JP6189258B2 - Time slot allocation method for optical TDM ring network - Google Patents

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Description

本発明は、省電力の全光網の実現に向け、光スイッチの同期制御によりタイムスロットを周期的に割り当てることにより任意帯域のパスの伝送を柔軟に実現する光TDM(Time Division Multiplexing:時分割多重化)リング網に関するものであり、任意の条件の光TDMリング網において、光ファイバの帯域を100%近く効率的に利用するためのタイムスロットの割り当て方法を明らかにするものである。   The present invention provides an optical TDM (Time Division Multiplexing) that flexibly realizes transmission of a path in an arbitrary band by periodically allocating time slots by synchronous control of an optical switch toward realization of a power-saving all-optical network. The present invention relates to a multiplexing ring network, and clarifies a time slot allocation method for efficiently using the optical fiber bandwidth nearly 100% in an optical TDM ring network under arbitrary conditions.

片方向光TDMリング網は、複数のノードを、光信号を送る方向が一方向に決まっている光ファイバ(以下では説明上、リンクとも呼ぶ)で結んだものである。各ノードは、内部に光スイッチ(光アドドロップスイッチ)を備えており、光ファイバ上の情報を次ノードへ転送したり、光ファイバへの情報アド(add)をしたり、光ファイバからの情報ドロップ(drop)をしたりする動作を、周期的に行うものである。
光信号を正方向に送る片方向光TDMリング網と光信号を逆方向に送る片方向光TDM
リング網を組み合わせると、光信号を双方向に送ることができる双方向の光TDMリング網を実現できる。このため、片方向光TDMリング網を実現する技術は、一般的な光TDMリング網の基本的技術となっている。
A one-way optical TDM ring network is formed by connecting a plurality of nodes with optical fibers (hereinafter also referred to as links) in which the direction in which an optical signal is transmitted is determined in one direction. Each node has an optical switch (optical add / drop switch) inside it, which forwards information on the optical fiber to the next node, adds information to the optical fiber (add), and information from the optical fiber. The operation of dropping is performed periodically.
Unidirectional optical TDM ring network that sends optical signals in the forward direction and unidirectional optical TDM that sends optical signals in the reverse direction
By combining ring networks, a bidirectional optical TDM ring network capable of transmitting optical signals in both directions can be realized. For this reason, a technique for realizing a one-way optical TDM ring network is a basic technique of a general optical TDM ring network.

図3は、4つのノードを光ファイバfで接続した片方向光TDMリング網の例を示している。各ノードはN0からN3までの番号づけがされている。またノードN0からノードN1、ノードN1からノードN2、ノードN2からノードN3、ノードN3からノードN0、に向かう片方向の通信で利用される光ファイバfを、それぞれ、リンクL0−1、リンクL1−2、リンクL2−3、リンクL3−0と呼ぶ。
また、リンクL3−0には、リングの1周の伝搬遅延時間がタイムスロットの整数倍となるように調整するための遅延調整用光ファイバfdが挿入されている。図3の例では、リング1周の伝搬遅延時間は2タイムスロットに調整されているものとする。
FIG. 3 shows an example of a unidirectional optical TDM ring network in which four nodes are connected by an optical fiber f. Each node is numbered from N0 to N3. Further, optical fibers f used for one-way communication from the node N0 to the node N1, from the node N1 to the node N2, from the node N2 to the node N3, and from the node N3 to the node N0 are respectively connected to the link L0-1 and the link L1-. 2, called link L2-3 and link L3-0.
Further, a delay adjusting optical fiber fd for adjusting the propagation delay time of one round of the ring to be an integral multiple of the time slot is inserted into the link L3-0. In the example of FIG. 3, it is assumed that the propagation delay time of one round of the ring is adjusted to 2 time slots.

また、図4は、各ノードでの光スイッチ(光アドドロップスイッチ)SWの動作例を示している。図4(a)は、前ノードから到着した情報αを次ノードに転送する動作を示している。図4(b)は、前ノードから到着した情報βを、当該ノードでドロップ(抜出)し、同時に、当該ノードから次ノードに向けて情報γをアド(追加)する動作を示している。   FIG. 4 shows an operation example of the optical switch (optical add / drop switch) SW in each node. FIG. 4A shows an operation of transferring the information α arriving from the previous node to the next node. FIG. 4B shows an operation of dropping (extracting) information β arriving from the previous node at the node and simultaneously adding (adding) information γ from the node to the next node.

それぞれの情報転送は、タイムスロットと呼ばれる固定長の時間を単位として行われる。各リンク上ではタイムスロットを単位とした情報転送が行われる。このため、各ノード間の通信に対して、このタイムスロットを周期的に必要数だけ割り当てることにより、ノード間に必要とされる通信帯域を実現する。
具体的には、リンクの回線容量をC(bps)とし、パス割り当ての単位速度をv(bps)とするとき、M=(C/v)個のタイムスロットを、周期的割り当ての単位として考える。ここでMは整数とし、周期的タイムスロット割り当ての単位となるM個のタイムスロットを、フレームと呼ぶこととする。逆に言えば、1つのフレームは、M個のタイムスロットを有している。
Each information transfer is performed in units of a fixed length called a time slot. Information transfer in units of time slots is performed on each link. For this reason, the communication band required between nodes is implement | achieved by allocating only the required number of this time slot periodically with respect to communication between each node.
Specifically, when the line capacity of the link is C (bps) and the unit rate of path allocation is v (bps), M = (C / v) time slots are considered as units of periodic allocation. . Here, M is an integer, and M time slots, which are units of periodic time slot allocation, are called frames. Conversely, one frame has M time slots.

一つのノード間の通信に、1フレーム周期中のすべてのタイムスロットを割り当てると、全回線容量Cを割り当てたことに相当する。また、一つのノード間の通信に、1フレーム周期中の1つのタイムスロットのみを割り当てると、回線容量Cの1/Mの帯域を割り当てることになる。
例えば、リンク上で10Gbpsの伝送を行うリング網において、各パスに1Gbpsを単位とした帯域割り当てを行う場合、M=10/1=10である。フレーム周期の値は、リング内のすべてのノードで共通の値を利用する。
Assigning all the time slots in one frame period to communication between one node corresponds to assigning the entire line capacity C. Further, if only one time slot in one frame period is allocated to communication between one node, a bandwidth of 1 / M of the line capacity C is allocated.
For example, in a ring network that performs 10 Gbps transmission on a link, when performing bandwidth allocation in units of 1 Gbps for each path, M = 10/1 = 10. A value common to all nodes in the ring is used as the value of the frame period.

また、各ノードは高精度で相互に同期しているタイマーを備えており、かつ、各ノードのタイマーには、ノードN0からの信号伝搬遅延に相当するオフセットが加えられているものとする。これにより、ノードN0のフレームの先頭タイムスロットで送信した光信号が各ノードを通過する時刻に合わせて、各ノードのフレームの先頭がちょうどスタートするような動作を行うことができる。   Each node is provided with a timer that is synchronized with each other with high accuracy, and an offset corresponding to a signal propagation delay from the node N0 is added to the timer of each node. Thus, an operation can be performed in which the start of the frame of each node starts just in time with the time when the optical signal transmitted in the start time slot of the frame of the node N0 passes through each node.

図3では、M=4としたときの各リンク上での周期的タイムスロットの割り当ての具体例も併せて示している。各リンク上のタイムスロットには、フレーム内の位置として♯0から♯3の番号が繰り返し付けられている。それぞれのタイムスロット内には、そのタイムスロットを利用するように割り当てられたパスが記載されている。空白のタイムスロットは、まだどのパスも割り当てられていない。
ここで、周期的なタイムスロット割り当てを行っているため、各リンク上の同じ番号のタイムスロットには同じ通信が割り当てられている。
FIG. 3 also shows a specific example of periodic time slot allocation on each link when M = 4. Numbers # 0 to # 3 are repeatedly assigned to the time slots on each link as positions in the frame. In each time slot, a path assigned to use the time slot is described. A blank timeslot has not yet been assigned any path.
Here, since the periodic time slot assignment is performed, the same communication is assigned to the time slot of the same number on each link.

具体例として、ノードN0からノードN3へのパス(図3中では、このパスを「0→3」により示している)を割り当てる場合を考えると、このパスはリンクL0−1、リンクL1−2、リンクL2−3を経由する必要がある。そこで、図3の例では、これらのリンクL0−1,L1−2,L2−3のタイムスロット♯0とタイムスロット♯2を、ノードN0からノードN3へのパスに割り当てている。   As a specific example, considering the case of assigning a path from the node N0 to the node N3 (in FIG. 3, this path is indicated by “0 → 3”), this path is represented by a link L0-1 and a link L1-2. , Via link L2-3. Therefore, in the example of FIG. 3, the time slots # 0 and time slots # 2 of these links L0-1, L1-2, and L2-3 are allocated to the path from the node N0 to the node N3.

同様にノードN3からノードN2への通信については、リンクL3−0のタイムスロット♯3及びリンクL0−1、リンクL1−2のタイムスロット♯1が割り当てられている。
ここで、リンクL3−0とリンクL0−1でタイムスロットの番号が変わっているのは、リング1周の伝搬遅延時間が2タイムスロット分であるため、リンクL3−0上のタイムスロットは、リンクL0−1上では、タイムスロット番号が2つ大きいタイムスロットに転送されるためである。
ただし、タイムスロット番号はフレームを周期としているため、♯3のタイムスロットから2タイムスロット分シフトさせたタイムスロット番号は、(3+2)÷4の除算演算により求められる剰余である♯1に移ることになる。
Similarly, for communication from the node N3 to the node N2, the time slot # 3 of the link L3-0 and the time slot # 1 of the link L0-1 and the link L1-2 are allocated.
Here, the time slot numbers are changed between the link L3-0 and the link L0-1, because the propagation delay time of one round of the ring is two time slots, so the time slot on the link L3-0 is This is because on the link L0-1, the time slot number is transferred to the time slot which is two larger.
However, since the time slot number is a frame period, the time slot number shifted by 2 time slots from the time slot of # 3 moves to # 1, which is a remainder obtained by a division operation of (3 + 2) ÷ 4. become.

同様に、ノードN2からノードN1に向けた通信には、リンクL2−3、リンクL3−0のタイムスロット♯1及びリンクL0−1のタイムスロット♯3が割り当てられる。   Similarly, time slot # 1 of link L2-3, link L3-0, and time slot # 3 of link L0-1 are assigned to communication from node N2 to node N1.

このように、任意のノード間の通信要求が与えられたときに、他の通信との衝突がないように考慮しながら、フレーム周期内のタイムスロットをできるだけ効率的に割り当てることは、片方向光TDMリング網の運用における重要課題である。
後述するように、本発明は、このようなタイムスロット割り当てにおいて、非常に効率のよいタイムスロット割り当てを行う方法である。
In this way, when a communication request between arbitrary nodes is given, assigning time slots within a frame period as efficiently as possible while considering that there is no collision with other communication is possible. This is an important issue in the operation of the TDM ring network.
As will be described later, the present invention is a method for performing very efficient time slot allocation in such time slot allocation.

先行技術文献である非特許文献1には次のことが示されている。即ち、リング1周の伝搬遅延時間がDとなっている片方向光TDMリングにおいて、フレーム周期F=M(但しM≧Dとする)のタイムスロット割り当てを行う場合には、下記(a)と(b)が等価であることが示されている。
(a)ノード間の任意の通信にタイムスロットの割り当てを行うこと。
(b)リング1周分の長さに対してM/K周分の長さを持つ、K本の、「タイムスロットサイクル」と呼ばれる、タイムスロットが連続した領域において、タイムスロットの割り当てを行うこと。
ここで、KはDとMの最大公約数である。なお前述したように、Mは整数であり、伝搬遅延時間Dはタイムスロットの数により規定している。このタイムスロットサイクルは、周期的なタイムスロット割り当てを行うことから生じる論理的構成である。
Non-patent document 1, which is a prior art document, shows the following. That is, in the one-way optical TDM ring in which the propagation delay time of one round of the ring is D, when assigning time slots with a frame period F = M (where M ≧ D), the following (a) and (B) is shown to be equivalent.
(A) Assigning a time slot to any communication between nodes.
(B) Time slot allocation is performed in an area of continuous K time slots called “time slot cycles”, which has a length of M / K circumferences with respect to the length of one ring circumference. about.
Here, K is the greatest common divisor of D and M. As described above, M is an integer, and the propagation delay time D is defined by the number of time slots. This time slot cycle is a logical configuration resulting from performing periodic time slot assignments.

また、先行技術文献である非特許文献2は、非特許文献1に示されている考えを、双方向光TDMリング網に拡張したものを示している。
なお、非特許文献1及び非特許文献2の文献名等は、後に記している。
Non-patent document 2, which is a prior art document, shows an extension of the idea shown in non-patent document 1 to a bidirectional optical TDM ring network.
Note that the names of Non-Patent Literature 1 and Non-Patent Literature 2 are described later.

以下では、非特許文献1に示されたタイムスロット割り当て方法の概要を示す。
図5(a)〜図5(c)は、図3に示した各リンクのタイムスロットを縦にそろえて並べた上で、情報を送信した各タイムスロットと、送信された情報が次に通過するタイムスロットとを矢印で結んだものである。
Below, the outline | summary of the time slot allocation method shown by the nonpatent literature 1 is shown.
5 (a) to 5 (c), the time slots of each link shown in FIG. 3 are arranged vertically, and each time slot that transmits information and the transmitted information pass next. The time slot is connected with an arrow.

図5(a)は、リング1周の伝搬遅延時間Dが2タイムスロットであるときの状態を、図5(b)は、リング1周の伝搬遅延時間Dが3タイムスロットであるときの状態を、図5(c)は、リング1周の伝搬遅延時間Dが4タイムスロットであるときの状態を示している。   FIG. 5A shows a state when the propagation delay time D for one round of the ring is 2 time slots, and FIG. 5B shows a state when the propagation delay time D for one round of the ring is 3 time slots. FIG. 5 (c) shows a state when the propagation delay time D for one round of the ring is 4 time slots.

まず図5(a)の状態を説明する。
前述のように各リンクにおけるフレームの開始タイミングが同期しているため、リンクL0−1からリンクL1−2、リンクL2−3、リンクL3−0までは、各タイムスロットの情報は、次のリンク上の同番号のタイムスロットを通過する。
First, the state of FIG.
As described above, since the frame start timing in each link is synchronized, the information of each time slot is the next link from link L0-1 to link L1-2, link L2-3, and link L3-0. Pass the same numbered time slot above.

しかし、リング1周の伝搬遅延時間Dが2タイムスロット分であるため、リンクL3−0のタイムスロット♯i(i=0、1、2、3)で送信した情報は、リンクL0−1のタイムスロット♯((i+2)mod 4)を通過することになる。具体的にはタイムスロット♯0は♯2にずれ、♯1は♯3にずれ、♯2は♯0にずれ、♯3は♯1にずれていくことになる。
この結果、図5(a)を見ると、タイムスロット♯0の列と♯2の列が相互につながって形成されたタイムスロットサイクルと、タイムスロット♯1の列とタイムスロット♯3の列が相互につながって形成されたタイムスロットサイクルという、2つのタイムスロットサイクルができていることが分る。
However, since the propagation delay time D for one round of the ring is two time slots, the information transmitted in the time slot #i (i = 0, 1, 2, 3) of the link L3-0 Time slot # ((i + 2) mod 4) will be passed. Specifically, the time slot # 0 shifts to # 2, # 1 shifts to # 3, # 2 shifts to # 0, and # 3 shifts to # 1.
As a result, referring to FIG. 5A, a time slot cycle formed by connecting the time slot # 0 column and the # 2 column to each other, and the time slot # 1 column and the time slot # 3 column are formed. It can be seen that two time slot cycles are formed, which are time slot cycles formed by being connected to each other.

なお「mod」とは、「除数」を意味するものである。従って、((i+2)mod 4)は、(i+2)÷4の除算演算により求められる「余り」=「剰余」を意味するものである。   Note that “mod” means “divisor”. Therefore, ((i + 2) mod 4) means “remainder” = “remainder” obtained by the division operation of (i + 2) ÷ 4.

別の例として、リング1周の伝搬遅延時間D=3タイムスロットであった場合を考えると、リンクL3−0上のタイムスロットは、リンクL0−1上の3タイムスロット分シフトしたタイムスロットにつながるため、同様のタイムスロットの連続関係を図にすると図5(b)のようになる。
この場合、タイムスロット♯0の列はタイムスロット♯3の列につながり、その後、タイムスロット♯2、タイムスロット♯1を経てタイムスロット♯0に戻ることになり、一つの連続したタイムスロットサイクルになっていることが分る。
As another example, considering the case where the propagation delay time D of the ring 1 round is 3 time slots, the time slot on the link L3-0 is changed to the time slot shifted by 3 time slots on the link L0-1. Because of the connection, the continuous relationship of similar time slots is shown in FIG. 5B.
In this case, the sequence of time slot # 0 is connected to the sequence of time slot # 3, and then returns to time slot # 0 via time slot # 2 and time slot # 1, thereby forming one continuous time slot cycle. You can see that

さらに別の例として、リング1周の伝搬遅延時間D=4タイムスロットであった場合を考えると、各リンクL3−0上のタイムスロットは、リンクL0−1上の4タイムスロット分シフトしたタイムスロットにつながるため、同じタイムスロットに戻ってくることとなり、図5(c)のようになり、4つの独立したタイムスロットサイクルになる。   As yet another example, considering a case where the propagation delay time D of the ring 1 round is 4 time slots, the time slot on each link L3-0 is shifted by 4 time slots on the link L0-1. Since it is connected to the slot, it returns to the same time slot, as shown in FIG. 5C, resulting in four independent time slot cycles.

一般的に、周期的なタイムスロット割り当てを行う光TDMリングでは、ノードN0のタイムスロット♯i(i=0、1、・・・M−1)から送り出された情報をどのノードにおいてもドロップせずに転送を続けたとき、次の周ではノードN0のタイムスロット♯((i+D)mod M)を通過する。さらに、k周後(k≧1)にはノードN0のタイムスロット♯((i+k・D)mod M)を通過する。   In general, in an optical TDM ring that performs periodic time slot assignment, information sent from time slot #i (i = 0, 1,... M−1) of node N0 is dropped at any node. If the transfer is continued without any change, the next pass passes through the time slot # ((i + D) mod M) of the node N0. Further, after k laps (k ≧ 1), it passes through the time slot # ((i + k · D) mod M) of the node N0.

そこで、この情報が元のタイムスロット♯iに初めて戻ってくるときの条件を考えると((i+k・D)mod M)=iより、(k・D mod M)=0となる。これは、k・Dが、DとMの最小公倍数になることを意味している。そこで、KをDとMの最大公約数とすると、k=M/Kのときに上述の条件が成り立つことが分かる。   Therefore, considering the condition when this information first returns to the original time slot #i, (k · D mod M) = 0 from ((i + k · D) mod M) = i. This means that k · D is the least common multiple of D and M. Therefore, when K is the greatest common divisor of D and M, it can be seen that the above condition is satisfied when k = M / K.

従って、図5に示したようなタイムスロットサイクルの周回数kは(M/K)である。このとき、タイムスロットサイクルの本数はK本となることが知られている。
実際、図5(a),(b),(c)のそれぞれの場合、MとDの最大公約数がそれぞれ、K=2、1、4となり、タイムスロットサイクルの数がKとなっており、タイムスロットサイクルの周回数kがそれぞれ4/2、4/1、4/4となっていることが確認できる。
Accordingly, the number of times k of the time slot cycle as shown in FIG. 5 is (M / K). At this time, it is known that the number of time slot cycles is K.
In fact, in each of FIGS. 5A, 5B, and 5C, the greatest common divisors of M and D are K = 2, 1, and 4, respectively, and the number of time slot cycles is K. It can be confirmed that the number of times k of the time slot cycle is 4/2, 4/1, and 4/4, respectively.

この状態を表に示すと次のようになる。

Figure 0006189258
This state is shown in the table below.
Figure 0006189258

非特許文献1では、このような周期的タイムスロット割り当てに伴う論理的なタイムスロットサイクルの構造を理解した上で、任意のノード間を伝送するパスへの帯域要求が与えられた時のタイムスロット割り当ての方法が示されている。図6に、従来のタイムスロット割り当ての手順を示す。   In Non-Patent Document 1, after understanding the structure of a logical time slot cycle associated with such periodic time slot allocation, a time slot when a bandwidth request for a path for transmission between arbitrary nodes is given. The assignment method is shown. FIG. 6 shows a conventional time slot allocation procedure.

まず、リング網のリング1周の伝搬遅延時間D(タイムスロットの数により規定した時間)、タイムスロットをパスに割り当てるときにリンクの回線容量を分割する分割数M、
および各ノードNiからノードNjへのパスに対する帯域タイムスロット数(要求タイムスロット数)Tijを要素とする要求帯域行列Tを入力する(図6のステップ1,2,3)。
First, a propagation delay time D (a time defined by the number of time slots) for one round of the ring of the ring network, a division number M for dividing the line capacity of the link when assigning time slots to paths,
A requested bandwidth matrix T whose elements are the number of bandwidth time slots (number of requested time slots) Tij for the path from each node Ni to the node Nj is input (steps 1, 2, and 3 in FIG. 6).

次に、前述の算出方法を用いて、フレーム周期F=Mとし、フレーム周期F、伝搬遅延時間Dとしたときのタイムスロットサイクルの周回数k(=(M/K))、およびタイムスロットサイクルの数K(=MとDの最大公約数)を導出する(図6のステップ4,5)。   Next, using the calculation method described above, the frame period F = M, the frame period F, the number k of times of the time slot cycle when the propagation delay time D is set (= (M / K)), and the time slot cycle Is derived (= the greatest common divisor of M and D) (steps 4 and 5 in FIG. 6).

次に、この導出されたタイムスロットサイクルに基づき、以下の手順でタイムスロットを各パスに割り当てる(図6のステップ6)。   Next, based on the derived time slot cycle, a time slot is assigned to each path in the following procedure (step 6 in FIG. 6).

(手順1)
全てのタイムスロットは未割り当ての状態とする。ノードNiからノードNjへの要求タイムスロット数はTijで与えられるものとする。ここで、未割り当てパスの中から任意のパスを一つ選び、このパスをノードNiからノードNjへのパス(i,j)とする。
(Procedure 1)
All time slots are left unassigned. Assume that the number of requested time slots from the node Ni to the node Nj is given by Tij. Here, one arbitrary path is selected from the unassigned paths, and this path is defined as a path (i, j) from the node Ni to the node Nj.

(手順2)
未割り当てのタイムスロットサイクルを一つ選び、これを割り当て中のタイムスロットサイクルyと呼ぶ。未割り当てのタイムスロットサイクルがなければ、手順を終了する。
タイムスロットサイクルy上でパス(i,j)に対するタイムスロットを割り当てる。ここで、未割り当てのタイムスロットサイクルについては、任意の一本のパスは必ず割り当てることができる。
また、タイムスロットサイクルyの一つのタイムスロットを一本のパス(i,j)に割り当てた後に、Tij=Tij−1とする。つまり要求タイムスロット数を1減じる。
(Procedure 2)
One unassigned time slot cycle is selected, and this is called an assigned time slot cycle y. If there are no unassigned time slot cycles, the procedure ends.
Allocate a time slot for path (i, j) on time slot cycle y. Here, for an unassigned time slot cycle, any one path can be assigned without fail.
Further, after assigning one time slot of the time slot cycle y to one path (i, j), Tij = Tij−1. That is, the number of requested time slots is reduced by one.

(手順3)
未割り当てパスの中から、できるだけノードNjに近いノードから始まるパスを一つ選ぶ。具体的には、未割り当てパスの中から、まずノードNjから始まるパスを探し、見つからなければ、ノードNj+1から始まるパス、それでも見つからなければノードNj+2から始まるパスというように、順にパスの開始ノードをずらしながら、未割り当てパスの探索を行う。パスが見つかれば、これを新たにパス(i,j)とする。また、未割り当てパスが見つからなければ、手順を終了する。
(Procedure 3)
One path starting from a node as close as possible to the node Nj is selected from the unassigned paths. Specifically, the path starting from the node Nj is first searched from among the unassigned paths. If the path is not found, the path starting from the node Nj + 1 is detected. Search for unassigned paths while shifting. If a path is found, this is newly set as a path (i, j). If no unassigned path is found, the procedure is terminated.

(手順4)
手順3で見つかったパス(i,j)を、現在、割り当て中のタイムスロットサイクルyにおいて、直前に割り当てたタイムスロットの次のタイムスロットから順にたどり、空きタイムスロットが見つかれば、手順3で見つかったパスを割り当てる。その上で、Tij=Tij−1とした上で、手順3に進む。また、空きタイムスロットが見つからなければ手順2に進む。
(Procedure 4)
The path (i, j) found in step 3 is traced in order from the time slot next to the time slot assigned immediately before in the currently assigned time slot cycle y, and if a free time slot is found, it is found in step 3. Assign the correct path. Then, after setting Tij = Tij-1, the process proceeds to step 3. If an empty time slot is not found, the procedure goes to step 2.

上記の手順が終了したときに、未割り当てのパスがなければ、全てのパスに対してタイムスロットが割り当てられたことになる。また、未割り当てのパスが残っていれば、それは、上記の手順では割り当てることができなかったパスとなる。   When the above procedure is completed, if there are no unassigned paths, time slots are assigned to all paths. If an unassigned path remains, it becomes a path that could not be assigned in the above procedure.

上述の手順により、図6に示した手順が実行され、タイムスロットの割り当てが完了する。   With the above-described procedure, the procedure shown in FIG. 6 is executed, and the time slot assignment is completed.

具体例として、ノード間の要求タイムスロット数Tijが、T03=2、T10=1、T21=1、T32=1、その他は全て0というパス要求を考え、上述の手順を用いて、図5(a),(b),(c)に示したタイムスロットサイクルに基づきパスの割り当てを行った結果を図7(a),(b),(c)に示す。ここでは、いずれの場合においてもパス(0,3)を最初に選び、リンクL0−1のタイムスロット♯0からの割り当てを行った場合を示している。   As a specific example, consider a path request in which the number of requested time slots Tij between nodes is T03 = 2, T10 = 1, T21 = 1, T32 = 1, and all others are 0, and the above procedure is used to determine FIG. FIGS. 7A, 7B, and 7C show the results of path assignment based on the time slot cycles shown in a), (b), and (c). Here, in any case, the path (0, 3) is selected first, and the assignment from the time slot # 0 of the link L0-1 is shown.

なお、例えばT03=2は、ノードN0からノードN3へ伝送されるパスに必要なタイムスロットの数(要求タイムスロット数)が2であることを表している。また、例えばパス(0,3)は、ノードN0からノードN3へ伝送されるパスを表しており、図7中では、このパスを「0→3」により示している。   For example, T03 = 2 indicates that the number of time slots necessary for the path transmitted from the node N0 to the node N3 (the number of requested time slots) is two. For example, the path (0, 3) represents a path transmitted from the node N0 to the node N3. In FIG. 7, this path is indicated by “0 → 3”.

例えば図7(a)では、まずパス(0,3)をリンクL0−1のタイムスロット♯0から割り当て、次にパス(3,2)へのタイムスロットをリンクL3−0のタイムスロット♯0から割り当てた。   For example, in FIG. 7A, the path (0, 3) is first assigned from the time slot # 0 of the link L0-1, and then the time slot to the path (3, 2) is assigned to the time slot # 0 of the link L3-0. Assigned from.

次にパス(2,1)の割り当てを行うとき、タイムスロット♯0と♯2から成るタイムスロットサイクルでは、リンクL2−3,L3−0,L0−1で続いたタイムスロットを確保できないため、タイムスロット♯1とタイムスロット♯3から成る2つ目のタイムスロットサイクルにパス(2,1)を割り当てる。   Next, when the path (2, 1) is assigned, the time slot cycle consisting of the time slots # 0 and # 2 cannot secure the time slots continued on the links L2-3, L3-0, and L0-1. A path (2, 1) is assigned to the second time slot cycle consisting of time slot # 1 and time slot # 3.

続いてパス(1,0)をリンクL1−2のタイムスロット♯3から割り当てた後は、残りの空きタイムスロットでは、パス(0,3)を連続して割り当てることができないまま、手続が終了となる。   Subsequently, after assigning the path (1, 0) from the time slot # 3 of the link L1-2, the procedure is completed without continuously assigning the path (0, 3) in the remaining empty time slots. It becomes.

一方、D=3の場合は、一つのタイムスロットサイクルに、全てのパスの要求を続けて割り当てることができている(図7(b)参照)。   On the other hand, when D = 3, requests for all paths can be continuously assigned to one time slot cycle (see FIG. 7B).

また、D=4の場合は、タイムスロットサイクルがそれぞれ1周の短いタイムスロットサイクルであるため、いずれのタイムスロットサイクルにも一本ずつのパスしか収容できていない(図7(c)参照)。このため、パス(0,3)の2つ目のタイムスロット割り当てができていないまま、手続が終了となっている。   In addition, when D = 4, each time slot cycle is a short time slot cycle of one round, so only one path can be accommodated in each time slot cycle (see FIG. 7C). . For this reason, the procedure is completed without assigning the second time slot of the path (0, 3).

上記の例に見られるように、タイムスロットサイクルがD=3の場合のように、全ての利用可能なタイムスロットが一本になっている場合には、それぞれのパスへのタイムスロットを連続して無駄なく割り当てていくことが可能である(図7(b)参照)。
しかし、D=2やD=4の場合のようにタイムスロットサイクルが複数に分割していると、異なるタイムスロットサイクルにいくつかのタイムスロットが分散して空いていても、これを連続したタイムスロットとしてパスに割り当てることができないため、タイムスロットを有効に利用できないことが分る(図7(a),(c)参照)。
As seen in the example above, if all available time slots are one, such as when the time slot cycle is D = 3, the time slots to each path are consecutive. Can be allocated without waste (see FIG. 7B).
However, when the time slot cycle is divided into a plurality of times as in the case of D = 2 or D = 4, even if several time slots are distributed and vacated in different time slot cycles, this is a continuous time. Since it cannot be assigned to a path as a slot, it can be seen that the time slot cannot be used effectively (see FIGS. 7A and 7C).

A. Chen, C.−T.Lea, and A.K.−S.Wong, "A New Optical TDM Ring Architecture," IEEE Trans. Commun., vol. 55, no. 11, pp. 2134−2141, Nov. 2007.A. Chen, C.−T.Lea, and AK−S.Wong, “A New Optical TDM Ring Architecture,” IEEE Trans. Commun., Vol. 55, no. 11, pp. 2134-2141, Nov. 2007 . A. Chen, A.K.−S.Wong, and C.−T.Lea, "On the Space Reuse Efficiency of TSI−free OTDM Rings," IEEE Commun., Lett., vol. 12, no. 4, pp. 322−324, Apr., 2008.A. Chen, AK−S.Wong, and C.−T.Lea, “On the Space Reuse Efficiency of TSI−free OTDM Rings,” IEEE Commun., Lett., Vol. 12, no. 4, pp. 322 −324, Apr., 2008.

上述のように、周期的なタイムスロット割り当てを行う光TDMリング網では、リング1周の伝搬遅延時間D(タイムスロットの数により規定した時間)と、タイムスロットをパスに割り当てるときの回線容量の分割数Mによって、タイムスロットサイクルの周回数と本数が定まり、このタイムスロットサイクルの本数に依存して、任意のパスの帯域要求に対して効率のよい割り当てが行えない場合があることが課題となっている。
伝搬遅延時間Dはリング網の利用する光ファイバの長さ等の物理的条件から定まるものであり、タイムスロットをパスに割り当てるときの回線容量の分割数Mはリング網の回線容量をどのように活用するかという運用ポリシーで定められるものであるため、それぞれ自由な値に設定することが困難である。
As described above, in an optical TDM ring network that performs periodic time slot assignment, the propagation delay time D (time defined by the number of time slots) of one round of the ring and the line capacity when assigning time slots to paths are as follows. Depending on the number of divisions M, the number of laps and the number of timeslot cycles are determined, and depending on the number of timeslot cycles, there is a problem that efficient allocation may not be performed for a bandwidth request of an arbitrary path. It has become.
The propagation delay time D is determined from physical conditions such as the length of the optical fiber used by the ring network, and the division number M of the line capacity when assigning the time slot to the path indicates how the line capacity of the ring network is determined. Since it is determined by the operational policy of whether to use, it is difficult to set each to a free value.

このような状況において、与えられたDとMの値の組み合わせが悪く大きな最大公約数を持つような場合には、そのリング網では常に効率の悪いタイムスロット割り当てしか行えないことになる。
前述のように例えば、D=Mであった場合には、タイムスロットサイクルが1周の短いサイクルとなるため(図5(c),図7(c)参照)、一つのタイムスロットサイクルに割り当てられるパス数が少なく、非常に非効率的なタイムスロット割り当てしかできないことになる。
In such a situation, if a given combination of D and M values is bad and has a large greatest common divisor, the ring network can always perform only inefficient time slot allocation.
As described above, for example, when D = M, the time slot cycle is a short cycle (see FIGS. 5 (c) and 7 (c)), so it is assigned to one time slot cycle. Only a very inefficient time slot allocation can be achieved with a small number of paths.

本発明は、上記従来技術に鑑み、光TDMリング網における回線容量の分割数Mとリング1周の伝搬遅延時間Dが任意の値であっても、常に効率のよいタイムスロットの割り当てを行うことができる、光TDMリング網のタイムスロット割り当て方法を提供することを目的とする。   In view of the above prior art, the present invention always performs efficient time slot allocation even if the number of divisions M of the line capacity in the optical TDM ring network and the propagation delay time D around one ring are arbitrary values. It is an object of the present invention to provide a time slot allocation method for an optical TDM ring network.

上記課題を解決する本発明は、
光アドドロップスイッチを備えた複数のノードを、光ファイバで成る複数のリンクにより結んでおり、複数の前記リンクでのフレームの開始タイミングが同期していると共に、リング1周の伝搬遅延時間Dがタイムスロットの整数倍になっている光TDMリング網において、任意のノード間で伝送されるパスに必要な要求タイムスロット数に対して、必要数のタイムスロットを周期的に割り当てる光TDMリング網のタイムスロット割り当て方法であって、
前記伝搬遅延時間Dと、タイムスロットをパスに割り当てるときに前記リンクの回線容量を分割する分割数Mと、前記要求タイムスロット数を要素とする要求帯域行列Tを入力する工程と、
周期倍数Pとして任意の自然数を入力する工程と、
フレーム周期Fを、F=M×D×Pの演算をすることにより求める工程と、
求めた前記フレーム周期Fと前記伝搬遅延時間Dを基に、FとDの最大公約数であるタイムスロットサイクルの本数K=Dと、FをKで割ったタイムスロットサイクルの周回数k=M×Pを求める工程と、
前記要求帯域行列Tの要求タイムスロット数をP倍した数のパス数のトラヒックを求め、前記トラヒックのパスに対して、周回数k=M×PとなっているK=D本の前記タイムスロットサイクルのタイムスロットを割り当てる工程と、
を有することを特徴とする。
The present invention for solving the above problems
A plurality of nodes having optical add / drop switches are connected by a plurality of links made of optical fibers. The start timings of the frames in the plurality of links are synchronized, and the propagation delay time D of one round of the ring is In an optical TDM ring network that is an integral multiple of time slots, an optical TDM ring network that periodically allocates the required number of time slots to the required number of time slots required for a path transmitted between arbitrary nodes. A time slot allocation method,
Inputting the propagation delay time D, a division number M for dividing the line capacity of the link when assigning time slots to paths, and a requested bandwidth matrix T having the number of requested time slots as an element;
Inputting an arbitrary natural number as the period multiple P;
Obtaining the frame period F by calculating F = M × D × P;
Based on the obtained frame period F and the propagation delay time D, the number of time slot cycles K = D, which is the greatest common divisor of F and D, and the number of times of the time slot cycle obtained by dividing F by K = M A step of obtaining xP;
The number of paths equal to the number of requested time slots of the requested bandwidth matrix T is obtained by multiplying by P, and K = D timeslots where the number of laps is k = M × P with respect to the traffic path. Assigning cycle time slots;
It is characterized by having.

また本発明は、
前記のタイムスロット割り当て方法において、
前記トラヒックのパスに対して、周回数k=M×PとなっているK=D本の前記タイムスロットサイクルのタイムスロットを割り当てる前記工程は、
未割り当てパスの中から任意のパスを一つ選び、このパスをノードNiからノードNjへのパス(i,j)とする第1の手順と、
未割り当てのタイムスロットサイクルを一つ選び、これを割り当て中のタイムスロットサイクルyとし、タイムスロットサイクルy上でパス(i,j)に対するタイムスロットを割り当て、この割り当て後にノードNiからノードNjへの要求タイムスロット数Tijを1減じ、未割り当てのタイムスロットサイクルがなければ手順を終了する第2の手順と、
未割り当てパスの中から、できるだけノードNjに近いノードから始まるパスを一つ選び、選んだパスを新たにパス(i,j)とし、未割り当てパスが見つからなければ手順を終了する第3の手順と、
割り当て中のタイムスロットサイクルyにおいて、直前に割り当てたタイムスロットの次のタイムスロットから順にたどり、空きタイムスロットが見つかれば、この空きタイムスロットに前記第3の手順で見つかった新たなパス(i,j)を割り当て、この割り当て後に前記要求タイムスロット数Tijを1減じ、その後に前記第3の手順に進み、空きタイムスロットが見つからなければ前記第2の手順に進む第4の手順と、
を有することを特徴とする。
The present invention also provides
In the time slot allocation method,
The step of allocating K = D time slots of the time slot cycle, where the number of laps is k = M × P, is assigned to the traffic path,
A first procedure of selecting an arbitrary path from among the unassigned paths and setting this path as a path (i, j) from the node Ni to the node Nj;
One unassigned time slot cycle is selected, which is set as the time slot cycle y being assigned, and a time slot for the path (i, j) is assigned on the time slot cycle y, and after this assignment, the node Ni to the node Nj A second procedure for reducing the number of requested time slots Tij by 1 and terminating the procedure if there are no unassigned time slot cycles;
A third procedure that selects one path starting from a node as close as possible to the node Nj from among the unassigned paths, sets the selected path as a new path (i, j), and ends the procedure if no unassigned path is found. When,
In the time slot cycle y being allocated, the time slot is sequentially traced from the time slot next to the time slot allocated immediately before, and if an empty time slot is found, the new path (i, i, j), and after this allocation, the requested time slot number Tij is decremented by 1, and then the process proceeds to the third procedure, and if no empty time slot is found, the fourth procedure proceeds to the second procedure;
It is characterized by having.

また本発明は、
光アドドロップスイッチを備えた複数のノードを、光ファイバで成る複数のリンクにより結んでおり、複数の前記リンクでのフレームの開始タイミングが同期していると共に、リング1周の伝搬遅延時間Dがタイムスロットの整数倍になっている光TDMリング網において、任意のノード間で伝送されるパスに必要な要求タイムスロット数に対して、必要数のタイムスロットを周期的に割り当てる光TDMリング網のタイムスロット割り当て方法であって、
前記伝搬遅延時間Dと、タイムスロットをパスに割り当てるときに前記リンクの回線容量を分割する分割数Mと、前記要求タイムスロット数を要素とする要求帯域行列Tを入力する工程と、
周期倍数Pとして任意の自然数を入力する工程と、
フレーム周期Fを、F=M×D×P+1の演算をすることにより求める工程と、
求めた前記フレーム周期Fと前記伝搬遅延時間Dを基に、FとDの最大公約数であるタイムスロットサイクルの本数K=1と、FをKで割ったタイムスロットサイクルの周回数k=M×D×P+1を求める工程と、
前記要求帯域行列Tの要求タイムスロット数をP×D倍した数のパス数のトラヒックを求め、前記トラヒックのパスに対して、周回数k=M×D×P+1となっているK=1本の前記タイムスロットサイクルのタイムスロットを割り当てる工程と、
を有することを特徴とする。
The present invention also provides
A plurality of nodes having optical add / drop switches are connected by a plurality of links made of optical fibers. The start timings of the frames in the plurality of links are synchronized, and the propagation delay time D of one round of the ring is In an optical TDM ring network that is an integral multiple of time slots, an optical TDM ring network that periodically allocates the required number of time slots to the required number of time slots required for a path transmitted between arbitrary nodes. A time slot allocation method,
Inputting the propagation delay time D, a division number M for dividing the line capacity of the link when assigning time slots to paths, and a requested bandwidth matrix T having the number of requested time slots as an element;
Inputting an arbitrary natural number as the period multiple P;
Obtaining the frame period F by calculating F = M × D × P + 1;
Based on the determined frame period F and the propagation delay time D, the number of time slot cycles K = 1, which is the greatest common divisor of F and D, and the number of times of the time slot cycle obtained by dividing F by K = M A step of obtaining × D × P + 1;
The number of times of traffic obtained by multiplying the number of requested time slots of the requested bandwidth matrix T by P × D is obtained, and the number of laps k = M × D × P + 1 for the traffic path is K = 1. Assigning a time slot of said time slot cycle;
It is characterized by having.

また本発明は、
前記のタイムスロット割り当て方法において、
前記トラヒックのパスに対して、周回数k=M×D×P+1となっているK=1本の前記タイムスロットサイクルのタイムスロットを割り当てる前記工程は、
未割り当てパスの中から任意のパスを一つ選び、このパスをノードNiからノードNjへのパス(i,j)とする第1の手順と、
1本の前記タイムスロットサイクルを割り当て中のタイムスロットサイクルyとし、タイムスロットサイクルy上でパス(i,j)に対するタイムスロットを割り当て、この割り当て後にノードNiからノードNjへの要求タイムスロット数Tijを1減じる第2の手順と、
未割り当てパスの中から、できるだけノードNjに近いノードから始まるパスを一つ選び、選んだパスを新たにパス(i,j)とし、未割り当てパスが見つからなければ手順を終了する第3の手順と、
割り当て中のタイムスロットサイクルyにおいて、直前に割り当てたタイムスロットの次のタイムスロットから順にたどり、空きタイムスロットが見つかれば、この空きタイムスロットに前記第3の手順で見つかった新たなパス(i,j)を割り当て、この割り当て後に前記要求タイムスロット数Tijを1減じ、その後に前記第3の手順に進む第4の手順と、
を有することを特徴とする。
The present invention also provides
In the time slot allocation method,
The step of assigning a time slot of K = 1 time slot cycle, where the number of laps is k = M × D × P + 1, to the traffic path,
A first procedure of selecting an arbitrary path from among the unassigned paths and setting this path as a path (i, j) from the node Ni to the node Nj;
One time slot cycle is assigned as a time slot cycle y, and a time slot for the path (i, j) is assigned on the time slot cycle y. After this assignment, the requested number of time slots Tij from the node Ni to the node Nj A second step of subtracting 1 from
A third procedure that selects one path starting from a node as close as possible to the node Nj from among the unassigned paths, sets the selected path as a new path (i, j), and ends the procedure if no unassigned path is found. When,
In the time slot cycle y being allocated, the time slot is sequentially traced from the time slot next to the time slot allocated immediately before, and if an empty time slot is found, the new path (i, i, j), and after this assignment, the requested time slot number Tij is decremented by 1, and then the fourth procedure proceeds to the third procedure;
It is characterized by having.

本発明の光TDMリング網のタイムスロット割り当て方法では、光TDMリング網における回線容量の分割数Mとリング1周の伝搬遅延時間Dが任意の値であっても、常に効率のよいタイムスロットの割り当てを可能とすることができる。
従って、MやDの値が、利用するリング網の環境や、リング網の運用ポリシー等で定められ、MやDの値を都合のよい任意の値に調整することができない場合であっても、本発明を用いることで、非常に効率のよいリング網の利用が可能となる。
In the time slot allocation method of the optical TDM ring network of the present invention, even when the number of divisions M of the line capacity and the propagation delay time D of one round of the ring in the optical TDM ring network are arbitrary values, an efficient time slot is always obtained. Assignment can be possible.
Therefore, even if the values of M and D are determined by the environment of the ring network to be used, the operation policy of the ring network, etc., and the values of M and D cannot be adjusted to any convenient value. By using the present invention, a highly efficient ring network can be used.

本発明の実施例1に係る、光TDMリング網のタイムスロット割り当て方法を示すフローチャート。2 is a flowchart illustrating a time slot allocation method for an optical TDM ring network according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例2に係る、光TDMリング網のタイムスロット割り当て方法を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating a time slot allocation method for an optical TDM ring network according to a second embodiment of the present invention. 片方向光TDMリング網の構成及び各リンクでのタイムスロット割り当ての状態を示す構成図。The block diagram which shows the structure of a one-way optical TDM ring network, and the state of the time slot allocation in each link. 光アドドロップスイッチの動作例を示す構成図。The block diagram which shows the operation example of an optical add / drop switch. タイムスロットサイクルの形成状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the formation state of a time slot cycle. 従来技術に係る、光TDMリング網のタイムスロット割り当て方法を示すフローチャート。9 is a flowchart showing a time slot allocation method for an optical TDM ring network according to the prior art. タイムスロットサイクルに基づき、タイムスロットの割り当てを行う状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which allocates a time slot based on a time slot cycle.

本発明の実施の形態を以下に説明する。
上述の図7に示した例から見られるように、タイムスロットサイクルが長いと(タイムスロットサイクルの周回数kが多いと)、効率的なタイムスロット割り当てが可能となることから(図7(b)参照)、回線容量の分割数Mとリング1周の伝達遅延時間Dが与えられたときに、タイムスロットサイクルを長くする条件を考える。
具体的には、フレーム周期Fの値として、従来のMとするのではなく、M×Dの整数倍の値、あるいは、M×Dの整数倍に1を加えた値を用いることとする。
つまり従来ではフレーム周期F=Mとしていたが、本実施の形態ではフレーム周期F=M×D×整数や、フレーム周期F=M×D×整数+1とした。
Embodiments of the present invention will be described below.
As can be seen from the example shown in FIG. 7 described above, when the time slot cycle is long (when the number of times k of the time slot cycle is large), efficient time slot allocation becomes possible (FIG. 7B). )), And a condition for lengthening the time slot cycle when the division number M of the line capacity and the transmission delay time D of one round of the ring are given.
Specifically, the value of the frame period F is not the conventional M, but a value that is an integral multiple of M × D or a value obtained by adding 1 to an integral multiple of M × D.
In other words, the frame period F is conventionally set to M = M, but in the present embodiment, the frame period F = M × D × integer or the frame period F = M × D × integer + 1.

まず、周期倍数Pを任意の自然数(0を除く自然数)とするとき、フレーム周期Fを、MではなくM×D×Pとした場合のタイムスロットサイクルを求める。   First, when the period multiple P is an arbitrary natural number (a natural number excluding 0), a time slot cycle when the frame period F is not M but M × D × P is obtained.

このとき、フレーム周期Fは、MやPによらず、Dの整数倍になっているため、フレーム周期Fとリング伝搬遅延時間Dの最大公約数はDとなる。従って、このとき、タイムスロットサイクルの周回数kはM×P周期の長さとなり、タイムスロットサイクルの本数KはD本となる。   At this time, since the frame period F is an integral multiple of D regardless of M or P, the greatest common divisor of the frame period F and the ring propagation delay time D is D. Accordingly, at this time, the number of times k of the time slot cycle is M × P, and the number K of time slot cycles is D.

ここの議論をまとめると、フレーム周期F(=M×D×P)とリング伝搬遅延時間Dとの最大公約数が、タイムスロットサイクルの本数Kである。したがって上記のように、本実施の形態では、タイムスロットサイクルの本数K=Dとなる。ちなみに従来ではKは、MとDの最大公約数である。
またフレーム周期F(=M×D×P)を、タイムスロットサイクルの本数K(=D)で除算したものが、タイムスロットサイクルの周回数kである。上記のように、本実施の形態では、タイムスロットサイクルの周回数k=MPとなる。ちなみに従来ではk=M/Kである。
In summary, the greatest common divisor between the frame period F (= M × D × P) and the ring propagation delay time D is the number K of time slot cycles. Therefore, as described above, in this embodiment, the number of time slot cycles K = D. Incidentally, conventionally, K is the greatest common divisor of M and D.
Further, the number of times k of the time slot cycle is obtained by dividing the frame period F (= M × D × P) by the number of time slot cycles K (= D). As described above, in the present embodiment, the number of times of the time slot cycle is k = MP. Incidentally, k = M / K in the prior art.

ここでノードNiからノードNjへのパスに必要な要求タイムスロット数が要求帯域行列T={Tij}で与えられたとき、この各要素をP倍したトラヒックを考え、これを上述のM×P周の長さのタイムスロットサイクルに対して割り当てる。そして、残りのD−1本の他のタイムスロットサイクルに対しても、この割り当てと同様の割り当てを行うこととする。   Here, when the required number of time slots required for the path from the node Ni to the node Nj is given by the required bandwidth matrix T = {Tij}, consider the traffic obtained by multiplying each of these elements by P, and this is expressed as M × P described above. Allocate for a perimeter length time slot cycle. The remaining D-1 other time slot cycles are allocated in the same manner as this allocation.

その結果、一つのパスについて、各タイムスロットサイクルに対してP個のタイムスロットが割り当てられ、それがD本分割り当てられていることになるため、フレーム周期F=M×D×Pの中で、P×D個のタイムスロットが割り当てられたことになる。   As a result, for one path, P time slots are allocated to each time slot cycle, and D timeslots are allocated. Therefore, in the frame period F = M × D × P, , P × D time slots are allocated.

従って、元々のフレーム周期F=Mに対して1個のタイムスロットを割り当てた場合と同様の比率でのタイムスロットの割り当てが行えるため、リング網の利用効率としては、当初の目的を達成していると考えられる。また、タイムスロットサイクルの長さ(周回数)が、従来ではM/Kとなっていたものに対して、M×Pと長くなっているため、パスへのトラックを効率よく割り当てることが可能である。   Therefore, time slots can be assigned at the same ratio as when one time slot is assigned to the original frame period F = M. It is thought that there is. Also, the time slot cycle length (number of laps) is M * P, which is longer than M / K in the past, so it is possible to efficiently allocate tracks to paths. is there.

一方、フレーム周期Fを、MではなくM×D×P+1とした場合についてここで考えると、FとDの最大公約数は1となる。この場合、タイムスロットサイクルの本数Kは1本で、タイムスロットサイクルの周回数kはM×D×P+1となる。従って、MやDによら
ず、非常に長い周期のタイムスロットサイクルを実現することができる。
On the other hand, considering the case where the frame period F is M × D × P + 1 instead of M, the greatest common divisor of F and D is 1. In this case, the number of time slot cycles K is 1, and the number of times k of the time slot cycle is M × D × P + 1. Therefore, a very long time slot cycle can be realized regardless of M or D.

ここの議論をまとめると、フレーム周期F(=M×D×P+1)とリング伝搬遅延時間Dとの最大公約数が、タイムスロットサイクルの本数Kである。したがって上記のように、本実施の形態では、タイムスロットサイクルの本数K=1となる。ちなみに従来ではKは、MとDの最大公約数である。
またフレーム周期F(=M×D×P+1)を、タイムスロットサイクルの本数K(=1)で除算したものが、タイムスロットサイクルの周回数kである。上記のように、本実施の形態では、タイムスロットサイクルの周回数k=M×D×P+1となる。ちなみに従来ではk=M/Kである。
In summary, the greatest common divisor between the frame period F (= M × D × P + 1) and the ring propagation delay time D is the number K of time slot cycles. Therefore, as described above, in this embodiment, the number of time slot cycles K = 1. Incidentally, conventionally, K is the greatest common divisor of M and D.
The number of times k of the time slot cycle is obtained by dividing the frame period F (= M × D × P + 1) by the number of time slot cycles K (= 1). As described above, in this embodiment, the number of times of the time slot cycle is k = M × D × P + 1. Incidentally, k = M / K in the prior art.

ここで、割り当てるトラヒックについては、元々のトラヒックをD×P倍したものを算出し、これをM×D×P+1周の長いタイムスロットサイクルに割り当てていくことになる。このようなタイムスロットの割り当てでは、タイムスロットサイクルが非常に長いため、効率的なタイムスロット割り当てが可能となる。   Here, the traffic to be allocated is calculated by multiplying the original traffic by D × P, and this is allocated to a long time slot cycle of M × D × P + 1 rounds. In such time slot allocation, since the time slot cycle is very long, efficient time slot allocation is possible.

上記2つの実施の形態の状態を表に示すと次のようになる。

Figure 0006189258
The state of the above two embodiments is shown in the table as follows.
Figure 0006189258

以下、本発明に係る、光TDMリング網のタイムスロット割り当て方法を、実施例に基づき詳細に説明する。
なお以下の実施例では、リング1周の伝搬遅延時間D、回線容量の分割数M、要求帯域行列T、周期倍数Pを制御装置に入力して、それぞれの演算処理をして、パスへのタイムスロット割り当てを行うものである。但し、制御装置等のハードウエアは通常の技術であるため、ハードウエアの説明は省略し、データ処理手順のみを説明する。
Hereinafter, a method for assigning time slots in an optical TDM ring network according to the present invention will be described in detail based on embodiments.
In the following embodiment, the propagation delay time D for one round of the ring, the division number M of the line capacity, the required bandwidth matrix T, and the period multiple P are input to the control device, and the respective calculation processes are performed. Time slot allocation is performed. However, since hardware such as a control device is a normal technique, description of the hardware is omitted, and only a data processing procedure is described.

[実施例1]
本発明の実施例1に係るタイムスロット割り当て方法を図1に示す。
図1に示す実施例1は、図6に記載した従来の手順に対して、
(1)周期倍数Pとして任意の自然数(0を除く自然数)を入力する手順(図1のステップ14)と、
(2)リング伝搬遅延Dと回線容量の分割数Mと周期倍数Pから、フレーム周期をF=M×D×Pを算出する手順(図1のステップ15)と、
(3)要求帯域行列Tの要素(要求タイムスロット数Tij)をP倍する手順(図1のステップ17)と、を加えたものである。
[Example 1]
FIG. 1 shows a time slot allocation method according to Embodiment 1 of the present invention.
Example 1 shown in FIG. 1 is different from the conventional procedure shown in FIG.
(1) A procedure (step 14 in FIG. 1) for inputting an arbitrary natural number (natural number excluding 0) as the period multiple P;
(2) A procedure (step 15 in FIG. 1) for calculating the frame period F = M × D × P from the ring propagation delay D, the line capacity division number M, and the period multiple P;
(3) A procedure (step 17 in FIG. 1) for multiplying the elements of the requested bandwidth matrix T (the number of requested time slots Tij) by P is added.

このような手順により、前述のようなフレーム周期FをM×D×Pとした制御を行うこととなり、各パスへの要求帯域の割り当てを、D本の周回数kがM×Pのタイムスロットサイクルを利用しながら行うことになる。   According to such a procedure, the above-described control is performed with the frame period F set to M × D × P, and the allocation of the required bandwidth to each path is performed with the D number of laps k being M × P time slots. It will be done using the cycle.

ここで、M×Pのタイムスロットサイクルに対して、元々の要求タイムスロット数のP倍に拡大したものを割り当てることとなる。
また、D本のタイムスロットサイクルのそれぞれに対して、同様に割り当てを行うため、トータルとしてはフレーム周期M×D×Pに対してP×D倍のトラヒックを割り当てることが可能となる。
Here, an M × P time slot cycle that is enlarged P times the number of originally requested time slots is assigned.
In addition, since allocation is performed in the same manner for each of the D time slot cycles, it is possible to allocate P × D times as much traffic as the total frame period M × D × P.

次に、実施例1に係るタイムスロット割り当て方法について、更に詳述する。   Next, the time slot allocation method according to the first embodiment will be described in further detail.

まず、リング網のリング1周の伝搬遅延時間D(タイムスロットの数により規定した時間)、タイムスロットをパスに割り当てるときにリンクの回線容量を分割する分割数M、
および各ノードNiからノードNjへのパスに対する帯域タイムスロット数(要求タイムスロット数)Tijを要素とする要求帯域行列Tを入力する(図1のステップ11,12,13)。
First, a propagation delay time D (a time defined by the number of time slots) for one round of the ring of the ring network, a division number M for dividing the line capacity of the link when assigning time slots to paths,
The requested bandwidth matrix T having the number of bandwidth time slots (number of requested time slots) Tij for the path from each node Ni to the node Nj is input (steps 11, 12, and 13 in FIG. 1).

次に、周期倍数Pとして任意の自然数を入力する(図1のステップ14)。
つづいて、フレーム周期F=M×D×Pの演算を行う(図1のステップ15)。
Next, an arbitrary natural number is input as the period multiple P (step 14 in FIG. 1).
Subsequently, the calculation of the frame period F = M × D × P is performed (step 15 in FIG. 1).

フレーム周期F(=M×D×P)と伝搬遅延時間Dに基づき、タイムスロットサイクルの周回数kがM×Pとなっている、D本のタイムスロットサイクルを演算する(図1のステップ16)。   Based on the frame period F (= M × D × P) and the propagation delay time D, D time slot cycles in which the number of rounds k of the time slot cycle is M × P are calculated (step 16 in FIG. 1). ).

要求帯域行列Tに与えられている、ノードNiからノードNjへのパスに必要な要求タイムスロット数(要素)Tijを、P倍に拡大する(図1のステップ17)。   The number of requested time slots (elements) Tij required for the path from the node Ni to the node Nj given to the requested bandwidth matrix T is expanded by P times (step 17 in FIG. 1).

このように各要素をP倍したトラヒックを考え、これを上述のM×P周の長さのタイムスロットサイクルに対して割り当てる。そして、残りのD−1本の他のタイムスロットサイクルに対しても、この割り当てと同様の割り当てを行う(図1のステップ18)。   In this way, the traffic obtained by multiplying each element by P is considered, and this is assigned to the time slot cycle having the length of M × P. Then, the same assignment as this assignment is performed for the remaining D-1 other time slot cycles (step 18 in FIG. 1).

図1のステップ18は、下記の手順11から手順13に従って行う。   Step 18 of FIG. 1 is performed according to the following procedure 11 to procedure 13.

(手順11)
全てのタイムスロットは未割り当ての状態とする。ノードNiからノードNjへの要求タイムスロット数はTijで与えられるものとする。ここで、未割り当てパスの中から任意のパスを一つ選び、このパスをノードNiからノードNjへのパス(i,j)とする。
(Procedure 11)
All time slots are left unassigned. Assume that the number of requested time slots from the node Ni to the node Nj is given by Tij. Here, one arbitrary path is selected from the unassigned paths, and this path is defined as a path (i, j) from the node Ni to the node Nj.

(手順12)
未割り当てのタイムスロットサイクルを一つ選び、これを割り当て中のタイムスロットサイクルyと呼ぶ。未割り当てのタイムスロットサイクルがなければ、手順を終了する。
タイムスロットサイクルy上でパス(i,j)に対するタイムスロットを割り当てる。ここで、未割り当てのタイムスロットサイクルについては、任意の一本のパスは必ず割り当てることができる。
また、タイムスロットサイクルyの一つのタイムスロットを一本のパス(i,j)に割り当てた後に、Tij=Tij−1とする。つまり要求タイムスロット数を1減じる。
(Procedure 12)
One unassigned time slot cycle is selected, and this is called an assigned time slot cycle y. If there are no unassigned time slot cycles, the procedure ends.
Allocate a time slot for path (i, j) on time slot cycle y. Here, for an unassigned time slot cycle, any one path can be assigned without fail.
Further, after assigning one time slot of the time slot cycle y to one path (i, j), Tij = Tij−1. That is, the number of requested time slots is reduced by one.

(手順13)
未割り当てパスの中から、できるだけノードNjに近いノードから始まるパスを一つ選ぶ。具体的には、未割り当てパスの中から、まずノードNjから始まるパスを探し、見つからなければ、ノードNj+1から始まるパス、それでも見つからなければノードNj+2から始まるパスというように、順にパスの開始ノードをずらしながら、未割り当てパスの探索を行う。パスが見つかれば、これを新たにパス(i,j)とする。また、未割り当てパスが見つからなければ、手順を終了する。
(Procedure 13)
One path starting from a node as close as possible to the node Nj is selected from the unassigned paths. Specifically, the path starting from the node Nj is first searched from among the unassigned paths. If the path is not found, the path starting from the node Nj + 1 is detected. Search for unassigned paths while shifting. If a path is found, this is newly set as a path (i, j). If no unassigned path is found, the procedure is terminated.

(手順14)
手順13で見つかったパス(i,j)を、現在、割り当て中のタイムスロットサイクルyにおいて、直前に割り当てたタイムスロットの次のタイムスロットから順にたどり、空きタイムスロットが見つかれば、手順13で見つかったパスを割り当てる。その上で、Tij=Tij−1とした上で、手順13に進む。また、空きタイムスロットが見つからなければ手順12に進む。
(Procedure 14)
The path (i, j) found in step 13 is traced sequentially from the time slot next to the time slot assigned immediately before in the currently assigned time slot cycle y, and if a free time slot is found, the path is found in step 13. Assign the correct path. Then, after setting Tij = Tij-1, the process proceeds to step 13. If no empty time slot is found, the process proceeds to step 12.

上記の手順が終了したときに、未割り当てのパスがなければ、全てのパスに対してタイムスロットが割り当てられたことになる。   When the above procedure is completed, if there are no unassigned paths, time slots are assigned to all paths.

上述の手順により、図1に示した手順が実行され、タイムスロットの割り当てが完了する。   According to the above procedure, the procedure shown in FIG. 1 is executed, and the time slot assignment is completed.

[実施例2]
本発明の実施例2に係るタイムスロット割り当て方法を図2に示す。
図2に示す実施例2は、図6に記載した従来の手順に対して、
(1)周期倍数Pとして任意の自然数(0を除く自然数)を入力する手順(図2のステップ24)と、
(2)リング伝搬遅延Dと回線容量の分割数Mと周期倍数Pから、フレーム周期F=M×D×P+1を算出する手順(図2のステップ25)と、
(3)要求帯域行列Tの要素(要求タイムスロット数Tij)をP×D倍する手順(図2のステップ27)と、を加えたものである。
[Example 2]
FIG. 2 shows a time slot allocation method according to the second embodiment of the present invention.
The second embodiment shown in FIG. 2 is different from the conventional procedure shown in FIG.
(1) A procedure (step 24 in FIG. 2) for inputting an arbitrary natural number (natural number excluding 0) as the period multiple P;
(2) A procedure (step 25 in FIG. 2) for calculating the frame period F = M × D × P + 1 from the ring propagation delay D, the line capacity division number M and the period multiple P.
(3) A procedure (step 27 in FIG. 2) for multiplying the elements of the requested bandwidth matrix T (the number of requested time slots Tij) by P × D is added.

このような手順により、前述のようなフレーム周期FをM×D×P+1とした制御を行うこととなり、各パスへの要求帯域の割り当てを、1本の周回数kがM×D×P+1のタイムスロットサイクルを利用しながら行うことになる。   According to such a procedure, the above-described control is performed with the frame period F set to M × D × P + 1, and the allocation of the required bandwidth to each path is performed such that one lap number k is M × D × P + 1. This is done using the time slot cycle.

ここで、M×D×P+1のタイムスロットサイクルに対して、元々の要求タイムスロット数のP×D倍に拡大したものを割り当てることとなる。   Here, an M × D × P + 1 time slot cycle that is enlarged by P × D times the number of originally requested time slots is assigned.

従来のM周期に1タイムスロットの割り当てが、回線容量の1/Mの帯域を割り当てたことに相当したが、実施例2の割り当てにおいては、M×D×P+1周期にD×P個のタイムスロットが割り当てられることになるため、この場合の回線容量は(P×D)/(M×D×P+1)ということで、1/Mよりも少し小さな値になっている。しかし、非常に大きな連続タイムスロットサイクルを利用して、パスへのタイムスロット割り当てを行うため、非常に効率的な手法として効果が大きいと考えられる。   Allocation of one time slot in the conventional M cycle is equivalent to allocating 1 / M bandwidth of the line capacity, but in the allocation in the second embodiment, D × P times in M × D × P + 1 cycle. Since slots are allocated, the line capacity in this case is (P × D) / (M × D × P + 1), which is a value slightly smaller than 1 / M. However, since a time slot is assigned to a path using a very large continuous time slot cycle, it is considered to be highly effective as a very efficient method.

次に、実施例2に係るタイムスロット割り当て方法について、更に詳述する。   Next, the time slot allocation method according to the second embodiment will be described in further detail.

まず、リング網のリング1周の伝搬遅延時間D(タイムスロットの数により規定した時間)、タイムスロットをパスに割り当てるときにリンクの回線容量を分割する分割数M、
および各ノードNiからノードNjへのパスに対する帯域タイムスロット数(要求タイムスロット数)Tijを要素とする要求帯域行列Tを入力する(図2のステップ21,22,23)。
First, a propagation delay time D (a time defined by the number of time slots) for one round of the ring of the ring network, a division number M for dividing the line capacity of the link when assigning time slots to paths,
Also, a requested bandwidth matrix T whose elements are the number of bandwidth time slots (number of requested time slots) Tij for the path from each node Ni to the node Nj is input (steps 21, 22, and 23 in FIG. 2).

次に、周期倍数Pとして任意の自然数を入力する(図2のステップ24)。
つづいて、フレーム周期F=M×D×P+1の演算を行う(図2のステップ25)。
Next, an arbitrary natural number is input as the period multiple P (step 24 in FIG. 2).
Subsequently, the calculation of the frame period F = M × D × P + 1 is performed (step 25 in FIG. 2).

フレーム周期F(=M×D×P+1)と伝搬遅延時間Dに基づき、タイムスロットサイクルの周回数kがM×D×P+1となっている、1本のタイムスロットサイクルを演算する(図2のステップ26)。   Based on the frame period F (= M × D × P + 1) and the propagation delay time D, one time slot cycle in which the number of rounds k of the time slot cycle is M × D × P + 1 is calculated (FIG. 2). Step 26).

要求帯域行列Tに与えられている、ノードNiからノードNjへのパスに必要な要求タイムスロット数(要素)Tijを、P×D倍に拡大する(図2のステップ27)。   The requested time slot number (element) Tij necessary for the path from the node Ni to the node Nj given to the requested bandwidth matrix T is expanded by P × D (step 27 in FIG. 2).

このように各要素をP×D倍したトラヒックを考え、これを上述のM×D×P+1周の長さの1本のタイムスロットサイクルに対して割り当てる。(図2のステップ28)。   Thus, consider the traffic obtained by multiplying each element by P × D, and assign it to one time slot cycle having a length of M × D × P + 1. (Step 28 in FIG. 2).

図2のステップ28は、下記の手順21から手順23に従って行う。   Step 28 of FIG. 2 is performed according to the following procedure 21 to procedure 23.

(手順21)
全てのタイムスロットは未割り当ての状態とする。ノードNiからノードNjへの要求タイムスロット数はTijで与えられるものとする。ここで、未割り当てパスの中から任意のパスを一つ選び、このパスをノードNiからノードNjへのパス(i,j)とする。
(Procedure 21)
All time slots are left unassigned. Assume that the number of requested time slots from the node Ni to the node Nj is given by Tij. Here, one arbitrary path is selected from the unassigned paths, and this path is defined as a path (i, j) from the node Ni to the node Nj.

(手順22)
1本のタイムスロットサイクルを、割り当て中のタイムスロットサイクルyと呼ぶ。
このタイムスロットサイクルy上でパス(i,j)に対するタイムスロットを割り当てる。
また、タイムスロットサイクルyの一つのタイムスロットを一本のパス(i,j)に割り当てた後に、Tij=Tij−1とする。つまり要求タイムスロット数を1減じる。
(Procedure 22)
One time slot cycle is referred to as an assigned time slot cycle y.
A time slot for the path (i, j) is allocated on this time slot cycle y.
Further, after assigning one time slot of the time slot cycle y to one path (i, j), Tij = Tij−1. That is, the number of requested time slots is reduced by one.

(手順23)
未割り当てパスの中から、できるだけノードNjに近いノードから始まるパスを一つ選ぶ。具体的には、未割り当てパスの中から、まずノードNjから始まるパスを探し、見つからなければ、ノードNj+1から始まるパス、それでも見つからなければノードNj+2から始まるパスというように、順にパスの開始ノードをずらしながら、未割り当てパスの探索を行う。パスが見つかれば、これを新たにパス(i,j)とする。また、未割り当てパスが見つからなければ、手順を終了する。
(Procedure 23)
One path starting from a node as close as possible to the node Nj is selected from the unassigned paths. Specifically, the path starting from the node Nj is first searched from among the unassigned paths. If the path is not found, the path starting from the node Nj + 1 is detected. Search for unassigned paths while shifting. If a path is found, this is newly set as a path (i, j). If no unassigned path is found, the procedure is terminated.

(手順24)
手順23で見つかったパス(i,j)を、タイムスロットサイクルyにおいて、直前に割り当てたタイムスロットの次のタイムスロットから順にたどり、空きタイムスロットが見つかれば、手順23で見つかったパスを割り当てる。その上で、Tij=Tij−1とした上で、手順23に進む。
(Procedure 24)
The path (i, j) found in the procedure 23 is sequentially traced from the time slot next to the time slot assigned immediately before in the time slot cycle y. If an empty time slot is found, the path found in the procedure 23 is assigned. Then, after setting Tij = Tij−1, the process proceeds to step 23.

上記の手順が終了したときに、未割り当てのパスがなければ、全てのパスに対してタイムスロットが割り当てられたことになる。   When the above procedure is completed, if there are no unassigned paths, time slots are assigned to all paths.

上述の手順により、図2に示した手順が実行され、タイムスロットの割り当てが完了する。   According to the above-described procedure, the procedure shown in FIG. 2 is executed, and time slot assignment is completed.

本発明は、片方向光TMDリング網や双方向光TMDリング網において、タイムスロットを割り付ける場合に利用することができる。   The present invention can be used when allocating time slots in a one-way optical TMD ring network or a bidirectional optical TMD ring network.

N0,N1,N2,N3 ノード
L0,L1,L2,L3 リンク
f 光ファイバ
fd 遅延調整用光ファイバ
SW 光アドドロップスイッチ
N0, N1, N2, N3 Node L0, L1, L2, L3 Link f Optical fiber fd Delay adjusting optical fiber SW Optical add / drop switch

Claims (4)

光アドドロップスイッチを備えた複数のノードを、光ファイバで成る複数のリンクにより結んでおり、複数の前記リンクでのフレームの開始タイミングが同期していると共に、リング1周の伝搬遅延時間Dがタイムスロットの整数倍になっている光TDMリング網において、任意のノード間で伝送されるパスに必要な要求タイムスロット数に対して、必要数のタイムスロットを周期的に割り当てる光TDMリング網のタイムスロット割り当て方法であって、
前記伝搬遅延時間Dと、タイムスロットをパスに割り当てるときに前記リンクの回線容量を分割する分割数Mと、前記要求タイムスロット数を要素とする要求帯域行列Tを入力する工程と、
周期倍数Pとして任意の自然数を入力する工程と、
フレーム周期Fを、F=M×D×Pの演算をすることにより求める工程と、
求めた前記フレーム周期Fと前記伝搬遅延時間Dを基に、FとDの最大公約数であるタイムスロットサイクルの本数K=Dと、FをKで割ったタイムスロットサイクルの周回数k=M×Pを求める工程と、
前記要求帯域行列Tの要求タイムスロット数をP倍した数のパス数のトラヒックを求め、前記トラヒックのパスに対して、周回数k=M×PとなっているK=D本の前記タイムスロットサイクルのタイムスロットを割り当てる工程と、
を有することを特徴とする光TDMリング網のタイムスロット割り当て方法。
A plurality of nodes having optical add / drop switches are connected by a plurality of links made of optical fibers. The start timings of the frames in the plurality of links are synchronized, and the propagation delay time D of one round of the ring is In an optical TDM ring network that is an integral multiple of time slots, an optical TDM ring network that periodically allocates the required number of time slots to the required number of time slots required for a path transmitted between arbitrary nodes. A time slot allocation method,
Inputting the propagation delay time D, a division number M for dividing the line capacity of the link when assigning time slots to paths, and a requested bandwidth matrix T having the number of requested time slots as an element;
Inputting an arbitrary natural number as the period multiple P;
Obtaining the frame period F by calculating F = M × D × P;
Based on the obtained frame period F and the propagation delay time D, the number of time slot cycles K = D, which is the greatest common divisor of F and D, and the number of times of the time slot cycle obtained by dividing F by K = M A step of obtaining xP;
The number of paths equal to the number of requested time slots of the requested bandwidth matrix T is obtained by multiplying by P, and K = D timeslots where the number of laps is k = M × P with respect to the traffic path. Assigning cycle time slots;
A time slot allocation method for an optical TDM ring network.
請求項1において、
前記トラヒックのパスに対して、周回数k=M×PとなっているK=D本の前記タイムスロットサイクルのタイムスロットを割り当てる前記工程は、
未割り当てパスの中から任意のパスを一つ選び、このパスをノードNiからノードNjへのパス(i,j)とする第1の手順と、
未割り当てのタイムスロットサイクルを一つ選び、これを割り当て中のタイムスロットサイクルyとし、タイムスロットサイクルy上でパス(i,j)に対するタイムスロットを割り当て、この割り当て後にノードNiからノードNjへの要求タイムスロット数Tijを1減じ、未割り当てのタイムスロットサイクルがなければ手順を終了する第2の手順と、
未割り当てパスの中から、できるだけノードNjに近いノードから始まるパスを一つ選び、選んだパスを新たにパス(i,j)とし、未割り当てパスが見つからなければ手順を終了する第3の手順と、
割り当て中のタイムスロットサイクルyにおいて、直前に割り当てたタイムスロットの次のタイムスロットから順にたどり、空きタイムスロットが見つかれば、この空きタイムスロットに前記第3の手順で見つかった新たなパス(i,j)を割り当て、この割り当て後に前記要求タイムスロット数Tijを1減じ、その後に前記第3の手順に進み、空きタイムスロットが見つからなければ前記第2の手順に進む第4の手順と、
を有することを特徴とする光TDMリング網のタイムスロット割り当て方法。
In claim 1,
The step of allocating K = D time slots of the time slot cycle, where the number of laps is k = M × P, is assigned to the traffic path,
A first procedure of selecting an arbitrary path from among the unassigned paths and setting this path as a path (i, j) from the node Ni to the node Nj;
One unassigned time slot cycle is selected, which is set as the time slot cycle y being assigned, and a time slot for the path (i, j) is assigned on the time slot cycle y, and after this assignment, the node Ni to the node Nj A second procedure for reducing the number of requested time slots Tij by 1 and terminating the procedure if there are no unassigned time slot cycles;
A third procedure that selects one path starting from a node as close as possible to the node Nj from among the unassigned paths, sets the selected path as a new path (i, j), and ends the procedure if no unassigned path is found. When,
In the time slot cycle y being allocated, the time slot is sequentially traced from the time slot next to the time slot allocated immediately before, and if an empty time slot is found, the new path (i, i, j), and after this allocation, the requested time slot number Tij is decremented by 1, and then the process proceeds to the third procedure, and if no empty time slot is found, the fourth procedure proceeds to the second procedure;
A time slot allocation method for an optical TDM ring network.
光アドドロップスイッチを備えた複数のノードを、光ファイバで成る複数のリンクにより結んでおり、複数の前記リンクでのフレームの開始タイミングが同期していると共に、リング1周の伝搬遅延時間Dがタイムスロットの整数倍になっている光TDMリング網において、任意のノード間で伝送されるパスに必要な要求タイムスロット数に対して、必要数のタイムスロットを周期的に割り当てる光TDMリング網のタイムスロット割り当て方法であって、
前記伝搬遅延時間Dと、タイムスロットをパスに割り当てるときに前記リンクの回線容量を分割する分割数Mと、前記要求タイムスロット数を要素とする要求帯域行列Tを入力する工程と、
周期倍数Pとして任意の自然数を入力する工程と、
フレーム周期Fを、F=M×D×P+1の演算をすることにより求める工程と、
求めた前記フレーム周期Fと前記伝搬遅延時間Dを基に、FとDの最大公約数であるタイムスロットサイクルの本数K=1と、FをKで割ったタイムスロットサイクルの周回数k=M×D×P+1を求める工程と、
前記要求帯域行列Tの要求タイムスロット数をP×D倍した数のパス数のトラヒックを求め、前記トラヒックのパスに対して、周回数k=M×D×P+1となっているK=1本の前記タイムスロットサイクルのタイムスロットを割り当てる工程と、
を有することを特徴とする光TDMリング網のタイムスロット割り当て方法。
A plurality of nodes having optical add / drop switches are connected by a plurality of links made of optical fibers. The start timings of the frames in the plurality of links are synchronized, and the propagation delay time D of one round of the ring is In an optical TDM ring network that is an integral multiple of time slots, an optical TDM ring network that periodically allocates the required number of time slots to the required number of time slots required for a path transmitted between arbitrary nodes. A time slot allocation method,
Inputting the propagation delay time D, a division number M for dividing the line capacity of the link when assigning time slots to paths, and a requested bandwidth matrix T having the number of requested time slots as an element;
Inputting an arbitrary natural number as the period multiple P;
Obtaining the frame period F by calculating F = M × D × P + 1;
Based on the determined frame period F and the propagation delay time D, the number of time slot cycles K = 1, which is the greatest common divisor of F and D, and the number of times of the time slot cycle obtained by dividing F by K = M A step of obtaining × D × P + 1;
The number of times of traffic obtained by multiplying the number of requested time slots of the requested bandwidth matrix T by P × D is obtained, and the number of laps k = M × D × P + 1 for the traffic path is K = 1. Assigning a time slot of said time slot cycle;
A time slot allocation method for an optical TDM ring network.
請求項3において、
前記トラヒックのパスに対して、周回数k=M×D×P+1となっているK=1本の前記タイムスロットサイクルのタイムスロットを割り当てる前記工程は、
未割り当てパスの中から任意のパスを一つ選び、このパスをノードNiからノードNjへのパス(i,j)とする第1の手順と、
1本の前記タイムスロットサイクルを割り当て中のタイムスロットサイクルyとし、タイムスロットサイクルy上でパス(i,j)に対するタイムスロットを割り当て、この割り当て後にノードNiからノードNjへの要求タイムスロット数Tijを1減じる第2の手順と、
未割り当てパスの中から、できるだけノードNjに近いノードから始まるパスを一つ選び、選んだパスを新たにパス(i,j)とし、未割り当てパスが見つからなければ手順を終了する第3の手順と、
割り当て中のタイムスロットサイクルyにおいて、直前に割り当てたタイムスロットの次のタイムスロットから順にたどり、空きタイムスロットが見つかれば、この空きタイムスロットに前記第3の手順で見つかった新たなパス(i,j)を割り当て、この割り当て後に前記要求タイムスロット数Tijを1減じ、その後に前記第3の手順に進む第4の手順と、
を有することを特徴とする光TDMリング網のタイムスロット割り当て方法。
In claim 3,
The step of assigning a time slot of K = 1 time slot cycle, where the number of laps is k = M × D × P + 1, to the traffic path,
A first procedure of selecting an arbitrary path from among the unassigned paths and setting this path as a path (i, j) from the node Ni to the node Nj;
One time slot cycle is assigned as a time slot cycle y, and a time slot for the path (i, j) is assigned on the time slot cycle y. After this assignment, the requested number of time slots Tij from the node Ni to the node Nj A second step of subtracting 1 from
A third procedure that selects one path starting from a node as close as possible to the node Nj from among the unassigned paths, sets the selected path as a new path (i, j), and ends the procedure if no unassigned path is found. When,
In the time slot cycle y being allocated, the time slot is sequentially traced from the time slot next to the time slot allocated immediately before, and if an empty time slot is found, the new path (i, i, j), and after this assignment, the requested time slot number Tij is decremented by 1, and then the fourth procedure proceeds to the third procedure;
A time slot allocation method for an optical TDM ring network.
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