぎに、Ｎ：２スイッチ８０１および２：Ｎカプラ８０２が、ステップＳ１２０２によって送信された光パケット信号を、折り返し経路８０３（図８参照）を通過させて折り返し、ノード＃１のＮ：２スイッチ８０１へ送信する（ステップＳ１２０３）。つぎに、ノード＃１の光受信機３０８が、ステップＳ１２０３によって送信された光パケット信号をＮ：２スイッチ８０１を介して受信して、受信した光パケット信号を電気パケット信号に変換してコード検出部１００１へ出力する（ステップＳ１２０４）。
つぎに、コード検出部１００１が、ステップＳ１２０４によって出力された電気パケット信号を受信可能か否かを示す受信可否情報を送信遅延量調整部９０１へ出力する（ステップＳ１２０５）。ステップＳ１２０５によって出力された受信可否情報が、電気パケット信号を受信可能でない旨の情報である場合は、送信タイミングの遅延量を単位変化量Δだけ増加させ、上述したステップＳ１２０１〜Ｓ１２０５を再度行う。
送信遅延量調整部９０１は、ステップＳ１２０５によって出力された受信可否情報が電気パケット信号を受信可能であることを示す情報となるまで、以上の処理を繰り返す。ステップＳ１２０５によって出力された受信可否情報が電気パケット信号を受信可能であることを示す情報である場合は、送信遅延量調整部９０１が、そのときの遅延量をノード＃２に対応する遅延量として遅延量情報記憶部９０２に記憶させる。
図１３は、光パケット信号の受信タイミングを示す図である。ここではノード＃１から送信された光パケット信号をノード＃２が受信する場合の受信タイミングについて説明するが、他のノード間で光パケット信号を伝送する場合の受信タイミングも同様である。図１３において、符号１３１０は、ノード＃２のＮ：２スイッチ８０１の、ノード＃１の光通信装置１１０に接続された受信ポートのＯＮ／ＯＦＦの状態を示している。
ノード＃１の光通信装置１１０に接続された受信ポートがＯＮの状態とは、ノード＃２のＮ：２スイッチ８０１の選択受信ポートがノード＃１の光通信装置１１０に接続された受信ポートとなっている状態である。ノード＃１の光通信装置１１０に接続された受信ポートがＯＦＦの状態とは、ノード＃２のＮ：２スイッチ８０１の選択受信ポートがノード＃３または＃４の光通信装置１１０に接続された受信ポートとなっている状態である。
遅延量決定動作時において、ノード＃２の受信要求処理部３０７は、マスタクロック管理部２１０から送信されたクロック信号に基づくタイムスロットに合わせて、ノード＃１の光通信装置１１０に接続された受信ポートのＯＮ／ＯＦＦを切り替える。符号１３２１〜１３２５のそれぞれは、ノード＃１の送信遅延量調整部９０１が、図１２に示した動作により遅延量０，Δ，２Δ，３Δ，４Δを用いて送信した光パケット信号を示している。
ここでは、光パケット信号１３２１は、Ｎ：２スイッチ８０１がＯＮになる前に先頭部分がＮ：２スイッチ８０１に到達し、先頭部分がＮ：２スイッチ８０１によって遮断される。このため、ノード＃１のコード検出部１００１において、折り返された光パケット信号１３２１の先頭検出コードが検出できず、受信可能でないと判断される。
光パケット信号１３２２〜１３２４は、Ｎ：２スイッチ８０１がＯＮになっている間（ゲートタイミング）に先頭部分から末尾部分までＮ：２スイッチ８０１に到達し、先頭部分から末尾部分までがＮ：２スイッチ８０１を通過する。このため、ノード＃１のコード検出部１００１において、折り返された光パケット信号１３２２〜１３２４の先頭検出コードおよび末尾検出コードを検出することができ、受信可能と判断される。
光パケット信号１３２５は、Ｎ：２スイッチ８０１がＯＮからＯＦＦになってから末尾部分がＮ：２スイッチ８０１に到達し、末尾部分がＮ：２スイッチ８０１によって遮断される。このため、ノード＃１のコード検出部１００１において、折り返された光パケット信号１３２１の末尾検出コードが検出できず、受信可能でないと判断される。
図１２に示した動作によれば、ノード＃１の送信遅延量調整部９０１が、光パケット信号１３２１〜１３２５を順次送信し、最初に受信可能と判断される光パケット１３３２の遅延量Δをノード＃２に対応する遅延量として決定する。または、ノード＃１の送信遅延量調整部９０１は、光パケット信号１３２１〜１３２５をすべて送信し、受信可能と判断される光パケット信号１３２２〜１３２４の各遅延量Δ，２Δ，３Δを取得し、取得した各遅延量の中央値２Δをノード＃２に対応する遅延量として決定してもよい。
図１４は、遅延量情報記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。ここではノード＃１の遅延量情報記憶部９０２に記憶される情報について説明するが、ノード＃２〜＃４の各遅延量情報記憶部９０２に記憶される情報も同様である。遅延量情報記憶部９０２には、図１４に示すようなテーブル１４００が記憶される。
テーブル１４００には、自装置のノード（ここではノード＃１）以外の各ノード（ノード＃２〜＃４）ごとに遅延量が記憶されている。たとえば、テーブル１４００には、遅延量として時間が記憶されている。ここでは、ノード＃２〜＃４に対応する各遅延量として、５０ｎｓ，７０ｎｓ，３０ｎｓがそれぞれ記憶されている。
また、テーブル１４００には、遅延量として、マスタクロック管理部２１０から送信されるクロック信号のクロック数が記憶されていてもよい。クロック信号の周波数が１ＧＨｚである場合は、括弧内に示すように、ノード＃２〜＃４に対応する各遅延量として、５０クロック，７０クロック，３０クロックがそれぞれ記憶される。
このように、実施の形態２にかかる光通信システム１００によれば、実施の形態１にかかる光通信システム１００の効果を奏するとともに、送信部１１１が光パケット信号を送信する送信タイミングを、送信先の光通信装置ごとに異なる遅延量によって調整することで、各光通信装置１１０間の伝送路長の差異や、送信先の各光通信装置１１０の光スイッチの動作速度などによる受信タイミングのずれを補償することができる。
（実施の形態３）
図１５は、光パケット信号のガードタイム部と送信タイミングの遅延量の関係を説明する図である。図１５において、光パケット信号１５１１〜１５１４は、送信部１１１が順次送信する光パケット信号を示している。ガードタイム部１５２１〜１５２３は、光パケット信号１５１１〜１５１４の各間に設けられるガードタイム部を示している。
送信遅延量調整部９０１が光パケット信号１５１１〜１５１４の送信タイミングを遅延させることで、ガードタイム部１５２１〜１５２３の長さが変化する。送信遅延量調整部９０１が光パケット信号の送信タイミングを遅延させる遅延量が各ガードタイム部の長さよりも長いと、遅延させた光パケット信号が直後の光パケット信号と時間的に重複してしまう。また、光パケット信号の遅延量は、光パケット信号の宛先によって異なる。
したがって、各ガードタイム部の必要な長さは、光パケット信号の宛先によって異なる。このため、光パケット信号の宛先に、対応する光パケット信号の遅延量が大きな宛先があると、その遅延量に対応したガードタイム部１５２１〜１５２３の長さを確保する必要があり、パケット伝送効率が低下するという課題がある。
図１６は、実施の形態３にかかる光通信システムの機能的構成を示すブロック図である。図１６において、図３に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。ここでは、光通信システム１００は、ノード＃１〜＃ｎから構成されているとする。ノード＃５〜＃ｎのそれぞれは、ノード＃１〜＃４のそれぞれと同様の構成である。図１６においては、ノード＃１〜＃４のうちのノード＃１の光通信装置１１０のみの構成を説明するが、ノード＃２〜＃４の各光通信装置１１０の構成も同様である。
ノード＃１の光通信装置１１０は、ノード＃２〜＃ｎの各光通信装置１１０を、対応する遅延量の大きさによって複数のグループに分類する。ここでは、分類するグループをグループＧ１，Ｇ２，Ｇ３の３つとする。また、ノード＃１の光通信装置１１０は、グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３に対応する３つの送受信部１６１１〜１６１３を備えている。
送受信部１６１１〜１６１３のそれぞれは、光送信機３０４、１：Ｎカプラ３０５、Ｎ：１スイッチ３０６および光受信機３０８から構成されている。パケット送信制御部３０２の遅延量情報記憶部９０２（図４参照）には、宛先のノード＃２〜＃ｎごとの遅延量の情報とともに、宛先のノード＃２〜＃ｎが属するグループの情報が記憶されている。
パケット送信制御部３０２は、電気パケット信号を出力する際に、電気パケット信号の宛先のノードに対応する遅延量とともに、宛先のノードが属するグループの情報を遅延量情報記憶部９０２から取得する。そして、パケット送信制御部３０２は、取得した遅延量に基づいて待機した後、送受信部１６１１〜１６１３のうちの、取得したグループに対応する送受信部の光送信機３０４へ電気パケット信号を出力する。
送受信部１６１１から送信された光パケット信号は、宛先のノードの送受信部１６１１によって受信される。同様に、送受信部１６１２，１６１３から送信された各光パケット信号は、それぞれ宛先のノードの送受信部１６１２，１６１３によって受信される。また、ノード＃１の光通信装置１１０は、グループ情報記憶部１６２０を備えている。
グループ情報記憶部１６２０には、ノード＃１を宛先として光パケット信号を伝送する場合の、光パケット信号の送信元のノード＃２〜＃ｎと、送信元のノード＃２〜＃ｎが備える各遅延量情報記憶部９０２に記憶された情報において、ノード＃１が属しているグループ（Ｇ１〜Ｇ３）と、が対応付けられた情報が記憶されている。
光パケット信号を受信する際に、受信要求処理部３０７は、光パケット信号の送信元のノードが、グループ情報記憶部１６２０に記憶された情報において対応しているグループを取得する。そして、受信要求処理部３０７は、送受信部１６１１〜１６１３のうちの、取得したグループに対応する送受信部のＮ：１スイッチ３０６のみをＯＮにするように、送受信部１６１１〜１６１３の各Ｎ：１スイッチ３０６へ切替信号を出力する。
図１７は、遅延量情報記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。ここではノード＃１のパケット送信制御部３０２の遅延量情報記憶部９０２に記憶される情報について説明するが、ノード＃２〜＃４の遅延量情報記憶部９０２に記憶される情報も同様である。遅延量情報記憶部９０２には、たとえば図１７に示すテーブル１７００が記憶される。
テーブル１７００には、ノード＃１（自装置のノード）以外の各ノード＃２〜＃ｎごとに、遅延量（時間またはクロック数）と、グループと、が記憶されている。ここでは、ノード＃２〜＃ｎに対応する各遅延量として、５０ｎｓ，６０ｎｓ，１２０ｎｓ，１４０ｎｓ，…，２５０ｎｓがそれぞれ記憶されている。
ここでは、グループＧ１には、対応する遅延量が１００ｎｓ以下のノードが分類される。グループＧ２には、対応する遅延量が１００ｎｓより大きく２００ｎｓより小さいノードが分類される。グループＧ３には、対応する遅延量が２００ｎｓ以上のノードが分類される。したがって、ノード＃２およびノード＃３はグループＧ１に分類され、ノード＃４およびノード＃５はグループＧ２に分類され、ノード＃ｎはグループＧ３に分類される。
図１８は、グループ情報記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。ここではノード＃１のグループ情報記憶部１６２０に記憶される情報について説明するが、ノード＃２〜＃４のグループ情報記憶部１６２０に記憶される情報も同様である。グループ情報記憶部１６２０には、たとえば図１８に示すテーブル１８００が記憶される。
テーブル１８００には、ノード＃１（自装置のノード）以外の各ノード＃２〜＃ｎごとに、グループが記憶されている。テーブル１８００に記憶されるグループは、ノード＃２〜＃ｎの各遅延量情報記憶部９０２に記憶された情報（図１７参照）において、ノード＃１（自装置のノード）が属するグループである。
なお、ノード＃１〜＃ｎの各光通信装置１１０の光スイッチ１１２の動作速度の違いなどを無視できる場合は、グループ情報記憶部１６２０に記憶される情報（図１８参照）は、パケット送信制御部３０２の遅延量情報記憶部９０２に記憶される情報（図１７参照）に含まれるグループの情報と同じになる。したがって、この場合は、グループ情報記憶部１６２０を設けずに、受信要求処理部３０７が遅延量情報記憶部９０２に記憶された情報を参照する構成としてもよい。
このように、実施の形態３にかかる光通信システム１００によれば、実施の形態２にかかる光通信システム１００の効果を奏するとともに、対応する遅延量の大きさによって宛先の光通信装置１１０を分類し、分類した各グループにそれぞれ対応する複数の光送信機３０４を設けることで、光パケット信号を、遅延量の大きさごとに異なる光送信機３０４から送信することができる。
これにより、光送信機３０４ごとに、光パケット信号の遅延量に対応したガードタイム部の長さを設定することができる。このため、遅延量が大きい光パケット信号には長いガードタイム部を設定し、遅延量が小さい光パケット信号には短いガードタイム部を設定することができ、パケット伝送効率を向上させることができる。
以上説明したように、開示の光通信装置、光通信システムおよび光通信方法によれば、システムの障害耐性およびパケット伝送効率を向上させることができる。上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）３以上の光通信装置の間で相互に光パケット信号を伝送する光通信システムに含まれる前記光通信装置において、
前記３以上の光通信装置のうちの自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各送信ポートからそれぞれ光パケット信号を送信する送信手段と、
前記自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各受信ポートから受信する光パケット信号のうちの自装置宛の光パケット信号を選択して取得する光スイッチと、
前記光スイッチによって取得された光パケット信号を受信する受信手段と、
を備えることを特徴とする光通信装置。
（付記２）前記送信手段は、前記光通信システムに設けられたマスタクロック管理手段から前記３以上の光通信装置に対して同時に送信されるクロック信号を基準とする送信タイミングによって前記光パケット信号を送信することを特徴とする付記１に記載の光通信装置。
（付記３）前記送信手段は、前記送信タイミングを、前記光パケット信号の送信先の光通信装置ごとに異なる遅延量によって調整することを特徴とする付記２に記載の光通信装置。
（付記４）前記自装置以外の光通信装置と前記遅延量とが対応付けられた情報が記憶された記憶手段を備え、
前記送信手段は、前記記憶手段に記憶された前記情報において前記送信先の光通信装置と対応付けられた遅延量によって前記光パケット信号を送信することを特徴とする付記３に記載の光通信装置。
（付記５）前記送信先の光通信装置は、前記送信手段から送信された光パケット信号を折り返して前記受信手段へ送信する折り返し手段を備え、
前記送信手段は、前記折り返し手段によって折り返され、前記受信手段によって受信される光パケット信号の受信状態に基づいて、前記送信先の光通信装置に対応する前記遅延量を決定することを特徴とする付記４に記載の光通信装置。
（付記６）前記送信手段は、前記対応する遅延量の大きさによって分類された前記自装置以外の光通信装置の各グループにそれぞれ対応する複数の送信機を備え、前記光パケット信号の宛先の光通信装置が属するグループに対応する送信機から前記光パケット信号を送信することを特徴とする付記４に記載の光通信装置。
（付記７）前記送信手段は、前記光パケット信号を分岐して、分岐した各光パケット信号をそれぞれ前記各送信ポートから送信することを特徴とする付記１に記載の光通信装置。
（付記８）前記送信手段は、前記各送信ポートのうちの、前記光パケット信号の宛先情報が示す光通信装置と接続された送信ポートを選択し、選択した送信ポートから前記光パケット信号を送信することを特徴とする付記１に記載の光通信装置。
（付記９）３以上の光通信装置の間で相互に光パケット信号を伝送する光通信システムに含まれる前記光通信装置において、
光パケット信号を出力する送信手段と、
前記３以上の光通信装置のうちの自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各送信ポートを備え、前記送信手段から出力された前記光パケット信号を、前記各送信ポートのうちの前記光パケット信号の宛先に接続された送信ポートから送信する光スイッチと、
前記自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各受信ポートから受信する光パケット信号のうちの自装置宛の光パケット信号を受信する受信手段と、
を備えることを特徴とする光通信装置。
（付記１０）３以上の光通信装置の間で相互に光パケット信号を伝送する光通信システムにおいて、
前記３以上の光通信装置のそれぞれは、
前記３以上の光通信装置のうちの自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各送信ポートからそれぞれ光パケット信号を送信する送信手段と、
前記自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各受信ポートから受信する光パケット信号のうちの自装置宛の光パケット信号を選択して取得する光スイッチと、
前記光スイッチによって取得された光パケット信号を受信する受信手段と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
（付記１１）前記３以上の光通信装置に対して同時にクロック信号を送信するマスタクロック管理手段を備え、
前記送信手段は、前記マスタクロック管理手段によって送信されるクロック信号を基準とする送信タイミングによって前記光パケット信号を送信することを特徴とする付記１０に記載の光通信システム。
（付記１２）３以上の光通信装置の間で相互に光パケット信号を伝送する光通信システムに含まれる前記光通信装置の光通信方法において、
前記３以上の光通信装置のうちの自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各送信ポートからそれぞれ光パケット信号を送信する送信工程と、
前記自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各受信ポートから受信する光パケット信号のうちの自装置宛の光パケット信号を選択して取得するスイッチ工程と、
前記スイッチ工程によって取得された光パケット信号を受信する受信工程と、
を含むことを特徴とする光通信方法。
実施の形態１にかかる光通信システムの機能的構成を示すブロック図（その１）である。 実施の形態１にかかる光通信システムの機能的構成を示すブロック図（その２）である。 図１に示したノード＃１の光通信装置の構成例を示すブロック図である。 図３に示したパケット送信制御部の構成例を示すブロック図である。 図３に示したパケット受信制御部の構成例を示すブロック図である。 図４に示したデータ変換部が生成する電気パケット信号の一例を示す図である。 光パケット信号の伝送動作の一例を示すシーケンス図である。 実施の形態２にかかる光通信システムの機能的構成を示すブロック図である。 図８に示したパケット送信制御部の構成例を示すブロック図である。 図８に示したパケット受信制御部の構成例を示すブロック図である。 遅延量決定動作の一例を示すフローチャートである。 図１１に示したステップＳ１１０５〜Ｓ１１０７を示すシーケンス図である。 光パケット信号の受信タイミングを示す図である。 遅延量情報記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。 光パケット信号のガードタイム部と送信タイミングの遅延量の関係を説明する図である。 実施の形態３にかかる光通信システムの機能的構成を示すブロック図である。 遅延量情報記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。 グループ情報記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。 従来の光通信システムの機能的構成を示すブロック図である。
符号の説明
１００ 光通信システム
１１０ 光通信装置
６１０ 電気パケット信号
８０３ 折り返し経路
１５２１〜１５２３ ガードタイム部
１４００，１７００，１８００ テーブル
１６１１〜１６１３ 送受信部

Claims (8)

  1. ３以上の光通信装置の間で相互に光パケット信号を伝送する光通信システムに含まれる前記光通信装置において、
    前記３以上の光通信装置のうちの自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各送信ポートからそれぞれ光パケット信号を送信する送信手段と、
    前記自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各受信ポートから受信する光パケット信号のうちの自装置宛の光パケット信号を選択して取得する光スイッチと、
    前記光スイッチによって取得された光パケット信号を受信する受信手段と、
    を備え、
    前記送信手段は、前記光通信システムに設けられたマスタクロック管理手段から前記３以上の光通信装置に対して同時に送信されるクロック信号を基準とする送信タイミングによって前記光パケット信号を送信し、前記送信タイミングを、前記光パケット信号の送信先の光通信装置ごとに異なる遅延量によって調整することを特徴とする光通信装置。
  2. 前記自装置以外の光通信装置と前記遅延量とが対応付けられた情報が記憶された記憶手段を備え、
    前記送信手段は、前記記憶手段に記憶された前記情報において前記送信先の光通信装置と対応付けられた遅延量によって前記光パケット信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
  3. 前記送信先の光通信装置は、前記送信手段から送信された光パケット信号を折り返して前記受信手段へ送信する折り返し手段を備え、
    前記送信手段は、前記折り返し手段によって折り返され、前記受信手段によって受信される光パケット信号の受信状態に基づいて、前記送信先の光通信装置に対応する前記遅延量を決定することを特徴とする請求項２に記載の光通信装置。
  4. 前記送信手段は、前記対応する遅延量の大きさによって分類された前記自装置以外の光通信装置の各グループにそれぞれ対応する複数の送信機を備え、前記光パケット信号の宛先の光通信装置が属するグループに対応する送信機から前記光パケット信号を送信することを特徴とする請求項２に記載の光通信装置。
  5. 前記送信手段は、前記光パケット信号を分岐して、分岐した各光パケット信号をそれぞれ前記各送信ポートから送信することを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
  6. 前記送信手段は、前記各送信ポートのうちの、前記光パケット信号の宛先情報が示す光通信装置と接続された送信ポートを選択し、選択した送信ポートから前記光パケット信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
  7. ３以上の光通信装置の間で相互に光パケット信号を伝送する光通信システムにおいて、
    前記３以上の光通信装置のそれぞれは、
    前記３以上の光通信装置のうちの自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各送信ポートからそれぞれ光パケット信号を送信する送信手段と、
    前記自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各受信ポートから受信する光パケット信号のうちの自装置宛の光パケット信号を選択して取得する光スイッチと、
    前記光スイッチによって取得された光パケット信号を受信する受信手段と、
    を備え、
    前記送信手段は、前記光通信システムに設けられたマスタクロック管理手段から前記３以上の光通信装置に対して同時に送信されるクロック信号を基準とする送信タイミングによって前記光パケット信号を送信し、前記送信タイミングを、前記光パケット信号の送信先の光通信装置ごとに異なる遅延量によって調整することを特徴とする光通信システム。
  8. ３以上の光通信装置の間で相互に光パケット信号を伝送する光通信システムに含まれる前記光通信装置の光通信方法において、
    前記３以上の光通信装置のうちの自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各送信ポートからそれぞれ光パケット信号を送信する送信工程と、
    前記自装置以外の光通信装置にそれぞれ接続された各受信ポートから受信する光パケット信号のうちの自装置宛の光パケット信号を選択して取得するスイッチ工程と、
    前記スイッチ工程によって取得された光パケット信号を受信する受信工程と、
    を含み、
    前記送信工程においては、前記光通信システムに設けられたマスタクロック管理手段から前記３以上の光通信装置に対して同時に送信されるクロック信号を基準とする送信タイミングによって前記光パケット信号を送信し、前記送信タイミングを、前記光パケット信号の送信先の光通信装置ごとに異なる遅延量によって調整することを特徴とする光通信方法。
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