JP6243050B2

JP6243050B2 - 光バースト伝達網におけるノードによるタイムスロット同期のトレーニング方法、ノード装置及びネットワーク

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Publication number: JP6243050B2
Application number: JP2016548099A
Authority: JP
Inventors: ルー，ウェイ; シャン，インチュン; シア，フイロン; シー，シャーピン; ワン，レイ
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Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2014-01-22
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2017-12-06
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Description

本発明は、光ネットワークの技術分野に関し、特に、光バースト伝達網（ＯＢＴＮ、Optical Burst Transport Network）におけるノードによるタイムスロット同期のトレーニング方法、ノード装置及びネットワークに関する。

ＯＢＴＮとは、粒度が光回線スイッチ（ＯＣＳ、Optical Circuit Switching）と光パケットスイッチ（ＯＰＳ、Optical Packet Switching）との間にある光伝達技術であり、光ファイバの広帯域幅及び電子制御の柔軟性を利用して制御チャネルとデータチャネルとを分離させることをその主旨とする。データチャネルは、光バースト（ＯＢ、Optical Burst）をスイッチ単位とするデータフレームを利用して全光スイッチ技術を行うものであり、制御チャネルは、データフレームごとに対応する制御フレームが光領域においても伝送されながらも、ノードにて回路領域での処理に変換されることで、対応する制御情報を受信し更新するものである。データチャネルを１つ以上有してもよいし、制御チャネルを１つ以上有してもよいことは理解されることができ、複数のデータチャネルにおけるバーストが競争して出力される場合、１区切りの光ファイバ遅延線（ＦＤＬ、Fiber Delay Line）を用いて各データチャネルにおけるバーストを、各ノードによる制御フレームの処理時間に等しい時間遅延で遅延させることにより、制御チャネルとデータチャネルとの間の時間遅延差を補償して競争問題を解決することができる。このように、ＯＢＴＮは、様々なトラフィック場面への動的な適応及び良好なサポートを実現することができ、リソースの利用効率及びネットワークの柔軟性を向上させるとともに、光レイヤの高速化、大容量化及び低コスト化の利点を保持し、スター型／ツリー型／リング型といった様々なネットワークトポロジーに適用されることができる。

しかしながら、従来のＯＢＴＮ技術において、ＦＤＬの使用が高コスト化を招くとともに、このようなタイムスロット同期方法は、隣り合うノード間の光ファイバ距離を一定にしながら、制御チャネルとデータチャネルとの間の距離関係を一定にする必要があるため、簡単になされるものではなく、ネットワークのリング長が変化する場合、その構築や調整が非常に困難となる。

従来の課題を解決するために、本発明による実施の形態にてＯＢＴＮにおけるノードによるタイムスロット同期のトレーニング方法、ノード装置及びネットワークが提供される。

本発明の第１の側面による実施の形態によって、
ノードが、制御フレームの受信と、前記制御フレームと同一の周期にあるデータフレームの受信との間の基準時間遅延をトレーニングすることと、
前記ノードが、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングすることと、を含むＯＢＴＮにおけるノードによるタイムスロット同期のトレーニング方法が提供される。

第１側面と結合した第１の可能な実現形態によると、前記ノードが、制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延をトレーニングすることは、
前記ノードが、制御フレームのフレームヘッダを受信した第１時間とデータフレームのフレームヘッダを受信した第２時間との間の時間遅延を、前記ノードによる制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延とすることを含む。

第１の側面と結合した第２の可能な実現形態によると、前記ノードが主ノードである場合、前記ノードが前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングすることは、
前記主ノードが、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットを第１のタイムスロットとして設定することを含む。

第１の側面、第１又は第２の可能な実現形態のうちいずれか一項と結合した第３の可能な実現形態によると、前記ノードが主ノードである場合、前記方法は、
前記主ノードが、前記制御フレームの送信時間から予め設定された時間間隔が経過した後、前記データフレームを送信すること、をさらに含む。

第１の側面と結合した第４の可能な実現形態によると、前記ノードが従属ノードである場合、前記ノードが前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングすることは、
前記従属ノードが、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの第１のタイムスロットと第２のタイムスロットとを取得することと、
前記従属ノードが、前記第１のタイムスロットと前記第２のタイムスロットとに基づいて、前記従属ノードのタイムスロット差を得ることと、
前記従属ノードが前記データフレームの送信にあたり、前記タイムスロット差に基づいて前記データフレームにおける隣り合うデータパケットのタイムスロットを前記第１のタイムスロットに調整することと、を含む。

第４の可能な実現形態と結合した第５の可能な実現形態によると、前記従属ノードが前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの第１のタイムスロットを取得することは、
前記従属ノードが前記制御フレームから前記第１のタイムスロットを取得すること、
あるいは、
前記従属ノードが、前記従属ノードの直前の１ノードからトレーニング完了後に送信されたデータフレームを受信し、前記データフレームにおける隣り合うデータパケット間のタイムスロットを第１のタイムスロットとすることを含む。

第４の可能な実現形態と結合した第６の可能な実現形態によると、前記従属ノードが前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの第２のタイムスロットを取得することは、
前記従属ノードが、前記データフレームにおける第１のデータパケットと第２のデータパケットとの間にテスト用のデータパケットを挿入し、処理されたデータフレームを得ることと、
前記従属ノードが、前記処理されたデータフレームを前記従属ノードの直後の１ノードに送信することと、
前記従属ノードが、前記主ノードから送信された前記第２のタイムスロットであって、前記従属ノードの直後の１ノードによる前記処理されたデータフレームの受信にあたり、前記第１のデータパケットと前記テスト用のデータパケットとの間のタイムスロットに基づいて得られた前記第２のタイムスロットを受信する一方、前記従属ノードの直後の１ノードが前記第２のタイムスロットを主ノードに送信することにより、前記主ノードが前記第２のタイムスロットを前記従属ノードへ送信することと、を含む。

本発明の第２の側面による実施の形態によって、
制御フレームとデータフレームとを受信するように構成される受信ユニットと、
前記受信ユニットによる制御フレームの受信と、前記制御フレームと同一の周期にあるデータフレームの受信との間の基準時間遅延をトレーニングするように構成される第１のトレーニングユニットと、
前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングするように構成される第２のトレーニングユニットと、を備えるノード装置が提供される。

第２の側面と結合した第１の可能な実現形態によると、前記第１のトレーニングユニットは、前記受信ユニットが制御フレームのフレームヘッダを受信した第１時間と、前記受信ユニットがデータフレームのフレームヘッダを受信した第２時間との間の時間遅延を、前記ノードによる制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延とするように構成される。

第２の側面と結合した第２の可能な実現形態によると、前記ノード装置が主ノードである場合、前記第２のトレーニングユニットは、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットを第１のタイムスロットとして設定するように構成される。

第２の側面、第１又は第２の可能な実現形態のうちいずれか一項と結合した第３の可能な実現形態によると、前記ノード装置が主ノードである場合、前記ノード装置は、前記制御フレームの送信時間から予め設定された時間間隔が経過した後、前記データフレームを送信するように構成される送信ユニットをさらに備える。

第２の側面と結合した第４の可能な実現形態によると、前記ノード装置が従属ノードである場合、前記第２のトレーニングユニットは、
前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの第１のタイムスロットと第２のタイムスロットとを取得するように構成されるタイムスロット取得サブユニットと、
前記第１のタイムスロットと前記第２のタイムスロットとに基づいて、前記従属ノードのタイムスロット差を得るように構成されるタイムスロット差取得サブユニットと、
前記データフレームの送信にあたり、前記タイムスロット差に基づいて、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットのタイムスロットを前記第１のタイムスロットに調整するように構成される調整ユニットと、を含む。

第４の可能な実現形態と結合した第５の可能な実現形態によると、前記タイムスロット取得サブユニットは、前記制御フレームから前記第１のタイムスロットを取得するか、
あるいは、
前記従属ノードの直前の１ノードからトレーニング完了後に送信されたデータフレームを受信し、前記データフレームにおける隣り合うデータパケット間のタイムスロットを第１のタイムスロットとするように構成される。

第４の可能な実現形態と結合した第６の可能な実現形態によると、前記タイムスロット取得サブユニットは、前記データフレームにおける第１のデータパケットと第２のデータパケットとの間にテスト用のデータパケットを挿入し、処理されたデータフレームを得て、そして、前記処理されたデータフレームを前記従属ノードの直後の１ノードに送信し、さらに、前記主ノードから送信された前記第２のタイムスロットを受信するように構成され、
前記第２のタイムスロットは、前記従属ノードの直後の１ノードによる前記処理されたデータフレームの受信にあたり、前記第１のデータパケットと前記テスト用のデータパケットとの間のタイムスロットに基づいて得られたものであり、
前記従属ノードの直後の１ノードが前記第２のタイムスロットを主ノードへ送信することにより、前記主ノードが前記第２のタイムスロットを前記従属ノードへ送信する。

本発明の第３の側面による実施の形態によって、主ノード装置と従属ノード装置とを備えるＯＢＴＮであって、前記主ノード装置が、第２の側面、第１乃至第３の可能な実現形態のうちいずれか一項に記載のノード装置を含み、前記従属ノード装置が、第２の側面、第１の可能な実現形態、第４乃至第６の可能な実現形態のうちいずれか一項に記載のノード装置を含むＯＢＴＮが提供される。

本発明の第４の側面による実施の形態によって、実行されると、少なくとも１つのプロセッサに上述したＯＢＴＮにおけるノードによるタイムスロット同期のトレーニング方法を実行させる１セットの命令を含むコンピュータ記憶媒体が提供される。

本発明による実施の形態によれば、ＯＢＴＮにおけるノードによるタイムスロット同期のトレーニング方法、ノード装置及びネットワークが提供され、各ノードが、制御フレームとデータフレームを送受信する中、制御フレームとデータフレームの受信間の基準時間遅延及びデータフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングすることにより、ＯＢＴＮネットワークの組織化においてＦＤＬを使用する必要がなくなり、ＯＢＴＮネットワークの構築コストを低減し、また、隣り合うノード間の距離をネットワーク組織化における物理環境に柔軟に適応させることができ、制御チャネルとデータチャネルとの間の距離関係を厳格に一定にする必要もないため、ＯＢＴＮネットワークの柔軟な設立を実現する。

図面（正確な縮尺率で描かれるとは限らない）において、類似した番号が、異なる図面において類似した部材を表すことができる。末尾に異なるアルファベット付きの類似した番号は、類似した部材の異なる例を示すことができる。図面を用いて本文で検討される各実施例を概略的に例示するが、これには限定されない。
本発明による実施の形態で提供される適用場面を示す図である。本発明による実施の形態で提供されるＯＢＴＮにおけるノードによるタイムスロット同期のトレーニング方法を示すフローチャートである。本発明による実施の形態で提供されるＯＢＴＮにおけるノードによるタイムスロット同期のトレーニング方法の詳細なフローを示す図である。本発明による実施の形態で提供される制御フレームとデータフレームの送信を示すタイミングチャートである。本発明による実施の形態で提供されるノード装置の構成を示す図である。本発明による実施の形態で提供される他のノード装置の構成を示す図である。本発明による実施の形態で提供される更なるノード装置の構成を示す図である。本発明による実施の形態で提供されるＯＢＴＮネットワークの構成を示す図である。

以下、本発明による実施の形態の図面を結合しながら本発明による実施の形態の技術案を明りょうかつ完全に説明するが、説明される実施例は本発明による実施の形態の一部に過ぎず、全部ではない。本発明による実施の形態に基づいて当業者が創造的な工夫なしに得られる他の実施例は、すべて本発明の保護範囲内のものである。

ＯＢＴＮは、制御チャネルとデータチャネルとを分離させ、ここで、データチャネルは、ＯＢをスイッチ単位とするデータフレームを利用して全光スイッチ技術を行うものであり、制御チャネルは、データフレームに一対一対応する制御フレームが光領域においても伝送されながらも、ノードにて回路領域での処理に変換されることで、対応する制御情報を受信し更新するものであり、これにより、粒度がＯＣＳとＯＰＳとの間にある光伝達技術になり得る。ＯＢＴＮは、様々なトラフィック場面への動的な適応及び良好なサポートを実現することができ、リソースの利用効率及びネットワークの柔軟性を向上させるとともに、光レイヤの高速化、大容量化及び低コスト化の利点を保持し、スター型／ツリー型／リング型といった様々なネットワークトポロジーに適用されることができる。

図１は、本発明による実施の形態で提供される１つの適用場面を示しており、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの４つのノードからなるリング型トポロジー構造のＯＢＴＮにおいて、ノードＡを主ノードとし、残りのノードＢ、ノードＣ、ノードＤを従属ノードとすることができ、黒色の実線リングがループ構造を模式的に示し、リング内の破線矢印がデータチャネル及びデータフレームの伝送方向を示し、また、リング外の破線矢印が制御チャネル及び制御フレームの伝送方向を示しており、例として、図１において、データチャネルにおけるデータ波長を２つとし、制御チャネルにおける制御波長を１つとするが、この図は、本発明による実施の形態の技術案を例示的に説明するためのものに過ぎず、何ら限定もされていないことは、理解されることができる。

図２は、本発明による実施の形態に係る図１に示す適用場面を結合して提供されるＯＢＴＮにおけるノードによるタイムスロット同期のトレーニング方法のフローを示し、ステップＳ２０１〜Ｓ２０２が含まれることができる。

Ｓ２０１：ノードが、制御フレームの受信と、前記制御フレームと同一の周期にあるデータフレームの受信との間の基準時間遅延をトレーニングする。

例示的には、ノードが制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延をトレーニングすることは、前記ノードが、制御フレームのフレームヘッダを受信した第１時間とデータフレームのフレームヘッダを受信した第２時間との間の時間遅延を、前記ノードによる制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延とすることを含む。

Ｓ２０２：前記ノードが、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングする。

例示的には、前記ノードが主ノードである場合、前記ノードが前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングすることは、前記主ノードが、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットを第１のタイムスロットとして設定することを含む。

例示的には、前記ノードが従属ノードである場合、前記ノードが前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングすることは、
前記従属ノードが、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの第１のタイムスロットと第２のタイムスロットとを取得することと、
前記従属ノードが、前記第１のタイムスロットと前記第２のタイムスロットとに基づいて、前記従属ノードのタイムスロット差を得ることと、
前記従属ノードが前記データフレームの送信にあたり、前記タイムスロット差に基づいて、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットのタイムスロットを前記第１のタイムスロットに調整することと、を含む。

さらに、前記従属ノードが前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの第１のタイムスロットを取得することは、前記従属ノードが前記制御フレームから前記第１のタイムスロットを取得すること、
あるいは、
前記従属ノードが、前記従属ノードの直前の１ノードからトレーニング完了後に送信されたデータフレームを受信し、前記データフレームにおける隣り合うデータパケット間のタイムスロットを第１のタイムスロットとすることを含む。

さらに、前記従属ノードが前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの第２のタイムスロットを取得することは、
前記従属ノードが、前記データフレームにおける第１のデータパケットと第２のデータパケットとの間にテスト用のデータパケットを挿入して、処理されたデータフレームを得ることと、
前記従属ノードが、前記処理されたデータフレームを前記従属ノードの直後の１ノードに送信することと、
前記従属ノードが、前記主ノードから送信された前記第２のタイムスロットであって、前記従属ノードの直後の１ノードによる前記処理されたデータフレームの受信にあたり、前記第１のデータパケットと前記テスト用のデータパケットとの間のタイムスロットに基づいて得られた前記第２のタイムスロットを受信する一方、前記従属ノードの直後の１ノードが前記第２のタイムスロットを主ノードに送信することにより、前記主ノードが前記第２のタイムスロットを前記従属ノードへ送信することと、を含む。

例示的には、前記ノードが主ノードである場合、前記方法は、
前記主ノードが、前記制御フレームの送信時間から予め設定された時間間隔が経過した後、前記データフレームを送信すること、をさらに含む。

本発明による実施の形態にてＯＢＴＮにおけるノードによるタイムスロット同期のトレーニング方法が提供され、各ノードが、制御フレームとデータフレームとを送受信する中、制御フレームとデータフレームの受信間の基準時間遅延及びデータフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングすることにより、ＯＢＴＮネットワークの組織化においてＦＤＬを使用する必要がなくなり、ＯＢＴＮネットワークの構築コストを低減し、また、隣り合うノード間の距離をネットワーク組織化における物理環境に柔軟に適応させることができ、制御チャネルとデータチャネルとの間の距離関係を厳格に一定にする必要もないため、ＯＢＴＮネットワークの柔軟な設立を実現する。

図３は、本発明による実施の形態で提供されるＯＢＴＮにおけるノードによるタイムスロット同期のトレーニング方法の詳細なフローを示す図であり、図１に示す適用場面を結合しながら、図１におけるノードごとのタイムスロット同期のトレーニングプロセスを説明するが、図１から分かるように、ノードＡが模式的なネットワークトポロジーにおける主ノードで、残りのノードが従属ノードであり、この場合、ノードごとのタイムスロット同期のトレーニングプロセスは、具体的には、以下のステップＳ３０１〜Ｓ３０４を含むことができる。

Ｓ３０１：主ノードが、制御フレームとデータフレームとを従属ノードへ送信する。

制御フレームとデータフレームとが同じ送信周期にあることは、理解されることができ、本実施例において、図４の上半分は、ノードＡからノードＢへの制御フレームとデータフレームとの送信を示すタイミングチャートであり、ただし、Ｋが送信周期の番号を表し、同一番号の制御フレームとデータフレームとが同じ送信周期にあり、１つの送信周期において、データフレームが、それぞれの長さがＴにされるＭ個のデータパケットを含み、このように、ノードＡが、制御チャネルを介してノードＢへ制御フレームを送信した後、予め設定された時間間隔ΔＴが経過したらデータチャネルを介してノードＢへデータフレームを送信することにより、ノードＢが該制御フレームを受信した後、制御フレームを処理してからデータフレームに対して受信、処理及び送信などの操作を行う時間が十分となることは、明らかとなる。そして、データフレームの送信にあたり、データフレームにおける隣り合うデータパケット間のタイムスロットを第１のタイムスロットＴ_inとして設定することができ、この時、第１のタイムスロットＴ_inを、主ノードによる前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットのトレーニング結果とすることができ、主ノードによる前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットのトレーニングを完了させる。予め設定された時間間隔ΔＴと第１のタイムスロットＴ_inとを制御情報として制御フレームに書き込んでもよいことは、理解されることができる。

Ｓ３０２：従属ノードが制御フレームとデータフレームとを受信する。

例示的には、図４の下半分を参照して、ノードＢが、ノードＡから送信された制御フレームとデータフレームとを受信し、制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延ΔＴ_bをトレーニングする。

あるいはまた、トレーニングプロセスとして、ノードＢが制御フレームのフレームヘッダの受信時間Ｔ₁を記録し、また、該制御フレームと同一の周期にあるデータフレームのフレームヘッダの受信時間Ｔ₂を記録するようにしてもよく、この場合、ノードＢによる制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延ΔＴ_bを、ΔＴ_b＝Ｔ₁−Ｔ₂とすることができる。

あるいはまた、トレーニングプロセスとして、ノードＢが、制御フレームのフレームヘッダを受信するとともに、制御フレームにおける制御情報から、ノードＡによる制御フレームとデータフレームとの送信に予め設定された時間間隔ΔＴを取得するようにしてもよく、ノードＡからノードＢまでの制御チャネルとデータチャネルとが異なる光路を有する特性、及び制御フレームが光電変換を施されるには時間がかかる等の原因によって、制御フレームがノードＡからノードＢに到達するまでの消耗時間が、データフレームの消耗時間よりＴ_ab少なくなり、この場合、ノードＢによる制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延ΔＴ_bを、ΔＴ_b＝ΔＴ−Ｔ_abとすることができる。

なお、ノードＢが、制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延ΔＴ_bを学習した後、将来、データフレームを受信する場合、制御フレームのフレームヘッダの受信済みを参照クロック基準として、この参照クロック基準に対し基準時間遅延ΔＴ_bの後、データ信号のフレームヘッダが出現すると予断し、これをデータフレーム受信の正確な時点として推定することになる。

例示的には、ノードＢが、データフレームを受信する中、制御フレームにおける制御情報から、ノードＡによるデータフレームの送信時のデータフレームにおける隣り合うデータパケット間の第１のタイムスロットＴ_inを取得してもよいし、データフレームを受信する中、データフレームにおける隣り合うデータパケット間の第１のタイムスロットＴ_inを測定してもよい。

Ｓ３０３：従属ノードが制御フレームとデータフレームとを次のノードに送信する。

例示的には、ノードＢが制御フレームを受信した後、データフレームにおけるいずれかのデータパケットのタイムスロットにバーストテストパケットを挿入することで、データフレームの処理過程を完了させることができ。あるいはまた、第２のデータパケットのタイムスロットにテストパケットを挿入し、処理されたデータフレームをノードＣに送信するようにしてもよく、ノードＣが、データフレームを受信する中、データフレームにおけるテストパケットとテストパケットより前のデータパケットとの間のタイムスロットを測定してもよい。これに対応して、第１のデータパケットとテストパケットとの間のタイムスロットを測定して、ノードＢから送信されるデータフレームにおける隣り合うデータパケット間の第２のタイムスロットＴ_binを得てもよい。図４の下半分に示すようである。ノードＣが第２のタイムスロットＴ_binを取得してノードＡに報告することにより、ノードＡがこれからノードＢへ送信する制御フレームに第２のタイムスロットＴ_binを含ませるようにする。また、ノードＢが第２のタイムスロットＴ_binを取得した後、ステップＳ３０２で取得した第１のタイムスロットＴ_inに基づいて、２つのタイムスロット間のタイムスロット差を得ることができ、これからノードＢがデータフレームを送信する中、前記タイムスロット差に基づいて、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットのタイムスロットを前記第１のタイムスロットＴ_inに調整することができる。この場合、ノードＢによる送信のタイムスロット同期のトレーニングプロセスを完了させる。その後、ノードＢが、トレーニング後に得た基準時間遅延と送信タイムスロット差とに基づいて、制御フレームとデータフレームとの送受信を行って、タイムスロット同期のトレーニングプロセスを完了させることができる。

ノードＢの直後のノードＣ及び残りの従属ノードは、いずれもステップＳ３０２とステップＳ３０３に類似のプロセスに従ってトレーニングをすることで、当該ノードに対応する基準時間遅延と送信タイムスロット差とを得るとともに、基準時間遅延と送信タイムスロット差とに基づいて、制御フレームとデータフレームの送受信を行って、タイムスロット同期のトレーニングプロセスを完了させることができることは、理解されることができる。具体的には、次のノードが主ノードであるか否かを判定し、主ノードでなければ、ステップＳ３０２に戻って次の従属ノードによるタイムスロット同期のトレーニングプロセスを完了させ、主ノードであれば、ステップＳ３０４を実行するようにすることができる。

Ｓ３０４：制御フレームとデータフレームとが主ノードに戻るにあたり、主ノードが、制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延を得ることができる。

具体的には、本実施例において、制御フレームとデータフレームとがノードＡに戻るにあたり、ノードＡが、制御フレームのフレームヘッダの受信時間と当該制御フレームと同一の周期にあるデータフレームのフレームヘッダの受信時間とを記録するとともに、ノードＡによる制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延ΔＴ_aを得ることができ、詳細なプロセスはステップＳ３０２に類似したものであり、ここではその説明を省略する。

この場合、ネットワークトポロジー構成全体における個々のノード（主ノードと従属ノードを含む）ごとに送受信のタイムスロット同期のトレーニングプロセスを完了させ、これからのネットワーク伝送において、各ノードがトレーニングで取得した基準時間遅延及び送信タイムスロットに基づいて、制御フレームとデータフレームとの送受信を行うことができ、受信同期と送信同期を保証することができる。

本発明による実施の形態にて提供されるＯＢＴＮにおけるノードによるタイムスロット同期のトレーニング方法によれば、各ノードが、制御フレームとデータフレームとを送受信する中、制御フレームとデータフレームの受信間の基準時間遅延及びデータフレームにおけるデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングすることにより、ＯＢＴＮネットワークの組織化においてＦＤＬを使用する必要がなくなり、ＯＢＴＮネットワークの構築コストを低減し、また、隣り合うノード間の距離をネットワーク組織化における物理環境に柔軟に適応させることができ、制御チャネルとデータチャネルとの間の距離関係を厳格に一定にする必要もないため、ＯＢＴＮネットワークの柔軟な設立を実現する。

図５は、本発明による実施の形態で提供されるノード装置５０を示しており、図１に示す適用場面を結合して、該ノード装置５０は、
制御フレームとデータフレームとを受信するように構成される受信ユニット５０１と、
前記受信ユニット５０１による制御フレームの受信と、前記制御フレームと同一の周期にあるデータフレームの受信との間の基準時間遅延をトレーニングするように構成される第１のトレーニングユニット５０２と、
前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングするように構成される第２のトレーニングユニット５０３と、を備えることができる。

例示的には、ノード装置５０が主ノードである場合、ノードＡを例として、図６を参照し、ノード装置５０が、前記制御フレームの送信時間から予め設定された時間間隔が経過した後、前記データフレームを送信するように構成される送信ユニット５０４をさらに備えてもよい。具体的には、送信ユニット５０４は、制御チャネルを介してノードＢへ制御フレームを送信した後、予め設定された時間間隔ΔＴが経過したらデータチャネルを介してノードＢへデータフレームを送信することにより、ノードＢが該制御フレームを受信した後、制御フレームを処理してからデータフレームに対して受信、処理及び送信などの操作を行う時間が十分となる。そして、データフレームの送信にあたり、データフレームにおける隣り合うデータパケット間のタイムスロットを第１のタイムスロットＴ_inとして設定することができ、この時、第２のトレーニングユニット５０３は、第１のタイムスロットＴ_inを、主ノードによる前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットのトレーニング結果とすることができる。この場合、主ノードによる前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットのトレーニングを完了させる。具体的には、送信のタイミングチャートについて図４の上半分を参照することができ、予め設定された時間間隔ΔＴと第１のタイムスロットＴ_inとが制御情報として制御フレームに書き込まれてもよいことは、理解されることができる。

例示的には、図１に示すようなネットワークに主ノードと従属ノードとが含まれ、主ノードと従属ノードの第１のトレーニングユニット５０２は、いずれも、前記受信ユニット５０１が制御フレームのフレームヘッダを受信した第１時間と、前記受信ユニット５０１がデータフレームのフレームヘッダを受信した第２時間との間の時間遅延を、前記ノードによる制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延とするように具体的に構成されることができる。

具体的には、本実施例において、従属ノードの場合、ノードＢを例に説明するが、第１のトレーニングユニット５０２が、制御フレームのフレームヘッダの受信時間Ｔ₁を記録してもよく、さらに、該制御フレームと同一の周期にあるデータフレームのフレームヘッダの受信時間Ｔ₂を記録してもよく、この場合、第１のトレーニングユニット５０２で得た、ノードＢによる制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延ΔＴ_bを、ΔＴ_b＝Ｔ₁−Ｔ₂とすることができる。

本実施例において、従属ノードの場合、ノードＢを例に説明する。あるいはまた、受信ユニット５０１が制御フレームのフレームヘッダを受信する一方、第１のトレーニングユニット５０２が制御フレームにおける制御情報から、ノードＡによる制御フレームとデータフレームとの送信に予め設定された時間間隔ΔＴを取得するようにしてもよく、ノードＡからノードＢまでの制御チャネルとデータチャネルとが異なる光路を有する特性、及び制御フレームが光電変換を施されるには時間がかかる等の原因によって、制御フレームがノードＡからノードＢに到達するまでの消耗時間が、データフレームの消耗時間よりＴ_ab少なくなり、この場合、第１のトレーニングユニット５０２で得た、ノードＢによる制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延ΔＴ_bを、ΔＴ_b＝ΔＴ−Ｔ_abとすることができる。

具体的には、本実施例において、主ノードの場合、ノードＡを例に説明するが、第１のトレーニングユニット５０２は、制御フレームのフレームヘッダの受信時間、及び、当該制御フレームと同一の周期にあるデータフレームのフレームヘッダの受信時間を記録することにより、ノードＡによる制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延ΔＴ_aを得ることができ、詳細なプロセスは上述したノードＢの説明に類似したものであり、ここではその説明を省略する。

なお、ノード装置５０が、制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延を学習した後、将来、データフレームを受信する場合、制御フレームのフレームヘッダの受信済みを参照クロック基準として、この参照クロック基準に対し基準時間遅延の後、データ信号のフレームヘッダが出現すると予断し、これをデータフレーム受信の正確な時点として推定することになる。

例示的には、ノード装置５０が従属ノード装置である場合、ノードＢを例として、図７に示すように、第２のトレーニングユニット５０３は、
前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの第１のタイムスロットと第２のタイムスロットとを取得するように構成されるタイムスロット取得サブユニット５０３１と、
前記第１のタイムスロットと前記第２のタイムスロットとに基づいて、前記従属ノードのタイムスロット差を得るように構成されるタイムスロット差取得サブユニット５０３２と、
前記データフレームの送信にあたり、前記タイムスロット差に基づいて、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットのタイムスロットを前記第１のタイムスロットに調整するように構成される調整ユニット５０３３と、を含んでもよい。

さらに、タイムスロット取得サブユニット５０３１は、前記制御フレームから前記第１のタイムスロットを取得するか、
あるいは、
前記従属ノードの直前の１ノードからトレーニング完了後に送信されたデータフレームを受信し、前記データフレームにおける隣り合うデータパケット間のタイムスロットを第１のタイムスロットとするように構成されてもよい。

さらに、タイムスロット取得サブユニット５０３１は、前記データフレームにおける第１のデータパケットと第２のデータパケットとの間にテスト用のデータパケットを挿入し、処理されたデータフレームを得て、
前記処理されたデータフレームを前記従属ノードの直後の１ノードに送信し、
前記主ノードから送信された前記第２のタイムスロットを受信するように構成され、前記第２のタイムスロットは、前記従属ノードの直後の１ノードによる前記処理されたデータフレームの受信にあたり、前記第１のデータパケットと前記テスト用のデータパケットとの間のタイムスロットに基づいて得られたものであり、前記従属ノードの直後の１ノードが前記第２のタイムスロットを主ノードへ送信することにより、前記主ノードが前記第２のタイムスロットを前記従属ノードへ送信する。

具体的には、本実施例において、ノードＢを例として、ノードＢがデータフレームを受信する中、タイムスロット取得サブユニット５０３１は、制御フレームにおける制御情報から、ノードＡによるデータフレームの送信時のデータフレームにおける隣り合うデータパケット間の第１のタイムスロットＴ_inを取得してもよいし、データフレームを受信する中、タイムスロット取得サブユニット５０３１は、データフレームにおける隣り合うデータパケット間の第１のタイムスロットＴ_inを測定してもよい。

具体的には、本実施例において、ノードＢを例として、タイムスロット取得サブユニット５０３１は、データフレームにおけるいずれかのデータパケットのタイムスロットにバーストテストパケットを挿入することで、データフレームの処理プロセスを完了させることができる。あるいはまた、第２のデータパケットのタイムスロットにテストパケットを挿入し、処理されたデータフレームをノードＣに送信するようにしてもよい。ノードＣが、データフレームを受信する中、データフレームにおけるテストパケットとテストパケットより前のデータパケットとの間のタイムスロットを測定してもよい。それ相応に、第１のデータパケットとテストパケットとの間のタイムスロットを測定して、ノードＢから送信されるデータフレームにおける隣り合うデータパケット間の第２のタイムスロットＴ_binを得てもよい。図４の下半分に示すようである。ノードＣが第２のタイムスロットＴ_binを取得してノードＡに報告することにより、ノードＡがこれからノードＢへ送信する制御フレームに第２のタイムスロットＴ_binを含ませるようにする。

タイムスロット取得サブユニット５０３１が第２のタイムスロットＴ_binを取得した後、タイムスロット差取得サブユニット５０３２は、上述のように取得した第１のタイムスロットＴ_inに基づいて、２つのタイムスロット間のタイムスロット差を得ることができる。

これからノードＢがデータフレームを送信する中、調整ユニット５０３３は、前記タイムスロット差に基づいて、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットのタイムスロットを前記第１のタイムスロットＴ_inに調整することができる。この場合、第２のトレーニングユニット５０３による送信のタイムスロット同期のトレーニングプロセスが完了し、こうすると、従属ノードの第１のトレーニングユニット５０２と第２のトレーニングユニット５０３によるタイムスロット同期のトレーニングプロセスが完了する。

ノードＢの直後の１ノード及び残りのノードは、いずれも自体の第１のトレーニングユニット５０２と第２のトレーニングユニット５０３によってタイムスロット同期のトレーニングプロセスを完了させることができることは、理解されることができ、ここではその説明を省略する。

実際の応用にあたり、受信ユニット５０１がノード装置における受信機によって実現されることができ、第１のトレーニングユニットがノード装置における中央演算処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）やデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ、Digital Signal Processor）、プログラマブルロジックアレイ（ＦＰＧＡ、Field−Programmable Gate Array）によって実現されることができ、第２のトレーニングユニット５０３がノード装置におけるＣＰＵやＤＳＰ、ＦＰＧＡと送受信装置とを組み合わせたものによって実現されることができ、また、送信ユニット５０４がノード装置における発信機によって実現されることができる。

本発明による実施の形態にて提供されるノード装置５０によれば、制御フレームとデータフレームとを送受信する中、制御フレームとデータフレームの受信間の基準時間遅延及びデータフレームにおけるデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングすることにより、ＯＢＴＮネットワークの組織化においてＦＤＬを使用する必要がなくなり、ＯＢＴＮネットワークの構築コストを低減し、また、隣り合うノード間の距離をネットワークの組織化における物理環境に柔軟に適応させることができ、制御チャネルとデータチャネルとの間の距離関係を厳格に一定にする必要もないため、ＯＢＴＮネットワークの柔軟な設立を実現する。

図８は、本発明による実施の形態で提供される、上述したいずれか１つの実施の形態に記載の主ノードと、上述したいずれか１つの実施の形態に記載の従属ノードの少なくとも１つと、を備えるＯＢＴＮネットワークを示しています。

本発明による実施の形態にて提供されるＯＢＴＮネットワークによれば、ネットワークにおける各ノードが、制御フレームとデータフレームとを送受信する中、制御フレームとデータフレームの受信間の基準時間遅延及びデータフレームにおけるデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングすることにより、ＯＢＴＮネットワークの組織化においてＦＤＬを使用する必要がなくなり、ＯＢＴＮネットワークの構築コストを低減し、また、隣り合うノード間の距離をネットワークの組織化における物理環境に柔軟に適応させることができ、制御チャネルとデータチャネルとの間の距離関係を厳格に一定にする必要もないため、ＯＢＴＮネットワークの柔軟な設立を実現する。

本願で提供されるいくつかの実施例において、開示されたシステム、装置及び方法を他の方式で実現してもよいことは、理解されるべきである。例えば、以上で説明した装置の実施の形態はあくまでも模式的なものであり、例えば、上述したモジュールやユニットがあくまでも論理的機能によって区分されたものであり、実際の実現にあたり他の方式で区分されてもよく、例えば、複数のユニット又は構成要素を組み合わせたり他のシステムに集成させたりしてもよく、あるいは、いくつかの要件を無視したり実行しないようにしてもよい。一方、表示された又は検討されたような互いのカップリング又は直接カップリング又は通信接続をいくつかのインターフェースを介して実現することができ、また、装置又はユニットを電気的、機械的、又は他の形で間接カップリングしたり通信接続したりすることができる。

上述の、離間された部材として説明したユニットは、物理的離間したものであってもよいし、そうではなくてもよく、ユニットとして表された部材は、物理ユニットであってもよいし、そうではなくてもよく、つまり、１つの場所にあってもよいし、複数のネットワークユニットに分布してもよい。また、実際の需用に応じてそのうちのユニットの一部又は全部を選択して上記実施の形態の目的を達成することができる。

また、本発明の各実施例における機能ユニットのそれぞれを１つの処理ユニットに集成させてもよいし、個々のユニットを個別に物理的に存在させるか、２つ以上のユニットを１つのユニットに集成させるようにしてもよい。上記集成されたユニットをハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェア機能ユニットによって実現してもよい。

前記集成されたユニットをソフトウェア機能ユニットによって実現し、かつ独立した製品として販売又は使用する場合、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納することができる。このような理解に基づき、本発明の技術案は、実質上、先行技術に貢献する部分あるいは該技術案の全部又は一部がソフトウェア製品によって表現されることができ、このコンピュータソフトウェア製品は、記憶媒体に格納されるものであり、コンピュータ装置（パソコン、サーバ、又はネットワーク装置等であってもよい）又はプロセッサ（processor）に本発明の各実施の形態に記載の方法のステップの全部又は一部を実行させるような命令をいくつか含む。上述した記憶媒体は、Ｕディスク、外付けハードディスク、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ、Read-Only Memory）、磁気ディスク又は光ディスク等、様々なプログラムコードを格納可能な媒体を含む。

本発明による実施の形態を方法、システム又はコンピュータプログラム製品として提供可能なことは、当業者であれば理解すべきである。したがって、本発明は、ハードウェア実施例、ソフトウェア実施例、又はハードウェアとソフトウェアとを組み合わせた実施例の形を用いることができる。そして、本発明は、コンピュータ利用可能なプログラムコードが含まれる１つ又は複数のコンピュータ利用可能な記憶媒体（磁気ディスクメモリや光学メモリ等を含むが、これには限定されない）で実行されるコンピュータプログラム製品の形を用いることができる。

本発明は、本発明の実施の形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート及び／又はブロック図を参照しながら説明したものである。フローチャート及び／又はブロック図におけるそれぞれのフロー及び／又はブロック、及びフローチャート及び／又はブロック図におけるフロー及び／又はブロックの組み合わせをコンピュータプログラム命令によって実現可能なことは、理解されるべきである。これらのコンピュータプログラム命令を、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組込みプロセッサ又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに提供してマシンを生成することで、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令によって、フローチャートにおける１つのフロー又は複数のフロー及び／又はブロック図における１つのブロック又は複数のブロックで指定された機能を実現するための装置を生成するようにすることができる。

これらのコンピュータプログラム命令を、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置を特定の方式で動作させることができるコンピュータ読み取り可能なメモリに格納することで、このコンピュータ読み取り可能なメモリに格納される命令によって、フローチャートにおける１つのフロー又は複数のフロー及び／又はブロック図における１つのブロック又は複数のブロックで指定された機能を実現する命令装置を備える製造品を生成するようにすることもできる。

これらのコンピュータプログラム命令を、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置にインストールすることで、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置で一連の操作手順を実行してコンピュータを介して実現される処理を生成し、これにより、コンピュータ又は他のプログラマブル装置で実行される命令によって、フローチャートにおける１つのフロー又は複数のフロー及び／又はブロック図における１つのブロック又は複数のブロックで指定された機能を実現するための手順を提供するようにすることもできる。

以上は、あくまでも本発明の具体的な実施形態であるが、本発明の保護範囲がこれには限定されず、本発明に開示された技術的範囲において当業者が容易に想到し得るあらゆる変更や置き換えは、本発明の保護範囲内に含まれるべきである。よって、本発明の保護範囲は特許請求の範囲に準拠すべきである。

Claims

光バースト伝達網ＯＢＴＮにおけるノードによるタイムスロット同期のトレーニング方法であって、
ノードが、制御フレームの受信と、前記制御フレームと同一の周期にあるデータフレームの受信との間の基準時間遅延をトレーニングすることと、
前記ノードが、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングすることと、を含む方法。
前記ノードが、制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延をトレーニングすることは、
前記ノードが、制御フレームのフレームヘッダを受信した第１時間とデータフレームのフレームヘッダを受信した第２時間との間の時間遅延を、前記ノードによる制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延とすることを含む請求項１に記載の方法。
前記ノードが主ノードである場合、前記ノードが前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングすることは、
前記主ノードが、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットを第１のタイムスロットとして設定することを含む請求項１に記載の方法。
前記ノードが主ノードである場合、
前記主ノードが、前記制御フレームの送信時間から予め設定された時間間隔が経過した後、前記データフレームを送信すること、をさらに含む請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の方法。
前記ノードが従属ノードである場合、前記ノードが前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングすることは、
前記従属ノードが、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの第１のタイムスロットと第２のタイムスロットとを取得することと、
前記従属ノードが、前記第１のタイムスロットと前記第２のタイムスロットとに基づいて、前記従属ノードのタイムスロット差を得ることと、
前記従属ノードが前記データフレームの送信にあたり、前記タイムスロット差に基づいて前記データフレームにおける隣り合うデータパケットのタイムスロットを前記第１のタイムスロットに調整することと、を含む請求項１に記載の方法。
前記従属ノードが前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの第１のタイムスロットを取得することは、
前記従属ノードが前記制御フレームから前記第１のタイムスロットを取得すること、
あるいは、
前記従属ノードが、前記従属ノードの直前の１ノードからトレーニング完了後に送信されたデータフレームを受信し、前記データフレームにおける隣り合うデータパケット間のタイムスロットを第１のタイムスロットとすることを含む請求項５に記載の方法。
前記従属ノードが前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの第２のタイムスロットを取得することは、
前記従属ノードが、前記データフレームにおける第１のデータパケットと第２のデータパケットとの間にテスト用のデータパケットを挿入し、処理されたデータフレームを得ることと、
前記従属ノードが、前記処理されたデータフレームを前記従属ノードの直後の１ノードに送信することと、
前記従属ノードが、前記主ノードから送信された前記第２のタイムスロットであって、前記従属ノードの直後の１ノードによる前記処理されたデータフレームの受信にあたり、前記第１のデータパケットと前記テスト用のデータパケットとの間のタイムスロットに基づいて得られた前記第２のタイムスロットを受信する一方、前記従属ノードの直後の１ノードが前記第２のタイムスロットを主ノードに送信することにより、前記主ノードが前記第２のタイムスロットを前記従属ノードへ送信することと、を含む請求項５に記載の方法。
制御フレームとデータフレームとを受信するように構成される受信ユニットと、
前記受信ユニットによる制御フレームの受信と、前記制御フレームと同一の周期にあるデータフレームの受信との間の基準時間遅延をトレーニングするように構成される第１のトレーニングユニットと、
前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットをトレーニングするように構成される第２のトレーニングユニットと、を備えるノード装置。
前記第１のトレーニングユニットは、
前記受信ユニットが制御フレームのフレームヘッダを受信した第１時間と、前記受信ユニットがデータフレームのフレームヘッダを受信した第２時間との間の時間遅延を、前記ノードによる制御フレームの受信とデータフレームの受信との間の基準時間遅延とするように構成される請求項８に記載のノード装置。
前記ノード装置が主ノードである場合、前記第２のトレーニングユニットは、
前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの送信タイムスロットを第１のタイムスロットとして設定するように構成される請求項８に記載のノード装置。
前記ノード装置が主ノードである場合、
前記制御フレームの送信時間から予め設定された時間間隔が経過した後、前記データフレームを送信するように構成される送信ユニットをさらに備える請求項８乃至１０のうちいずれか一項に記載のノード装置。
前記ノード装置が従属ノードである場合、前記第２のトレーニングユニットは、
前記データフレームにおける隣り合うデータパケットの第１のタイムスロットと第２のタイムスロットとを取得するように構成されるタイムスロット取得サブユニットと、
前記第１のタイムスロットと前記第２のタイムスロットとに基づいて、前記従属ノードのタイムスロット差を得るように構成されるタイムスロット差取得サブユニットと、
前記データフレームの送信にあたり、前記タイムスロット差に基づいて、前記データフレームにおける隣り合うデータパケットのタイムスロットを前記第１のタイムスロットに調整するように構成される調整ユニットと、を含む請求項８に記載のノード装置。
前記タイムスロット取得サブユニットは、
前記制御フレームから前記第１のタイムスロットを取得するか、
あるいは、
前記従属ノードの直前の１ノードからトレーニング完了後に送信されたデータフレームを受信し、前記データフレームにおける隣り合うデータパケット間のタイムスロットを第１のタイムスロットとするように構成される請求項１２に記載のノード装置。
前記タイムスロット取得サブユニットは、
前記データフレームにおける第１のデータパケットと第２のデータパケットとの間にテスト用のデータパケットを挿入し、処理されたデータフレームを得て、
前記処理されたデータフレームを前記従属ノードの直後の１ノードに送信し、
前記主ノードから送信された前記第２のタイムスロットを受信するように構成され、
前記第２のタイムスロットは、前記従属ノードの直後の１ノードによる前記処理されたデータフレームの受信にあたり、前記第１のデータパケットと前記テスト用のデータパケットとの間のタイムスロットに基づいて得られたものであり、
前記従属ノードの直後の１ノードが前記第２のタイムスロットを主ノードへ送信することにより、前記主ノードが前記第２のタイムスロットを前記従属ノードへ送信する請求項１２に記載のノード装置。
主ノード装置と従属ノード装置とを備えるＯＢＴＮであって、
前記主ノード装置が、請求項８乃至１１のうちいずれか一項に記載のノード装置を含み、
前記従属ノード装置が、請求項８，９，１２，１３，１４のうちいずれか一項に記載のノード装置を含むＯＢＴＮ。
実行されると、少なくとも１つのプロセッサに請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載のＯＢＴＮにおけるノードによるタイムスロット同期のトレーニング方法を実行させる１セットの命令を含むコンピュータ記憶媒体。