JPS63256033A - 通信ネットワーク - Google Patents

通信ネットワーク

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JPS63256033A
JPS63256033A JP63069950A JP6995088A JPS63256033A JP S63256033 A JPS63256033 A JP S63256033A JP 63069950 A JP63069950 A JP 63069950A JP 6995088 A JP6995088 A JP 6995088A JP S63256033 A JPS63256033 A JP S63256033A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） ［発明の属する技術分野］ 本発明は、高速光学素子を必要とすることなしに、ネッ
トワーク内に複数個のユーザデータパケットを同時に存
在させることができる、マルチチャネル−マルチホップ
・光通信ネットワークに関する。。
［従来技術の説明］ 長距離拠点間通信に関しては、光通信、というものが選
択可能な技術となってきている。複数のユーザを有する
ローカルシステムに応用した場合、光通信技術は各々の
エンドユーザに対して莫大な帯域を使用可能とする可能
性を有し、それに伴う、安価に用いることができる莫大
な帯域に基づいた革新的な新ユーザサービス及び新機能
を提供する可能性を有している。しかしながら、実際の
光通信ネットワークは、この可能性を充分に現実化して
いるとは言い難い。能動電子回路を用いた、対撚線、同
軸ケーブル、もしくは無線に基づいたネットワークと比
較すると、光通信は未成熟な技術である。
光通信ネットワークの有する可能性を生かしきるために
必要な、能動素子を用いた、リニア増幅、ユーザ側のレ
ーザのある時刻における瞬間周波数の正確な制御、及び
複数のユーザへの光信号の回線設定等の基本動作に関し
ても技術上のブレイク・スルーが必要である。さらに、
光伝送手段は、数十テラヘルツ（ＴＨｚ）にも及ぶ帯域
を有するにもかかわらず、特定のユーザがネットワーク
の単一のユーザボートを通じて当該帯域を受信あるいは
送信のために使用する場合には、それは、光がエレクト
ロ−オプティカルに変調あるいは復調される速度によっ
て制限されてしまい、数ギガビット毎秒のオーダーの速
度となってしまう。
時分割及び周波数分割多重法は、それぞれ、複数のユー
ザ間で通信チャネルを共用するための最も一般的な方法
である。この事項に関しては、例えば、ティー・ニス・
キンゼル（Ｔ、Ｓ、に１ｎｓｅｌ）及びオー・イー・プ
ランシュ（０，Ｅ、Ｄｅｌａｎｇｅ）による、プロシー
デングス・オブ・ジ・アイ舎トリプルφイー（Ｐｒｏｃ
ｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ’　ｔｈｅ　ＩＥＥＥ）の第５８
巻、第１０号、第１８８８−１８８２頁及び第１８８３
−１８９０頁（１９７０年１０月）に記載の広帯域光通
信システムに用いられる時分割多重法及び周波数分割多
重法に関する記事のそれぞれ第１部及び第■部を参照の
こと。
同時に要求されるのは、ネットワーク内で多重伝送され
る信号のそれぞれが、ネットワークによって回線が設定
された際に識別可能で、正しく、ユーザレシーバによっ
て認識され得るものでなければならないことである。光
ネットワークにおいて識別可能性を保つための１つのア
プローチは波長分割多重法（ＷＤＭ）によるもので、そ
こでは、ある伝送に関する２つのエンドユーザのそれぞ
れに対して、他の同時に成されている伝送とは異なるあ
る特定の波長が、当該メツセージの伝送の期間、割り当
てられるというものである。このアブローチは、２つの
明白な欠点を存している。第１に、全てのユーザ間に完
全な相互接続性を持たせ、全てのユーザに対して他の全
てのユーザとの通信を可能とするためには、全てのユー
ザのトランスミッタもしくはレシーバ、あるいはその双
方が、ネットワーク内で用いられる全ての波長チャネル
に同調できる事が要求される。高速波長即応性、すなわ
ち、当該ネットワーク内を流れる情報パケットの持続時
間と比較して短い時間スケールで光トランスミッタ及び
レシーバを正確に同調させる能力が、ＷＤＭネットワー
クに対しては、本質的に必要とされる。第２に、あるレ
シーバはどの瞬間においても単一のチャネルのみを聴守
しているため、ＷＤＭネットワークは本質的に広範囲で
はなく、それゆえ、各メツセージに対する適切なトラン
スミッタ／レシーバ対が同一時間間隔において同一チャ
ネルに割り当てられるためのある種の予約技法が用いら
れなければならない。よって、全ユーザ間の厳格な動的
統合が必要で、そのために集中型あるいは分散型のネッ
トワークコントローラあるいはスケジューラが必要とな
る。同様な要件が、時分割多重方式光ネットワークにお
いても必要とされる。
同時性を持たせるための従来のアプローチに関する基本
的な問題は、各送信節点が対応する受信節点に対して即
時に接続されていなくてはならない、という点である。
現在の最新式光通信技術では、ユーザ対を適切に相互接
続するために必要な動的即応性を得ることができない。
すなわち、従来技術における問題点は、動的即応性を必
要とすることなしに、ネットワークユーザ対間の同時多
重伝送を可能とする通信ネットワークが得られないこと
である。
（発明の概要） 前述の、従来技術における問題点は、本発明に係る、高
速光学素子を必要とすることなしに、複数個のユーザデ
ータパケットがネットワーク内を同時に伝播することを
可能にする、マルチチャネル・マルチホップ光通信ネッ
トワークによって解決される。さらに詳細に述べれば、
本発明は、複数個の独立したユーザ節点を有する光通信
媒体；及びＮ個のネットワークインタフェースユニット
（ＮＩＵ）；よりなる光通信ネットワークに関し、この
それぞれのＮＩＵは当該通信媒体及び当該ネットワーク
内の個別のユーザ接点に接続され、それぞれ単一の通信
チャネルに対して送信及び受信を行なうように個別に固
定的に割当てられた１つ以上のトランスミッタ／レシー
バよりなる通信チャネル及びＮＩＵ）ランスミッタ／レ
シーバは、少なくとも１つのＮＩＵが最低限他の２つの
ＮＩＵへ送信可能さらに最低限他の２つのＮＩＵから受
信可能であって、少なくとも１つのＮＩＵが、最低限１
つの他のＮＩＵに対しては、通信チャネルによって直接
送信することができないものである。
（実施例の説明） 第１−３図には、本発明に係る、マルチホップ光通信ネ
ットワークの具体例について、簡単のため、そのバス構
造のみが示されている。ここで示した具体例は説明のた
めだけのものであって、これによっての本発明の範囲を
制限するものではなく、以下に述べるように、他のネッ
トワーク構造や送信受信装置を含んだ、本発明のより広
範な側面をカバーするようなものへと拡張されうること
に留意されたい。第２図において、個別のユーザあるい
はユーザ群に対するネットワークインタフェースが示さ
れている。当該ネットワークインクフェースは２つの単
一方向性光バスｌＯ及びｌＯｂを有し、それぞれがヘッ
ドエンド１２で相互に接続されている。これらは光ファ
イバーのような単一の光導波路あるいは複数の光導波路
より形成されており、それに沿って複数個のネットワー
クインタフェースユニット（Ｎ　Ｉ　Ｕ）　１１ｏ−１
１７が配置されている。全てのＮＩＵは送信バス１０　
　へ送信し、全てのメツセージは送信バスｌＯを単一方
向に伝播してヘッドエンド１２に達する。ヘッドエンド
１２ではバスを形作っている先導波路はパッシブに閉回
路を形成しており、放送バス１０ｂによってＮ　Ｉ　Ｕ
ｌｌｏ−１１７へ当該メツセージすなわちパケットを伝
播させる。
第１図には、第２図のネットワークの例が示されており
、この例では、単一光ファイバーによるバスｌＯ及び１
０ｂによって１８本の波長分割多重（ＷＤＭ）チャネル
が形成されている。説明のため、各チャネルは、それぞ
れのチャネルでの変調キャリア同志が重なりあわないよ
うな間隔で設定されており、全てのキャリアは変調時に
おいて異なっているものと仮定している。このネットワ
ーク内の各Ｎ　Ｉ　Ｕｌｌ、は２つのレーザトランスミ
ッタを有している。簡単のため、それぞれが単一モード
レーザであると仮定するが、各チャンネルの区別がつく
限りにおいては多モードレーザーも用いられ得る。それ
ぞれのＮＩＵにおける２つの光トランスミッタはそれぞ
れ１６本のＷＤＭチャネルの内の１つに固定的に同調さ
せられており、ユーザ節点においては、例えば１ギガビ
ット毎秒（Ｇｂ／５ｅｅ）の速度で変調されている。各
ＮＩＵはそれぞれ２つのレーザートランスミッタによっ
て２つのチャネルのみに対してこの例では最大速度ＩＧ
ｂ／ｓｅｃで送信できることになる。同様に、各ＮＩＵ
はそれぞれ２つのレシーバを有し、各々がＷＤＭチャネ
ルの１つに固定的に同調させられていてこの例では、Ｉ
　Ｇｂ／ｓｅｃで受信するようになっている。
チャネルの選択は、例えば、適切な２つのチャネルを選
択するような２つの狭帯域光フィルタによるか、あるい
はコヒーレントヘテロダイン検波による。後者の場合に
は、各レシーバは、第４図に示されかつ後に詳述するよ
うに、適切なチャネルを受信するように同調させられた
２つの単一のモードレーザを有する。
第１図に示したマルチホップネットワークは、バスｌＯ
ａ及び１０ｂ上の個別のチャネルが個別の光ファイバー
よりなり、それぞれがヘッドエンドにおいて適切なＮＩ
Ｕ対を相互に接続するような、非ＷＤＭ型の星状構造の
ネットワークを記述するのにも用いられ得ることが留意
されたい。より詳細に述べれば、Ｎ　Ｉ　Ｕｌｌｏの第
１及び第２トランスミツタは、それぞれチャネル９及び
１１と示された個別の光ファイバーを通じて送信し、そ
れぞれの光ファイバーはそれぞれＮＩＵＩＩ　　及びｌ
１５の２つのレシーバの内で終端処理されている。同様
に他のＮＩＵも個別の光ファイバーに接続されていて、
それぞれ対応するＮＩＵ対の個別のレシーバのところで
終端処理されている。それゆえ、チャネルという語は以
後個別のＷＤＭ周波数帯あるいはそれに対応した個別の
光ファイバーのいずれかを指し示すものとする。さらに
、当該ネットワークにおいて用いられるチャネルの組と
は、複数の光フアイバー上のＷＤＭの組合わせを指す。
第１図に示した、１６本のＷＤＭチャネル、すなわち光
ファイバーを有する８個のＮＩＵシステムにおいて、ど
の２つのトランスミッタも同一のチャネルに送信するこ
となく、またどの２つのレシーバも同一のチャネルを受
信することがなく、さらに、チャネルの割当が、各チャ
ネルから受信するレシーバがただ１つであるように構成
されていることが理解される。例えば、ＮＩＵＩＩｏを
通じてネットワークと接続されているユーザ節点０は、
チャネル９及び１１のみに送信することができ、それぞ
れＮＩＵＩＩ　　及びＮＩＵｌｌ５のみで受信される。
さらに詳細に述べれば、ＮＩＵ対間の光チャネル割当は
、第３図に示されているように、再回転完全シャフル相
互接続パターンの形態をとっている。ここで、ＮＩＵは
第１列に描かれたＮＩＵｌｌ　　−１１と第２列に描か
れたＮ　Ｉ　Ｕｌｌ４−１１７の２つの組に分けられて
いる。各ＮＩＵブロックの右側は送信方向に対応し、左
側は受信方向に対応する。第１列のトランスミッタと第
２列のレシーバとの相互接続は、完全シャフルパターン
の形態をとっている。同様に、第１列を第２列の右側に
再び描いた場合には、第２列のトランスミッタと第１列
のレシーバとの相互接続も、完全シャフルの形態をとる
。
完全シャフルパターンによれば、この例の８個のユーザ
節点ネットワークに対しては、全てのメツセージが、そ
の正しい転送先を直接接続あるいは中継ＮＩＵを介した
ホッピングによって見出だし得て、いかなるメツセージ
も当該ネットワークを３凹を越えて通過することはない
。例えば、第１図もしくは第３図において、ユーザ節点
６がメツセージ、すなわちパケットをユーザ節点１へ転
送しようとする場合を考える。このメツセージ、すなわ
ちパケットは、電気的インタフェースを介してユーザ節
点６からＮＩＵＮ６に到達し、その後（ａ）　Ｎ　Ｉ　
Ｕｌｌｅにおいて、チャネル４へ送出するトランスミッ
タの電気的回線が設定され、（ｂ）続いてＮ　Ｉ　Ｕｌ
ｌｌにおいてチャンネル４から光学的に受信されて、そ
こで電気的信号に再生されて電気的インタフェースを通
じてＮ　Ｉ　Ｕｌｌｌからユーザ節点１へ伝送される。
同様に、ユーザ節点Ｏがユーザ節点６に対してメツセー
ジを転送しようとする場合には、メツセージがユーザ節
点０からＮＩＵＩＩｏに電気的インタフェースを介して
到達し、続いて（ａ）光チャネル１１へ送出するトラン
スミッタへ電気的回線が設定され、（ｂ）　Ｎ　Ｉ　Ｕ
ｌｌ５によって光学的に受信・再生され、（Ｃ）光チャ
ネル７へ送出するトランスミッタへの電気的回線が設定
され、（ｄ）　Ｎ　Ｉ　Ｕｌｌ３によって光学的に受信
・再生され、（ｅ）チャネル１４へ送出するＮＩＵ１１
３のトランスミッタへ電気的回線が設定され、そして（
１’）　Ｎ　Ｉ　Ｕｌｌ、によって光学的に受信されて
、そこで電気信号に再生され、電気的インタフェースを
介してユーザ節点６へ伝送される。それゆえ、上述した
ネットワークは、即応性を要求される光学素子を必要と
することなしに、ユーザ節点からの信号の同時性及びネ
ットワークの全てのユーザ間の完全な相互接続性を有す
る。
第１図及び第２図のＷＤＭネットワークにおけるＮ　Ｉ
　Ｕｌｌｌを表わすブロック図が第４図に示されている
。Ｎ　Ｉ　Ｕｌｌ、は３つの入力を有し、第１の入力は
対応するユーザ節点ｉからの電気的インターフェース２
０である。残り２つの入力２１及び２２は光学的なもの
で、ＮＩＵ、が固定的に割当てられているバス１０ｂか
らの２つのＷＤＭ受信チャネルに対応するものである。
バス１０ｂの全ての光学チャネルはＮＩＵにとって利用
可能であるため、２つのフィルタ手段が適切な２チヤネ
ルを選択するために必要とされる。これは、１４図に示
されているように、光ヘテロゲインによってなされる。
ここでは、第１復調器２３及び第２復調器のそれぞれが
、当該ＮＩＵに関する２つのチャネルのうちの１つを、
その先の処理のために、復調してベースバンド信号とす
る。あるいは、固定狭帯域光学フィルタ手段及び検出手
段（図示せず）が復調器２３及び２４の代わりに用いら
れて、希望するチャネルのみを通過させてその他を弁別
し、２つの希望するチャネルのみを生成させることも可
能である。
入力２０−２２に到達した３つの電気的ベースバンド信
号は、３Ｘ３構造を有する完全に相互的接続された電気
的スイッチ手段に導かれる。当該電気的スイッチ手段は
３組の３チヤネルフイルタ、すなわち選択器２５　−２
７　　から２５　−２７　　よりなる。
ａａ　　　　　　　ｃｃ 各入力に対応する３個のチャネルフィルタすなわち選択
器、例えば出力３１に対応した選択器２５−２７　　は
、当該出力に出力されるべき、入力２０−２２のそれぞ
れから入力された信号を選択し、その他を無視する。よ
り詳細に述べれば、各チャネルフィルタすなわち選択器
２５１−２７．のそれぞれは、能動エレクトロニクス素
子を有し、例えば、受信したメツセージ、すなわちパケ
ットのヘッダ領域をみて、その情報をストアされている
転送先アドレスと比較し、当該メツセージがその選択器
に対応している出力を介して正しく伝送され得るのか否
かを決定する。３つの出力３１−３１のそれぞれは、そ
れぞれ共用バッファ２８−３０から出力し、それらは対
応する出力への出力メツセージを、ファーストイン−フ
ァーストアウト方式でストアする。第１図に示すＷｔ１
Ｍネットワーク配置に関しては、出力３１及び３２はそ
れぞれ光変調器３４及び３５をドライブし、バスｌＯの
適切なチャネルへ信号を出力する。第３の出力８８は電
気的インタフェースで直接対応するエンドユーザ節点に
接続されている。
第１図に示す各チャネルに対して個別の光ファイバーが
用いられている配置の非ＷＤＭ型のネットワークに関し
ては、入力２１及び２２は、それぞれバスｌＯｂの個別
の光ファイバーに対応する光レシーバに直接接続され、
出力３１及び３２は、それぞれバスｌＯの個別の光ファ
イバーに対応する先非トランスミッタに直接接続される
。
一般的な再回転完全シャフルネットワークに対しては、
ＮＩＵの数Ｎは、次の一般式に従って増大する； Ｎ−ｋｐｋ％に−１，２，・・・、ｐ　−１，２，・・
・、　（１）ここで、ｋは接続図においてＮＩＵが組分
けされる列の数を表わし、ｐは各ＮＩＵによって伝送に
用いられる個別のチャネルの数である。より一般的には
、接続図は、Ｎ−ｋｐｋ個のＮＩＵをそれぞれｐｋｒｇ
ＡのＮＩＵを含むに列の形に書き表わすことができ、例
えば、第３図においては、ｋ−２、Ｉ）−２でＮ−８で
ある。加えて、第２図のネットワークに従うネットワー
クにおいて必要とされるチャネル数Ｗは、 ｋ＋１ Ｗ−ｋｐ　　　、に−１，２，３，４，−・−川（２）
で表わされる。２４個のユーザ節点を有するネットワー
クのチャネルの相互接続図が第５図に示されており、こ
こでは、ｋ−３、ｐ−２、Ｎ−２４、そしてＷ−４８で
ある。これらの例より、ユーザ節点の数が増加すれば莫
大な数のチャネルが必要となるのは明らかである。
本発明に従うと、必要なチャネル数は大幅に低減される
。それぞれのトランスミッタに１つのレシーバへのチャ
ネルを与える代わりに、ある与えにれたチャネルをある
数のトランスミッタで共用し、ある数のレシーバに特定
のチャネルのみを受信させる。より詳細に述べれば、第
５図は、（１）式においてに−３の場合の２４個のユー
ザ節点を有するネットワークの相互接続パターンを示し
、第６図は、このパターンを修正して、各列の受信チャ
ネルに対応する番号を、図示されているように、１から
１６まで順番に付けるようにしたものである。
このパターンにおいては、Ｎ　Ｉ　Ｕｏ、８．１８は全
てチャネル１及び３へ出力する。その結果、第１図のバ
スｌＯに形成されるＷＤＭチャネルの数は、第５図の示
した４８から第６図に示す１Ｂへと本質的に低減され、
各チャネルは３つのＮ１０間で共用されることになる。
それゆえ、ＮＩＵＩがチャネル５に接続されたＮＩＵＩ
Ｏへ転送されるべきメツセージを有し、ＮＩＵ９がチャ
ネル５に接続されたＮＩＵｌ８へ転送されるべきメツセ
ージを有する場合には、ＮＩＵｌ及び９は、既知の競合
回避法を用いて、その時刻にチャネル５を使用する権利
を争わなければならない； 転送を拒絶された方は後の時刻までその転送を延期され
る。
第６図の番号付は法に従うと、共用チャネルの数Ｆは次
式で与えられる； に＋１ Ｆ　−ｐ　　　、　ｋ　−２，３，４，・・・・・・　
　　　　（３）それゆえ、例えば、ｋ−７、ｐ鴫２で Ｎ−ｋｐｋ−８９６個のユーザ節点を有するような巨大
ネットワークにおいては、ＷＤＭチャネル数は実質的に
Ｗ−１７９２からＦ−２５８へ低減される。
第６図の共用チャネルパターンにおいてはあるチャネル
の使用に関して競合するＮＩＵの数はわずかに個であり
、これはＮＩＵの数に比べて充分小さいので、バッファ
にストアされたパケットを放出する方法は固定割当て時
分割多重アクセス法（ＴＤＭＡ法）となる。そこでは、
時間がフレームの繰り返しに分割され、各フレームかに
個の時間スロットを有し、ある与えられたチャネルの使
用に関して競合するに個のＮＩＵのそれは、固定的にに
個の時間スロットの内の１つのに割り当てられる。第４
図に示したように、ＮＩＵ内のバッファ２８及び２９の
全てが空でない場合には、固定割当てＴＤＭＡ法により
、チャネル上の時間スロットは全て占有されている。そ
の代わりに、ＷＤＭチャネルのそれぞれに対して、過去
に単一チャネルネットワークにおいて用いられた効率的
なトークンバスアクセス法が用いられうる。
また、同じ行に属するＮ１０間でチャネルを共用する代
わりに、第７図に示されているように、同一の列に属す
るＮ１０間でのチャネル共用も可能である。この場合に
は、各ＮＩＵには１つのトランスミッタ及び１つのレシ
ーバのみが必要とされる。一般的に述べれば、ｐ−１の
場合の配置を除いては、本発明に係る各ＮＩＵにっき唯
一っのトランスミッタ及び唯一っのレシーバを有する完
全なシャフルネットワーク（以後シャフルネットと呼称
する）では、Ｎ１０間でＷＤＭチャネル、すなわち光導
波路を共用する。特に、接続図で各列の、ｐ個のＮＩＵ
からなる群は、１つの共用チャネルを通じて送信し、次
の列に属するｐ個のＮＩＵよりなる群は、それぞれ各チ
ャネルから受信する。それゆえ、各ＮＩＵの列に対して
ｐｋ−１個のチャネルがあり、全体で、ネットワーク中
にｋｐｋ−１個のチャネルがあることになる。ｉ　−０
，１、・・・、・・・ｐ−１に対しては、各列のＮＩＵ
、、に−１、ｋ−１ ｉ＋ｐ　　　、１＋２ｐ　　　ｓ・・・・・・・・・・
・・・・・及びｉ　＋　（ｋ−１）　ｐ　”が共通のチ
ャネルを通じて送信し、当該チャネルは次の列のＮＩＵ
ｊ、ｊ＋ｌ。
ｊ＋２、・・・・・・及びｊ＋ｐ−１によって受信され
る。ここ”？’　ｊ　−（ｉ　ｌ１ｏｄ　ｐｋ−１）ｐ
である。第７図には、第３図と同様の、８個のユーザ（
ｐ−２，に−２）の場合のシャフルネットが示されてい
る。ここでは、ＮＩＵの組（０，２）、（１，３）、（
４，６）及び（５，７）が１つのトランスミッタ及び１
つのレシーバを用いて異なったチャネルを通じてそれぞ
れのＮＩＵへ送信する。
マルチホップ光通信ネットワークとしてのシャフルネッ
トの重要性は、通信量が一様な場合には、単純な固定回
線設定法によって、複数のＷＤＭチャネルを効率的に利
用可能であるということにある。第８図には、１８個の
ユーザ（ｐ−３、ｋ−２）のシャフルネットが示されて
おり、そこに示された伸展樹状（ｓｐａｎｎｉｎｇ　ｔ
ｒｅｅ　）構造は、ユーザ０によって生成されたパケッ
トがネットワーク中の他のユーザあてに導かれる場合の
回線設定を示している。
ユーザ０からユーザ９を通じて自分自身へパケットが戻
るための経路がない場合には、ｋ−２のシャフルネット
配置は典型的な伸展樹状構造と同一のものであり、度数
ｐの正規接続図におけるパケットの伝達に関しては、ｐ
−アレイ樹の構造となる。シャフルネット接続図におけ
る伝達に関しては、通例アドレスは、左から右へ０から
に−１までの番号をつけられた列Ｃと、上から下へ０か
らｐｋ　　ｒまでの番号を付けられた行ｒによって規定
される。ＷＤＭチャネルを共有し、ｐ個のＮＩＵが同一
の波長を聴守していて同一のパケットを受信するため、
伝達アルゴリズムが、どのＮＩＵが受信したパケットを
再送出すべきかを規定しなければならない。特に、ＮＩ
Ｕが当該ＮＩＵに対応するユーザあてではないパケット
を受信した場合、当該ＮＩＵは、当該パケットを当該Ｎ
ＩＵ自身の送信チャネルへ再送出すべきか、もしくは当
該パケットを無視すべきかを決定しなければならない。
ここで、ネットワーク中の任意のユーザを考え、そのア
ドレスを座標（Ｃ％　ｒ）で表わすことにする。以下の
伝達決定は、ＮＩＵ　（ｃＳ　ｒ）が転送先アドレス（
ｃ　　ｓ　ｒ　　）−［ｃ’、　ｒｄｄ （ｋ−１）　　ｒ　ｄ（ｋ−２）　−・−・ｒ　ｄ（０
）　］を有するパケットを受信した時になされる： （１）（ｃｄ、ｒｄ）＝　（ｃ、「）の場合、（ｃ、ｒ
）が転送先であり、パケットは再送出されない。
（２）（ｃｄ、ｒｄ）＊　（ｃ、ｒ）　の場合、パケッ
トは、ｒ’　（（ｋ＋ｃ　ｄ−ｃ）ＩＩｌｏｄ　Ｋ）−
ｒ（０）の場合に限り再送出される。
ここで、この伝達決定は、受信パケットの転送先アドレ
スにおける１つのｐ−アレイ（ａｒｙ）数にのみ基づい
てなされる。
ユーザスルーブレットを向上させる１つの方法は、各Ｎ
ＩＵに複数のトランスミッタ及び複数のレシーバを備え
ることである。例えば、第８図に示されるように、各Ｎ
ＩＵが３個のトランスミッタ（Ｔ−３）及び３個のレシ
ーバ（Ｒ−３）を有する場合には、個別のＷＤＭチャネ
ルはそれぞれの接続線に対応することになる。代わりに
、第８図においてＴ−１かつＲ−１ならば、各チャネル
はｐ−３個のＮＩＵによって共用されており、９本の接
続線が単一のチャネルを構成することになる。例えば、
第８図で、ＮＩＵＯ１３，６は送信波長を共用し、ＮＩ
Ｕ９．１０．１１は同一波長を受信することになる。第
９図及び第１Ｏ図は、第８図の１８個のユーザ（ｐ−３
、ｋ−２）シャフルネット接続図に対する、２つの異な
った配置例を示している。ここで、第９図においては、
Ｔ−１、Ｒ−３で、第１Ｏ図においてはＴ−３、Ｒ−１
である。
任意のＮユーザ（ｐ、ｋ）シャフルネット接続図が与え
られると、Ｔ及びＲのとり得る値は数多くある。
シャフルネットは共用チャネルに関する多重アクセス問
題を単純化する２つの重要な性質を有している。その第
１点は、全ユーザ数に対してわずかの数のユーザ同志の
間でしか、ある与えられたＷＤＭチャネルの使用に関す
る競合が起こらないことである。第２点は、接続図から
のある程度の独立性で、ネットワークの物理的構造が、
シャフルネットによって規定される送信及び受信波長の
特定のＮＩＵへの任意割当の自由を有している点である
。チャネル共用は、同一送信波長を“物理的に近い”距
離にあるＮＩＵ群に対して割り当てることによってより
容易になされ、そのことによってチャネルを共用してい
るＮ１０間の伝播遅延が低減される。さらに、第２の性
質により、ＮＩＵ毎に１つのトランスミッタではなくて
、チャネル毎に１つのトランスミッタのみを必要とする
ようなネットワークデザインも可能となる。
第１１図は、第７図の接続図に対する、ユーザ毎に単一
のトランスミッタ、単一のレシーバを有するシャフルネ
ットにおいて、効率的にチャネルを共用するための１つ
の可能な物理的構造としての二重星状構造を示したもの
である。第１１図の８個のユーザシャフルネットにおい
て、ＮＩＵＯと２は物理的に近接しており、送信波長λ
１が割当てられている。ただし、Ｎ１ｔＪＯ及び２は、
それぞれ接続図に従い、波長λ３及びλ４のパケットを
受信する。この構造においては、アイドリング状態にあ
る衝突回避器５０に到達した第１のパケットはそれを貫
通する。衝突回避器５０がビジー状態にある場合には、
他のＮＩＵから到達したパケットは“ブロック２され、
当該ＮＩＵによって再送出されなければならない。異な
った波長の、衝突回避器を通過してきたパケットは結合
器５１で結合され、電力分配器５２によって全てのＮＩ
Ｕへ再伝達される。電力分配器５２は、受信信号を分割
して、それを関連したＮＩＵ送出するために用いられる
。
上述の具体例は、本発明の原理を簡潔に示したものにす
ぎないことに留意されたい。種々の修正及び変更が当業
者によってなされ得るが、それらは全て本発明の精神及
び範鴫に属するものである。
例えば、ＮＩＵは単一のユーザ接点に対応して等しい数
のトランスミッタ及びレシーバを有するものとして記述
してきたが、ＮＩＵはｍ個のユーザｍ　点に対応しいて
ｉ個のレシーバ及びｊ個のトランスミッタを有する°、
としてもよく、その場合には、ＮＩＵ内の電気的スイッ
チが（ｉ＋ｍ）Ｘ（ｊ十ｍ）４１造を有することになる
。さらに、前述した再回転完全シャフル型以外の接続図
を用いることも可能で、その場合には、入力回線及び出
力回線の数が各ＮＩＵ毎に異なることとなる。さらに、
マルチホップネットワークの物理的構造は第２図に示す
ようにバス構造であるが、他の星状構造、樹状構造、環
状構造及び格子構造を含む、物理的構造も可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る８個のユーザのマルチホップ光
通信ネットワークの設置例で、チャネル割当例を示した
ブロック図； 第２図は、第１図のネットワークに対する単一方向の物
理的接続を示したブロック図；第３図は、完全シャフル
相互接続パターンを用いた、第１図に示したネットワー
ク例に対する接続図； 第４図は、第１図のネットワークで用いられるネッワー
ク・インタフェース・ユニット１１の例を示したブロッ
ク図； 第５図は、完全シャフル相互接続パターンを用いた２４
個のユーザのネットワークに対する接続図；第６図は、
第５図と同様の２４個のユーザのネットワークに対すし
て完全シャフル相互接続パターンを再回転させて、共用
チャネルに対する割当を示した接続図； 第７図は、第３図と同様の、４個の共用チャネルを有す
る８個のユーザ（ｐ−２、ｋ−２）シャフルネットに対
する接続図； ｍ８図は、ユーザパケットの回線をツリー構造に設置し
た１８個のユーザ（ｐ−２、ｋ−２）シャフルネットに
対する接続図； 第９図は、第８図に示したネットワークにおいてＮＩＵ
あたり１個のトランスミッタ及び３個のレシーバが用い
られた場合の部分接続図；及び、第１０図は、第８図に
示したネットワークにおいてＮＩＵあたり３個のトラン
スミッタ及び１個のレシーバが用いられた場合の部分接
続図；及び、第１１図は、各ユーザが単一のトランスミ
ッタ及び単一のレシーバを有する、共用チャネルを有す
るシャフルネットにおける、効率的なチャネル共用のた
めの物理的接続関係の図である。 １０ａ・・・送信バス １０ｂ・・・放送バス １１１・・・ネットワークインターフェースユニット１
２・・・ヘッドエンド ２０・・・電気的インターフェース ２３・・・第１復調器 ２４・・・第２復調器 ２５１．２８１，２７１・・・ヂャネルフィルタ２８−
３０・・・共用バッファ ３１−３３・・・出力 ３４．３５・・・光変調器 ５０・・・衝突回避器 ５１・・・統合器 ５２・・・電力分配器 ＦＩｏ、１ ＦＩＧ、２ ＦＩＯ，３ ＦＩｏ、５ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、８ ＦＩｏ、９ Ｊイ０つトン〉ズξシ９３イロつレンーへ゛／ユーサ°
。 （Ｔ−Ｊ、Ｆｌ−３）　　　’ ＦＩＧ、１０ ３イロっＶう）ス１ン？、１イａつシンーンー゛／１−
ブ°゛（Ｔ−３，Ｒ−１）

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）複数個の通信チャネルを供給するための通信媒体
    部（１０）；及び Ｎ個のネットワークインタフェースユニット（ＮＩＵ）
    （１１）； からなり、Ｎ＞２であって各ＮＩＵが当該通信媒体部に
    接続され、少なくとも１つのネットワーク中のユーザ節
    点に接続されて、複数個のユーザ節点間の通信のための
    通信ネットワークにおいて、当該複数個のＮＩＵが、 （ａ）当該複数個のＮＩＵの内の少なくとも１つが、当
    該通信媒体部による少なくとも１つの通信チャネルを介
    して、少なくとも他の２つのＮＩＵに対して、情報の送
    出を行ない、あるいは、当該通信媒体部による少なくと
    も１つの通信チャネルを介して、少なくとも他の２つの
    ＮＩＵから情報の受信を行なう、のいずれかとなるよう
    にされており、さらに （ｂ）当該複数個のＮＩＵの内の少なくとも１つが、通
    信チャネルによって、目的とする当該ネットワークの内
    の他のＮＩＵの少なくとも１つのＮＩＵあてに直接情報
    を送出するようにはされておらず、前記目的とする他の
    ＮＩＵの内の少なくとも１つと、 第１通信チャネルを用いて第２の異なったＮＩＵに対し
    て情報を送出し、当該ＮＩＵが当該情報を、当該通信媒
    体部による第２の異なった通信チャネルを通じて、直接
    、あるいは他のＮＩＵ及び他の通信チャネルを介して、
    前記目的とするＮＩＵあてに送出する、 ことによって通信する、ことを特徴とする通信ネットワ
    ーク。
  2. （２）当該複数個のＮＩＵが、それらの間の通信チャネ
    ルによって、第１の方向の通信を行い、少なくとも１つ
    のＮＩＵが、それらの間の通信チャネルによって、第２
    の反対方向への通信を行なわない、ことを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の通信ネットワーク。
  3. （３）当該通信媒体が、光信号を伝播させることができ
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項あるいは第
    ２項に記載の通信ネットワーク。
  4. （４）当該通信チャネルが、当該通信媒体の周波数スペ
    クトルの範囲内で波長分割多重化されている、ことを特
    徴とする特許請求の範囲第３項に記載の通信ネットワー
    ク。
  5. （５）当該通信チャネルが、通信がなされるＮＩＵ対間
    に設定されている、個別の光導波路であることを特徴と
    する特許請求の範囲第３項に記載の通信ネットワーク。
  6. （６）各ＮＩＵが少なくとも１個のトランスミッタ及び
    少なくとも１個のレシーバよりなり、当該複数個のＮＩ
    Ｕのトランスミッタ及びレシーバが、各群あたりｐ＾ｋ
    個のＮＩＵを有するｋ個の個別群に分割されており、 （ここでｐは整数で、Ｎ＝−ｋｐ＾ｋである）当該各群
    があらかじめ定められた順序に配列されており、一般化
    再回転完全シャフル相互接続パターンに従って、相互に
    接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    あるいは第２項に記載の通信ネットワーク。
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