WO2013187474A1 - 光ネットワークシステム、光スイッチノード、マスターノードおよびノード - Google Patents

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恭太 服部
直樹 君島
雅弘 中川
片山　勝
三澤　明
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日本電信電話株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical network system, an optical switch node, a master node, and a node.
  • Non-patent Document 1 discloses a reconfigurable ROADM (Reconfigurable Optical Add / Drop Multiplexer: wavelength multiplexing apparatus capable of remote wavelength control) as a kind of OADM.
  • the OADM serving as the basic configuration will be briefly described.
  • FIG. 146 is a block diagram showing a configuration example of a conventional OADM.
  • the OADM includes an optical SW (switch) setting unit 501, an optical SW unit 502, a demultiplexing unit 503, a multiplexing unit 504, and transmission / reception units 505-1 to 505-N. .
  • FIG. 147 is a diagram illustrating a configuration example of a ring-type optical network system in which the OADMs illustrated in FIG. 146 are connected in a ring shape via a transmission path.
  • wavelength ⁇ 1 is assigned to an optical signal transmitted / received between OADM 510A and OADM 510C
  • wavelength ⁇ 3 is assigned to an optical signal transmitted / received between OADM 510A and OADM 510D.
  • the wavelength ⁇ 2 is assigned to the optical signal transmitted / received between the OADM 510B and the OADM 510C
  • the wavelength ⁇ 4 is assigned to the optical signal transmitted / received between the OADM 510B and the OADM 510D. In this way, wavelength paths with different wavelengths are set for each ground.
  • FIG. 148 shows the configuration of a conventional metro network.
  • a plurality of reconfigurable optical add / drop multiplexers (ROADMs) 530 are provided as nodes in an optical fiber network 531 provided in a ring shape.
  • ROADMs reconfigurable optical add / drop multiplexers
  • FIG. 149A and FIG. 149B are diagrams for explaining the operation principle of a conventional metro network using such ROADM. For example, paths with different wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 3 are set from point A to point C to point D shown in FIG. 149A. At point D, data from points A to C (Data1 to Data4) shown in FIG. 149B are set. Are received asynchronously in time with each other.
  • optical ring NW Network
  • WDM Time Division Multiplexing
  • Non-Patent Document 3 proposes a time slot (TS: Time Slot) exchange method between rings in a WDM / TDM in a multi-ring NW in which a plurality of rings are connected in multiple stages.
  • TS Time Slot
  • Non-Patent Document 3 by adjusting the fiber length between the rings, at a ring exchange point (a node connecting the rings), a communication time slot for upper ring communication (referred to as a first time slot)
  • a communication time slot for upper ring communication referred to as a first time slot
  • wavelength paths having different wavelengths are set for each ground, so the number of nodes that can be installed in the ring is limited to the number of wavelengths.
  • the number of wavelengths is four from ⁇ 1 to ⁇ 4, and the number of nodes is four as indicated by reference numerals 510A to 510D. That is, in the conventional ring-type optical network, the number of nodes that can be installed is limited by the number of wavelengths.
  • the wavelength path is statically set between the ground, so that the bandwidth utilization efficiency is improved.
  • the bandwidth utilization efficiency is improved.
  • the fiber length varies due to changes in the outside air temperature.
  • the ring length fluctuates, the time slot arrival timing at the ring exchange point shifts, and there is a problem that a collision between the first time slot and the second time slot occurs at the ring exchange point.
  • a certain node on the ring as a master node is periodically (When the propagation delay time for one round of the ring is not an integral multiple of the time slot with respect to the time slot processing timing operating every t time), the arrival timing of the time slot transmitted from other nodes and the time slot processing at the master node Deviation in timing occurs.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems.
  • the present invention makes it possible to increase the number of nodes without depending on the number of wavelengths, and a dynamic bandwidth according to the traffic volume while using the WDM technology.
  • an optical network capable of improving the traffic accommodation efficiency as a whole system, and further allowing the master node to process time slots arriving from other nodes and to transfer time slots from other nodes.
  • An object is to provide a system, an optical switch node, a master node, and a node.
  • an optical network system of the present invention is an optical network system including a master node and a plurality of optical switch nodes, and the master node converts a wavelength path of an arbitrary wavelength into a time slot of a predetermined time.
  • the time slot is assigned to each of the optical switch nodes, and each of the optical switch nodes synchronizes the time slot based on information distributed from the master node, and transmits / receives data or routes. It was set as the structure which switches.
  • the optical switch node of the present invention is an optical switch node connected to the master node via a transmission line, and has a predetermined time allocated to the master node based on information distributed from the master node.
  • the master node of the present invention is a master node connected to a plurality of optical switch nodes via a transmission line, and divides a wavelength path with an arbitrary wavelength into time slots of a predetermined time, and the time slots are divided into the time slots.
  • the node of the present invention is a node existing on the ring in a single ring network consisting of a single ring or a multi-ring network consisting of a plurality of rings connected in multiple stages, Is a master node, the time slot control unit for setting the time of each node other than the master node, and when the own node is a node other than the master node, the first time from the time set by the master node
  • the reference time slot synchronization unit for ticking the time slot and the own node is the master node, the propagation delay time between the master node and each node other than the master node, and the propagation delay for one round of the ring
  • each of the nodes other than the master node A delay measurement unit that calculates an offset value of a fixed node and sets the calculated offset value in the specific node; and when the own node is the specific node, the start timing of the first time slot of the own node is And a plurality of time slot management units that en
  • the number of nodes can be increased without depending on the number of wavelengths.
  • the time slot allocation and the wavelength allocation in each optical switch node can be changed according to the traffic inflow amount, so that the dynamic band allocation according to the traffic volume between the grounds can be realized, and the system as a whole As a result, the number of wavelengths used and the number of receivers can be reduced as the traffic accommodation efficiency is improved.
  • the master node is configured so that each of the nodes other than the master node is based on the propagation delay time between the master node and each node other than the master node and the propagation delay time for one round of the ring.
  • the node has a maximum of two types of time slots.
  • the lower ring node is synchronized with the reference time slot of the ring switching point node. Directed time slots can be deployed, which can avoid the occurrence of time slot collisions at the ring switching point node.
  • the master node when a time slot is deployed, in order to consider the propagation delay time for one round of the ring, in the case of a single ring network, the master node The time slot that has arrived can be processed, and the time slot from another node can be transferred.
  • FIG. 2 is a functional block diagram for explaining a configuration of an optical switch node of the optical network system shown in FIG. 1. It is a block diagram which shows one structural example of the optical switch node in 1st Embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing transmission paths for control signals and optical signals in the optical switch node shown in FIG. 3. It is a block diagram which shows one structural example of the master optical switch node in 1st Embodiment. It is a figure which shows typically the transmission path
  • FIG. 8 is an image diagram when the trigger output interval of FIG. 7 is “TS length”.
  • FIG. 8 is an image diagram when the trigger output interval of FIG. 7 is a “TS cycle”.
  • FIG. 8 is an image diagram when the trigger output interval of FIG. 7 is “TS cycle ⁇ N”.
  • It is a figure for demonstrating the operation
  • It is a figure for demonstrating the operation
  • It is a time series diagram for demonstrating the setting method of TS length and TS period with respect to ring length.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows one structural example of the optical switch node in 2nd Embodiment. It is a figure which shows typically the transmission path
  • FIG. 27 is a diagram schematically illustrating transmission paths of a control signal and an optical signal in the optical switch node illustrated in FIG. 26. It is a block diagram which shows one structural example of the master optical switch node in 3rd Embodiment. It is a figure which shows typically the transmission path
  • FIG. 31 is a diagram schematically showing a transmission path of a control signal and an optical signal in the optical switch node shown in FIG. 30. It is a block diagram which shows one structural example of the master optical switch node in 4th Embodiment.
  • FIG. 31 is a diagram schematically showing a transmission path of a control signal and an optical signal in the optical switch node shown in FIG. 30. It is a block diagram which shows one structural example of the master optical switch node in 4th Embodiment.
  • FIG. 33 is a diagram schematically illustrating transmission paths of a control signal and an optical signal in the master optical switch node illustrated in FIG. 32. It is a figure which shows the variation in the case where time is used with the TS start distribution function / TS synchronization function, and the time counter is set to the time with delay difference. It is a figure for demonstrating the operation
  • FIG. 45 is a diagram schematically showing transmission paths for control signals and optical signals in the optical switch node shown in FIG. 44. It is a block diagram which shows one structural example of the master optical switch node in 5th Embodiment.
  • FIG. 47 is a diagram schematically showing transmission paths of control signals and optical signals in the master optical switch node shown in FIG. 46. It is a figure which shows the structural example of the optical network system of 5th Embodiment. It is a system diagram for demonstrating TS start time at the time of setting common time. It is a time series diagram for demonstrating TS start time at the time of setting common time.
  • FIG. 10 is a diagram showing classified optical TS-SWs applicable in the first to fifth embodiments.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the optical TS-SW according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration of an optical TS-SW according to a second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration of an optical TS-SW according to a third embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration of an optical TS-SW according to a fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration of an optical TS-SW according to a fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing classified optical TS-SWs applicable in the first to fifth embodiments.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the optical TS-SW according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration of an optical TS-SW according to a second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration of an optical TS-SW according to a sixth embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing TWC wavelength requirements of the optical TS-SW of Example 6.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration of an optical TS-SW in Example 7.
  • FIG. 10 is a diagram showing TWC wavelength requirements of the optical TS-SW of Example 7.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration of an optical TS-SW according to an eighth embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a TWC wavelength requirement of an optical TS-SW according to an eighth embodiment. It is a figure which shows the example of 1 structure of optical TS-SW containing TWC and FWC.
  • FIG. 10 is a diagram showing TWC wavelength requirements of the optical TS-SW of Example 6.
  • FIG. 61 is a block diagram illustrating a configuration example of a TWC illustrated in FIG. 60.
  • FIG. 61 is a block diagram illustrating a configuration example of the FWC illustrated in FIG. 60.
  • It is a figure which shows the basic composition of a broadcast & select type spatial switch.
  • It is a figure which shows the other structural example of a broadcast & select type spatial switch.
  • It is a system diagram explaining the outline
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a ring topology of an optical switch node in the case of a unidirectional ring in a trigger type configuration. It is a figure explaining the ring topology of the optical switch node in the case of the bidirectional
  • FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of an optical TS-SW unit.
  • FIG. It is a block diagram which shows the structure of a variable wavelength converter (TWC). It is a block diagram which shows the structure of a fixed wavelength converter (FWC).
  • TWC variable wavelength converter
  • FWC fixed wavelength converter
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of an optical TS-SW unit that can be exchanged between a double ring, 1ADD, 1DROP, and fiber and uses a control wavelength.
  • FIG. 10 is a block diagram showing another configuration example of an optical TS-SW unit that can exchange between a double ring, 1ADD, 1DROP, and fiber.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of an optical TS-SW unit that enables inter-fiber wavelength switching and intra-fiber wavelength switching without providing an FWC.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical TS-SW unit using a control wavelength with a double ring, 1ADD, 1DROP, and 1 AWG per fiber. It is a block diagram which shows the structural example of the optical TS-SW part of the double ring using FWC, and an ADD / DROP1 channel. It is a figure which shows the TWC wavelength requirement of the optical TS-SW part.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of an optical TS-SW unit that enables inter-fiber wavelength switching and intra-fiber wavelength switching without providing an FWC.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical TS-SW unit using a control wavelength with a double ring, 1ADD, 1DROP, and 1 AWG per fiber. It is a block diagram which shows the
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of an optical TS-SW unit that enables intra-fiber wavelength switching using a double ring using FWC and an ADD / DROP1 channel. It is a figure which shows the TWC wavelength requirement of the optical TS-SW part.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of an optical TS-SW unit that enables inter-fiber wavelength switching and intra-fiber wavelength switching using a double ring using FWC and an ADD / DROP 1 channel. It is a figure which shows the TWC wavelength requirement of the optical TS-SW part.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a basic configuration of a broadcast and select type optical TS-SW unit.
  • FIG. 1 It is a figure which shows another example of a structure of a broadcast and selection type
  • time slot (reverse direction) used by the single ring NW It is a figure explaining the time slot (reverse direction) used by the single ring NW. It is a figure explaining the time slot (reverse direction) used by the single ring NW. It is a figure explaining the other example of the time slot (forward direction) used by multiring NW. It is a figure explaining the other example of the time slot (forward direction) used by multiring NW. It is a figure explaining the other example of the time slot (forward direction) used by multiring NW. It is a figure explaining the other example of the time slot (forward direction) used by multiring NW. It is a figure explaining the time slot (reverse direction) used by multi-ring NW. It is a figure explaining the other example of the time slot (reverse direction) used by multi-ring NW.
  • FIG. 5 is a system diagram for explaining an operation sequence at the time of transferring a time response of SC in Sub MC. It is a figure explaining the operation
  • FIG. 146 is a diagram illustrating a configuration example of a ring-type optical network system in which the OADMs illustrated in FIG. 146 are connected in a ring shape via a transmission line.
  • FIG. It is a figure which shows an example of a structure of the conventional metro network. It is a figure which shows the structural example of the optical network by the wavelength division multiplexing which uses ROADM. It is a figure explaining the operation
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an optical network system according to an embodiment of the present invention.
  • the optical network system has a configuration in which optical switch nodes (hereinafter, optical switch nodes are also simply referred to as “nodes”) 101A to 101D are connected via a transmission path (physical path).
  • optical switch node 101A is a master node (optical master node).
  • FIG. 1 shows a case where there are four optical switch nodes 101A to 101D, the number of optical switch nodes is not limited to four as long as it is plural.
  • the transmission path is also expressed as a ring.
  • the optical switch node 101A divides a wavelength path by an arbitrary wavelength ⁇ x into time slots of a fixed time, and assigns the time slots to the optical switch nodes 101B to 101D.
  • Each of the optical switch nodes 101B to 101D transmits and receives data in synchronization with a time slot (also referred to as “TS” in the following description) based on information distributed from the optical switch node 101A serving as a master node.
  • TS time slot
  • FIG. 2 is a functional block diagram for explaining the configuration of the optical switch node of the optical network system shown in FIG.
  • the optical switch nodes 101A to 101D include a time slot synchronization unit 151, an optical TS-SW unit (optical time slot switch unit) 152 that is a wavelength switch, the routers 103A to 103D and the optical TS-SW unit 152 shown in FIG. TS transmission / reception unit 153 that transmits / receives data to / from.
  • TS-SW is an abbreviation for time slot switch, and so on.
  • the time slot synchronization unit 151 divides a wavelength path of an arbitrary wavelength into time slots of a predetermined time, and divides the time slot into the optical switch nodes 101B to 101D. Assign to each of the.
  • the optical TS-SW unit 152 of the master node 101A transmits information for performing transmission / reception of data in synchronization with the time slot assigned by the time slot synchronization unit 151 to each of the optical switch nodes 101B to 101D. Delivered to 101B-101D.
  • the time slot synchronization unit 151 optically transmits / receives data by synchronizing the time slots of a certain time allocated from the master node 101A based on information distributed from the optical switch node 101A.
  • the TS-SW unit 152 is instructed.
  • the optical TS-SW units 152 of the optical switch nodes 101B to 101D perform data transmission / reception in accordance with instructions from the time slot synchronization unit 151.
  • FIG. 1 shows a state in which the optical switch nodes 101A to 101D hold time slot information indicating instruction contents related to data processing
  • the time slot information may be stored in advance in each node.
  • the master node 101A may be distributed to the optical switch nodes 101B to 101D.
  • the wavelength path is divided into time slots of a fixed time, assigned to each node, and each node performs data transmission / reception and route switching in the assigned time slot.
  • Each node in the same wavelength path synchronizes data transmission and route switching so that data does not collide, and data transmission or ADD (insertion) / DROP (branch) can be performed in units of assigned time slots.
  • a method for obtaining synchronization there is a method based on a trigger from the master node 101A, and another method is based on time.
  • an optical TDM ring system independent of the number of wavelength paths can be realized. Furthermore, it becomes possible to reduce the number of wavelengths and the number of receivers required for each of the nodes 101A to 101D.
  • the optical network system of the present embodiment will be specifically described.
  • a master node transmits a trigger to each node, thereby obtaining time slot (TS) synchronization of each node. Then, by setting the TS length or TS cycle to 1 / integer of the ring length, the master node can synchronize the timing at which the trigger makes one round with the master node and the timing at which another trigger is output. And periodic data transmission / reception can be realized in a ring network.
  • TS time slot
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the optical switch node 1 in the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing transmission paths of control signals and optical signals in the optical switch node 1 shown in FIG. A broken line arrow indicates the transmission direction of the control signal, and a solid line arrow indicates the transmission direction of the optical signal.
  • a broken line arrow indicates the transmission direction of the control signal
  • a solid line arrow indicates the transmission direction of the optical signal.
  • the optical switch node 1 includes a TS information management unit 10 that sets TS information, a TS synchronization unit (time slot synchronization unit) 20, an optical TS-SW unit 30, a TS transmission / reception unit 40, Have
  • the TS synchronization unit 20 includes a trigger detection unit 21, an optical SW control unit 22, and a transmission control unit 23.
  • a demultiplexing unit 31 is connected to the input side of the optical signal, and a multiplexing unit 32 is connected to the output side of the optical signal.
  • the TS information management unit 10 has a storage unit (not shown) for storing TS information.
  • the TS length or the TS cycle is set to 1 / integer of the ring length.
  • the TS information includes instruction contents related to data processing, such as data destination nodes and operation information for the data.
  • the operations referred to here include DROP and ADD.
  • the trigger detection unit 21 detects a trigger for synchronizing the start timing of the time slot set in each node, and notifies the optical SW control unit 22 and the transmission control unit 23 of the detection result.
  • the optical SW control unit 22 counts the elapsed time after receiving the trigger detection notification, refers to the TS information management unit 10, and instructs the optical TS-SW unit 30 to switch in the time slot assigned to itself.
  • the optical TS-SW unit 30 switches the route in response to a switching instruction from the optical SW control unit 22.
  • the transmission control unit 23 counts the elapsed time after receiving the trigger detection notification, refers to the TS information management unit 10, and instructs the TS transmission / reception unit 40 to transmit data in the time slot assigned to itself.
  • the TS transmitting / receiving unit 40 stores data input from the outside in a buffer (not shown), transmits data read from the buffer to the optical TS-SW unit 30 in accordance with an instruction from the transmission control unit 23, and transmits the optical TS. -Send data received from the SW unit 30 to the outside.
  • the external is, for example, a communication device such as the router 103A to 103D shown in FIG.
  • the demultiplexing unit 31 separates the wavelength of the optical signal input from the outside via the transmission line and outputs the optical signal to the optical TS-SW unit 30.
  • the multiplexing unit 32 wavelength-multiplexes the optical signal input from the optical TS-SW unit 30 and outputs it to the outside via a transmission line.
  • the demultiplexing unit 31 and the multiplexing unit 32 are not essential components, and instead of providing the demultiplexing unit 31 and the multiplexing unit 32, the number of fibers in the transmission path may be increased.
  • a master optical switch node also referred to as a master node
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the master node 2 in the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing transmission paths of control signals and optical signals in the master node 2 shown in FIG.
  • the master node 2 includes a trigger generation unit 50 that generates a trigger for time slot synchronization and transmits the trigger to each node 1. .
  • the trigger generation unit 50 sets any one of “TS length”, “TS period”, and “TS period ⁇ N” as the transmission period.
  • FIG. 7 is a diagram showing a variation when a trigger is used in the TS start distribution function 50a and the TS synchronization function 20a. As shown in FIG. 7, the trigger output interval can be selected from “TS length”, “TS period”, and “TS period ⁇ N”.
  • FIG. 8 schematically shows the TS output unit in each case of “TS length” (* 1), “TS period” (* 2), and “TS period ⁇ N” (* 3) shown in FIG.
  • FIG. 8A is an image diagram when the trigger output interval is “TS length”
  • FIG. 8B is an image diagram when the trigger output interval is “TS cycle”
  • FIG. 8C is a diagram where the trigger output interval is “TS cycle ⁇ N”. It is an image figure in the case.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the operation in the case of No. 1001 shown in FIG. With reference to FIG. 9, an operation when data is transmitted as an optical signal from a node A other than the master node 2 from the node A to the node B, from the node A to the node C, and from the node B to the node C will be described.
  • Preliminary TS information is set for each node A to C.
  • [1] and [2] in FIG. 9 show an example of TS information set in the node A and the node B.
  • TS numbers “0” to “2” to be ADDed to one type of wavelength are not duplicated in each of the nodes A to C.
  • Set TS length to 1 / integer of ring length.
  • the master node 2 transmits a trigger to the node A at intervals of the TS length (20 ⁇ sec).
  • the trigger that makes one round of the ring ends.
  • the unit of TS length is ⁇ sec.
  • the node A When receiving the trigger, the node A performs the first operation of the TS information after the offset time (5 ⁇ sec) as shown in [4]. However, the unit of the offset time is ⁇ sec. Note that the unit of the offset time is sometimes referred to as a count because 5 ⁇ sec may be counted as 5 counts in the system timing operation. That is, the node A ADDs the data of the destination node B to TS0 as shown in the first row of [1]. In this case, the optical SW connection port is connected from port number 3 to 2. When the node A receives the next trigger, the node A performs the second operation of the TS information in the same manner. The node A performs the third operation of the TS information in the same manner when the next trigger is received. That is, the node A ADDs the data of the destination node C to the TS 2 as shown in the third row of [1]. At this time, the optical SW connection port is also connected from port number 3 to 2.
  • Node B When Node B receives the trigger, it performs the first operation of the TS information after an offset time (5 ⁇ sec) as shown in [5]. That is, the node B DROPs the data of TS0 as shown in [2]. At this time, the optical SW connection ports are connected to port numbers 1 to 3.
  • the node B When the node B receives the next trigger, the node B performs the second operation of the TS information in the same manner. That is, the node B ADDs the data of the destination node C to TS1 as shown in [2]. In this case, the optical SW connection port is connected from port number 3 to 2.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the operation in the case of No1002 shown in FIG. With reference to FIG. 10, an operation when data is transmitted as an optical signal from node A to node B, from node A to node C, and from node B to node C will be described.
  • Preliminary TS information is set for each node A to C.
  • [1] and [2] in FIG. 10 show an example of TS information set in the node A and the node B.
  • TS numbers to be ADDed to one type of wavelength are not duplicated in each node.
  • the TS length is set so that the TS cycle (TS length ⁇ m) is 1 / integer of the ring length.
  • the master node 2 transmits a trigger to the node A at TS cycle intervals.
  • the trigger that makes one round of the ring ends.
  • the optical SW connection port is connected from port number 3 to 2.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the operation in the case of No. 1004 shown in FIG. With reference to FIG. 11, an operation when data is transmitted from the node A to the node B, from the node A to the node C, and from the node B to the node C will be described with reference to FIG.
  • Preliminary TS information is set for each node A to C.
  • [1] and [2] in FIG. 11 show an example of TS information set in the node A and the node B.
  • TS numbers to be ADDed to one type of wavelength are not duplicated in each of the nodes A to C.
  • the TS length is set so that the TS cycle (TS length ⁇ m) is 1 / integer of the ring length.
  • the master node 2 transmits a trigger to the node A at intervals of TS period ⁇ N.
  • the trigger that makes one round of the ring ends.
  • the node A When the node A receives the trigger, as shown in [4], after the offset time (here, 5 counts), the TS information is sequentially executed from the first to the m-th TS information, and after the m-th is executed, the next Until the first trigger is received, the first to mth operations are repeated.
  • the node A repeats the operations from the first to the m-th TS information as in the case of the first trigger. That is, the node A ADDs the data of the destination node B to TS0 as shown in the first row of [1], and then the data of the destination node C to TS2 as shown in the third row of [1]. ADD.
  • the optical SW connection ports are connected from port numbers 3 to 2.
  • the node B When the node B receives the trigger, as shown in [5], after the offset time (5 counts), the node B performs the TS information in order from the first to the mth, and after executing the mth, receives the next trigger. Steps 1 to m are repeated.
  • the node B repeats the operations from the first to the m-th TS information as in the case of the first trigger. That is, the node B DROPs the data of TS0 as shown in [2], and then ADDs the data of the destination node C to TS1.
  • the optical SW connection port is connected from port numbers 1 to 3 at the time of DROP, and then connected from port numbers 3 to 2 at the time of ADD.
  • 12A and 12B are diagrams for explaining a method of setting the TS length / TS cycle with respect to the ring length.
  • each node A to C transmits and receives data through a transmission path indicated by a ring-shaped broken line. Therefore, in order to receive data beyond the master node 2 as in “Node C ⁇ Node A” (see FIG. 12A), the TS length or the TS cycle may be set to 1 / integer of the ring length L. . Specifically, when the trigger output interval is the TS length, the TS length is set to 1 / integer of the ring length L, and when the trigger output interval is TS period or TS period ⁇ N, the TS period is equal to the integer of the ring length L. 1 should be used. Accordingly, the node A can receive the data transmitted by the node C by the trigger newly transmitted by the master node 2.
  • FIG. 13 is a diagram showing a time slot timing shift due to fluctuation.
  • FIG. 14 shows the data in the time slot and the guard time.
  • guard times are provided before and after the data.
  • TS length time slot
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of the optical switch node 1A in the case of a unidirectional ring. Since the configuration in the case of the unidirectional ring is similar to the configuration described with reference to FIGS. 3 and 4, detailed description is omitted.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a configuration example of the optical switch node 1B in the case of a bidirectional ring.
  • two trigger detection units 21 and two TS information management units 10 are provided for clockwise rotation and counterclockwise rotation.
  • the master node that transmits the trigger transmits the trigger clockwise and counterclockwise in the ring, and each node has the same direction as the trigger transmission / reception direction based on the TS information of the TS information management unit 10 corresponding to the transmission / reception direction of the trigger.
  • Data transmission / reception and SW switching are performed.
  • each node uses the time slot information management unit (clockwise) to perform data transmission / reception and SW switching in the same manner as in the counterclockwise direction.
  • 17A, 17B, 18A, and 18B are diagrams showing variations of the trigger transmission configuration.
  • FIGS. 18A and 18B are configuration examples when the trigger is not passed through the optical TS-SW unit 30.
  • the optical TS-SW unit 30 is set to broadcast.
  • the optical TS-SW unit 30 branches the trigger.
  • the optical TS-SW unit 30 is set to DROP / ADD.
  • the trigger detection unit 21 branches the trigger.
  • an OE-EO (optical-electrical) conversion is performed and the trigger is branched by an electric signal, or the trigger is branched by an optical coupler.
  • the trigger detection unit 21 branches the trigger.
  • FIG. 19A to 19C are diagrams showing variations of the connection configuration of the TS transceiver 40 and the optical TS-SW unit 30.
  • FIG. 19A to 19C are diagrams showing variations of the connection configuration of the TS transceiver 40 and the optical TS-SW unit 30.
  • FIG. 19A is a configuration example in the case of one output and one input
  • FIG. 19B is a configuration example in the case of one input per queue
  • FIG. 19C is a configuration example of two outputs per queue.
  • the TS transceiver 40 includes a plurality of queues 40q1 and 40qn, and transmission data is stored in separate queues for each destination.
  • the connection between the TS transmitting / receiving unit 40 and the optical TS-SW unit 30 is ADD / DROP and one port at a time.
  • the TS transmission / reception unit 40 includes a plurality of queues 40q1 and 40qn, and the connection between the TS transmission / reception unit 40 and the optical TS-SW unit 30 is one ADD port for each queue, and the destination is different. Data can be output simultaneously if the ring transmission direction is different.
  • the TS transceiver 40 includes a plurality of queues 40q1 and 40qn and a buffer 40b, and the connection between the TS transceiver 40 and the optical TS-SW unit 30 includes two DROP ports from the left and right of the ring. Can also be received.
  • 20A and 20B are diagrams for explaining variations of the clock supply method.
  • FIG. 20A is a block diagram showing a configuration of the optical switch node 1C when the internal clock (CK3) is used for counting elapsed time.
  • Examples of the internal clock (CK3) include a cesium oscillator, a rubidium oscillator, and a crystal oscillator.
  • FIG. 20B is a block diagram showing a configuration of the optical switch node 1D when the external clock (CK4) is used for the elapsed time count.
  • Examples of the external clock (CK4) include a GPS (Global Positioning System) clock and a JJY clock (Japanese standard radio clock).
  • a wavelength path by one wavelength is divided into time slots and assigned to a plurality of nodes so that the time slots do not overlap, thereby performing data transmission / reception or route switching for each node. be able to. Therefore, the number of nodes can be increased without depending on the number of wavelength paths.
  • time slot information is embedded in a trigger and distributed to each node together with the trigger.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration example of the optical switch node 1E in the second embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram schematically showing transmission paths for control signals and optical signals in the optical switch node 1E shown in FIG.
  • the optical switch node 1E of the second embodiment is not provided with the TS information management unit 10 shown in FIG.
  • the trigger detection unit 21 when receiving the trigger, delivers the TS information embedded in the trigger to the transmission control unit 23 and the optical SW control unit 22. It has become.
  • FIG. 23 is a block diagram showing a configuration example of a master optical switch node (master node) 2E in the second embodiment.
  • FIG. 24 is a diagram schematically showing transmission paths for control signals and optical signals in the master node 2E shown in FIG.
  • the master node 2E of the second embodiment embeds TS information in the trigger and distributes it together with the trigger.
  • An information distribution unit 60 is further included.
  • FIG. 25 is a diagram for explaining the operation when the trigger output interval is “TS length” in the optical network system of the second embodiment. With reference to FIG. 25, the operation when data is transmitted from node A to node B using an optical signal will be described.
  • the master node 2E describes the TS information 200, 201, 202 in the trigger and transmits it at intervals of the TS length.
  • the information is 1 trigger 1TS.
  • the node A receives the next trigger, it performs the same as above.
  • the second embodiment not only the same effects as in the first embodiment can be obtained, but also there is an advantage that it is not necessary to provide the TS information management unit 10 in each node of the master node 2E and the optical switch node 1E. is there.
  • the method described here is characterized in that the TS start is specified by time.
  • the synchronization by the trigger described above needs to be on the same route as the trigger and the data, but the TS synchronization by the time can set the TS start time in advance, and even if the TS start time is distributed, the data and There is no need to distribute via the same route.
  • the time setting in each node is performed when a time in which a delay time corresponding to the data transmission path is added to the time of the master node (a third embodiment and a fourth embodiment described later), and for all nodes. It is conceivable that a common time is set (a fifth embodiment described later).
  • the TS start time can be made common to all nodes.
  • common time there exists the characteristic that the time setting using GPS etc. can be utilized.
  • the master node sets the time of each node at a time shifted from the transmission delay time by transmitting the time stamp, and synchronizes the time slot at the time common to each node, and the data Realizes transmission and reception.
  • FIG. 26 is a block diagram showing a configuration example of the optical switch node 1F in the third embodiment.
  • FIG. 27 is a diagram schematically showing transmission paths for control signals and optical signals in the optical switch node 1F shown in FIG.
  • the optical switch node 1F includes a TS information management unit 10 that sets TS information, a TS synchronization unit 25, a time counter 70, an optical TS-SW unit 30, and a TS transceiver 40.
  • the TS synchronization unit 25 includes a control signal processing unit 26, a transmission control unit 23, and an optical SW control unit 22.
  • a demultiplexing unit 31 is connected to the input side of the optical signal, and a multiplexing unit 32 is connected to the output side of the optical signal.
  • the control signal processing unit 26 detects a control signal for synchronizing the timing of the time slot of each node, notifies the time counter 70 of the time stamp value in the signal, and the time slot start time in the signal (hereinafter referred to as “time slot start time”). , Expressed as TS start time) to the transmission control unit 23 and the optical SW control unit 22.
  • the time counter 70 sets a counter value to the time stamp value notified from the control signal processing unit 26, and supplies the counter value to the transmission control unit 23 and the optical SW control unit 22.
  • the transmission control unit 23 When receiving the notification of the TS start time from the control signal processing unit 26, the transmission control unit 23 refers to the TS information management unit 10, and when the counter value supplied from the time counter 70 reaches the TS start time, The TS transmitter / receiver 40 is instructed with the assigned time slot.
  • the TS transmitting / receiving unit 40 stores data input from the outside in a buffer (not shown), transmits data read from the buffer to the optical TS-SW unit 30 in accordance with an instruction from the transmission control unit 23, and transmits the optical TS. -Send data received from the SW unit 30 to the outside.
  • the optical SW control unit 22 When receiving the notification of the TS start time from the control signal processing unit 26, the optical SW control unit 22 refers to the TS information management unit 10, and when the counter value supplied from the time counter 70 becomes the TS start time, the optical SW control unit 22 is instructed to switch to the optical TS-SW unit 30 in the time slot assigned to 22.
  • the optical TS-SW unit 30 switches the route in response to a switching instruction from the optical SW control unit 22.
  • FIG. 28 is a block diagram showing a configuration example of a master optical switch node (master node) 2F in the third embodiment.
  • FIG. 29 is a diagram schematically showing transmission paths of control signals and optical signals in the master node 2F shown in FIG.
  • the master node 2F includes a TS start distribution unit 80 and a delay time calculation unit 90 in addition to the configuration described with reference to FIG.
  • the TS start distribution unit 80 includes a control signal generation unit 81 and a master time counter 82.
  • the master time counter 82 supplies a counter value to the control signal generator 81.
  • the control signal generator 81 generates a control signal including the TS start time, adds the counter value supplied from the master time counter 82 to the control signal as a time stamp, and transmits the control signal to each node 1F.
  • the delay time calculation unit 90 subtracts the time stamp value from the reception time of the control signal that has made one round of the ring, calculates the time for one round of the ring, and writes this calculation result in the TS information management unit 10.
  • optical network system of the third embodiment is the same as that of the fourth embodiment to be described later, so the description thereof is omitted here.
  • the master node 2F sets the time of each node 1F at the time shifted by the transmission delay time by transmitting the time stamp, and each node 1F synchronizes with the time slot at the common time, and the data It is possible to execute transmission / reception or route switching.
  • the fourth embodiment is such that a master node distributes TS information to each node.
  • FIG. 30 is a block diagram showing a configuration example of the optical switch node 1G in the fourth embodiment.
  • FIG. 31 is a diagram schematically showing transmission paths for control signals and optical signals in the optical switch node 1G shown in FIG.
  • the optical switch node 1G of the present embodiment is different in that the TS information management unit 10 of the optical switch node 1F shown in FIG. 26 is not provided.
  • FIG. 32 is a block diagram showing a configuration example of a master optical switch node (master node) 2G in the fourth embodiment.
  • FIG. 33 is a diagram schematically showing transmission paths for control signals and optical signals in the master node 2G shown in FIG.
  • the master node 2G is not provided with the TS information management unit 10, but the TS information distribution unit that supplies the TS information to the control signal generation unit 81 60 is provided.
  • FIG. 34 is a diagram showing a variation when the time is used in the TS start distribution function and the TS synchronization function, and the time counter is set to the time with delay difference.
  • a plurality of information may be collectively included in the control signal SS and sent as control signals for setting the TS information, and the control signals SS1, SS2, It may be sent in SS3. That is, the control signal SS collectively includes a TS start time, a time stamp, and TS information.
  • the control signal SS1 includes a TS start time
  • the control signal SS2 includes a time stamp
  • the control signal SS3 includes TS information.
  • FIG. 35 is a diagram for explaining the operation in the case of No. 2002 shown in FIG. Referring to FIG. 35, a case where local time / TS start time is distributed and all TSs are set in advance will be described.
  • the master node 2G sets time slot information in each of the nodes A and B. Subsequently, as shown in [3], the master node 2G transmits a control signal SS4 including a TS start time and a time stamp value (for example, 80) every TS cycle.
  • a control signal SS4 including a TS start time and a time stamp value (for example, 80) every TS cycle.
  • the node A When the node A receives the control signal SS4 from the master node 2G as shown in [4], the node A sets the time counter (80) to the time stamp value (80). Then, as shown in [5], when the time counter reaches the TS start time (100), the node A performs operations in order from TS0. That is, the node A performs the operation of the TS information when the time “TS start time + TS number ⁇ TS length” is reached.
  • the node A uses the time counters 100 to 120 to add data to TS0 as shown in the first row of [1], and as shown in the third row of [1] using the time counters 140 to 160. Add data to TS2.
  • FIG. 36A and FIG. 36B are diagrams for explaining a method for setting a time to which a transmission line delay time is added.
  • the master node 2G transmits a time synchronization signal with a time stamp as shown in a frame G1.
  • Each optical switch node 1G sets the time stamp value of the received time synchronization signal to the current time, as shown in the frame G2.
  • the time (T1) when the time synchronization signal is transmitted is given as a time stamp.
  • a time synchronization signal SC1 to which the time stamp value T1 is assigned is transmitted to each optical switch node 1G.
  • the time stamp value (T1) is set as the current time of the own optical switch node 1G.
  • the master node 2G transmits and sets the time synchronization signal SC1 with a time stamp to the optical switch node 1G.
  • the time synchronization signal SC1 by periodically transmitting the time synchronization signal SC1, the change of the transmission path length due to the temperature change Can be absorbed.
  • FIG. 37A and FIG. 37B are diagrams for explaining variations of the method for setting time with delay.
  • FIG. 37A shows a case of counterclockwise rotation (counterclockwise) as shown by an arrow Y1
  • FIG. 37B shows a case of clockwise rotation (clockwise) as shown by an arrow Y2.
  • the master node 2G transmits a control signal with a time stamp to set to each of the nodes 1G1, 1G2, and 1G3 either in the counterclockwise direction shown in FIG. 37A or in the clockwise direction shown in FIG. 37B.
  • the master node 2G transmits the local time t included in the control signal as a time stamp value, and the node 1G1 receives this control signal.
  • the node 1G1 sets the time stamp value t of the control signal as the local time in the time counter of the own node 1G1.
  • the local time of the node 1G1 is set to a time (ta) that is shifted by the delay time a from the local time of the master node.
  • t is set as the local time.
  • the local time of the node 1G2 is set to a time (tab) that is shifted from the local time of the master node 2G by the delay time (a + b).
  • t is set as the local time.
  • the local time of the node 1G3 is set to a time (ta ⁇ b ⁇ c) that is shifted by the delay time (a + b + c) from the local time of the master node 2G.
  • each node 1G1 to 1G3 preferably includes two time counters for clockwise and counterclockwise.
  • FIG. 38 is a block diagram showing a configuration example of the optical switch node 1H in the case of a unidirectional ring. Since the configuration in the case of the unidirectional ring is the same as the configuration described with reference to FIGS. 26 and 27, the detailed description is omitted.
  • 39A and 39B are block diagrams showing an example of the configuration of the optical switch nodes 1I and 2J in the case of a bidirectional ring.
  • the optical switch node 1I shown in FIG. 39A is also applied as the master node 2I as described later.
  • the control signal processing unit 26, the TS information management unit 10, and the time counter 70 are provided in two clockwise and counterclockwise directions.
  • the master node 2I transmits the control signal clockwise and counterclockwise of the ring, and each node 1I operates using the TS information and the time counter 70 of the TS information management unit 10 corresponding to the transmission / reception direction of the control signal.
  • Each node 1I when receiving the clockwise control signal, uses the clockwise TS information management unit 10 and the clockwise clock counter 70.
  • FIG. 39B shows the configuration of the master node 2J.
  • the master node 2J transmits the control signal clockwise or counterclockwise in the ring and performs data transmission in the direction opposite to the control signal transmission / reception direction, the time obtained by subtracting the delay time by the delay time calculation unit 90 from the TS start time works as.
  • the master node performs the same method as the one-way ring.
  • FIG. 40 is a diagram for explaining the DROP switching time of the master node 2J.
  • transmission / reception (straddling communication) across the master node 2J means that in the forward direction of transmission, the master node 2J is passed through the master node 2J from the node 1J3 connected to the upstream side of the master node 2J. The signal is received by the node 1J1 connected to the downstream side of 2J, or the signal is received by the node further downstream.
  • the node 1J1 connected to the downstream side of the master node 2J passes through the master node 2J, and receives a signal at the node 1J3 connected to the upstream side of the master node 2J. Furthermore, the signal is received at an upstream node.
  • the DROP switching time of the master node 2J is set to “TS start time + TS number ⁇ TS length + ring one round time”.
  • the DROP switching time is similarly set to “TS start time + TS number ⁇ TS length + one ring round time” for transmission / reception across the master node 2J.
  • FIG. 41 is a diagram showing an example of setting TS information of the master node.
  • a ring one round time (a + b + c + d) is added to cope with the case where the reception time does not become the transmission time.
  • the time for the master node 2J to DROP is “TS start time + TS number ⁇ TS length + ring time for one ring”.
  • the first method is to measure the delay time in advance with a measuring instrument such as OTDR and set the measurement result in the TS information management unit 10.
  • the setting in the TS information management unit 10 may be manual.
  • the second method is to calculate from the control signal that makes one round of the ring. This second method will be described with reference to FIG. FIG. 42 is a diagram for explaining a calculation method and a setting method of the ring one round time.
  • the master node 2K generates a control signal SS10 with a time stamp in the control signal generation unit 81, and transmits the control signal SS10. Then, the master node 2K receives the control signal SS10 with a time stamp returned around the ring by the delay time calculation unit 90, and calculates the ring one-round time by subtracting the time stamp value from the reception time, Write to the TS information management unit 10.
  • FIG. 43 is a diagram showing a variation when the time counter is set to a common time.
  • the common time since the common time is set, it is not necessary to distribute a signal for setting the local time of each node.
  • the nodes share common time information, measure the delay time, and subtract the delay time from the TS start time to synchronize the TS.
  • FIG. 44 is a block diagram showing a configuration example of the optical switch node 1L in the fifth embodiment.
  • FIG. 45 is a diagram schematically showing transmission paths for control signals and optical signals in the optical switch node 1L shown in FIG.
  • the optical switch node 1L includes a TS information management unit 10 that sets TS information, a TS synchronization unit 25, a common time counter 75, a delay time management unit 95, and an optical TS-SW unit 30. And a TS transmission / reception unit 40.
  • the TS synchronization unit 25 includes a control signal processing unit 26, a transmission control unit 23, and an optical SW control unit 22.
  • a demultiplexing unit 31 is connected to the input side of the optical signal
  • a multiplexing unit 32 is connected to the output side of the optical signal.
  • the control signal processing unit 26 When receiving the control signal, the control signal processing unit 26 notifies the transmission control unit 23 and the optical SW control unit 22 of the TS start time. When the control signal includes TS information, the control signal processing unit 26 writes the TS information in the TS information management unit 10.
  • the TS information management unit 10 manages TS information and causes the transmission control unit 23 and the optical SW control unit 22 to refer to the TS information.
  • the TS information includes information on the TS number, data transmission destination, operation, optical SW connection port number, TS length, and TS cycle.
  • the transmission control unit 23 When the transmission control unit 23 receives the TS start time notification from the control signal processing unit 26, the transmission control unit 23 refers to the TS information management unit 10 and the delay time management unit 95, and performs the operation of the corresponding TS number. If the operation is ADD, the TS transmission / reception unit is instructed to transmit data to the data transmission destination. The transmission control unit 23 receives the time from the common time counter 75.
  • the TS transmitter / receiver 40 transmits / receives data between an external device (not shown) and the optical TS-SW unit 30.
  • the external device is, for example, a communication device such as a router illustrated in FIG.
  • the TS transmitting / receiving unit 40 transmits the data so that the corresponding optical switch node becomes the destination according to the transmission instruction from the transmission control unit 23.
  • the TS transmission / reception unit 40 stores the data in a queue in the buffer until a transmission instruction is received from the transmission control unit 23.
  • the optical SW control unit 22 When the optical SW control unit 22 receives the TS start time notification from the control signal processing unit 26, the optical SW control unit 22 refers to the TS information management unit 10 and the delay time management unit 95 and performs the operation of the corresponding TS number. If the operation is ADD or DROP, the optical TS-SW unit 30 is instructed to switch. After instructing switching, the optical TS-SW unit 30 is instructed to switch back after the TS length has elapsed. The optical SW control unit 22 receives time from the common time counter 75.
  • the optical TS-SW unit 30 switches the connection in the optical SW in response to a switching instruction from the optical SW control unit 22.
  • the common time counter 75 receives a clock (not shown) and counts the time. This time is common to all nodes.
  • the delay time management unit 95 manages the delay times of the master node and the own node.
  • FIG. 46 is a block diagram showing a configuration example of the master node 2L in the present embodiment.
  • FIG. 47 is a diagram schematically showing transmission paths for control signals and optical signals in master node 2L shown in FIG.
  • the master node 2L includes a control signal generation unit 81 instead of the delay time management unit 95 in the configuration described with reference to FIG.
  • the control signal generation unit 81 generates a control signal including a TS start time and a time stamp, and transmits the control signal to each node.
  • FIG. 48 is a diagram illustrating a configuration example of an optical network system according to the fifth embodiment.
  • the master node 2L shown in FIG. 48 corresponds to the master node 2L shown in FIG. 46, and the nodes 1L1 to 1L5 correspond to the optical switch node 1L shown in FIG. In this configuration, the master node 2L transmits the control signal SS11 and the data D11 in the counterclockwise direction indicated by the arrow Y3.
  • FIG. 49A is a configuration diagram of an optical network system in which a master node 2L and two nodes 1L1 and 1L2 are ring-connected.
  • FIG. 49B is a diagram for explaining the TS start time when the common time is set in the optical network system.
  • each node 1L1, 1L2 is a value obtained by adding the delay time a or a + b with the master node 2L to the transmitted TS start time t. Is newly set as the TS start time.
  • FIG. 50 is a diagram for explaining a delay time measuring method.
  • the configuration related to the delay time measurement method is shown in the figure, and the other configurations are not shown in the figure.
  • the master node 2M transmits a time stamp from the time stamp transmission unit 81m. In the case of a bidirectional ring, reverse rotation is also performed.
  • the delay time management unit 95 manages both the clockwise and counterclockwise delay times of the ring.
  • FIG. 51 is a diagram in which optical TS-SW units applicable to the above-described embodiment are classified.
  • the optical TS-SW unit accommodates the data line of the ring network, and changes the connection relation between the input port and the output port according to the instructions of the scheduler.
  • the optical TS-SW unit is a wavelength routing type switch by wavelength conversion or a broadcast & select type spatial switch. More specifically, when accommodating wavelength-multiplexed data lines, as shown in [1], a demultiplexing unit is installed before the input of the optical TS-SW unit, and data input by wavelength multiplexing is, for example, N Each wavelength is demultiplexed and given to input ports denoted by IN 1 to IN N.
  • a multiplexing unit is installed after the optical TS-SW unit, the optical signals from the N output ports OUT 1 to OUT N of the optical TS-SW unit are wavelength-multiplexed, and the next node on the ring network The data is transmitted to (next node).
  • the optical TS-SW unit also has functions of optical signal insertion (ADD) and optical signal branching (DROP).
  • An ADD port is provided as an input port of the optical TS-SW unit, and a DROP port is an optical port. It is provided as an output port of the TS-SW unit.
  • the demultiplexing unit and the multiplexing unit are not provided. In this case, the number of data lines in the ring is equal to the number of terminals (ports) obtained by subtracting the number of ADD / DROP interfaces in the optical switch.
  • Examples 1 to 5 are configuration examples of an optical TS-SW unit that does not have an FWC (fixed wavelength converter), and Examples 6 to 8 are configuration examples of an optical TS-SW unit that has an FWC. It is.
  • an alphabetic suffix is added to the number of wavelength ⁇ .
  • optical TS-SW unit The configuration of the optical TS-SW unit according to the first embodiment will be described. Here, it is assumed that a double ring, 1ADD / 1DROP, and fiber exchange are possible.
  • FIG. 52 is a diagram for explaining the configuration of the optical TS-SW unit 30A of the first embodiment.
  • (Arrayed Waveguide Grating) 30a arranged in front of it, k number of 1 ⁇ N AWGs 30b and 30c as wavelength converting and demultiplexing units, and k (N ⁇ 2) THRUs (Passing) / DROP TWC1 to TWC4, one ADD TWC [A], one optical receiver 30e as a DROP IF (interface), and k (N-1) ⁇ 1 multiplexing units 30x , 30y.
  • TWC is a variable wavelength converter.
  • the recursive AWG (also simply referred to as AWG) 30a performs a process of distributing the optical signal input to each input port to the output port according to the wavelength.
  • the optical TS-SW unit 30A shows an example in which wavelength switching between fibers is performed in a 1ADD / 1DROP configuration that does not use FWC when a double ring uses four wavelengths per ring.
  • optical TS-SW unit The configuration of the optical TS-SW unit according to the second embodiment will be described. Here, the case of a double ring, 1ADD / 1DROP, exchangeable fiber, and switch control wavelength is assumed.
  • FIG. 53 is a diagram for explaining the configuration of the optical TS-SW unit 30B according to the second embodiment.
  • k circular 1 ⁇ N AWGs 30b and 30c Arranged in the preceding stage, as a wavelength converting section and a demultiplexing section, k circular 1 ⁇ N AWGs 30b and 30c, k (N ⁇ 2) THRU / DROP TWC1 to TWC4, and one ADD TWC [A], an optical receiver 30e as one DROP IF, and k (N ⁇ 1) ⁇ 1 multiplexers 30x and 30y.
  • FIG. 54 is a diagram for explaining the configuration of the optical TS-SW unit 30C according to the third embodiment.
  • k circular 1 ⁇ N AWGs 30b and 30c Arranged in the preceding stage, k circular 1 ⁇ N AWGs 30b and 30c as wavelength converting and demultiplexing parts, k (N ⁇ 2) THRU / DROP TWC1 to TWC4, one in the subsequent stage It has an ADD TWC [A] and demultiplexing unit 30j, an optical receiver 30e as one DROP IF, and k (N ⁇ 1) ⁇ 1 multiplexing units 30x and 30y.
  • FIG. 55 is a diagram for explaining the configuration of the optical TS-SW unit 30D according to the fourth embodiment.
  • the configuration of the optical TS-SW unit of Example 5 will be described. Here, a case of a double ring, 1ADD / 1DROP, 1AWG / 1 fiber, and switch control wavelength is assumed.
  • FIG. 56 is a diagram for explaining the configuration of the optical TS-SW unit 30E according to the fifth embodiment.
  • AWGs 30t and 30u arranged in the preceding stage thereof, k circular 1 ⁇ N AWGs 30b and 30c as wavelength converting and demultiplexing units, k (N ⁇ 2) THRU / DROP TWC1 to TWC4, One ADD TWC [A], one optical receiver 30e as DROP IF, ADD / DROP TWC [A / D] between fibers, and k N ⁇ 1 multiplexers 30x, 30y.
  • a control wavelength for performing switch control is prepared, and in order to ensure reachability of the control wavelength, couplers 30f and 30g are connected to the demultiplexing unit and copied by each switch.
  • the data wavelength is 2 wavelengths / fiber
  • the control wavelength is 1 wavelength / fiber.
  • the optical TS-SW unit 30E uses a double wavelength ring (4 wavelengths per ring) and one fiber per AWG 30t, 30u, and uses a control wavelength in a 1ADD / 1DROP configuration that does not use FWC. Is shown.
  • FIG. 57A is a diagram for explaining the configuration of the optical TS-SW unit 30F according to the sixth embodiment.
  • FIG. 57B is a diagram showing TWC wavelength requirements for eight TWC1 to TWC8 and ADD TWC [A] in the optical TS-SW unit 30F.
  • the optical TS-SW unit 30F includes a 9 ⁇ 9AWG 30v, eight TWC1 to TWC8 provided in the preceding stage, and eight FWC1 to FWC4 + FWC1 to FWC1 provided in the subsequent stage of 9 ⁇ 9. It has FWC4 and ADD TWC [A].
  • the suffix for the wavelength for THRU is r
  • the suffix for the wavelength for DROP is g
  • the suffix for the wavelength for ADD is b.
  • ADD means that a signal input to IN1 of AWG 30v is output to any one of OUT1 to OUT9.
  • DROP means that signals input to IN2 to IN9 of AWG 30v are output to OUT9. Through means that a signal input to IN2 to 9 of the AWG 30v is output to an OUT number obtained by subtracting 1 from the IN number. Detailed operation will be described with reference to FIG. 57A.
  • the wavelength is converted into any one of ⁇ 1b to 8b by TWC [A] depending on where OUT1 to 8 are output, and input to IN1.
  • the correspondence between the wavelength input to IN1 and the output destination is ⁇ 1b is OUT1, ⁇ 2b is OUT2, ⁇ 3b is OUT3, ⁇ 4b is OUT4, ⁇ 5b is OUT5, ⁇ 6b is OUT6, ⁇ 7b is OUT7, and ⁇ 8b is OUT8.
  • the signals coming from the fibers 1 and 2 are demultiplexed by the AWGs 30b and 30c, and the wavelengths are converted by the TWCs 1 to 8 according to whether they pass through or drop.
  • the wavelength and output destination will be described by taking TWC1 as an example. In the case of through, ⁇ 1g and ⁇ 2r are OUT1.
  • optical TS-SW unit of Example 7 The configuration of the optical TS-SW unit of Example 7 will be described. Here, the case of double ring (1 ring 4 wavelengths), ADD / DROP 1CH, and intra-fiber wavelength switching is assumed.
  • FIG. 58A is a diagram for explaining the configuration of the optical TS-SW unit 30G according to the seventh embodiment.
  • FIG. 58B is a diagram showing TWC wavelength requirements for eight TWC1 to TWC8 and ADD TWC [A] in the optical TS-SW unit 30G.
  • the optical TS-SW unit 30G shown in FIG. 58A has the same configuration except that the optical TS-SW unit 30F shown in FIG. 57A is different in wavelength requirements from TWC1 to TWC8, [A], and thus the description thereof is omitted.
  • the subscript of the wavelength for THRU is r
  • the subscript of the wavelength for DROP is g
  • the subscript of the wavelength for ADD is b
  • the subscript is y.
  • a signal input to IN2 to 5 of the AWG 30v is output to any one other than the output destination through OUT1 to 4. This means that the signal input to IN6 to 9 of AWG30v is output to any one other than the output destination through OUT5 to 8.
  • FIGS. 58A and 58B Since ADD, Drop, and Through are the same as in the sixth embodiment, the case of intra-fiber exchange will be described by taking TWC1 as an example.
  • the wavelength of the signal input to TWC1 is set to ⁇ 3y.
  • the wavelength of the signal input to TWC1 is set to ⁇ 3y.
  • optical TS-SW unit of Example 8 The configuration of the optical TS-SW unit of Example 8 will be described. Here, a case of double ring (1 ring 4 wavelengths), ADD / DROP 1CH, wavelength exchange between fibers and within fiber is assumed.
  • FIG. 59A is a diagram for explaining the configuration of the optical TS-SW unit 30H according to the eighth embodiment.
  • FIG. 59B is a diagram showing TWC wavelength requirements for eight TWC1 to TWC8 and ADD TWC [A] in the optical TS-SW unit 30H.
  • the optical TS-SW unit 30H illustrated in FIG. 59A has the same configuration except that the optical TS-SW unit 30F illustrated in FIG. 57A is different in wavelength requirements from TWC1 to TWC8 and [A], and thus description thereof is omitted.
  • the subscript of the wavelength for THRU is r
  • the subscript of the wavelength for DROP is g
  • the subscript of the wavelength for ADD is b
  • the subscript is y
  • the inter-fiber exchange wavelength subscript is p.
  • FIG. 60 is a block diagram showing a configuration example of the optical TS-SW unit 30J including TWC and FWC.
  • the optical TS-SW unit 30J includes one or a plurality of input ports and a plurality of output ports, a demultiplexer (demultiplexing unit) 30b for demultiplexing the wavelength-multiplexed input optical signal for each wavelength, and each input An AWG 30a that distributes an optical signal input to a port to an output port according to its wavelength, and a TWC that performs wavelength conversion to select passage (through), insertion (ADD), and branching (DROP) at an optical switch node.
  • a demultiplexer (demultiplexing unit) 30b for demultiplexing the wavelength-multiplexed input optical signal for each wavelength
  • An AWG 30a that distributes an optical signal input to a port to an output port according to its wavelength
  • a TWC that performs wavelength conversion to select passage (through), insertion (ADD), and branching (DROP) at an optical switch node.
  • the optical signal transmitted by wavelength multiplexing from the previous stage is demultiplexed into wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 8 by the demultiplexer 30b, and these demultiplexed optical signals are respectively transmitted from the AWG 30a via the TWC1 to TWC8. Is given to the input port.
  • an optical signal to be inserted is provided to the input port of the AWG 30a via the TWC [A] 1 to TWC [A] 3.
  • Eight of the output ports of the AWG 30a are for transmission to the next stage, and optical signals from these output ports are respectively input to the multiplexer (multiplexing unit) 30x via the FWC1 to FWC8, and are wavelength-multiplexed. It is transmitted to the next stage.
  • the AWG 30a has an output port used for branching (DROP), and an optical receiver 30e is connected to this output port.
  • the optical receiver 30e includes a photoelectric element (APD) that performs photoelectric conversion, a limiting amplifier (LIM) that absorbs a power difference between optical signals, and a clock that absorbs a phase difference between the optical signals.
  • a data recovery circuit (CDR) is connected in series in this order, and receives an optical signal by absorbing a power difference / phase difference between signals.
  • the wavelength ⁇ 8 is a fixed wavelength for control.
  • Each channel of ADD and DROP is also used for control, and is connected to a switch control unit 30k for controlling the optical TS-SW unit 30J.
  • the switch control unit 30k is also configured with an APD, a LIM, and a CDR.
  • FIG. 61 is a block diagram showing a configuration example of TWC1 to TWC8 (or TWC [A] 1 to TWC [A] 3) shown in FIG.
  • the TWC includes an optical burst receiver 301, a wavelength tunable light source 302a, and a modulator 303a.
  • the optical burst receiver 301 has APD, LIM, and CDR.
  • the optical signal transmission path is indicated by a solid line, and the electrical signal transmission path is indicated by a broken line.
  • APD performs photoelectric conversion that converts optical signals into electrical signals.
  • LIM serves to reduce the power difference that occurs between frames.
  • the power difference is caused by, for example, a loss difference due to different transmission path lengths or an output power difference of the light source.
  • CDR serves to reduce the phase difference that occurs between frames.
  • the phase difference is caused by, for example, a phase difference due to a different transmission path length.
  • the wavelength variable light source 302a changes the oscillation wavelength in order to change the output destination in the AWG 30a.
  • the modulator 303a replaces the received signal with a different wavelength.
  • the TWC performs optical-electric-optical (OEO: Optical-Electrical- Optical) conversion with the above-described configuration, so that the power of the attenuated light can be recovered even when data is transmitted over a long distance using an optical signal. This eliminates the need for an optical amplifier.
  • OEO optical-electric-optical
  • FIG. 62 is a block diagram showing an example of the configuration of FWC1 to FWC8 shown in FIG.
  • the FWC includes an optical burst receiver 311a and a fixed wavelength light source 312.
  • the optical burst receiver 311a has APD, LIM, and CDR.
  • the optical signal transmission path is indicated by a solid line, and the electrical signal transmission path is indicated by a broken line.
  • APD performs photoelectric conversion.
  • LIM serves to reduce the power difference that occurs between frames.
  • the power difference is caused by, for example, a different loss or an output power difference of the light source for each port received by the AWG.
  • CDR serves to reduce the phase difference that occurs between frames.
  • the phase difference is caused by, for example, an optical path difference between different AWGs 30a.
  • the fixed wavelength light source 312 performs wavelength conversion so that the wavelengths of the pass-through data and the ADD data are the same so that they are output to the same port by a demultiplexer (not shown) in the next stage.
  • optical TS-SW unit is a broadcast & select type spatial switch
  • FIG. 63 is a diagram showing a basic configuration of a broadcast & select type spatial switch.
  • the optical TS-SW unit 30K shown in FIG. 63 includes an AWG 30b that demultiplexes a wavelength multiplexed signal (WDMi), a plurality of N ⁇ 1 SW 30m, a DROP N ⁇ 1 SW 30n, an ADD TWC 30d, and a plurality of N ⁇ And a coupler 30p for multiplexing optical signals from 1SW.
  • the N ⁇ 1 SW 30m includes a semiconductor optical amplifier (SOA).
  • SOA semiconductor optical amplifier
  • the optical TS-SW unit 30K demultiplexes an optical signal input as a wavelength multiplexed signal (WDMi) by the AWG 30b, and transmits each demultiplexed wavelength component to a plurality of N ⁇ 1 SWs 30m by the coupler 30g.
  • signal transmission or blocking control (through control) is performed by a semiconductor optical amplifier (SOA).
  • SOA semiconductor optical amplifier
  • One of the N ⁇ 1 SWs 30m is a DROP port.
  • the output of the remaining N ⁇ 1 SW 30m and the output from the TWC 30d for ADD are combined by the coupler 30p and transmitted to the next stage as a wavelength multiplexed signal (WDMo).
  • Each N ⁇ 1 SW 30m is provided with an SOA for each input port, an SOA for an output port, and a space switch. When the number of ports is N, the number of SOAs to be controlled is N 2 .
  • FIG. 64 is a diagram showing another configuration example of a broadcast & select type spatial switch.
  • the AWG 30b in the previous stage is eliminated from the configuration of the optical TS-SW unit 30K shown in FIG. 63, and the N ⁇ 1 SW 30m using SOA is changed to the wavelength tunable filter 30q. It is configured to switch between transmission and blocking of an arbitrary wavelength. In each wavelength tunable filter 30q, a signal is transmitted or blocked (through control) with respect to an arbitrary wavelength by the wavelength filter. In this configuration, since the AWG 30b in the previous stage is not required, the number of elements to be controlled for the switch can be reduced from N 2 to N as compared with that shown in FIG.
  • processing by time division division (TDM) is used together with the addition of the concept of time slots (TS) having a constant time period to the optical network by wavelength division multiplexing (WDM).
  • TDM time division division
  • WDM wavelength division multiplexing
  • a master node and an optical switch node corresponding to an OADM node in the conventional optical network are provided, and the master node dynamically performs TS allocation and wavelength allocation in each optical switch node. I am trying to change it.
  • 65A and 65B are diagrams showing an outline of the operation of the optical network based on the present embodiment.
  • optical switch nodes 121 are respectively provided at points A to D, and data transmission by optical communication is performed between these points via a ring-shaped optical network.
  • a master node 120 is provided for instructing the optical switch node 121 to assign a slot and switch the optical switch.
  • the master node 120 is drawn separately from the optical switch node 121, but any one of the optical switch nodes may function as the master node. That is, a master node may be provided in any one of the optical switch nodes.
  • the optical switch node performs data transmission and switch switching according to the TS information assigned as indicated by the arrow Y10 from the master node 120, so that the same destination data can be transmitted at a single wavelength without causing data collision. It becomes possible.
  • all data from the points A to C to the point D are transmitted using the wavelength ⁇ 1.
  • ⁇ 1>, ⁇ 2>, and ⁇ 3> of time slots TS are assigned to points A, B, and C, respectively.
  • WDM can be achieved by changing the wavelength used in each time slot ⁇ 1>, ⁇ 2>, ⁇ 3>. For example, different wavelengths can be used for different destinations, and time slots can be assigned to each transmission source node for the same destination.
  • FIG. 66A shows the configuration of an optical network system according to another embodiment of the present embodiment.
  • a ring-shaped optical network is provided, and a master node 120 and a plurality of optical switch nodes 121 are provided on the optical network.
  • the optical network includes a one-way transmission data line 122 used for data transmission and control lines 123 and 124 used for control data transmission.
  • the control line 123 transmits control information clockwise in the figure on the network.
  • the control line 124 transmits control information counterclockwise in the figure.
  • This optical network system is an N-wavelength multiplexing WDM / TDM ring network that performs ADD / DROP of data using both wavelength multiplexing and time multiplexing using time slots (TS).
  • TS time slots
  • dynamic bandwidth allocation is performed according to the amount of traffic from the external network. This band allocation is realized by changing the allocation amount of TS defined in the wavelength and the optical network system.
  • data from the external network is converted into data in a time slot according to the allocated TS amount.
  • bufferless / headerless switching is performed with light by WDM / TDM.
  • the master node 120 (A) The amount of traffic flowing in from each optical switch node 121 is periodically collected, and the TS amount assigned to each switch node 121 is determined in correspondence with the traffic amount. (B) taking into account the propagation delay time between the buffers of different optical switch nodes 121, and specifying the timing to start the operation according to the assigned TS; (C) Reassign time slots according to the amount of traffic collected from each optical switch node every fixed period (T). It has the function. As described above, the master node 120 may exist in the optical switch node.
  • the optical switch node 121 is composed of a WDM / TDM switch. In addition to the WDM / TDM switch, the optical switch node provided at the edge of the optical network is provided with a buffer unit that performs TS conversion.
  • the optical switch node 121 is (A) Accumulating input signals from an external network in a buffer and reporting the data amount for each destination to the master node 120. (B) According to the TS table set from the master node 121, data transmission (ADD) from its own buffer and route change in the WDM / TDM switch are performed.
  • Such an optical switch node 121 includes an optical TS-SW unit that realizes an ADD / DROP and a WDM / TDM switch, as will be described later.
  • a control wavelength different from that for data is used, or fibers (for example, control lines 123 and 124 shown in the figure) different from those for data are used. .
  • This is to ensure reachability so that the TS table for operating the active optical TS-SW unit (WDM / TDM switch) reaches each optical switch node 121.
  • the master node 120 assigns time slots to control signals and data signals transmitted from the optical switch node 121 so that packet collision does not occur in the ring.
  • the buffer unit of the optical switch node 121 does not need to exist in the same device, and may be installed in a geographically distant place. In this case, any one such as a delay measurement between the buffer unit and the switch control unit may be used. A form having a mechanism for measuring whether the distance is some degree is desirable. Further, the control signal line and the data line between the optical switch nodes 121 can be wavelength-multiplexed and shared by the fiber.
  • 66B shows a case where data is transmitted from the optical switch node 121 indicated by ⁇ 1> to ⁇ 3> in FIG. 66A to the optical switch nodes indicated by A and B (B is also the master node 120).
  • An example of TS allocation is shown.
  • the optical switch nodes indicated by ⁇ 1> to ⁇ 3> transmit in the assigned time slot, and repeat transmission in the same debt slot until reallocation is performed.
  • the optical network system of this embodiment it is necessary to accurately control the transmission / reception timing at each optical switch node.
  • a configuration for that purpose two configurations of a trigger type and a time synchronization type are assumed.
  • the configurations of the master node 120 and the optical switch node 121 differ depending on whether the trigger type or the time synchronization type is used.
  • the trigger type is based on the assumption that the control packet and the data packet have the same path, that is, have the same propagation delay time, and at the moment when the TS information (trigger) from the master node 120 arrives, in each optical switch node 121.
  • the time synchronization type measures the propagation delay time between the buffers and between the optical switch nodes even when the control packet and the data packet do not pass through the same route, and performs the time synchronization control considering the propagation delay, This prevents a slot collision between optical switch nodes.
  • FIG. 67A shows the configuration of the master node 120 in the trigger type
  • FIG. 67B shows the configuration of the optical switch node 121 in the trigger type.
  • solid arrows indicate data signal paths
  • broken arrows indicate control signal paths.
  • the trigger-type master node 120 includes a demultiplexing unit 131 that separates the wavelength of an optical signal input from the transmission line, a multiplexing unit 132 that wavelength-multiplexes a signal output to the transmission line, and a demultiplexer (demultiplexing unit).
  • the control signal receiving unit 133 that receives the control signal separated in 131, the traffic information collecting unit 134 that totals the traffic information transmitted from each optical switch node, and the optical TS-SW unit of each optical switch node TS allocation for performing time slot allocation for each optical switch node 121 based on the topology management unit 135 that manages connection information, the traffic information aggregated by the traffic information collection unit 34, and the topology information acquired by the topology management unit 135 Unit 136, TS start distribution unit 137 that generates a trigger pulse at regular intervals, and TS information together with the trigger pulse for each optical switch. And TS information distribution section 138 that distributes the Chinodo, and a.
  • the trigger-type optical switch node 121 includes a demultiplexing unit 141 that demultiplexes an optical signal that enters from the transmission path, a multiplexing unit 142 that wavelength-multiplexes a signal output to the transmission path, and a demultiplexer (demultiplexing unit). ) An optical TS-SW provided between the control signal receiving unit 143 that receives the control signal separated at 141 and the demultiplexing unit 141 and the multiplexing unit 142 and that realizes an ADD / DROP and a WDM / TDM switch.
  • TS synchronization unit 145 that is connected to control signal receiving unit 143 to realize time slot synchronization, and a buffer that stores data input from an external device, and transmits data from the buffer to optical TS-SW unit 144
  • the TS transceiver unit 146 that receives data from the optical TS-SW unit 144 and transmits data to an external device, and the amount of data stored in the buffer of the TS transceiver unit 146 are masked.
  • a traffic information transmitting unit 147 to be transmitted to the traffic information collecting unit 134 of the Nodo 120, and a.
  • the TS synchronization unit 145 detects a trigger for synchronizing the timing of the time slot of the optical switch node from the signal received by the control signal reception unit 133, counts the elapsed time after receiving the trigger information notification, and triggers In accordance with the time slot information notified together with the information, the TS transmission / reception unit 146 and the optical TS-SW unit 144 are instructed to transmit data in the time slot assigned to the own node. In response to the switching instruction from the TS synchronization unit 145, the optical TS-SW unit 144 switches the route, and the TS transmission / reception unit 146 transmits data from the buffer to the optical TS-SW unit 144.
  • FIG. 68A shows the configuration of the master node 120 in the time synchronization type
  • FIG. 68B shows the configuration of the optical switch node 121 in the time synchronization type.
  • solid arrows indicate data signal paths
  • broken arrows indicate control signal paths.
  • the time-synchronized master node 120 has the same configuration as that of the trigger type shown in FIG. 67A, but includes a time distribution unit 39 that distributes the local time of its own node to each optical switch node. It is different from that shown in FIG. 67A.
  • the TS start distribution unit 137 instead of generating a trigger pulse, specifies the time at which the optical switch node starts an operation based on the TS information, and the TS information distribution unit 138 stores the TS information. Delivered to each optical switch node.
  • the time-synchronous optical switch node 121 has the same configuration as the trigger type shown in FIG. 67B, but includes a TS information management unit 148 that holds the received time slot information. It is different from what is shown.
  • the TS synchronization unit 145 detects a control signal for synchronizing the timing of the time slot of each node, notifies a time stamp value in the signal to a time counter (not shown), and the time slot start time ( Thereafter, in accordance with the TS start time and backup), the TS transmission / reception unit 146 and the optical TS-SW unit 144 are instructed to transmit data in the time slot assigned to the own node.
  • each optical switch node In 121 since the master node 120 simultaneously distributes the time slot information and the trigger indicating the start of the time slot to each optical switch node 121, each optical switch node In 121, the TS information management unit 148 need not be provided.
  • FIGS. 67A, 67B, 68A, and 68B it is possible to avoid providing the demultiplexing units 131 and 141 and the multiplexing units 132 and 142 by increasing the number of fibers in the transmission path. it can.
  • the master node 120 collects traffic information from each optical switch node 120.
  • traffic information from a plurality of optical switch nodes 121 does not collide with each other in a control fiber or wavelength. It is necessary to. Therefore, the master node 121 also performs time slot allocation for control signal transmission. Therefore, in this embodiment, each optical switch node 121 starts the control signal time slot increment from the moment of receiving the control signal transmission TS allocation signal. The time slot number at the start is set to 1, and the slot number is incremented for each unit time slot. When the incremented slot number becomes the time slot number described in the control signal transmission TS allocation signal, this optical switch node can transmit the traffic information (TS transmission / reception unit unit) to the master node 120.
  • This time slot is periodic, and each optical switch node 121 can transmit a control signal at a constant period.
  • FIG. 69 shows a procedure for sending traffic information from the optical switch node 121 to the master node 120 by such control. This procedure will be described.
  • the master node 120 assigns a control time slot to each optical switch node 121 by a control signal.
  • the optical switch node 121 receives the data packet transmitted from the external communication device 190, and measures the traffic volume.
  • the optical switch node 121 transmits the traffic amount to the master node 120 as traffic information.
  • step 214 the master node 120 grasps the traffic amount from the traffic information, and calculates a time slot allocation amount (time slot length) according to the traffic amount.
  • step 215 the calculated time slot length is notified to the optical switch node 121.
  • step 216 the optical switch node 121 sets a time slot having the notified time slot length and transmits data.
  • the traffic information notification there is one that notifies the data size accumulated in the buffer of the TS transmission / reception unit 146 and the estimated time until the buffer overflow occurs.
  • the predicted time until the buffer overflow occurs is an estimate of how many seconds the buffer of the TS transceiver 146 will cause the buffer overflow.
  • a large TS can be preferentially allocated to the virtual queue in the TS transmission / reception unit in which buffer overflow may occur, and buffer overflow can be avoided.
  • FIG. 70 is a diagram for explaining prediction of buffer overflow. It is assumed that a plurality of virtual queues 1 to N are set in the TS transmission / reception unit 146.
  • the number of seconds after which the buffer overflows is predicted from the degree of decrease in the remaining memory portion in the virtual queue. If the time interval between time t and time t + 1 is ⁇ T, and the remaining memory of the virtual queue decreases by ⁇ data during this time, [(remaining memory amount at time t + 1) / ⁇ data] ⁇ ⁇ T is calculated until the buffer overflow occurs. It will be the estimated time.
  • the master node 120 may be notified of (a) the current total accumulated data amount and (b) the maximum TS amount that does not exceed the set threshold value.
  • FIG. 71 shows the relationship between the threshold, the current total accumulated data amount expressed as an uplink data frame (indicated by [a]), and the maximum TS amount not exceeding the threshold (indicated by [b]). Yes.
  • FIG. 72 shows various examples assumed when TS start distribution and TS synchronization are performed by a trigger.
  • the trigger and the data are transmitted on the same path by wavelength multiplexing, for example.
  • FIG. 73 illustrates the relationship between time slots and triggers.
  • An example in which a trigger is output for each time slot as shown in No. 1011 of FIG. 72 is shown in * 1 of FIG. 73, and Nos. 1012 and 1013 in FIG.
  • An example in which a trigger is output for each TS cycle as shown in FIG. 73 is shown by * 2 in FIG. 73, and an example in which a trigger is output every N times the TS cycle as shown in Nos. 1014 and 1015 in FIG. 73 * 3.
  • FIG. 74 shows an operation example of transmission from node A to node B, node A to node C, and node B to node C in the case of No 1011 in FIG. 72 (in the case of * 1 in FIG. 73).
  • the master node 120 sets TS information in each optical switch node.
  • the TS number of the time slot that is to be inserted (ADD) into one wavelength is not duplicated in each node.
  • the TS length is set to 1 / integer of the ring length.
  • the ring length here is a propagation delay when a signal goes around the ring once.
  • the master node 120 transmits triggers at TS length intervals.
  • the trigger makes one round of the ring, but the trigger that makes one round ends at the master node 120.
  • the trigger is sequentially received by each node. As shown in [3], when the node A receives the trigger, it performs the operation of the first row of the TS information after the offset time (here, 5 counts) (inserts the data of the destination B in the time slot TS0 (ADD )). Similarly, when the next trigger is received, the operation of the second row of TS information is performed. When the next trigger is received, the operation in the third row of TS information is performed (data of destination node C is ADDed to time slot TS2).
  • Node B Since the trigger propagates on the ring, it is also received by Node B. However, as shown in [4], when Node B receives the trigger, it performs the operation of the first row of TS information after the offset time (5 counts). Implement (branch (DROP) data of time slot TS0). When the next trigger is received, the operation of the second row of the TS information is similarly performed (data of the destination node C is added to TS1).
  • FIG. 75 shows an operation example in which transmission is performed from node A to node B, from node A to node C, and from node B to node C in the case of No. 1012, 1013 in FIG. ing.
  • the master node 120 sets TS information in each optical switch node 121.
  • the TS numbers of the time slots that are ADDed to one wavelength are not duplicated in each of the nodes A to C.
  • the TS length is set so that the TS cycle (TS length ⁇ m) is 1 / integer of the ring length.
  • the master node 120 transmits a trigger at a TS cycle interval.
  • the trigger that makes one round of the ring is terminated by the master node 120.
  • FIG. 76 shows an operation example of transmitting from node A to node B, from node A to node C, and from node B to node C in the case of No. 1014 or 1015 in FIG. 72 (in the case of * 3 in FIG. 73).
  • the master node 120 sets TS information in each of the nodes A to C as shown in [1].
  • the TS number of the time slot that is ADDed to one wavelength is not duplicated in each node.
  • the TS length is set so that the TS cycle (TS length ⁇ m) is 1 / integer of the ring length.
  • the master node 120 transmits at intervals of TS period ⁇ N.
  • the trigger that makes one round of the ring is terminated by the master node 120.
  • the node A receives the trigger, as shown in [3], the node A sequentially executes the TS information from the first line to the m-th line after the offset time (here, 5 counts). The operation from the 1st line to the m-th line of the TS information is repeated until the next trigger comes.
  • the TS information is repeatedly executed from the first line to the m-th line after the offset time.
  • the node B sequentially executes the TS information from the first line to the m-th line after the offset time (5 counts here) as shown in [4] until the next trigger comes. This is repeated.
  • the TS information is repeatedly executed from the first line to the m-th line.
  • FIG. 77A shows such a network configuration.
  • the TS length or the TS cycle may be set to 1 / integer of the ring length (the TS length also when the trigger output interval is the TS length). Is an integer of the ring length, and when the trigger output interval is TS period or TS period ⁇ N, the TS period is set to 1 / integer of the ring length). Accordingly, the node A can receive the data transmitted by the node C by the trigger newly transmitted by the master node 120.
  • the transmission / reception timing of each node's time slot may shift due to clock fluctuations.
  • the transmission / reception timing of the time slot may shift.
  • FIG. 78 illustrates a time slot timing shift.
  • the clocks match, the timings of the time slots transmitted and received by the nodes 120 and A to C are the same, but the clock becomes fast like node A or slow like node B due to clock fluctuation.
  • the timings of the time slots TS1 and TS2 may be shifted, and the time slots may overlap between the nodes A to C. Therefore, in order to prevent data collision from occurring even when such clock fluctuations occur, as shown in FIG. 79, in consideration of overlapping time slots due to clock fluctuations, guarding is performed before and after the data in the clock slots. What is necessary is just to set time.
  • FIG. 80A shows the configuration of the optical switch node 121A in the case of a unidirectional ring.
  • the description of the traffic information transmission unit is omitted, and this optical switch node 121A is equivalent to that shown in FIGS. 67B and 68B.
  • FIG. 80B shows a configuration of an optical switch node 121B adapted to a bidirectional ring.
  • each optical switch node 121A and 121B has the TS information of the TS information management units 148a and 148b corresponding to the transmission / reception direction of the trigger. And data transmission / reception and SW switching in the same direction as the transmission / reception direction of the trigger.
  • the time synchronization type is characterized in that the TS start is designated by time.
  • the trigger type synchronization described above it is necessary to transmit the trigger and the data through the same route.
  • the TS start time can be set in advance, and even when the TS start time is distributed. There is no need to distribute data along the same route.
  • As a method of setting the time of each node in the time synchronization type (a) a case where a delay time corresponding to the data transmission path is added to the time of the master node 120 and (b) the master node 120 is set. And a common time may be set for the entire optical switch node 121.
  • a characteristic of the time setting (time with delay difference) in (a) is that the value of the TS start time can be made common to all nodes.
  • time setting based on time with delay difference will be described.
  • TS start distribution and TS synchronization are set according to a time with delay difference
  • a time with a time difference corresponding to the delay time between the nodes is set for each node.
  • FIG. 81 there are several methods for setting the TS start distribution and TS synchronization in this case.
  • control signal for setting as a combination of information distributed by the master node 120, as shown by a symbol SS20 in FIG. As indicated by SS21 to SS23, there are some which transmit these separately. When transmitted separately, the time stamp can be sent independently, so that the deviation of the counter value can be corrected.
  • FIG. 83A shows an example in which the control signal is transmitted counterclockwise as indicated by the arrow Y1, and when the master node 120 transmits a control signal with a time stamp at the local time t, the node 121a, the node 121b, and the node 121c are transmitted. A delay is added during transmission.
  • the time stamp of the control signal is set in the time counter of its own node. As a result, the local time is set to a time shifted by the delay time.
  • FIG. 83B shows an example in which a control signal is transmitted clockwise from the master node 120 as indicated by an arrow Y2.
  • the master node transmits a control signal with a time stamp, both counterclockwise and clockwise.
  • the delay in the clockwise direction and the delay in the counterclockwise direction are different for each node. Therefore, each node maintains a clockwise counter for counterclockwise and counterclockwise counterclockwise, and the local counterclockwise and counterclockwise are local. Manage time.
  • FIG. 84A shows the configuration of the optical network system
  • FIG. 84B shows a time setting time chart in time synchronization based on time with delay difference.
  • the master node 120 controls the optical switch nodes (also simply referred to as switch nodes or nodes) 121a and 121b by specifying the optical switch switching time and the packet transmission time.
  • the node 120 needs to set the time for each of the switch nodes 121a and 121b.
  • the master node 120 transmits a time setting packet with a time stamp to the optical switch node.
  • each optical switch node 121a, 121b sets the value described in the time stamp as the current time of its own node when receiving the time setting packet.
  • the master node 120 since the master node 120 needs to know in advance the one-way propagation delay time to each of the nodes 121a and 121b, it is necessary to actually measure the delay.
  • the propagation delay time can be measured by reciprocally transmitting / receiving the time stamp given by the master node 120 to the same path between the master node 120 and the optical switch nodes 121a and 121b.
  • 85A and 85B are diagrams illustrating such delay time measurement. As shown in [1] in the figure, first, the master node 120 transmits a time setting packet with a time stamp, and each optical switch node 121a, 121b that receives the packet sets [2], [3].
  • a delay measurement packet including a time stamp given by the master node 120 is returned as a response packet to the master node 120.
  • the master node 120 calculates the one-way propagation delay time from the difference from the response packet arrival time to the time of the first time stamp. Actually, since there is a processing delay in the optical switch, it is necessary to consider the processing time as shown in the figure.
  • FIG. 86A shows an optical switch node 121A corresponding to a unidirectional ring.
  • this optical switch node 121A omits the description of the traffic information transmission unit, and in order to clarify the time synchronization by the TS synchronization unit 145, a time counter 149 and an internal clock 150 are provided. Although described, it is substantially the same as that described in FIG. 68B.
  • the control signal receiving unit, the TS information management unit, and the time counter are respectively counterclockwise and clockwise. Two are provided.
  • a control signal receiving unit 143b, a TS information management unit 148b, and a time counter 149b are shown for clockwise rotation.
  • the master node 120 transmits control signals clockwise and counterclockwise on the ring, and each optical switch node 121A, 121B is based on TS information of the TS information management unit corresponding to the transmission / reception direction of the control signal and the time counter. Perform the action. For example, when a clockwise control signal is received, the clockwise TS information management unit 48b is used.
  • each node transmits data in the same direction as the direction in which the time stamp was sent because the local time with a delay time difference is set for the master node.
  • reception time of local time of receiving node “transmission time of local time of transmitting node”.
  • “reception time of the local time of the receiving node” “local time of the transmitting node” Transmission time ”+“ time of one round of ring (a + b + c + d) ”.
  • DROP In order to branch (DROP) this data at the master node 120, it is necessary to set the DROP switching time at the master node 120 to “TS start time + one ring round time”. Similarly, for transmission / reception across the master node 120 such as from the node 121c to the node 121a, the DROP switching time is set to “TS start time + round time of the ring”, or the TS is reversed so as not to cross the master node 120. It is necessary to make settings.
  • the delay time is measured in advance with a measuring instrument such as an OTDR (optical pulse tester: OpticalOptTime Domain Reflectmeter), and the measurement result is manually transmitted to the TS information management unit.
  • a method of setting and a method of calculating from a control signal that makes one round of the ring There are a method of setting and a method of calculating from a control signal that makes one round of the ring.
  • a control signal with a time stamp is generated and transmitted by the master node, and the control signal that has made one round of the ring is transmitted to the delay measurement function unit (not shown) of the master node. ), And a value obtained by subtracting the time stamp value from the reception time may be calculated as the ring one round time.
  • FIG. 88 shows an operation example of distribution of local time and TS start time in the time synchronization type configuration with time with delay difference in the case of No. 2013 in FIG.
  • all TSs are set in advance.
  • the master node 120 sets time slot information in the node A.
  • the master node 120 transmits a control signal including a TS start time and a time stamp value for each TS cycle.
  • the node A sets its own time counter to the time stamp value of the control signal.
  • the node A starts operation in order from the time slot TS0 when the time counter reaches the TS start time.
  • the operation of TS information is performed.
  • ADD is performed in the time slot TS0 of the time counters 100 to 120, and ADD is performed in the time slot TS2 with the time counters 140 to 160.
  • Node A repeats this operation until the next TS start time is transmitted.
  • the node B receives the control signal again, the node B sets the time counter of its own node to the time stamp value of the control signal.
  • the node B operates in order from the time slot TS0 when the time counter reaches the TS start time.
  • the common time is time information that can be obtained in each node irrespective of other nodes.
  • Such a common time is a single time system and does not depend on each propagation delay in each node.
  • These include high-precision internal clocks provided at each node (for example, atomic time standards such as cesium oscillators and rubidium oscillators, or crystal oscillators), and external clocks that can be enjoyed equally at each node.
  • atomic time standards such as cesium oscillators and rubidium oscillators, or crystal oscillators
  • external clocks that can be enjoyed equally at each node.
  • a GPS clock or a JJY clock Japanese standard radio clock
  • FIG. 90A shows a configuration of an optical network system
  • FIG. 90B shows a procedure for distributing a common time to each node using GPS and measuring a delay.
  • a GPS receiver is connected to each of the master node 120 and each optical switch node 121a, 121b, and an accurate time obtained by GPS is set as a local time of each node 120, 121a, 121b. It has become.
  • the master node 120 transmits a delay measurement packet to which the time (T1) inside the master node is given as a time stamp. Each node receives this delay measurement packet.
  • propagation delay time current time-time from the time stamp value (T1) of the received packet and the current time at the own node. The propagation delay time is calculated as the stamp value.
  • each node 121a, 121b notifies the measured propagation delay time to the master node 120 as shown in [3].
  • the time synchronization based on this common time does not need to use a duplex control signal line (clockwise and counterclockwise control lines), and can be realized by a single configuration, that is, a one-way control line.
  • a duplex control signal line clockwise and counterclockwise control lines
  • the propagation delay time measured without collision can be transmitted.
  • the TS start time when time synchronization is performed based on the common time will be described.
  • the time synchronization based on the common time since the local time of each node is exactly the same, it is necessary to consider the delay between nodes in order to determine the start time of the time slot so that data collision does not occur. That is, assuming that the TS start time transmitted by the master node is t, each node needs to newly set a value obtained by adding the delay time with the master node to the transmitted TS start time t.
  • 91A and 91B illustrate the determination of such a TS start time. In this description, as shown in FIG.
  • FIG. 91A [1] is assigned to the ring-connected master node 120, [2] is assigned to the node 121a, [3] is assigned to the node 121b, and the nodes [1] to [3] are assigned.
  • FIG. 91B the same reference numerals [1] to [3] are shown to represent nodes.
  • the TS start time of the master node [1] is shown in FIG. 91B at time t1.
  • FIG. 92 is a time sequence diagram showing an operation of grasping the topology when the control ring is single.
  • the master node 120 In order to grasp the connection configuration between the optical switch nodes 121 connected to the ring network and the terminal (external communication device) 190 connected to the optical switch node 121, the master node 120 First, an ID (identification number) of the switch, an ID of an interface (TS transmission / reception unit) of the switch, and the like are requested (ID request S1), and the optical switch node 121 responds to the ID request with an ID response. Returns S2. Thereafter, the master node 120 requests the optical switch node 121 for the address of the terminal (external communication device) 190 connected to the optical switch node 121 as a management terminal address request (management terminal address request S3). ).
  • the optical switch node 121 is notified S4 each time the terminal address is updated from the terminal 190 connected thereto, and stores each terminal address 190m. Through S5, the master node 120 is notified of the address of the terminal (external communication device) 190 being managed. Thereby, the master node 120 has the switch ID of the optical switch node 121 connected to the ring network, the ID of the TS transceiver, the port number connected to the TS transceiver in the optical switch node 121, and the optical switch node 121. 2, the port number used for link establishment and the address of the terminal 190 existing under the optical switch node 121 are grasped.
  • each optical switch node 121 is connected in a daisy chain after receiving a control signal from the master node 120 in order to avoid data collision for topology management. Specifically, the information requested from the master node 120 is added to the back of the received packet and transmitted to the optical switch node 121 at the next stage.
  • each optical switch node needs to send data to the next optical switch node or DROP via the optical TS-SW unit, and send a trigger (or control signal) to the next optical switch node. It needs to be given to the control signal receiving unit of the own node.
  • the transmission configuration of the trigger and the control signal includes variations as shown in FIGS. 93A to 93D, for example.
  • the control signal is also referred to as a trigger.
  • the trigger is also passed through the optical TS-SW unit 144.
  • the trigger is branched by the optical TS-SW unit 144 and supplied to the control signal receiving unit 143.
  • the optical TS-SW unit 144 is set to broadcast.
  • FIG. 93C shows that the trigger is not passed through the optical TS-SW unit 144, and the control wavelength ⁇ c is subjected to OE (light / electricity) -EO (electricity / light) conversion to obtain an electric signal.
  • the trigger is branched, or the trigger is branched using an optical coupler, and is supplied to the control signal receiver 143.
  • the control signal receiving unit 143 triggers the control wavelength ⁇ c independently of the data. Branched.
  • connection configuration between the optical TS-SW unit and the TS transmission / reception unit includes variations as shown in FIGS. 94A to 94C, for example.
  • the TS transmission / reception unit 146 has one output and one input. In the TS transmission / reception unit 146, transmission data is stored in a separate queue for each destination.
  • the TS transmission / reception unit 146 is connected to the optical TS-SW unit 144 by ADD and DROP one port at a time.
  • the one shown in FIG. 94B is one output for each queue of the TS transmitter / receiver 146, and the input is one for the entire TS transmitter / receiver 146.
  • transmission data is stored in a separate queue for each destination.
  • the connection at the optical TS-SW unit 144 of the TS transmission / reception unit 146 uses one ADD port for each queue.
  • One DROP port is used for the entire TS transceiver 146. Since an ADD port is used for each queue, data with different destinations can be output simultaneously if the ring transmission directions are different.
  • FIG. 94C shows a configuration in which a buffer is provided in the TS transmission / reception unit 146 and data is received from the two DROP ports in the buffer with respect to that shown in FIG. 94B. Since two DROP ports are used, simultaneous reception from both the clockwise and counterclockwise directions in the ring is possible.
  • the optical TS-SW unit 144 includes an input port and an output port, accommodates the data line of the ring network, changes the connection relationship between the input port and the output port according to an instruction from the master node 120, At the same time, processing such as wavelength conversion is also performed as necessary.
  • Such an optical TS-SW unit 144 can be configured as a wavelength routing type switch by wavelength conversion, or as a broadcast and select type spatial switch, as will be described below with a specific example. You can also.
  • Data lines accommodated in the optical TS-SW unit 144 include a data line that is wavelength-multiplexed and a data line that is not wavelength-multiplexed.
  • 95A and 95B are diagrams showing an outline of the optical TS-SW unit 144 configured as a wavelength switch.
  • FIG. 95A shows a case where a wavelength-multiplexed data line is accommodated
  • FIG. 95B shows a data line that is not wavelength-multiplexed. The case of accommodating is shown.
  • a demultiplexing unit 141 is installed before the input of the optical TS-SW unit 144, and the data input by wavelength multiplexing is, for example, N wavelengths. Are applied to the input ports indicated by IN 1 to IN N. Then, a multiplexing unit 142 is installed at the subsequent stage of the optical TS-SW unit 144, and optical signals from the N output ports OUT 1 to OUT N of the optical TS-SW unit 144 are wavelength-multiplexed, The data is transmitted to the next node (next node).
  • the optical TS-SW unit 144 also has functions of optical signal insertion (ADD) and optical signal branching (DROP), and an ADD port is provided as an input port of the optical TS-SW unit 144. Port is provided as an output port of the optical TS-SW unit 144.
  • ADD optical signal insertion
  • DROP optical signal branching
  • the demultiplexing unit and the multiplexing unit are not provided.
  • the number of data lines in the ring is equal to the number of terminals (ports) obtained by subtracting the number of ADD / DROP interfaces in the optical switch.
  • FIG. 96 shows an example of the basic configuration of the optical TS-SW unit 144 configured as a wavelength switch.
  • the optical TS-SW unit 144 includes one or a plurality of input ports and a plurality of output ports.
  • the optical demultiplexer 141 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal for each wavelength, and the light input to each input port.
  • AGW array waveguide grating
  • DROP branch
  • TWC tunable wavelength converter
  • TWC [A] 1 to TWC [A] 3 for performing wavelength conversion at the same time
  • a multiplexer (multiplexing unit) 142 that performs wavelength conversion so that an optical signal is output to the same port at a demultiplexing unit in the next stage, and a fixed wavelenght converter (FWC) 1 to FWC8, and an AWG 144i.
  • Branch at (DRO P) and an optical receiver 144j for receiving the optical signal an optical signal transmitted by wavelength multiplexing from the previous stage is demultiplexed into wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 8 by a demultiplexer 141, and these demultiplexed optical signals are respectively transmitted from the AWG 144i via TWC1 to TWC8. Is given to the input port. Apart from these, an optical signal to be inserted is provided to the input port of the AWG 144i via the TWC [A] 1 to TWC [A] 3.
  • the AWG 144i has an output port used for branching (DROP), and an optical receiver 144j is connected to the output port.
  • the optical receiver 144j includes a photoelectric element (APD) that performs photoelectric conversion, a limiting amplifier (LIM) that absorbs a power difference between optical signals, and a clock that absorbs a phase difference between the optical signals.
  • a data recovery circuit (CDR) is connected in series in this order, and receives an optical signal by absorbing a power difference / phase difference between signals.
  • the wavelength ⁇ 8 is a fixed wavelength for control.
  • Each channel of ADD and DROP is also used for control, and is connected to a switch control unit for controlling the optical TS-SW unit 144.
  • FIG. 97A shows an example of the configuration of the TWC.
  • a thick solid line indicates an optical signal
  • a thick dotted line indicates an electric signal.
  • the TWC includes an optical burst receiver 170 composed of APD, LIM, and CDR, a variable wavelength light source 171 that can change an oscillation wavelength in order to change an output destination in the AWG, and an optical burst receiver 170.
  • a modulator 172 that modulates the light from the wavelength tunable light source 171 by the electrical signal.
  • the LIM is provided to absorb loss differences due to different transmission path lengths and the output power difference of the light source
  • the CDR is provided to absorb phase differences due to different transmission path lengths.
  • Such a TWC can recover the power of light attenuated by long-distance transmission by performing optical-electrical-optical conversion. By using the TWC, an optical amplifier becomes unnecessary.
  • FIG. 97B shows an example of the configuration of the FWC.
  • a thick solid line indicates an optical signal
  • a thick dotted line indicates an electric signal.
  • the FWC is used for wavelength conversion so that the wavelength of the passing data and the ADD data is the same so as to be output to the same port in the optical demultiplexing unit 170 of the APD, LIM and CDR, and the demultiplexing unit in the next stage.
  • the LIM is provided to absorb a difference in loss and a difference in output power of the light source for each port in the AWG
  • the CDR is provided in order to absorb a phase difference due to different transmission paths in the AWG. It has been.
  • the wavelength switch type optical TS-SW unit may have various configurations.
  • FIG. 98 shows what kind of configuration is assumed. Here, how many fibers per AWG are provided, whether FWC is provided, whether a port for ADD connection is provided in the front or back of the AWG, wavelength switching is performed between the fibers, or in the fiber It shows what kind of configuration is possible depending on whether or not. If the FWC is not used, the cost can be reduced accordingly. If the fiber-to-fiber wavelength exchange is used, communication is possible even if a single optical fiber is broken, so that fault tolerance is improved. In addition, more flexible operation is possible with intra-fiber wavelength conversion.
  • FIG. 99 corresponds to the case [1] in FIG. 98, and uses a K-duplex ring with K fibers and uses N wavelengths per ring, and the configuration of the optical TS-SW unit 144
  • An example is shown.
  • an example of how wavelength exchange is performed between K fibers when no FWC is deployed is shown.
  • kN wavelengths ⁇ i (0 ⁇ i ⁇ kN ⁇ 1) by setting a plurality of wavelengths having the same value (i MOD N) to the same wavelength, the signal after switching can be obtained without introducing FWC.
  • the wavelength conversion unit (TWC) at the next stage inputs the same wavelength unit.
  • kN ⁇ kN orbiting AWGs 141a and 141b are provided, and N TWC1 to TWC8 and k number of orbiting 1 ⁇ N AWG144i as demultiplexing units are provided at the preceding stage, and the latter stage is provided.
  • k output ports 144k and 144l are provided.
  • FIG. 100 corresponds to the case of [1a] in FIG. 98, and performs wavelength switching between fibers in a 1ADD / 1DROP configuration that does not use FWC in the case of a K-double ring and N wavelengths per ring.
  • An example is shown.
  • kN wavelengths ⁇ i (0 ⁇ i ⁇ kN ⁇ 1) a plurality of wavelengths having the same value (i MOD N) are set to the same wavelength, and a kN ⁇ kN cyclic AWG 144i is provided, and k pieces are provided in the preceding stage.
  • Cyclicity 1 ⁇ N AWGs 141c and 141d, k (N ⁇ 2) through / branch (DROP) TWC1 to TWC4, and one add (ADD) TWC [A] are provided. .
  • the k circular 1 ⁇ N AWGs 141c and 141d function as a demultiplexing unit that also performs wavelength conversion.
  • an optical receiver 144j On the output side of the kN ⁇ kN recursive AWG 144i, an optical receiver 144j that is a branching interface and k (N ⁇ 1) ⁇ N multiplexing units 142c and 142d are provided.
  • FIG. 101 corresponds to the case of [1a] in FIG. 98.
  • inter-fiber wavelength switching is performed in a 1ADD / 1DROP configuration that does not use FWC.
  • An example is shown in which the control wavelength is further used.
  • kN wavelengths ⁇ i (0 ⁇ i ⁇ kN ⁇ 1) a plurality of wavelengths having the same value (i MOD N) are set to the same wavelength, and a kN ⁇ kN cyclic AWG 144i is provided, and wavelength conversion is performed in the preceding stage.
  • K ⁇ 1 AWGs 141c and 141d functioning as a demultiplexing unit, k (N ⁇ 2) TWC1 to TWC4 for Through / Drop (DROP), and one insertion (ADD) ) TWC [A].
  • an optical receiver 144j that is a branching interface and k (N ⁇ 1) ⁇ N multiplexing units 142c and 142d are provided. Further, in this configuration, a control wavelength for performing switch control is prepared, and in order to ensure the reachability of the control wavelength, a coupler 144r is connected to each demultiplexing unit, and copying is performed by each switch. .
  • FIG. 102 corresponds to the case of [1b] in FIG. 98, and performs wavelength switching between fibers in a 1ADD / 1DROP configuration that does not use FWC in the case of a K-double ring and N wavelengths per ring.
  • An example is shown.
  • kN ⁇ kN circular AWG 144i is provided, and in the preceding stage, k circular 1 ⁇ N AWGs 141c and 141d functioning as a demultiplexing unit that also performs wavelength conversion, and k (N ⁇ 2) through / Branches (DROP) TWC1 to TWC4 are provided.
  • FIG. 103 corresponds to the case of [2] in FIG. 98, and is an inter-fiber wavelength exchange and an intra-fiber wavelength exchange without deploying an FWC in the case of a K-double ring and using N wavelengths per ring.
  • the wavelength conversion unit at the next stage inputs the same wavelength unit.
  • kN ⁇ kN recursive AWG 144i is provided, and TWC1 to TWC8 and k recursive 1 ⁇ N AWGs 141c and 141d as demultiplexing units are provided in the preceding stage, and k pieces are provided in the subsequent stage.
  • N ⁇ 1 star couplers 144s and 144t and k output ports 144k and 144l are provided.
  • FIG. 104 corresponds to the case of [3] in FIG. 98, and uses a 1-ADD / 1DROP configuration in which one fiber per AWG is used while using k-fold rings (N wavelengths per ring) and FWC is not used.
  • An example using a control wavelength is shown.
  • kN wavelengths ⁇ i (0 ⁇ i ⁇ kN ⁇ 1) a plurality of wavelengths having the same value (i MOD N) are set as the same wavelength, and k N ⁇ N recursive AWGs (two 4 AWGs in the figure) are used.
  • ⁇ 4 orbiting AWG) 144h and 144i are provided.
  • k revolving 1 ⁇ N AWGs 142c and 142d functioning as a demultiplexing unit that also performs wavelength conversion
  • k (N ⁇ 2) passes (Through ) / Branch (DROP) TWC1 to TWC4 and one insertion (ADD) TWC [A].
  • the insertion TWC [A] is connected to the upper 4 ⁇ 4 AWG 144h in the drawing.
  • the optical receiver 144j which is a branching interface, and k N ⁇ N multiplexing units 142c and 142d are provided in the subsequent stage of the k N ⁇ N revolving AWGs 144h and 144i.
  • the optical receiver is connected to the lower 4 ⁇ 4 AWG 144i in the drawing.
  • An ADD / DROP TWC [A / D] between the fibers is provided so as to connect the output of the upper 4 ⁇ 4 AWG 144h and the input of the lower 4 ⁇ 4 AWG 144i.
  • a coupler 144r is connected to each demultiplexing unit, and copying is performed by each switch.
  • FIG. 105A shows a specific example of the basic configuration shown in FIG. 96.
  • a configuration in which a double ring with four wavelengths per ring is used and ADD / DROP is performed on one channel is shown.
  • As the AWG 144i a 9 ⁇ 9 AWG 144g is used, and FWC1 to FWC4 + FWC1 to FWC4 are provided on the output ports of the AWG 144g excluding the DROP port, respectively.
  • FIG. 105B shows the wavelength requirements in each TWC [A], TWC1 to TWC8 provided on the input side of the AWG 144g.
  • FIG. 106A corresponds to the case of [0a] in FIG. 98.
  • a double ring with four wavelengths per ring is used, and FWC1 to FWC4 + FWC1 to FWC4 are provided in the subsequent stage of 9 ⁇ 9 AWG 144g.
  • a configuration is shown in which ADD / DROP is performed on one channel and wavelength switching is performed within the fiber.
  • FIG. 106B shows the wavelength requirements in each TWC [A], TWC1 to TWC8 provided on the input side of the AWG 144g.
  • FIG. 107A corresponds to the case of [0b] in FIG. 98.
  • a double ring with four wavelengths per ring is used, and FWC1 to FWC8 are provided at the subsequent stage of 9 ⁇ 9AWG144g, and ADD / A configuration is shown in which DROP is performed in one channel, and wavelength switching between fibers and wavelength switching in the fiber are performed.
  • FIG. 107B shows the wavelength requirements in each TWC [A], TWC1 to TWC8 provided on the input side of the AWG 144g.
  • optical TS-SW unit as a broadcast and select type spatial switch
  • FIG. 108 shows a basic configuration of the broadcast and select type optical TS-SW unit 144A.
  • the optical signal input by wavelength division multiplexing (WDM) is demultiplexed by the AWG 141, and each demultiplexed wavelength component is transmitted to a plurality of N ⁇ 1SW (switch) 144t by the coupler 144r.
  • N ⁇ 1SW 144t signal transmission or blocking control (through control) is performed by a semiconductor optical amplifier (SOA).
  • SOA semiconductor optical amplifier
  • One of N ⁇ 1SW 144t is a DROP port.
  • the output of the remaining N ⁇ 1SW 144t switch and the output from the ADD TWC [A] 1 are combined by the coupler 142 and transmitted to the next stage as a wavelength multiplexed signal.
  • Each N ⁇ 1SW 144t is provided with a semiconductor optical amplifier (SOA) 144u for each input port, an SOA 144w for an output port, and a space switch 144v.
  • SOA semiconductor optical amplifier
  • N the number of SOAs to be controlled is N 2 .
  • FIG. 109 shows another example of the configuration of the broadcast and select type optical TS-SW unit 144B.
  • 108 requires a large amount of SOAs 144u and 144w to form N ⁇ 1SW 144t. Therefore, in FIG. 109, wavelength tunable filter 144x is used instead of N ⁇ 1SW 144t in FIG.
  • signal transmission or blocking control through control
  • 109 can reduce the number of elements to be controlled for the switch from N 2 to N as compared with that shown in FIG.
  • time slot transmission node node A
  • time slot reception node node B
  • the transmission signal from node A arrives at node B with a delay of propagation delay time 301AB between nodes A and B. Therefore, the time slot start timing 301A of the time slots TS1 to TS5 operating at the node A is made earlier by the propagation delay time (+ guard band) 301AB than the time slots TS1 to TS5 operating at the node B. ing.
  • the time slots TS1 to TS5 operating at the node A and the time slots TS1 to TS5 operating at the node B are synchronized.
  • time slots TS1 to TS5 operate periodically, and hereinafter, the start timing of the time slot period is referred to as a time slot start position.
  • the operation period of each time slot and the length of the time slot are measured by a counter existing in each of the nodes A and B, and can be measured by counting up for each clock of the local clock frequency.
  • the multi-ring 302 is configured by connecting an upper ring 303 and a plurality of lower rings 304 at a ring switching point node A.
  • the reference time slot (first time slot) 305 is operated at the ring exchange point node A and each node B of the lower ring 304.
  • the reference time slot 305 is a time slot synchronized with the time slot operating in the origin node A0 existing in the upper ring 303.
  • the origin node A0 is defined as any one of a plurality of nodes connected to the ring as the origin node, and corresponds to the master node described above.
  • the reference time slot synchronization method is as follows.
  • the synchronization frame transmitted from the origin node A0 at the timing of the reference time slot start position in the origin node A0 (the time value in the origin node when the synchronization frame is transmitted is inserted in the synchronization frame) Is transmitted to each node other than the origin node, and each node other than the origin node receives the synchronization frame from the origin node A0, and sets the time value in the synchronization frame as the current time of its own node.
  • each node B of the lower ring 304 starts the reference time slot by receiving the synchronization frame from the origin node A0.
  • Ring switching point node A is synchronized with reference time slot (first time slot) 305 in its own node with respect to node B of lower ring 304 where transmission is performed as indicated by TS1 indicated by arrow Y20.
  • the time slot (second time slot) 306 for the upper ring 303 shifted by the offset value (delay time) DB is set.
  • the offset value DB corresponds to the propagation delay time DB from the node B to the ring exchange point node A shown in the multi-ring 302.
  • the time slot 306 for the upper ring 303 of the node B is synchronized with the reference time slot 305 of the ring exchange point node A.
  • the reference time slot 305 is used for downlink communication indicated by arrow Y20 from the upper ring 303 to the lower ring 304, and transmission is performed as indicated by TS5 indicated by arrow Y21 from the lower ring 304 to the upper ring 303.
  • TS5 is a data insertion target time slot.
  • the TDM control timing used for time slot transmission (ADD) to the upper ring 303 and time slot reception (DROP) from the upper ring 303 is separated.
  • the time slot 306 for the upper ring of each node B of the lower ring 304 is synchronized with the reference time slot 305 of the ring switching point node A, and for the upstream communication from the lower ring 304 to the upper ring 303,
  • time slots can be exchanged between rings without occurrence of a time slot collision.
  • the required guard band length can be shortened. Note that a conceptual diagram of a logical configuration using uplink and downlink time slots is shown (arrow Y22).
  • Any origin node A0 starts a reference time slot and synchronizes the reference time slot with each node other than the origin node.
  • the reference time slot synchronization method is as follows.
  • the synchronization frame transmitted from the origin node A0 at the timing of the reference time slot start position in the origin node A0 (the time value in the origin node when the synchronization frame is transmitted is inserted in the synchronization frame) Is transmitted to each node other than the origin node, and each node other than the origin node receives the synchronization frame from the origin node A0, and sets the time value in the synchronization frame as the current time of its own node. Start the reference time slot. As a result, the reference time slot 308 is synchronized between the origin node A0 and nodes other than the origin node.
  • the ring switching point node A sets a time slot 309 for the upper ring synchronized with the reference time slot 308 of the ring switching point node A for each node B of the lower ring 304.
  • the ring switching point node A measures the ring one-round delay of the lower ring B.
  • D1 time is a delay time of a path from a lower node (for example, B) to an upper node (for example, A)
  • D2 time is, conversely, from an upper node A to a lower node B. It is the delay time of the route to go.
  • the time slot 309 for the upper ring of each node B of the lower ring 304 is started earlier than the time slot start timing of the reference time slot of each node B of the lower ring 304 itself.
  • the time slot start timing of the reference time slot 308 of the ring switching point node A can be matched.
  • the method of measuring the lower ring round delay time is as follows: (a) Ring exchange point node A transmits a lower ring round trip delay measurement frame, and (b) Ring exchange point node A makes a round trip around the lower ring. The measurement frame is received, and measurement is performed by subtracting the counter value at the time of (c), (a), and (b) processing.
  • Each Node B of the lower ring 304 engraves a time slot (time slot for the upper ring) 309 in which the time slot start timing is shifted by the offset value with respect to the reference time slot 308 of its own node.
  • the time slot 309 for the upper ring of each node B of the lower ring 304 and the reference time slot 308 of the ring switching point node A are synchronized.
  • the ring exchange point node A transmits a synchronization frame for starting the increment of the time slot 309 for the upper ring to each node B of the lower ring 304.
  • the ring switching point node A transmits the lower ring round-trip delay measured in the synchronization frame as a time stamp.
  • the transmission timing is the start timing of the time slot period of the reference time slot after measuring the lower ring round time so that the synchronization frame arrives at the head position of the reference time slot in each node B of the lower ring 304.
  • each Node B of the lower ring 304 cuts the time slot 309 for the upper ring ahead of the reference time slot 308 of its own node by one cycle of the lower ring described in the synchronization frame. .
  • the counter for the time slot for the upper ring is started with an initial value obtained by adding the time stamp value in the synchronization frame to the reference counter value at the time of reception of the synchronization frame.
  • a method for synchronizing a reference time slot operating at the origin node A0 and a time slot (strand time slot) used when straddling the origin node A0 in a unidirectional single network will be described below.
  • the reference time slot synchronization method is realized by delivering a synchronization frame from the origin node A0 to a node other than the origin node.
  • reachability between nodes is ensured by using a control wavelength different from the data wavelength.
  • the origin node A0 transmits a synchronization frame at the start start position of the reference time slot in the own node.
  • Nodes other than the origin node receive the synchronization frame by copying the control signal with the optical coupler, start the bit counter for the reference time slot from the timing at which the synchronization frame is received, and start the step of the reference time slot.
  • This counter is used for counting the time slot period and the time slot length, and counts up for each clock of the local clock frequency.
  • the reference time slot operates by delaying the start time of the time slot period by the propagation delay time between nodes, and the reference time slot can be synchronized between the nodes.
  • ADD / DROP of time slots between different nodes in the direction in which the synchronization frame is transmitted can be performed.
  • the origin node A0 measures the ring one-round delay in order to match the time slot start timing of the straddling time slot of a node other than the origin node in accordance with the reference time slot of the origin node A0. To do. This is because the time slot transmitted from a node other than the origin node arrives at the origin node A0 after D1 time, and the time slot start timing of the reference time slot of the node other than the origin node is relative to the reference time slot of the origin node A0. This is because the sum of the delays of D2 hours is the ring one round delay time (D1 + D2).
  • the time slot for straddling nodes other than the starting node starts from the time one cycle of the ring earlier than the time slot start timing of the reference time slot of the own node (node other than the starting node). It is possible to match the time slot start timing of the reference time slot.
  • the ring one-round delay time is measured by: (a) the origin node A0 transmits a synchronization frame, (b) the origin node receives a synchronization frame that has rounded the ring, and (c), (a), (b) Measure by subtracting the counter value at the time of processing. (3) The setting of the straddling time slot synchronized with the reference time slot of the origin node A0 will be described.
  • the origin node A0 transmits a synchronization frame for starting the increment of the stride time slot to nodes other than the origin node.
  • the originating node A0 transmits the ring one-round delay measured in the synchronization frame as a time stamp.
  • the transmission timing is set to the time slot start position of the reference time slot after measuring the ring round time so that the synchronization frame arrives at the time slot start position of the reference time slot of the node other than the origin node.
  • the nodes other than each origin node cut the spanning time slot by advancing the ring one round time described in the synchronization frame with respect to the reference time slot of the own node.
  • the straddling counter is started with an initial value obtained by adding the time stamp value in the synchronization frame to the reference counter value at the time of reception of the synchronization frame.
  • time slot transmission / reception from a node other than the origin node to the origin node A0 becomes possible.
  • Each node includes an optical switch unit (optical time slot switch unit) 311, a buffer unit 312, a control information transmission unit 313, a reference TS synchronization unit 314, a delay measurement unit 315, a multiple TS management unit 316, and a counter
  • optical switch unit optical time slot switch unit
  • buffer unit 312 a buffer unit 312
  • a management unit 317, an internal clock unit 318, a TS control unit 319, a TS amount update time calculation unit 320, and a control information reception unit 321 are provided.
  • symbol a is a delay measurement result
  • b is a clock
  • c is a reference time
  • d is a current time
  • e is time stamp information from another node
  • f is assigned TS information
  • g is time stamp information in each TS
  • h is TS transmission timing
  • i is the optical switch switching timing
  • j is the buffer storage amount
  • k is the start start position of the reference TS amount
  • l is the TS change information
  • m is the TS information and TS switching timing
  • n is the start start timing of multiple TSs It is.
  • the optical switch unit 311 performs ADD / DROP of time slots.
  • the control information receiving unit 321 receives the control signal dropped by the optical switch unit 311.
  • the buffer unit 312 includes a buffer that accumulates data input from an external device (not shown), transmits data from the buffer TX to the optical switch unit 311, and receives data from the optical switch unit 311 via RX. Send to external device.
  • the control information transmission unit 313 transmits the data amount accumulated in the buffer of the buffer unit 312 and the time counter value inside the counter management unit 317 to the origin node.
  • the reference TS synchronization unit 314 engraves a time slot (reference time slot) with a fixed period from the time set by the origin node (the time when the synchronization frame is received from the origin node).
  • the delay measurement unit 315 measures and measures the propagation delay time between the other nodes from the time stamp in the control signal (delay measurement frame) from the other node and the time counter value in the counter management unit 317.
  • the propagation delay time between each node is calculated from the propagation delay time with other nodes, and an offset value for determining the start timing of the time slot of each node is obtained.
  • the multiple TS management unit 316 manages time slots in which the start timings of the offset values are shifted from the reference time slot of each node according to the offset value from the delay measurement unit 315. In addition, the multiple TS management unit 316 shifts the start timing of the offset value with respect to the reference time slot in accordance with the offset value included in the control signal (multiple time slot start frame) from another node, so that the time slot has a fixed period. Engrave. In addition, the multiple TS management unit 316 stores the time slot position assigned to each time slot.
  • the counter management unit 317 sets the time stamp in the synchronization frame received from the origin node as the initial time counter value, and increments the time counter value according to the clock from the internal clock unit 318 from the time when the synchronization frame is received.
  • the internal clock unit 318 supplies a clock for advancing the time counter value existing in the counter management unit 317 to the counter management unit 317.
  • the TS control unit 319 compares the time counter value in the counter management unit 317 with the timing value described in the time slot processing scenario according to the time slot processing scenario in the multiple TS management unit 316, and the optical switch unit 311 Time slot transmission and time slot switch operations are controlled for the buffer unit 312.
  • the TS control unit 319 controls transmission of a delay measurement frame and a plurality of time slot start frames, which will be described later.
  • the TS amount update time calculation unit 320 calculates a time slot amount common to a plurality of time slots and a time slot switching timing.
  • Each input / output of the optical switch unit 311 and TX (transmission) and RX (reception) in the buffer unit 312 operate according to at least one time slot.
  • M-C 331 is a starting node as a master node
  • Sub M-C 332a and 332b (332) are ring switching point nodes as sub-master nodes
  • S-C 333a to 333c (333) are nodes as slave nodes (described above) Applicable to optical switch nodes other than the master node).
  • M-C 331 is a representative node (starting node) that exists on the optical network system.
  • M-C331 performs transmission of a synchronization frame that causes the nodes 332 and 333 to start a time slot, and measurement of a propagation delay time between the nodes 332 and 333 and calculation of an offset value.
  • the main roles of SubM-C332 are as follows.
  • the SubM-C 332 transmits a plurality of time slot start frames for starting a new time slot shifted by the calculated offset value to the time slots already operating in the nodes 332 and 333. It is located at the exchange point and controls the optical switch unit 311 (see FIG. 113).
  • the SubM-C 332 engraves a plurality of time slots according to the instruction of the M-C 331. Further, the optical switch unit 311 inside the own node is controlled according to the time slot assigned by the M-C 331.
  • SC-333 is a node that is located outside the ring exchange point and controls the optical switch unit 311 and the buffer unit 312 (see FIG. 113).
  • the main roles of S-C333 are as follows.
  • the S-C 333 cuts a plurality of time slots according to the instruction of the M-C 331. Further, the optical switch unit 311 and the buffer unit 312 in the own node are controlled according to the time slot allocated by the MC 331.
  • the upper ring 335 and the two lower rings 336a and 336b are connected by the nodes (ring exchange point nodes) 332a and 332b which are SubM-C, and the starting node is connected to the upper ring 335.
  • 331 and an SC (optical switch node) 333c, and lower rings 336a and 336b include nodes (optical switch nodes) 333a and 333b.
  • the propagation delay time between nodes is assumed to be “150” between the origin node 331 and the node 332a and “200” between the node 332a and the node 333b.
  • the origin node is simply referred to as a node 331
  • the ring switching point node is simply referred to as a node 332
  • the optical switch node is also simply referred to as a node 333.
  • the time slot start timing is set in order to shift the start timing of the time slot that periodically operates in each of the nodes 331 to 333 by the propagation delay time between each of the nodes 332 and 333 and the start node 331.
  • one origin node 331 is provided on the optical network system.
  • a synchronization frame for determining the time slot start timing t10 is transmitted from the start node 331 to the nodes 332a and 333b other than the start node as indicated by arrows Y25 and Y26.
  • Each of the nodes 332 and 333 other than the origin node starts a time slot operation when receiving a synchronization frame.
  • the start timing of the time slot operating in each of the nodes 332a and 333b other than the origin node is shifted by the propagation delay time “150, 200” between the nodes 332a and 333b and the origin node 331.
  • the time t13a shifted by “” is the start timing of the time slot synchronized with the burst transmission cycle of the node 333b.
  • a time slot transmitted in the direction of arrows Y25 and Y26 from the origin node 331 is referred to as a forward time slot.
  • the origin node 331 gives the current time inside the origin node 331 as a time stamp to the synchronization frame, and transmits the synchronization frame to each of the nodes 332 and 333 other than the origin node.
  • the nodes 332 and 333 other than the origin node receive the synchronization frame, they set the time stamp in the synchronization frame as the current time of their own node.
  • the time of each of the nodes 332 and 333 other than the origin node is set so as to be shifted by the propagation delay time with respect to the origin node 331.
  • the control wavelength is used separately from the data wavelength for transmission of the synchronization frame.
  • the control wavelength is copied by the optical coupler 322 or the like for each of the nodes 332 and 333 with respect to one control wavelength as in the frame 324. May be.
  • transmission may be performed by P-to-P (Peer to Peer) using individual control wavelengths for the nodes 332 and 333. That is, the nodes may be directly connected to each other on the network by P-to-P to transmit and receive data.
  • the start node 331 has a synchronization frame provided with the current time (T1) inside the start node 331 as a time stamp, and each node 332 other than the start node as indicated by an arrow Y31. , 333.
  • Each of the nodes 332 and 333 other than the origin node sets the time stamp in the synchronization frame received from the origin node 331 as the current time T1 of the own node. Then, after the processing time ta set by the parameter, a delay measurement frame provided with the current time T2 inside the own node as a time stamp is transmitted to the origin node 331 as indicated by an arrow Y32. The explanation at the time of transmission is also shown in a frame 118a. At this time, the delay measurement frame is transmitted through a path through which the origin node 331 has transmitted the synchronization frame. By passing the delay measurement frame through the same path as the synchronization frame, the propagation delay time between the nodes 331 to 333 can be measured.
  • the delay measurement frame is repeatedly transmitted at random timing because there is a possibility that the delay measurement frames from the nodes 331 to 333 collide with each other. Alternatively, transmission is performed according to the time slot assigned to each of the nodes 331 to 333. Since the delay measurement frame is transmitted to each of the nodes 331 to 333 via the active optical switch, a control wavelength is used separately from the data wavelength.
  • the origin node 331 measures the propagation delay time between the nodes 332 and 333 other than the origin node, and calculates the propagation delay time between adjacent nodes based on this measurement result. For example, the origin node 331 calculates the difference between the propagation delay time between the nodes 331-333b and the propagation delay time between the nodes 331-332a, and sets this difference as the propagation delay time between the adjacent nodes 332a-333b.
  • a conceptual diagram and explanation of the propagation delay time measured in this way and the calculated propagation delay time are shown in frames 118d and 118c in FIG. However, in the frame 118d, symbols A to E are shown for nodes (optical switch nodes) other than the master node that is the starting node.
  • the origin node 331 measures the ring one round delay time for use in a communication time slot across the origin node.
  • the ring one-round delay time measurement method is as follows: (a) the origin node 331 transmits a ring one-round delay measurement frame, (b) the origin node 331 receives a ring one-round delay measurement frame, and c), (a) and (b) Measure by subtracting the counter value at the time of processing.
  • the ring exchange point node 332 measures the lower ring round-trip delay time for use in a communication time slot from the nodes 333a and 333b of the lower rings 336a and 336b to the node 333c of the upper ring 335.
  • the method of measuring the lower ring round delay time is as follows: (a) the ring switching point node 332 transmits a lower ring round trip delay measurement frame, and (b) the ring switching point node 332 makes one round of the lower ring.
  • the measurement frame is received, and measurement is performed by subtracting the counter value at the time of (c), (a), and (b) processing.
  • FIGS. 119A and 119B a method for measuring the propagation delay time will be described with reference to FIGS. 119A and 119B.
  • FIG. 119A a case where the paths of the synchronization frame and the delay measurement frame are symmetrical will be described.
  • Each of the nodes 332 and 333 other than the origin node sets the time stamp in the synchronization frame as the current time of its own node, and gives the time (or the time recorded according to the local clock of each node from that time) as the time stamp.
  • the same frame as the synchronization frame transmitted in the direction indicated by the arrow Y30 is transmitted in the reverse direction as indicated by the arrow Y31.
  • the optical coupler 322 is placed on a route different from the optical switch unit 311 so that the delay measurement frame always reaches the origin node 331, and the delay measurement frame is transmitted.
  • the origin node 331 takes the difference between the time stamp in the received delay measurement frame and the time in its own node when the delay measurement frame is received, so that the round-trip propagation delay time between the nodes 332 and 333 is obtained. Measure. Next, a case where the paths of the synchronization frame and the delay measurement frame are asymmetric will be described with reference to FIG. 119B.
  • Each of the nodes 332 and 333 other than the origin node sets a time (common time) that is common to the nodes (including the origin node) 331 to 333 (for example, using the GPS receiver 324), and uses the common time as a time.
  • the delay measurement frame provided as a stamp is transmitted to the origin node 331 in the same direction as indicated by an arrow Y32 through a route different from the synchronization frame transmitted in the direction indicated by the arrow Y30.
  • the origin node 331 takes the difference between the time stamp in the received delay measurement frame and the common time inside the node when the delay measurement frame is received, thereby causing a one-way propagation delay between the nodes 332 and 333. Measure time.
  • each node 331 to 333 continues to transmit a delay measurement frame at random timing, so that the delay from each of the nodes 332 and 333 to the origin node 331 Reach the measurement frame.
  • a control time slot that is synchronized based on the delay time between the origin node 331 and each of the nodes 332 and 333, collision of delay measurement frames between different nodes 332 and 333 is achieved. Avoidance is possible.
  • a delay measurement frame may be transmitted to the origin node in P-to-P using individual control wavelengths for each of the nodes 331 to 333.
  • the origin node 331 transmits and receives a synchronization frame addressed to the own node using the control wavelength, and based on the time stamp in the synchronization frame and the time in the own node, the origin node 331 Measure the propagation delay time.
  • the ring switching point node 332 transmits and receives a synchronization frame addressed to the own node using the control wavelength, and based on the time stamp in the synchronization frame and the time in the own node, the upper ring 335 Alternatively, the propagation delay time for one round of the lower ring 336 is measured. Note that the propagation delay time for one round of the lower ring 336 is notified to the origin node 331.
  • the origin node 331 calculates the propagation delay time between the nodes 332 and 333 other than the origin node by calculating the difference in propagation delay time between the nodes 332 and 333 other than the origin node and the origin node 331. .
  • the origin node 331 and the ring exchange point nodes 332a and 332b transmit and receive a synchronization frame addressed to the own node, and when the synchronization frame is received, the current time and the synchronization frame within the own node are received.
  • the propagation delay time for one round of the ring is measured by taking the difference from the time stamp in the ring.
  • a dedicated wavelength is allocated so that the synchronization frame always reaches its own node, or a synchronization frame is transmitted according to a time slot allocated to each node.
  • ADD IFs interfaces
  • variable time slots are created with one ADD IF.
  • the origin node 331 Based on the propagation delay time between the nodes 332 and 333 other than the origin node, the origin node 331 sets a plurality of time slots for the nodes 332 and 333 in consideration of the propagation delay for the number of routes. To do.
  • the origin node 331 indicates a multiple time slot start frame indicating an offset value from a forward time slot already operating in each of the nodes 332 and 333 other than the origin node as indicated by an arrow Y33 from time t11. It transmits to each node 332a, 333b other than the origin node.
  • Each of the nodes 332a and 333b other than the origin node cuts a time slot (time slot for the upper ring) shifted by an offset value as indicated by an arrow Y34 with respect to the forward time slot when receiving a plurality of time slot start frames. start. This content is shown in a frame 121f.
  • i the number of stages of the ring to which each node belongs when counted from the upper ring.
  • the number of time slots in the upper ring and the lower ring is as follows (1) and (2).
  • the number of time slots in the upper ring is two (a forward time slot and a ring round-trip time slot).
  • the number of time slots in the lower ring is four (forward time slot, ring round time slot, upper ring forward time slot time slot, upper ring round time slot time slot) It is.
  • time slots from the lower ring 336 to the upper ring 335 will be described with reference to FIGS. 122A and 122B.
  • the node 333b can perform ADD on the upper ring by using the time slot (time slot for the upper ring) whose start timing is advanced.
  • time slots necessary for bi-directional communication in multi-ring time slot data arrival from both the left and right sides with respect to the origin node
  • the definition of the propagation delay time is as follows, as shown in FIG. 123A.
  • Dru Propagation delay time for one round of the upper ring.
  • Dn propagation delay time between MC and SC in the upper ring.
  • Ds Propagation delay time between MC and Sub MC in the upper ring.
  • Drl Propagation delay time for one round of the lower ring.
  • Dp Propagation delay time between Sub MC to SC in the lower ring.
  • the forward time slot is a time slot that is delayed by Dn time with respect to the forward time slot inside the MC in the upper ring, and is forward with respect to the forward time slot inside the MC in the lower ring.
  • the time slot is delayed by Ds + Dp time.
  • the backward time slot is a time slot advanced by 2Dn hours with respect to the forward time slot in the own node in the upper ring.
  • a time slot delayed by t-MOD (2Dn, t) time with respect to the forward time slot in the own node here, MOD (A, B) means the remainder of A ⁇ B)
  • the time slot is delayed by t0-MOD (2Dn, t0) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot is advanced by 2 (Ds + Dp) hours with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot is delayed by t-MOD (2 (Ds + Dp), t) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot is delayed by t0-MOD (2 (Ds + Dp), t0) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the forward straddling time slot is a time slot advanced by Dru time with respect to the forward time slot in the own node in the upper ring.
  • the time slot is delayed by t-MOD (Dru, t) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot is delayed by t0-MOD (Dru, t0) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot is advanced by Drl time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot is delayed by t-MOD (Drl, t) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot is delayed by t0-MOD (Drl, t0) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the reverse straddling time slot is a time slot advanced by 2Dn-Dru time with respect to the forward time slot in the own node in the upper ring.
  • the time slot is delayed by t-MOD (2Dn-Dru, t) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot is delayed by t0-MOD (2Dn-Dru, t0) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot is advanced by 2 (Ds + Dp) -Drl time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot is delayed by t-MOD (2 (Ds + Dp) -Drl, t) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot is delayed by t0 ⁇ MOD (2 (Ds + Dp) ⁇ Drl, t0) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot for the time slot for straddling the upper ring forward direction is a time slot advanced by Dru + Drl time with respect to the forward time slot in the own node in the lower ring.
  • the time slot is delayed by t-MOD (Dru + Drl, t) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot is delayed by t0-MOD (Dru + Drl, t0) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot for the time slot for crossing the upper ring in the reverse direction is a time slot advanced by 2 (Ds + Dp) ⁇ (Dru + Drl) time with respect to the forward time slot in the own node in the lower ring.
  • the time slot is delayed by t-MOD (2 (Ds + Dp) ⁇ (Dru + Drl), t) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • the time slot is delayed by t0 ⁇ MOD (2 (Ds + Dp) ⁇ (Dru + Drl), t0) time with respect to the forward time slot in the own node.
  • a time slot (forward direction) used in the single ring NW will be described with reference to FIGS. 124A to 124C.
  • the system configuration is such that M-C 351, S-C 352, 353, and 355 are ring-connected by a transmission line 357.
  • the basic policy is to have each node 352-354 engrave another time slot to match the time slot operating in MC-351.
  • FIG. 124A shows the case of forward communication as indicated by arrow Y41, and since there is no cross-border communication across MC-351, the time slots of each node 351 to 354 are all forward time slots 358.
  • the straddling communication in the forward communication means that a signal passes in the forward direction as indicated by the arrow Y43 between the M-C 351 and the S-C 354 which are the origin nodes indicated by the bidirectional arrow Y42 in FIG. 124C. That is. In other words, the communication is straddling from the node 354 side to the origin node (MC) 351.
  • FIG. 124B shows a case where there is a crossing of M-C351 as indicated by an arrow Y44.
  • the time slots of the nodes 353 and 354 having the M-C 351 crossing become the forward crossing time slot 359, and the others become the forward time slot 358.
  • the basic policy is to have each node 352-354 engrave another time slot to match the time slot operating in MC-351.
  • FIG. 125A shows the case of reverse communication as indicated by arrow Y45, and since there is no MC-351 crossing communication, the time slots of the nodes 351 to 354 are all reverse time slots 361.
  • the crossing communication in the reverse direction communication means that the signal passes in the reverse direction as indicated by the arrow Y46 between the M-C 351 and the S-C 354, which are the origin nodes indicated by the bidirectional arrow Y42 in FIG. 125C. That is. In other words, the communication is straddling from the origin node (MC) 351 to the node 354 side.
  • FIG. 125B shows a case where there is a crossing of M-C351 as indicated by an arrow Y47.
  • the time slot of the node 354 with the M-C 351 straddling becomes the reverse straddling time slot 362, and the others are the reverse time slots 361.
  • the origin node 351 records time slots other than the forward time slot among the nodes 352 to 354 other than the origin node in consideration of the direction of the time slot and whether or not the origin node 351 is straddled.
  • the offset value to be set in the node (specific node) 354 that needs to be detected is determined.
  • time slot (forward direction) used in the multi-ring NW will be described with reference to FIGS. 126A to 126D.
  • M-C 351, S-C 352, and 353 are connected by the upper ring 357, and the upper ring 357 and the lower ring 377 are connected by the sub switching ring node SubM-C 371, and the lower ring 377 is connected to the S-C 372
  • the system configuration is such that 373 is connected.
  • the basic policy is to allow each node 352, 353, 371-373 to have other time slots to match the time slots operating in the MC 351.
  • FIG. 126A shows a case where there is communication from the lower ring 377 to the upper ring 357 during forward communication as indicated by an arrow Y51.
  • the time slot of the node 373 in the lower ring 377 is a forward time slot 375, and the others are forward time slots 376.
  • the cross-over communication from the lower ring 377 to the upper ring 357 in the forward communication is an arrow between the S-C 373 and the Sub M-C 371 which are nodes of the lower ring 377 indicated by the bidirectional arrow Y42b in FIG. 126D.
  • the signal passes in the forward direction as indicated by Y52. That is, as shown in FIG.
  • the time slot of the node 373 of the lower ring 377 becomes the time slot 378 for the upper ring forward straddling time slot.
  • M ⁇ C351 crossing communication forward crossing communication
  • FIG. 126B shows a case where there is a straddle from the lower ring 377 to the upper ring 357 and a straddle of MC-351, as indicated by an arrow Y53.
  • the time slots of the nodes 371 and 353 of the upper ring 357 related to the crossing of the M-C 351 become the forward crossing time slots 377a and 377b, and the time slot of the node 373 related to the crossing of the lower ring 377 is the time slot for the upper ring forward crossing.
  • Are directed time slots 378, and others are forward time slots 376.
  • FIG. 126C shows a case where there is a crossing of M-C 351 and communication from the upper ring 357 to the lower ring 377 as indicated by an arrow Y54.
  • the time slot of the node 353 of the upper ring 357 related to the crossing of the M-C 351 is the forward time slot 377b, and the other is the forward time slot 376.
  • the time slots from the upper ring 357 to the lower ring 377 that have communication from the upper ring to the lower ring but do not straddle the MC are all forward time slots 376.
  • time slots (in the reverse direction) used in the multi-ring NW will be described.
  • the basic policy is to allow each node 352, 353, 371-373 to have other time slots to match the time slots operating in the MC 351.
  • FIG. 127A shows a case where there is communication from the upper ring 352 to the lower ring 377 during reverse communication as indicated by an arrow Y55.
  • the time slot of the node 373 of the lower ring 377 is a reverse span time slot 381, and the others are reverse time slots 382.
  • the cross-over communication from the upper ring 357 to the lower ring 377 in the reverse direction communication is between the SubM-C 371 that is the node of the upper ring 357 and the S-C 373 of the lower ring 377 indicated by the bidirectional arrow Y42b in FIG. 127D.
  • a signal passes in the opposite direction as indicated by an arrow Y56. That is, as shown in FIG.
  • the time slot of the node 373 of the lower ring 377 becomes the time slot 383 for the time slot for straddling the upper ring in the reverse direction.
  • the M ⁇ C351 crossing communication reverse direction crossing communication
  • FIG. 127B shows a case where there is a bridge from the upper ring 357 to the lower ring 377 and an MC 351 bridge, as indicated by an arrow Y57.
  • the time slot of the node 373 in the lower ring 377 becomes the time slot 383 for the upper ring reverse direction crossing time slot, and the time slot of the upper ring 357 and the SubM-C 371 in the upper ring 357 straddling the M-C 351 are reverse time slots.
  • 384a and 384b, and others are reverse time slots 382.
  • the origin node 351 has the time slot direction, the presence / absence of straddle of the origin node 351, the presence / absence of straddle from the upper ring 357 to the lower ring 377, and the stride from the lower ring 377 to the upper ring 357.
  • offset values to be set in nodes (specific nodes) 353 and 373 that need to have time slots other than the forward time slots among the nodes 352, 353, and 371 to 373 other than the origin node determined. .
  • the MC [1] starts counting the time counter value of the counter management unit 317 (see FIG. 113) in the MC [1], and the control forward time slot and data Start both ticks in the forward time slot.
  • the initial value of the time counter value is “100”
  • the control time slot starts from TS1, “200” is TS2, “300” is TS3, and the time slot is sequentially increased according to the time counter value count-up. It will be incremented.
  • a data time slot (not shown) is also cut at the same time.
  • MC [1] performs delivery setting of the initial time counter value to each node [2] to [5] other than MC.
  • the initial time counter value is distributed by being included in the command setting information in the synchronization frame.
  • a control forward time slot number used for distribution of the initial time counter value, a destination MAC address, a destination controller ID, and an allocation control time slot number assigned to respond to the initial time counter value are set.
  • the initial time counter value may be included in the time counter operation start command.
  • MC [1] is a forward time slot for control, and a synchronization frame provided with an initial time counter value “100, 200, 300,...” As a time stamp is sent to each node [3] other than MC. To deliver.
  • the time stamp adding process delay time (for example, 1) from the time counter value “300” at the head of the control forward time slot TS3 is transmitted.
  • the time stamp giving process delay time is the time taken for the time stamp giving process, as shown by arrow Y61.
  • the control forward time slot start time counter value is “300” which is the head counter value of the control forward time slot used for transmission.
  • the control forward time slot start time slot number is “TS3”, which is the time slot number of the control forward time slot corresponding to SubM-C [3].
  • the data forward time slot start time counter value is “450” which is the head counter value of the data forward time slot delimiter immediately after the control forward time slot used for transmission.
  • the data forward time slot start time slot number is the data forward time slot number “TS2” corresponding to SubM-C [3].
  • “1” is added as a delay time for adding a time stamp, and therefore an accurate counter value “300” is obtained by subtracting “1”. Do to get.
  • SubM-C [3] also receives the data forward time slot start time counter value “450”, and therefore also records “450”.
  • MC [1] is a forward time slot for control, and distributes a synchronization frame with an initial time counter value as a time stamp to each of nodes [2] to [4] other than MC [1]. .
  • SC [2] starts a counterclockwise time slot (including a data time slot).
  • SubM-C [3], [4], and SC [5] simultaneously perform the data time slot in addition to the control time slot.
  • MC [1] may simultaneously deliver a synchronization frame from both counterclockwise and clockwise.
  • Each of the nodes [2] to [5] other than the MC when the synchronization frame to which the initial time counter value is added as a time stamp is delivered from the MC [1], the response to the response is in the order of control. Use directional time slots.
  • MC [1] is a node close to MC [1] as indicated by arrows Y63, Y64, and Y65 with respect to nodes [2] to [5] other than MC in the upper ring.
  • the youngest control time slots are assigned in order.
  • MC [1] is indicated by an arrow Y66 in order from a node (for example, [5]) close to MC [1] or SubM-C [3], [4] with respect to the node of the lower ring.
  • a young slot is assigned from among control time slots other than the control time slot assigned in the higher ring.
  • SubM-C [3] and [4] are based on the assumption that the lower ring topology controller ID has been grasped in advance and set by a command in advance. In addition, SubM-C [3] and [4] distribute the initial time counter value to the lower ring at a timing within one cycle of the period from the time of reception of the initial time counter value. In addition to the control forward time slot, the data time slot is also stepped simultaneously.
  • SC [6] is a node connected to a lower link to which SC [5] is connected.
  • the SCs [5] and [6] of the lower ring use the control forward time slots TS7 and TS8 assigned to the own node by the MC [1], as indicated by arrows Y67 and Y68.
  • a delay measurement frame to which the initial time counter value of the own node is added as a time stamp is transmitted to SubM-C [3].
  • SC [5] and [6] return the initial time counter value to the SubM-C [3] at a timing within one cycle of the cycle from the reception of the initial time counter value.
  • SC [5] and [6] add “for example, 1” for the circuit processing delay time from the time counter value to the initial time counter value transmission, and give the added value as the time counter value of the own node.
  • SubM-C [3] When SubM-C [3] receives a delay measurement frame to which the initial time counter value is added as a time stamp from SC [5] of the lower ring, as indicated by arrow Y67, the propagation delay as indicated by frame 135a is received. Measure time. Further, SubM-C [3] uses the forward time slot for control assigned to its own node by MC [1] to S-C [1], as shown by arrow Y69. A delay measurement frame to which the initial time counter value of C [5] is added as a time stamp is transmitted in the time slot “TS12”. Note that SubM-C [3], after transmission, newly receives the initial time counter value from SC [6] of the lower ring as indicated by arrow Y68, the control assigned to the next cycle is performed. Transmit in the forward time slot.
  • 136A shows a configuration diagram of the multi-ring network, and symbols [1] to [5] of the respective nodes are attached.
  • SubM-C [3] distributes a synchronization frame to which the initial time counter value addressed to SC [5] of the lower ring is given as a time stamp in the time slot “TS9” indicated by arrow Y71. After one round and returning to SubM-C [3], DROP. Thereby, as shown in a frame 136a, the propagation delay time for one round of the lower ring is measured.
  • the SubM-C [3] receives the delay measurement frame with the initial time counter value given as a time stamp from the lower ring SC [5], it is assigned to its own node by the MC [1]. Using the control forward time slot, as shown by an arrow Y72, a delay measurement frame in which the initial time counter value of SC [5] is given as a time stamp is transmitted to MC [1]. When SubM-C [3] receives a new initial time counter value from SC of the lower ring after transmission, transmission is performed in the control forward time slot assigned to the next cycle. Do.
  • SC [2] (or SubM-C) receives a frame for starting a plurality of time slots from MC [1] as indicated by an arrow Y73, as shown by reference numeral 137b within the frame 137a, Based on the forward time slots for control and data operating in the node, the next time slot is generated as shown by the arrow Y74.
  • a reverse time slot for control and data indicated by reference numeral 137c a forward crossing time slot indicated by reference numeral 137d, a reverse crossing time slot indicated by reference numeral 137e, and a forward crossing of upper rings indicated by reference numeral 137f
  • a time slot for the time slot and a time slot for the time slot for straddling the upper ring reverse direction indicated by reference numeral 137g are generated.
  • the SC [2] (or SubM-C) receives the multiple time slot start frame from the MC as indicated by the arrow Y73
  • the multiple time slot start is started.
  • the operation is started for the time slot [TS4] that is earlier than the head position of the data forward time slot by the offset value.
  • This time slot is defined as a reverse time slot.
  • the first implementation example is an implementation example of a lower ring in unidirectional communication (up and down path is asymmetric) and multi-ring.
  • Arrow Y76 indicates ADD / DROP in the lower ring
  • arrow Y77 indicates ADD for the upper link from TX1, which is the transmission unit
  • arrow Y78 indicates ADD for the upper link from TX2. It is necessary to operate in different time slots in the ADD to the time slot in the lower ring and the ADD of the time slot to the upper ring.
  • TX (ADD IF) for the number of time slots is deployed. Also, the wavelength used in each time slot is different.
  • the start timing is set to the time t31 for the lower ring one week delay. Accelerate.
  • This enables ADD in different time slots at the same timing.
  • the forward time slot TS1 [TX1] and the upper ring time slot time slot TS3 [TX2] can be transmitted simultaneously.
  • reception is possible in the forward time slot TS1 [RX].
  • the second implementation example is an implementation example of a lower ring in a multi-ring for one-way communication (up / down path is asymmetric), but unlike the first implementation example, as shown in a frame 142a, an upper and lower ring ADD IF is shared. Therefore, since it is not necessary to prepare ADD IFs for the number of time slots, the device cost can be reduced.
  • the arrow Y76 indicates DROP in the lower ring, and the arrows Y79a and Y79b indicate ADD for the upper link from TX which is a transmission unit.
  • time slots “TS1 to TS7” operating in the ADD IF shown in the frame 142b define time slots with unequal intervals of the period t ⁇ n, and transmit the respective time slots “TS1 to TS7”.
  • the size of the period t ⁇ n is determined from the start position Pa of the earliest time slot and the start position Pb of the latest time slot (Pb ⁇ Pa) in the period t having the same number of cycles for a plurality of time slots. It becomes.
  • a multi-ring NW (one-way communication, two-way communication) as shown in FIG. 143 is targeted, and time slot exchange in a WDM / TDM network of the multi-ring NW is possible.
  • control problem surrounded by the broken line can be solved.
  • the propagation delay time of the upper ring round is not an integral multiple of the time slot.
  • Time slots can be synchronized. This is because the propagation delay time for one round of the ring can be measured.
  • the time slot when transmitting the time slot from the lower ring to the upper ring can be synchronized. The reason is that occurrence of a time slot collision at the ring switching point node can be avoided.
  • the left and right time slots when the time slots arrive from both the left and right sides to the same output IF of the same origin node can be synchronized.
  • the reason is that the time slot can be set according to the direction of the time slot, the presence / absence of ring crossing, the presence / absence of MC crossing, and the like.
  • a single ring NW (one-way communication, two-way communication) as shown in FIG. 144 is targeted, and time slot exchange is performed in a WDM / TDM network having a single ring NW and a plurality of origin nodes. It becomes possible.
  • control problem surrounded by the broken line can be solved.
  • the propagation delay time of the upper ring round is not an integral multiple of the time slot. Time slots can be synchronized. This is because the propagation delay time for one round of the ring can be measured.
  • the time slot can be set according to the direction of the time slot, the presence / absence of the MC crossing, and the like.
  • FIG. 145 shows a summary of the problems of the prior art and the specific solution of this embodiment for the problem.
  • the origin node is based on the propagation delay time between the origin node and each node other than the origin node and the propagation delay time for one round of the ring.
  • Each of the other nodes is provided with a maximum of two types of data time slots.
  • the lower ring node is for the upper ring synchronized with the reference time slot of the ring exchange point node.
  • Time slots can be deployed. As a result, it is possible to avoid occurrence of a time slot collision at the ring exchange point node.
  • the origin node has a propagation delay time for one round of the ring that is not an integral multiple of the time slot. Arriving time slots can be processed. Thereby, the effect that the time slot from another node can be transferred is acquired.

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Abstract

　光ネットワークシステムは、波長数に依存せずノード数を増やすことを可能とし、マスターノード（１０１Ａ）および複数の光スイッチノード（１０１Ｂ～１０１Ｄ）を含む光ネットワークシステムであって、マスターノード（１０１Ａ）は、任意の波長による波長パスを一定時間のタイムスロットに分割し、タイムスロットを各光スイッチノード（１０１Ｂ～１０１Ｄ）に割り当て、各光スイッチノード（１０１Ａ～１０１Ｂ）は、マスターノード（１０１Ａ）から配信される情報に基づいて、タイムスロットの同期を取ってデータの送受信または方路切替を行う構成である。

Description

光ネットワークシステム、光スイッチノード、マスターノードおよびノード
　本発明は、光ネットワークシステム、光スイッチノード、マスターノードおよびノードに関する。
　光スイッチノードとして、ＯＡＤＭ（optical add /drop multiplexer：光分岐挿入装置）を含む光ネットワークシステムが知られている。ＯＡＤＭの一種として、再構成が可能なＲＯＡＤＭ(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer：遠隔波長制御可能な波長多重化装置)が非特許文献１に開示されている。ここで、その基本構成となるＯＡＤＭについて簡単に説明する。
　図１４６は、従来のＯＡＤＭの一構成例を示すブロック図である。図１４６に示すように、ＯＡＤＭは、光ＳＷ（スイッチ）設定部５０１と、光ＳＷ部５０２と、分波部５０３と、合波部５０４と、送受信部５０５－１～５０５－Ｎとを有する。
　図１４７は、図１４６に示したＯＡＤＭが伝送路を介してリング状に接続された、リング型の光ネットワークシステムの構成例を示す図である。
　図１４７に示すように、４つのＯＡＤＭ５１０Ａ～５１０Ｄが陸上に設けられ、リング状の伝送路５２０を介して接続されている。図１４７に示すシステムでは、ＯＡＤＭ５１０ＡとＯＡＤＭ５１０Ｃとの間で送受信される光信号に波長λ１が割り当てられ、ＯＡＤＭ５１０ＡとＯＡＤＭ５１０Ｄとの間で送受信される光信号に波長λ３が割り当てられている。また、ＯＡＤＭ５１０ＢとＯＡＤＭ５１０Ｃとの間で送受信される光信号に波長λ２が割り当てられ、ＯＡＤＭ５１０ＢとＯＡＤＭ５１０Ｄとの間で送受信される光信号に波長λ４が割り当てられている。このようにして、対地間毎に異なる波長の波長パスが設定されている。
　また、一都市程度の規模を有する光ネットワークとして構築されるメトロ網（メトロネットワーク）では、例えば非特許文献２に記載されるように、帯域利用効率の観点から波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）が用いられ、ネットワークトロポジとしては例えばリング状のものが使用される。図１４８は、従来のメトロ網の構成を示している。図１４８に示すメトロ網では、リング状に設けられた光ファイバネットワーク５３１に、複数の再構成可能な光分岐挿入多重装置（ＲＯＡＤＭ）５３０がノードとして設けられている。そして、想定した対地間トラヒック量の最大値に合わせて、対地間毎に静的に波長パスを設定することで、波長パスによる光回線交換型の制御がなされ、帯域割当がなされる。図示した例では、地点Ａと地点Ｄとの間では波長λ１によるパスが設定され、地点Ｂと地点Ｄとの間では波長λ２によるパスが設定されている。図１４９Ａ，図１４９Ｂは、このようなＲＯＡＤＭを用いた従来のメトロ網の動作原理を説明する図である。例えば、図１４９Ａに示す地点Ａ～Ｃから地点Ｄに対し、それぞれ異なる波長λ１～λ３によるパスが設定されており、地点Ｄでは、図１４９Ｂに示す地点Ａ～Ｃからのデータ（Ｄａｔａ１～Ｄａｔａ４）が、相互に時間的に非同期に受信されることになる。
　このような従来の光ネットワークでは、想定した最大トラヒックに応じて対地間で静的に波長パスが設定されているので、トラヒック量が少ないときの帯域利用効率の向上が課題となっている。例えば、実際の対地間のトラヒック量が想定値よりも少なく、装置リソースや帯域に空きが生じていても、その対地間の波長パスによる帯域を他の対地間の通信用途に転用することはできない。逆に言えば、特定の対地間でのトラヒック量が想定よりも大きくなった場合に、他の対地間で使用されている波長パスを使用して一部のデータを疎通させることができない。また、対地数分の波長を用意する必要があり、各ＲＯＡＤＭ装置において出力可能な波長の種類によって、対地数が制限される、という問題もある。
　また、ＷＤＭ技術とＴＤＭ（Time Division Multiplexing）技術を用いることで、トラヒック収容効率を向上させる光リングＮＷ（Network）（以下、「光リングＮＷ」は、適宜「リング」と称する）が知られている。このような複数のリングを多段接続することで、より広範囲なエリアからのトラヒックを効率的に収容することができる。
　非特許文献３には、複数のリングが多段接続されてなるマルチリングＮＷにおける、ＷＤＭ／ＴＤＭでのリング間でのタイムスロット（TS:Time Slot）交換方式が提案されている。
　非特許文献３に記載の従来方式では、リング間のファイバ長を調整することで、リング交換点（リング間を接続するノード）において、上位リング内通信用タイムスロット（第１タイムスロットという）と、下位リングから上位リングへのリング間通信用タイムスロット（第２タイムスロットという）と、が衝突することなくタイムスロット交換を行うことが可能となる。
萩本和男、外２名、"早わかり講座　身近になる光ネットワーク（１５）　光コア網を自在に運用できる「ＲＯＡＤＭ」"、［ｏｎｌｉｎｅ］、２００６年６月１５日、日経ＢＰ社、［２０１２年５月３０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20060607/240199/＞
萩本　和男、山林　由明、高橋　哲夫、"１週間で学ぶネットワークの要点　早わかり講座　身近になる光ネットワーク（１５）　光コア網を自在に運用できる「ＲＯＡＤＭ」"、[online]、日経ＢＰ社、2006年6月15日、［2012年5月15日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20060607/240199/〉
Demonstration of the Interconnection of Two Optical Packet Rings with a Hybrid Optoelectronic Packet Router（アルカテル, ECOC2010）
　図１４７に示したように、従来のＯＡＤＭでは、対地間毎に異なる波長の波長パスが設定されるため、リング内に設置可能なノード数が波長数に制限される。図１４７に示す例では、波長数はλ１～λ４の４つであり、ノード数が符号５１０Ａ～５１０Ｄで示すように４つである。つまり、従来のリング型の光ネットワークでは、設置可能なノード数が波長数によって制限されてしまう。
　また、図１４８、図１４９Ａ、図１４９Ｂを参照して説明したＷＤＭ技術による従来のメトロ網のような光ネットワークでは、対地間で波長パスを静的に設定するため、帯域の利用効率の向上が見込めず、また、特定の対地間でトラヒック量が想定値を上回るようになる事態にも対応できない、という課題がある。
　更に、非特許文献３に記載の従来方式では、マルチリングＮＷにおいて、リング間のファイバ長を調整することで、第１タイムスロットと第２タイムスロットとの衝突を回避している。
　しかし、実際の商用ＮＷにおいては外気温の変化によりファイバ長の変動が発生する。この結果、リング長が変動し、リング交換点におけるタイムスロット到着タイミングがずれ、リング交換点において、第１タイムスロットと第２タイムスロットとの衝突が発生してしまうという課題がある。
　また、単一のリングからなるシングルリングＮＷにおいても、リング上のあるノードを起点となるマスターノード（以下、「光マスターノード」または「起点ノード」ともいう）として、そのマスターノードにおいて周期的（ｔ時間毎）に動作するタイムスロット処理タイミングに対し、リング１周分の伝搬遅延時間がタイムスロットの整数倍ではない時に、マスターノードにおいて他ノードから送信されたタイムスロットの到着タイミングとタイムスロット処理タイミングにずれが生じる。
　このため、マスターノードは、他ノードから到着したタイムスロットを処理することができず、他ノードからのタイムスロットを転送することができないという課題がある。
　本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、波長数に依存せずノード数を増やすことを可能にし、また、ＷＤＭ技術を使用しながら、トラヒック量に応じた動的な帯域割り当てを行うことによって、システム全体としてトラヒック収容効率を向上させ、更に、マスターノードが、他ノードから到着したタイムスロットを処理することができ、他ノードからのタイムスロットを転送することができる光ネットワークシステム、光スイッチノード、マスターノードおよびノードを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するための本発明の光ネットワークシステムは、マスターノードおよび複数の光スイッチノードを含む光ネットワークシステムであって、前記マスターノードは、任意の波長による波長パスを一定時間のタイムスロットに分割し、前記タイムスロットを前記光スイッチノードの各々に割り当て、前記光スイッチノードの各々は、前記マスターノードから配信される情報に基づいて、前記タイムスロットの同期を取ってデータの送受信または方路切替を行う構成とした。
　また、本発明の光スイッチノードは、マスターノードと伝送路を介して接続される光スイッチノードであって、前記マスターノードから配信される情報に基づいて、前記マスターノードに割り当てられた一定時間のタイムスロットの同期を取ってデータの送受信または方路切替を指示するタイムスロット同期部と、前記タイムスロット同期部からの指示にしたがって、前記データの送受信または方路切替を行う光タイムスロットスイッチ部とを備える構成とした。
　さらに、本発明のマスターノードは、複数の光スイッチノードと伝送路を介して接続されるマスターノードであって、任意の波長による波長パスを一定時間のタイムスロットに分割し、該タイムスロットを前記光スイッチノードの各々に割り当てるタイムスロット同期部と、前記光スイッチノードの各々に前記タイムスロット同期部が割り当てたタイムスロットと同期を取ってデータの送受信または方路切替を実行させるための情報を、該光スイッチノードの各々に配信する光タイムスロットスイッチ部とを備える構成とした。
　さらに、本発明のノードは、単一のリングからなるシングルリングネットワークまたは複数のリングが多段接続されてなるマルチリングネットワークからなる光ネットワークシステムにおいて、前記リング上に存在するノードであって、自ノードがマスターノードである場合、前記マスターノード以外の各ノードの時刻を設定するタイムスロット制御部と、自ノードが前記マスターノード以外のノードである場合、当該マスターノードにより設定された時刻から第１のタイムスロットを刻む基準タイムスロット同期部と、自ノードが前記マスターノードである場合、当該マスターノードと当該マスターノード以外の各ノードとの間の伝搬遅延時間と、前記リングの１周分の伝搬遅延時間とを基に、当該マスターノード以外の各ノードのうちの特定ノードのオフセット値を算出し、算出したオフセット値を前記特定ノードに設定する遅延測定部と、自ノードが前記特定ノードである場合、自ノードの第１のタイムスロットの開始タイミングを、前記マスターノードにより設定されたオフセット値分だけずらした第２のタイムスロットを刻む複数タイムスロット管理部とを備える構成である。
　本発明によれば、波長数に依存せずノード数を増やすことができる。
　また、本発明によれば、トラヒック流入量に合わせて各光スイッチノードにおけるタイムスロット割り当てと波長割り当てとを変更できるので、対地間トラヒック量に合わせた動的な帯域割り当てが実現でき、システム全体としてのトラヒック収容効率を向上させることができるようになるとともに、トラヒック収容効率の向上に伴って、利用する波長数や受信器数を削減できる、という効果が得られる。
　さらに、本発明によれば、マスターノードは、マスターノードとマスターノード以外の各ノードとの間の伝搬遅延時間と、リングの１周分の伝搬遅延時間と、を基に、マスターノード以外の各ノードに、最大でタイムスロットを２種類配備させる。
　このように、マスターノード以外の各ノードに、データ用のタイムスロットを２種類配備させるため、マルチリングネットワークの場合、下位リングのノードに、リング交換点ノードの基準タイムスロットと同期させた上位リング向けタイムスロットを配備させることができ、それにより、リング交換点ノードでのタイムスロットの衝突の発生を回避することができるという効果が得られる。
　また、タイムスロットの配備に際して、リングの１周分の伝搬遅延時間を考慮するため、シングルリングネットワークの場合、マスターノードは、リング１周分の伝搬遅延時間がタイムスロットの整数倍ではない時にも、到着したタイムスロットを処理することができ、他ノードからのタイムスロットを転送することができるという効果が得られる。
本発明の一実施形態の光ネットワークシステムの一構成例を示す図である。 図１に示した光ネットワークシステムの光スイッチノードの構成を説明するための機能ブロック図である。 第１の実施形態における光スイッチノードの一構成例を示すブロック図である。 図３に示す光スイッチノードにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。 第１の実施形態におけるマスター光スイッチノードの一構成例を示すブロック図である。 図５に示すマスター光スイッチノードにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。 ＴＳ開始配信機能・ＴＳ同期機能でトリガを利用する場合のバリエーションを示す図である。 図７のトリガ出力間隔が「ＴＳ長」の場合のイメージ図である。 図７のトリガ出力間隔が「ＴＳ周期」の場合のイメージ図である。 図７のトリガ出力間隔が「ＴＳ周期×Ｎ」の場合のイメージ図である。 図７のＮｏ１００１の場合の動作を説明するための図である。 図７のＮｏ１００２の場合の動作を説明するための図である。 図７のＮｏ１００４の場合の動作を説明するための図である。 リング長に対するＴＳ長・ＴＳ周期の設定方法を説明するための時系列図である。 リング長に対するＴＳ長・ＴＳ周期の設定方法を説明するためのシステム図である。 ゆらぎによるタイムスロットのタイミングのずれを示す図である。 タイムスロット内のデータとガードタイムを示す図である。 物理トポロジが片方向リングの場合の構成例を示すブロック図である。 物理トポロジが双方向リングの場合の構成例を示すブロック図である。 トリガ伝送構成のバリエーション例を示す図である。 トリガ伝送構成のバリエーション例を示す図である。 トリガ伝送構成のバリエーション例を示す図である。 トリガ伝送構成のバリエーション例を示す図である。 ＴＳ送受信部と光ＴＳ－ＳＷ部の接続構成である１出力１入力の場合の構成例を示す図である。 ＴＳ送受信部と光ＴＳ－ＳＷ部の接続構成であるキュー毎出力１入力の場合の構成例を示す図である。 ＴＳ送受信部と光ＴＳ－ＳＷ部の接続構成であるキュー毎出力２入力の場合の構成例を示す図である。 クロックの供給方法のバリエーションを説明するための図である。 クロックの供給方法のバリエーションを説明するための図である。 第２の実施形態における光スイッチノードの一構成例を示すブロック図である。 図２１に示す光スイッチノードにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。 第２の実施形態におけるマスター光スイッチノードの一構成例を示すブロック図である。 図２３に示すマスター光スイッチノードにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。 第２の実施形態の光ネットワークシステムにおいて、トリガ出力間隔が「ＴＳ長」の場合の動作を説明するための図である。 第３の実施形態における光スイッチノードの一構成例を示すブロック図である。 図２６に示す光スイッチノードにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。 第３の実施形態におけるマスター光スイッチノードの一構成例を示すブロック図である。 図２８に示すマスター光スイッチノードにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。 第４の実施形態における光スイッチノードの一構成例を示すブロック図である。 図３０に示す光スイッチノードにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。 第４の実施形態におけるマスター光スイッチノードの一構成例を示すブロック図である。 図３２に示すマスター光スイッチノードにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。 ＴＳ開始配信機能・ＴＳ同期機能で時刻を利用し、時刻カウンタが遅延差付き時刻に設定される場合のバリエーションを示す図である。 図３４のＮｏ２００２の場合の動作を説明するための図である。 伝送路遅延時間が付加された時刻の設定方法を説明するためのシステム図である。 伝送路遅延時間が付加された時刻の設定方法を説明するための時系列図である。 遅延付き時刻の設定方法のバリエーションを説明するための図である。 遅延付き時刻の設定方法のバリエーションを説明するための図である。 物理トポロジが片方向リングの場合の構成例を示すブロック図である。 物理トポロジが双方向リングの場合の構成例を示すブロック図である。 物理トポロジが双方向リングの場合の構成例を示すブロック図である。 マスターノードのＤＲＯＰ切替時間を説明するための図である。 マスターノードのＴＳ情報の設定例を示す図である。 リング１周時間の算出方法および設定方法を説明するための図である。 時刻カウンタが共通時刻に設定される場合のバリエーションを示す図である。 第５の実施形態における光スイッチノードの一構成例を示すブロック図である。 図４４に示す光スイッチノードにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。 第５の実施形態におけるマスター光スイッチノードの一構成例を示すブロック図である。 図４６に示すマスター光スイッチノードにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。 第５の実施形態の光ネットワークシステムの構成例を示す図である。 共通時刻設定した場合のＴＳ開始時刻を説明するためのシステム図である。 共通時刻設定した場合のＴＳ開始時刻を説明するための時系列図である。 遅延時間の測定方法を説明するための図である。 第１～第５の実施形態で適用可能な光ＴＳ－ＳＷを分類した図である。 実施例１の光ＴＳ－ＳＷの構成を説明するための図である。 実施例２の光ＴＳ－ＳＷの構成を説明するための図である。 実施例３の光ＴＳ－ＳＷの構成を説明するための図である。 実施例４の光ＴＳ－ＳＷの構成を説明するための図である。 実施例５の光ＴＳ－ＳＷの構成を説明するための図である。 実施例６の光ＴＳ－ＳＷの構成を説明するための図である。 実施例６の光ＴＳ－ＳＷのＴＷＣ波長要件を示す図である。 実施例７の光ＴＳ－ＳＷの構成を説明するための図である。 実施例７の光ＴＳ－ＳＷのＴＷＣ波長要件を示す図である。 実施例８の光ＴＳ－ＳＷの構成を説明するための図である。 実施例８の光ＴＳ－ＳＷのＴＷＣ波長要件を示す図である。 ＴＷＣおよびＦＷＣを含む光ＴＳ－ＳＷの一構成例を示す図である。 図６０に示すＴＷＣの一構成例を示すブロック図である。 図６０に示すＦＷＣの一構成例を示すブロック図である。 ブロードキャスト＆セレクト型の空間型スイッチの基本構成を示す図である。 ブロードキャスト＆セレクト型の空間型スイッチの他の構成例を示す図である。 本発明に基づく光ネットワークの動作の概要を説明するシステム図である。 本発明に基づく光ネットワークの動作の概要を説明する時系列図である。 本発明の実施の一形態の光ネットワークのネットワーク構成を示す図である。 データ伝送タイミングを示すタイミング図である。 本発明の実施形態のトリガ型構成におけるマスターノードの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態のトリガ型構成における光スイッチノードの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の時刻同期型構成におけるマスターノードの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の時刻同期型構成における光スイッチノードの構成を示すブロック図である。 トラヒック情報を通知する処理を示すタイムシーケンス図である。 バッファあふれの予測を説明する図である。 ＴＳ送受信部から通知される情報の例を説明する図である。 ＴＳ開始配信とＴＳ同期をトリガによって行う場合に想定される各種の例を示す図である。 トリガ型構成におけるタイムスロットとトリガとの関係を説明する図である。 トリガ型構成におけるＴＳ開始配信およびＴＳ同期の動作例を説明する図である。 トリガ型構成におけるＴＳ開始配信およびＴＳ同期の動作例を説明する図である。 トリガ型構成におけるＴＳ開始配信およびＴＳ同期の動作例を説明する図である。 リング状のネットワーク構成を示す図である。 リング長とＴＳ（タイムスロット）長、ＴＳ周期との関係を示す図である。 クロックゆらぎによるタイムスロットタイミングのずれを説明する図である。 タイムスロット内のデータとガードタイムとの関係を説明する図である。 （トリガ型構成における片方向リングの場合での光スイッチノードのリングトポロジを説明する図である。 トリガ型構成における両方向リングの場合での光スイッチノードのリングトポロジを説明する図である。 遅延差付き時刻による時刻設定についての説明図である。 遅延差付き時刻方式による時刻同期型構成における設定用の制御信号の配信の例を説明する図である。 遅延差付き時刻方式による時刻同期型構成における左回り設定を説明する図である。 遅延差付き時刻方式による時刻同期型構成における右回り設定を説明する図である。 遅延差付き時刻方式による時刻同期型構成における時刻設定方法の一例を説明するシステム図である。 遅延差付き時刻方式による時刻同期型構成における時刻設定方法の一例を説明する時系列図である。 遅延差付き時刻方式による時刻同期型構成における遅延測定方法の一例を説明するシステム図である。 遅延差付き時刻方式による時刻同期型構成における遅延測定方法の一例を説明する時系列図である。 遅延差付き時刻方式による時刻同期型構成における片方向リングの場合での光スイッチノードのリングトポロジを説明する図である。 遅延差付き時刻方式による時刻同期型構成における両方向リングの場合での光スイッチノードのリングトポロジを説明する図である。 遅延差付き時刻方式による時刻同期型構成におけるマスターノードでのＤＲＯＰ切替時間を説明するシステム図である。 遅延差付き時刻方式による時刻同期型構成におけるマスターノードのタイムスロット情報の設定例を説明する図である。 遅延差付き時刻方式による時刻同期型構成におけるローカル時刻およびＴＳ開始時刻の配信の動作の一例を説明する図である。 共通時刻による時刻同期についての説明図である。 共通時刻方式による時刻同期型構成での時刻配布および遅延測定方法を説明するシステム図である。 共通時刻方式による時刻同期型構成での時刻配布および遅延測定方法を説明する時系列図である。 共通時刻方式による時刻同期型構成でのＴＳ開始時刻を説明するシステム図である。 共通時刻方式による時刻同期型構成でのＴＳ開始時刻を説明する時系列図である。 制御用リングが１重とされているときのトポロジを把握するための処理を示すタイムシーケンス図である。 トリガ（あるいは制御信号）を伝送するための構成のバリエーションを示すブロック図である。 トリガ（あるいは制御信号）を伝送するための構成のバリエーションを示すブロック図である。 トリガ（あるいは制御信号）を伝送するための構成のバリエーションを示すブロック図である。 トリガ（あるいは制御信号）を伝送するための構成のバリエーションを示すブロック図である。 光ＴＳ－ＳＷ部とＴＳ送受信部との接続構成の別の例を示すブロック図である。 光ＴＳ－ＳＷ部とＴＳ送受信部との接続構成の別の例を示すブロック図である。 光ＴＳ－ＳＷ部とＴＳ送受信部との接続構成の別の例を示すブロック図である。 光ＴＳ－ＳＷ部（波長スイッチ）の構成の概要を示す図である。 光ＴＳ－ＳＷ部（波長スイッチ）の構成の概要を示す図である。 光ＴＳ－ＳＷ部の基本構成を示すブロック図である。 可変波長変換器（ＴＷＣ）の構成を示すブロック図である。 固定波長変換器（ＦＷＣ）の構成を示すブロック図である。 波長スイッチ型の光ＴＳ－ＳＷ部の種々の構成の説明図である。 Ｋ重リングによる光ＴＳ－ＳＷ部の構成例を示すブロック図である。 ２重リング、１ＡＤＤ、１ＤＲＯＰ、ファイバ間交換可能とした光ＴＳ－ＳＷ部の構成例を示すブロック図である。 ２重リング、１ＡＤＤ、１ＤＲＯＰ、ファイバ間交換可能とし、制御用波長を用いる光ＴＳ－ＳＷ部の構成例を示すブロック図である。 ２重リング、１ＡＤＤ、１ＤＲＯＰ、ファイバ間交換可能とした光ＴＳ－ＳＷ部の別の構成例を示すブロック図である。 ＦＷＣを配備しないでファイバ間波長交換とファイバ内波長交換とを可能にした光ＴＳ－ＳＷ部の構成例を示すブロック図である。 ２重リング、１ＡＤＤ、１ＤＲＯＰ、１ファイバあたり１ＡＷＧとし、制御用波長を用いる光ＴＳ－ＳＷ部の構成例を示すブロック図である。 ＦＷＣを用いた２重リング、ＡＤＤ／ＤＲＯＰ１チャネルの光ＴＳ－ＳＷ部の構成例を示すブロック図である。 光ＴＳ－ＳＷ部のＴＷＣ波長要件を示す図である。 ＦＷＣを用いた２重リング、ＡＤＤ／ＤＲＯＰ１チャネルでファイバ内波長交換を可能にした光ＴＳ－ＳＷ部の構成例を示すブロック図である。 光ＴＳ－ＳＷ部のＴＷＣ波長要件を示す図である。 ＦＷＣを用いた２重リング、ＡＤＤ／ＤＲＯＰ１チャネルでファイバ間波長交換、ファイバ内波長交換を可能にした光ＴＳ－ＳＷ部の構成例を示すブロック図である。 光ＴＳ－ＳＷ部のＴＷＣ波長要件を示す図である。 ブロードキャストおよびセレクト型の光ＴＳ－ＳＷ部の基本構成を示す図である。 ブロードキャストおよびセレクト型の光ＴＳ－ＳＷ部の構成の別の例を示す図である。 タイムスロット同期の定義を説明する図である。 本発明の基本アイデアを説明する図である。 下位リングのタイムスロットとリング交換点ノードのタイムスロットとの同期方法を説明する図である。 各ノードの機能ブロックを説明する図である。 M-C、Sub M-C、S-Cの定義を説明する図である。 起点ノードからのタイムスロット開始タイミングの設定方法を説明するシステム図である。 起点ノードからのタイムスロット開始タイミングの設定方法を説明する時系列図である。 各ノードにおける時刻設定方法を説明する図である。 タイムスロット開始タイミングを設定することの効果を説明するシステム図である。 タイムスロット開始タイミングを設定することの効果を説明する時系列図である。 隣接ノード間の伝搬遅延時間の測定方法を説明する図である。 伝搬遅延時間の測定方法を説明する図である。 伝搬遅延時間の測定方法を説明する図である。 リング１周分の伝搬遅延時間の測定方法を説明する図である。 伝搬遅延を考慮に入れた、上位リングへのＡＤＤと下位リングへのＤＲＯＰのタイミング分離を説明する図である。 下位リングから上位リング向けのタイムスロットを説明するシステム図である。 下位リングから上位リング向けのタイムスロットを説明する時系列図である。 マルチリングでの双方向通信時に必要となるタイムスロットの種類を説明するシステム図である。 マルチリングでの双方向通信時に必要となるタイムスロットの種類を説明する図である。 シングルリングＮＷで用いるタイムスロット（順方向）を説明する図である。 シングルリングＮＷで用いるタイムスロット（順方向）を説明する図である。 シングルリングＮＷで用いるタイムスロット（順方向）を説明する図である。 シングルリングＮＷで用いるタイムスロット（逆方向）を説明する図である。 シングルリングＮＷで用いるタイムスロット（逆方向）を説明する図である。 シングルリングＮＷで用いるタイムスロット（逆方向）を説明する図である。 マルチリングＮＷで用いるタイムスロット（順方向）の他の例を説明する図である。 マルチリングＮＷで用いるタイムスロット（順方向）の他の例を説明する図である。 マルチリングＮＷで用いるタイムスロット（順方向）の他の例を説明する図である。 マルチリングＮＷで用いるタイムスロット（順方向）の他の例を説明する図である。 マルチリングＮＷで用いるタイムスロット（逆方向）を説明する図である。 マルチリングＮＷで用いるタイムスロット（逆方向）の他の例を説明する図である。 マルチリングＮＷで用いるタイムスロット（逆方向）の他の例を説明する図である。 マルチリングＮＷで用いるタイムスロット（逆方向）の他の例を説明する図である。 Ｍ－Ｃにおける時刻カウンタ値の配信動作開始時の動作シーケンスを説明する図である。 Ｍ－Ｃにおける初期時刻カウンタ値の配信設定時の動作シーケンスを説明する図である。 Ｍ－Ｃにおける初期時刻カウンタ値の上位リングへの配信時の動作シーケンスを説明する図である。 上位リングのＳｕｂ　Ｍ－Ｃにおける初期時刻カウンタ値の受信時の動作シーケンスを説明する図である。 Ｍ－Ｃにおける初期時刻カウンタ値の下位リングへの配信設定時の動作シーケンスを説明する図である。 Ｍ－Ｃにおける初期時刻カウンタ値の下位リングへの配信時の動作シーケンスを説明する図である。 下位リングのＳ－Ｃにおける時刻回答時の動作シーケンスを説明する図である。 Ｓｕｂ　Ｍ－ＣにおけるＳ－Ｃの時刻回答の転送時の動作シーケンスを説明する図である。 Ｓｕｂ　Ｍ－ＣにおけるＳ－Ｃの時刻回答の転送時の動作シーケンスを説明するシステム図である。 Ｓｕｂ　Ｍ－ＣにおけるＳ－Ｃの時刻回答の転送時の動作シーケンスを説明する図である。 逆方向／Ｍ－Ｃ跨ぎ対応のタイムスロットの生成タイミングを説明する図である。 逆方向タイムスロットの生成方法を説明する図である。 順方向跨ぎタイムスロットの生成方法を説明する図である。 逆方向跨ぎタイムスロットの生成方法を説明する図である。 下位リングのノードの実装例（１）を説明する図である。 下位リングのノードの実装例（２）を説明する図である。 本発明が対象とするマルチリングＮＷを説明する図である。 本発明が対象とするシングルリングＮＷを説明する図である。 従来技術の課題とその課題に対する本発明の具体的な解決手段を説明する図である。 従来のＯＡＤＭの一構成例を示すブロック図である。 図１４６に示したＯＡＤＭが伝送路を介してリング状に接続された、リング型の光ネットワークシステムの構成例を示す図である。 従来のメトロ網の構成の一例を示す図である。 ＲＯＡＤＭを用いた波長分割多重による光ネットワークの構成例を示す図である。 ＲＯＡＤＭを用いた波長分割多重による光ネットワークの動作原理を説明する図である。
　本発明の実施形態の光ネットワークシステムの構成を説明する。
　図１は本発明の実施形態の光ネットワークシステムの一構成例を示す図である。
　図１に示すように、光ネットワークシステムは、光スイッチノード（以降、光スイッチノードを単に「ノード」ともいう）１０１Ａ～１０１Ｄが伝送路（物理パス）を介して接続された構成である。ここでは、光スイッチノード１０１Ａがマスターノード（光マスターノード）であるものとする。なお、図１では、光スイッチノード１０１Ａ～１０１Ｄが４つの場合を示しているが、光スイッチノードの数は複数であればよく、４つの場合に限らない。また、伝送路はリングとも表現する。
　光スイッチノード１０１Ａは、任意の波長λｘによる波長パスを一定時間のタイムスロットに分割し、タイムスロットを光スイッチノード１０１Ｂ～１０１Ｄに割り当てる。光スイッチノード１０１Ｂ～１０１Ｄのそれぞれは、マスターノードとなる光スイッチノード１０１Ａから配信される情報に基づいて、タイムスロット（以降の説明において「ＴＳ」ともいう）の同期を取ってデータを送受信する。
　図２は図１に示した光ネットワークシステムの光スイッチノードの構成を説明するための機能ブロック図である。
　光スイッチノード１０１Ａ～１０１Ｄは、タイムスロット同期部１５１と、波長スイッチである光ＴＳ－ＳＷ部（光タイムスロットスイッチ部）１５２と、図１に示すルータ等１０３Ａ～１０３Ｄと光ＴＳ－ＳＷ部１５２との間でデータを送受信するＴＳ送受信部１５３とを有する。なお、ＴＳ－ＳＷは、タイムスロットスイッチの略称であり、以降同様とする。
　マスターノードとして機能する光スイッチノード１０１Ａ（マスターノード１０１Ａともいう）では、タイムスロット同期部１５１は、任意の波長による波長パスを一定時間のタイムスロットに分割し、タイムスロットを光スイッチノード１０１Ｂ～１０１Ｄのそれぞれに割り当てる。マスターノード１０１Ａの光ＴＳ－ＳＷ部１５２は、光スイッチノード１０１Ｂ～１０１Ｄのそれぞれにタイムスロット同期部１５１が割り当てたタイムスロットと同期を取ってデータの送受信を実行させるための情報を、光スイッチノード１０１Ｂ～１０１Ｄに配信する。
　光スイッチノード１０１Ｂ～１０１Ｄでは、タイムスロット同期部１５１は、光スイッチノード１０１Ａから配信される情報に基づいて、マスターノード１０１Ａから割り当てられた一定時間のタイムスロットの同期を取ってデータの送受信を光ＴＳ－ＳＷ部１５２に指示する。光スイッチノード１０１Ｂ～１０１Ｄの光ＴＳ－ＳＷ部１５２は、タイムスロット同期部１５１からの指示にしたがって、データの送受信を行う。
　なお、図１では、光スイッチノード１０１Ａ～１０１Ｄが、データ処理に関する指示内容を示すタイムスロット情報を保持している様子を示しているが、タイムスロット情報は各ノードに予め格納されていてもよく、マスターノード１０１Ａから光スイッチノード１０１Ｂ～１０１Ｄに配信されてもよい。
　上述した光ネットワークシステムでは、波長パスを一定時間のタイムスロットに分割し、各ノードに割り当て、割り当てたタイムスロットで各ノードにデータの送受信・方路切替を実行させている。同じ波長パス内で各ノードは、データが衝突しないようにデータ送信・方路切替の同期を取り、割り当てられた自分のタイムスロット単位でデータ送信またはＡＤＤ（挿入）／ＤＲＯＰ（分岐）ができるように、図２に示すＴＳ送受信部１５３および光ＴＳ－ＳＷ部１５２をＴＳ同期部１５１により制御する。同期を取る方法としては、１つにはマスターノード１０１Ａからのトリガに基づく方法があり、他の方法としては時刻に基づく方法がある。
　本発明によって、波長パス数に依存しない光ＴＤＭリングシステムが実現できる。さらに、各ノード１０１Ａ～１０１Ｄに必要な波長数・受信機数を減らすことが可能になる。
　以下に、本実施形態の光ネットワークシステムを具体的に説明する。
　＜第１の実施形態＞
　第１の実施形態の光ネットワークシステムは、マスターノードがトリガを各ノードに送信することで、各ノードのタイムスロット（ＴＳ）同期を取る。そして、マスターノードがＴＳ長またはＴＳ周期をリング長の整数分の１に設定することで、トリガがリング１周してマスターノードで終端するタイミングと別のトリガを出力するタイミングとを合わせることができ、リングネットワークで周期的なデータ送受信を実現できる。
　本実施形態における光スイッチノードの構成を説明する。
　図３は本実施形態における光スイッチノード１の一構成例を示すブロック図である。図４は図３に示す光スイッチノード１における、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。破線矢印が制御信号の伝送方向を示し、実線矢印が光信号の伝送方向を示す。以降、他のブロック図においても同様である。
　図３に示すように、光スイッチノード１は、ＴＳ情報を設定するＴＳ情報管理部１０と、ＴＳ同期部（タイムスロット同期部）２０と、光ＴＳ－ＳＷ部３０と、ＴＳ送受信部４０とを有する。ＴＳ同期部２０は、トリガ検出部２１、光ＳＷ制御部２２、および送信制御部２３を含む構成である。光ＴＳ－ＳＷ部３０には、光信号の入力側に分波部３１が接続され、光信号の出力側に合波部３２が接続されている。
　次に、図４を参照して説明する。ＴＳ情報管理部１０は、ＴＳ情報を保存するための記憶部（図示せず）を有する。本実施形態では、後述するが、ＴＳ情報には、ＴＳ長またはＴＳ周期がリング長の整数分の１で設定される。ＴＳ情報は、データの宛先のノードおよびデータに対する動作の情報など、データ処理に関する指示内容を含む。ここで言う動作とは、ＤＲＯＰおよびＡＤＤなどである。
　トリガ検出部２１は、各ノードに設定したタイムスロットの開始タイミングを同期させるためのトリガを検出し、検出結果を光ＳＷ制御部２２および送信制御部２３に通知する。
　光ＳＷ制御部２２は、トリガ検出通知受信後からの経過時刻をカウントし、ＴＳ情報管理部１０を参照し、自分に割り当てられたタイムスロットで光ＴＳ－ＳＷ部３０に切替を指示する。
　光ＴＳ－ＳＷ部３０は、光ＳＷ制御部２２からの切替指示で方路を切り替える。
　送信制御部２３は、トリガ検出通知受信後からの経過時刻をカウントし、ＴＳ情報管理部１０を参照し、自分に割り当てられたタイムスロットでＴＳ送受信部４０にデータ送信を指示する。
　ＴＳ送受信部４０は、外部から入力されたデータをバッファ（図示せず）に保存し、送信制御部２３からの指示にしたがってバッファから読み出したデータを光ＴＳ－ＳＷ部３０に送信し、光ＴＳ－ＳＷ部３０から受信するデータを外部に送信する。外部とは、例えば、図１に示すルータ等１０３Ａ～１０３Ｄの通信機器である。
　分波部３１は、外部から伝送路を介して入力される光信号を波長分離して光ＴＳ－ＳＷ部３０に出力する。合波部３２は、光ＴＳ－ＳＷ部３０から入力される光信号を波長多重して伝送路を介して外部に出力する。なお、分波部３１および合波部３２は必須構成ではなく、分波部３１および合波部３２を設ける代わりに、伝送路のファイバ本数を増やしてもよい。
　次に、本実施形態におけるマスター光スイッチノード（マスターノードともいう）の構成を説明する。
　図５は本実施形態におけるマスターノード２の一構成例を示すブロック図である。図６は図５に示すマスターノード２における、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。
　図５に示すように、マスターノード２は、図３を参照して説明した構成の他に、タイムスロット同期のためのトリガを生成し、各ノード１にトリガを送信するトリガ生成部５０を有する。トリガ生成部５０は、送信周期として、「ＴＳ長」、「ＴＳ周期」、および「ＴＳ周期×Ｎ」のうち、何れかに設定する。
　次に、トリガ生成部５０のＴＳ開始配信機能５０ａおよび、ＴＳ同期部２０のＴＳ同期機能２０ａでトリガを利用する場合のバリエーションを説明する。
　図７はＴＳ開始配信機能５０ａおよびＴＳ同期機能２０ａでトリガを利用する場合のバリエーションを示す図である。図７に示すように、トリガ出力間隔として、「ＴＳ長」、「ＴＳ周期」、および「ＴＳ周期×Ｎ」の中から選択することが可能である。
　図８は図７に示す「ＴＳ長」（※１）、「ＴＳ周期」（※２）、および「ＴＳ周期×Ｎ」（※３）のそれぞれの場合のＴＳ出力単位を模式的に示した図である。図８Ａはトリガ出力間隔が「ＴＳ長」の場合のイメージ図であり、図８Ｂはトリガ出力間隔が「ＴＳ周期」の場合のイメージ図であり、図８Ｃはトリガ出力間隔が「ＴＳ周期×Ｎ」の場合のイメージ図である。
　次に、本実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明する。はじめに、トリガ出力間隔が「ＴＳ長」の場合の動作を説明する。
　図９は図７に示したＮｏ１００１の場合の動作を説明するための図である。図９を参照して、光信号でデータを、マスターノード２以外のノードであるノードＡからノードＢへ、ノードＡからノードＣへ、ノードＢからノードＣへ送信する場合の動作を説明する。
　予め各ノードＡ～ＣにＴＳ情報を設定する。図９の［１］および［２］に、ノードＡとノードＢに設定されたＴＳ情報の一例を示す。１種類の波長にＡＤＤするＴＳ番号「０」～「２」は各ノードＡ～Ｃで重複しないようにする。ＴＳ長をリング長の整数分の１に設定する。
　［３］に示すように、マスターノード２がトリガをＴＳ長（２０μｓｅｃ）間隔でノードＡへ送信する。リングを１周したトリガは終端する。以降、ＴＳ長の単位は、μｓｅｃとする。
　ノードＡはトリガを受信すると、［４］に示すように、オフセット時間（５μｓｅｃ）後にＴＳ情報の１番目の動作を実施する。但し、オフセット時間の単位はμｓｅｃである。なお、システムの計時動作上、５μｓｅｃを５カウントのように計時する場合もあるので、オフセット時間の単位をカウントとも称することもある。
　つまり、ノードＡは、［１］の１行目に示すように宛先ノードＢのデータをＴＳ０にＡＤＤする。この際の光ＳＷ接続ポートはポート番号３から２へ接続される。ノードＡは次のトリガを受信したら、同様にＴＳ情報の２番目の動作を実施する。ノードＡは、次のトリガ受信時も同様にＴＳ情報の３番目の動作を実施する。つまり、ノードＡは、［１］の３行目に示すように宛先ノードＣのデータをＴＳ２へＡＤＤする。この際の光ＳＷ接続ポートもポート番号３から２へ接続される。
　ノードＢはトリガを受信すると、［５］に示すようにオフセット時間（５μｓｅｃ）後に、ＴＳ情報の１番目の動作を実施する。つまり、ノードＢは、［２］にも示すようにＴＳ０のデータをＤＲＯＰする。この際の光ＳＷ接続ポートはポート番号１から３へ接続される。ノードＢは次のトリガを受信すると、同様にＴＳ情報の２番目の動作を実施する。つまり、ノードＢは、［２］に示すように宛先ノードＣのデータをＴＳ１にＡＤＤする。この際の光ＳＷ接続ポートはポート番号３から２へ接続される。
　次に、トリガ出力間隔が「ＴＳ周期」の場合の動作を説明する。
　図１０は図７に示したＮｏ１００２の場合の動作を説明するための図である。図１０を参照して、光信号でデータを、ノードＡからノードＢへ、ノードＡからノードＣへ、ノードＢからノードＣへ送信する場合の動作を説明する。
　予め各ノードＡ～ＣにＴＳ情報を設定する。図１０の［１］および［２］に、ノードＡとノードＢに設定されたＴＳ情報の一例を示す。１種類の波長にＡＤＤするＴＳ番号は各ノードで重複しないようにする。ＴＳ周期（ＴＳ長×ｍ）がリング長の整数分の１になるようＴＳ長を設定する。
　［３］に示すように、マスターノード２がトリガをＴＳ周期間隔でノードＡに送信する。リングを１周したトリガは終端する。
　ノードＡはトリガを受信すると、［４］に示すように、オフセット時間（ここでは、５カウントとする）後にＴＳ情報の１番目からｍ番目まで順番に実施する。つまり、ノードＡは、［１］にも示すように、オフセット時間後に宛先ノードＢのデータをＴＳ０にＡＤＤし、４５カウント（オフセット時間＋ＴＳ番号×ＴＳ長＝５＋２×２０）後に宛先ノードＣのデータをＴＳ２にＡＤＤする。この際の光ＳＷ接続ポートはポート番号３から２へ接続される。
　ノードＢはトリガを受信すると、［５］に示すように、オフセット時間（５カウント）後にＴＳ情報の１番目からｍ番目までを順番に実施する。つまり、ノードＢは、［２］にも示すように、オフセット時間後にＴＳ０のデータをＤＲＯＰし、２５カウント（オフセット時間＋ＴＳ番号×ＴＳ長＝５＋１×２０）後に宛先ノードＣのデータをＴＳ１にＡＤＤする。この際の光ＳＷ接続ポートは、ＤＲＯＰ時にはポート番号１から３へ接続され、次に、ＡＤＤ時にはポート番号３から２へ接続される。
　次に、トリガ出力間隔が「ＴＳ周期×Ｎ」の場合の動作を説明する。
　図１１は図７に示したＮｏ１００４の場合の動作を説明するための図である。図１１を参照して、光信号でデータを、ノードＡからノードＢ、ノードＡからノードＣ、ノードＢからノードＣへ送信する場合の動作を説明する。
　予め各ノードＡ～ＣにＴＳ情報を設定する。図１１の［１］および［２］に、ノードＡとノードＢに設定されたＴＳ情報の一例を示す。１種類の波長にＡＤＤするＴＳ番号は各ノードＡ～Ｃで重複しないようにする。ＴＳ周期（ＴＳ長×ｍ）がリング長の整数分の１になるようＴＳ長を設定する。
　［３］に示すように、マスターノード２がトリガをＴＳ周期×Ｎの間隔でノードＡに送信する。リング１周したトリガは終端する。
　ノードＡはトリガを受信すると、［４］に示すように、オフセット時間（ここでは、５カウントとする）後にＴＳ情報の１番目からｍ番目まで順番に実施し、ｍ番目を実施した後、次のトリガを受信するまで、１番目からｍ番目の動作を繰り返す。ノードＡは、次のトリガを受信すると、最初のトリガの場合と同様に、ＴＳ情報の１番目からｍ番目までの動作を繰り返す。つまり、ノードＡは、［１］の１行目に示すように宛先ノードＢのデータをＴＳ０にＡＤＤし、次に、［１］の３行目に示すように宛先ノードＣのデータをＴＳ２へＡＤＤする。これらの際の光ＳＷ接続ポートはポート番号３から２へ接続される。
　ノードＢはトリガを受信すると、［５］に示すように、オフセット時間（５カウント）後にＴＳ情報の１番目からｍ番目まで順番に実施し、ｍ番目を実施した後、次のトリガを受信するまで、１番目からｍ番目の動作を繰り返す。ノードＢは、次のトリガを受信すると、最初のトリガの場合と同様に、ＴＳ情報の１番目からｍ番目までの動作を繰り返す。つまり、ノードＢは、［２］にも示すようにＴＳ０のデータをＤＲＯＰし、次に、宛先ノードＣのデータをＴＳ１にＡＤＤする。この際の光ＳＷ接続ポートは、ＤＲＯＰ時にはポート番号１から３へ接続され、次に、ＡＤＤ時にはポート番号３から２へ接続される。
　次に、リング長に対するＴＳ長・ＴＳ周期の設定方法を説明する。
　図１２Ａおよび図１２Ｂはリング長に対するＴＳ長・ＴＳ周期の設定方法を説明するための図である。
　光リングシステムでは、リング状の破線で示す伝送路で各ノードＡ～Ｃがデータを送受信する。そのため、「ノードＣ⇒ノードＡ」（図１２Ａ参照）のようにマスターノード２を越えてデータを受信するためには、ＴＳ長またはＴＳ周期をリング長Ｌの整数分の１に設定すればよい。具体的には、トリガ出力間隔がＴＳ長の場合はＴＳ長をリング長Ｌの整数分の１にし、トリガ出力間隔がＴＳ周期またはＴＳ周期×Ｎの場合はＴＳ周期をリング長Ｌの整数分の１にすればよい。これにより、マスターノード２が新たに送信したトリガで、ノードＡはノードＣが送信したデータを受信することができる。
　次に、タイムスロットのタイミングのずれへの対応方法を説明する。
　図１３はゆらぎによるタイムスロットのタイミングのずれを示す図である。図１４はタイムスロット内のデータとガードタイムを示す図である。
　マスターノード２（図５参照）のトリガ出力間隔のゆらぎや、図７に示したＮｏ１００４、Ｎｏ１００５のように、周期的にタイムスロットを送信する場合のクロックゆらぎにより、図１３にクロックＣＫ１，ＣＫ２で示すように、各ノードＡ～Ｃのタイムスロットの送受信タイミングがずれてしまうことがある。
　図１３の左側にＣＫで示すように、クロックが一致している場合、各ノードＡ～Ｃが送受信するタイムスロットＴＳ１，ＴＳ２のタイミングは一致する。しかし、図１３の右側にＣＫ１，ＣＫ２で示すように、クロックゆらぎによりタイムスロットのタイミングがずれると、双方向矢印Ｌ１で示すようにタイムスロットのＴＳ１とＴＳ２に重なりが生じる。
　そのため、図１４に示すように、クロックゆらぎによるタイムスロットの重なりを考慮し、データの前後にガードタイムを設ける。タイムスロット（ＴＳ長）内に一定のガードタイムを設けることで、タイムスロットの重なりを回避することができる。
　次に、物理トポロジについて説明する。
　図１５は片方向リングの場合の光スイッチノード１Ａの構成例を示すブロック図である。片方向リングの場合の構成は、図３および図４を参照して説明した構成と同様なため、詳細な説明を省略する。
　図１６は双方向リングの場合の光スイッチノード１Ｂの構成例を示すブロック図である。
　物理トポロジが双方向（双方向リング）の場合、トリガ検出部２１、ＴＳ情報管理部１０を右回り用と左回り用の２つ設ける。各ノード間の通信がマスターノードを通過しないような送信方向でＴＳ割当を行うことで、リング長に依存せずにＴＳ長またはＴＳ周期を設定することができる。トリガを送信するマスターノードはリングの右回り、左回りにトリガを送信し、各ノードはトリガの送受信方向と対応したＴＳ情報管理部１０のＴＳ情報をもとに、トリガの送受信方向と同じ方向にデータ送受信およびＳＷ切替を行う。各ノードは、右回りのトリガを受信したら、タイムスロット情報管理部（右回り）を利用し、左回りと同様にデータ送受信およびＳＷ切替を行う。
　次に、トリガ伝送構成のバリエーションを説明する。図１７Ａ、図１７Ｂおよび図１８Ａ、図１８Ｂはトリガ伝送構成のバリエーション例を示す図である。
　図１７Ａ、図１７Ｂはトリガを光ＴＳ－ＳＷ部３０に通す場合の構成例であり、図１８Ａ、図１８Ｂはトリガを光ＴＳ－ＳＷ部３０に通さない場合の構成例である。
　図１７Ａに示す構成例では、光ＴＳ－ＳＷ部３０がブロードキャストに設定されている。光ＴＳ－ＳＷ部３０はトリガを分岐する。図１７Ｂに示す構成例では、光ＴＳ－ＳＷ部３０がＤＲＯＰ／ＡＤＤに設定されている。トリガ検出部２１がトリガを分岐する。
　図１８Ａに示す構成例では、ＯＥ－ＥＯ（光－電気）変換して電気信号でトリガを分岐、または光カプラでトリガを分岐する。図１８Ｂに示す構成例では、トリガ検出部２１がトリガを分岐する。
　次に、ＴＳ送受信部４０と光ＴＳ－ＳＷ部３０の接続構成のバリエーションを説明する。
　図１９Ａ～図１９Ｃは、ＴＳ送受信部４０と光ＴＳ－ＳＷ部３０の接続構成のバリエーション例を示す図である。
　図１９Ａは１出力１入力の場合の構成例であり、図１９Ｂはキュー毎出力１入力の場合の構成例であり、図１９Ｃはキュー毎出力２入力の構成例である。
　図１９Ａに示す構成では、ＴＳ送受信部４０は複数のキュー４０ｑ１，４０ｑｎを備え、送信データは宛先毎に別々のキューに格納される。ＴＳ送受信部４０と光ＴＳ－ＳＷ部３０との接続はＡＤＤ／ＤＲＯＰで１ポートずつである。
　図１９Ｂに示す構成では、ＴＳ送受信部４０は複数のキュー４０ｑ１，４０ｑｎを備え、ＴＳ送受信部４０と光ＴＳ－ＳＷ部３０との接続はキュー毎に１つずつのＡＤＤポートとし、宛先が違うデータはリング送信方向が違えば同時に出力可能にしている。
　図１９Ｃに示す構成では、ＴＳ送受信部４０は複数のキュー４０ｑ１，４０ｑｎとバッファ４０ｂを備え、ＴＳ送受信部４０と光ＴＳ－ＳＷ部３０との接続はＤＲＯＰポートも２つとしてリングの左右同時からの受信も可能にしている。
　次に、光ＳＷ制御部２２および送信制御部２３での経過時間カウントに用いられるクロックの供給方法のバリエーションを説明する。
　図２０Ａおよび図２０Ｂはクロックの供給方法のバリエーションを説明するための図である。
　図２０Ａは経過時間カウントに内部クロック（ＣＫ３）を用いた場合の光スイッチノード１Ｃの構成を示すブロック図である。内部クロック（ＣＫ３）としては、セシウム発振器、ルビジウム発振器、および水晶発振器などがある。図２０Ｂは経過時間カウントに外部クロック（ＣＫ４）を用いた場合の光スイッチノード１Ｄの構成を示すブロック図である。外部クロック（ＣＫ４）としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）クロック、ＪＪＹクロック（日本標準電波クロック）などがある。
　第１の実施形態によれば、１つの波長による波長パスをタイムスロットに分割し、タイムスロットが重ならないように複数のノードに割り当てることで、ノード毎にデータの送受信または方路切替を実行させることができる。そのため、波長パス数に依存せずにノード数を増やすことができる。
　＜第２の実施形態＞
　第２の実施形態は、タイムスロット情報をトリガ内に埋め込んでトリガと一緒に各ノードに配信するものである。
　図２１は第２の実施形態における光スイッチノード１Ｅの一構成例を示すブロック図である。図２２は図２１に示す光スイッチノード１Ｅにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。
　図２１に示すように、第２の実施形態の光スイッチノード１Ｅには、図３に示したＴＳ情報管理部１０が設けられていない。その一方、第２の実施形態では、図２２に示すように、トリガ検出部２１は、トリガを受信すると、トリガに埋め込まれたＴＳ情報を送信制御部２３と光ＳＷ制御部２２に引き渡すようになっている。
　図２３は第２の実施形態におけるマスター光スイッチノード（マスターノード）２Ｅの一構成例を示すブロック図である。図２４は図２３に示すマスターノード２Ｅにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。
　図５に示したマスターノード２の構成と比較すると、図２３および図２４に示すように、第２の実施形態のマスターノード２Ｅは、ＴＳ情報をトリガ内に埋め込んでトリガと一緒に配信するＴＳ情報配信部６０をさらに有する。
　次に、第２の実施形態の光ネットワークシステムの動作を、トリガ出力間隔が「ＴＳ長」の場合で説明する。
　図２５は、第２の実施形態の光ネットワークシステムにおいて、トリガ出力間隔が「ＴＳ長」の場合の動作を説明するための図である。図２５を参照して、光信号でデータを、ノードＡからノードＢへ送信する場合の動作を説明する。
　［１］に示すように、マスターノード２Ｅがトリガ内にＴＳ情報２００，２０１，２０２を記載してＴＳ長の間隔で送信する。１トリガ１ＴＳの情報とする。図２５には、マスターノード２Ｅが、ＴＳ情報２００，２０１，２０２の内容に示すように、ＴＳ番号＝０～２の３つのＴＳ情報を送信した様子を示す。
　ノードＡは、［２］に示すように、トリガを受信すると、トリガ内のＴＳ情報を読み込み、データ送信元またはデータ送信宛先が自ノードであればオフセット時間（５カウントとする）後に、ＴＳ情報内で該当する動作を実施する。ＴＳ番号＝０のＴＳ情報では、データ送信元が自ノードなので、ノードＡはオフセット時間後にデータをＡＤＤする。ノードＡは、次のトリガを受信すると、上記と同様に実施する。
　ノードＢは、［３］に示すように、トリガを受信すると、トリガ内のＴＳ情報を読み込み、データ送信元またはデータ送信宛先が自ノードであればオフセット時間後に、ＴＳ情報内で該当する動作を実施する。ＴＳ番号＝０のＴＳ情報では、データ送信宛先が自ノードなので、ノードＢは、オフセット時間後にデータをＤＲＯＰする。ノードＢは、次のトリガを受信すると、上記と同様に実施する。
　第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果が得られるだけでなく、マスターノード２Ｅおよび光スイッチノード１Ｅの各ノードにＴＳ情報管理部１０を設けなくて済むという利点がある。
　次に、ＴＳ同期を、マスターノードから配信されるトリガではなく、時刻で行う場合のバリエーションを説明する。
　ここで説明する方法は、ＴＳ開始を時刻で指定することを特徴とする。上述のトリガによる同期はトリガとデータと同一経路である必要があったが、時刻によるＴＳ同期は事前にＴＳ開始時刻を設定することができ、ＴＳ開始時刻を配信する場合であってもデータと同一経路で配信する必要がない。
　各ノードでの時刻設定は、マスターノードの時刻に対してデータ伝送路分の遅延時間が付加された時刻を設定する場合（後述の第３の実施形態および第４の実施形態）と、全ノード共通の時刻を設定する場合（後述の第５の実施形態）とが考えられる。
　遅延時間が付加された時刻で設定する場合、ＴＳ開始時刻を全ノード共通にできるという特徴がある。共通時刻で設定する場合、ＧＰＳ等を用いた時刻設定が利用できるという特徴がある。
　＜第３の実施形態＞
　第３の実施形態の光ネットワークシステムは、マスターノードがタイムスタンプを送信することで伝送遅延時間ずれた時刻で各ノードの時刻を設定し、各ノードが共通した時刻でタイムスロットを同期し、データ送受信を実現するものである。
　本実施形態における光スイッチノードの構成を説明する。
　図２６は第３の実施形態における光スイッチノード１Ｆの一構成例を示すブロック図である。図２７は図２６に示す光スイッチノード１Ｆにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。
　図２６に示すように、光スイッチノード１Ｆは、ＴＳ情報を設定するＴＳ情報管理部１０と、ＴＳ同期部２５と、時刻カウンタ７０と、光ＴＳ－ＳＷ部３０と、ＴＳ送受信部４０とを有する。ＴＳ同期部２５は、制御信号処理部２６、送信制御部２３、および光ＳＷ制御部２２を含む。光ＴＳ－ＳＷ部３０には、光信号の入力側に分波部３１が接続され、光信号の出力側に合波部３２が接続されている。
　次に、図２７を参照する。制御信号処理部２６は、各ノードのタイムスロットのタイミングを同期させるための制御信号の検出を行い、信号内のタイムスタンプ値を時刻カウンタ７０に通知し、信号内のタイムスロット開始時刻（以下では、ＴＳ開始時刻と表記する）を送信制御部２３と光ＳＷ制御部２２に通知する。
　時刻カウンタ７０は、制御信号処理部２６から通知されたタイムスタンプ値にカウンタ値を設定し、このカウンタ値を、送信制御部２３および光ＳＷ制御部２２に供給する。
　送信制御部２３は、制御信号処理部２６からＴＳ開始時刻の通知を受けるとＴＳ情報管理部１０を参照し、時刻カウンタ７０から供給されたカウンタ値がＴＳ開始時刻になると自送信制御部２３に割り当てられたタイムスロットでＴＳ送受信部４０に指示する。
　ＴＳ送受信部４０は、外部から入力されたデータをバッファ（図示せず）に保存し、送信制御部２３からの指示にしたがってバッファから読み出したデータを光ＴＳ－ＳＷ部３０に送信し、光ＴＳ－ＳＷ部３０から受信するデータを外部に送信する。
　光ＳＷ制御部２２は、制御信号処理部２６からＴＳ開始時刻の通知を受けるとＴＳ情報管理部１０を参照し、時刻カウンタ７０から供給されたカウンタ値がＴＳ開始時刻になると自光ＳＷ制御部２２に割り当てられたタイムスロットで光ＴＳ－ＳＷ部３０に切替を指示する。
　光ＴＳ－ＳＷ部３０は、光ＳＷ制御部２２からの切替指示で方路を切り替える。
　次に、第３の実施形態におけるマスター光スイッチノードの構成を説明する。
　図２８は第３の実施形態におけるマスター光スイッチノード（マスターノード）２Ｆの一構成例を示すブロック図である。図２９は図２８に示すマスターノード２Ｆにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。
　図２８に示すように、マスターノード２Ｆは、図２６を参照して説明した構成の他に、ＴＳ開始配信部８０および遅延時間算出部９０を有する。ＴＳ開始配信部８０は、制御信号生成部８１と、マスター時刻カウンタ８２とを有する。
　次に、図２９を参照する。マスター時刻カウンタ８２は、制御信号生成部８１にカウンタ値を供給する。
　制御信号生成部８１は、ＴＳ開始時刻を含む制御信号を生成し、マスター時刻カウンタ８２から供給されるカウンタ値をタイムスタンプとして制御信号に付与し、各ノード１Ｆへ制御信号を送信する。
　遅延時間算出部９０は、リングを１周した制御信号の受信時刻からタイムスタンプ値を引き算し、リング１周の時間を算出し、この算出結果をＴＳ情報管理部１０に書き込む。
　なお、第３の実施形態の光ネットワークシステムの動作については、後述する第４の実施形態と重複するため、ここでは、その説明を省略する。
　第３の実施形態によれば、マスターノード２Ｆがタイムスタンプを送信することで伝送遅延時間ずれた時刻で各ノード１Ｆの時刻を設定し、各ノード１Ｆは共通した時刻でタイムスロット同期し、データの送受信または方路切替を実行することが可能となる。
　＜第４の実施形態＞
　第４の実施形態は、第３の実施形態の光ネットワークシステムにおいて、マスターノードがＴＳ情報を各ノードに配信するものである。
　図３０は第４の実施形態における光スイッチノード１Ｇの一構成例を示すブロック図である。図３１は図３０に示す光スイッチノード１Ｇにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。図３０に示すように、本実施形態の光スイッチノード１Ｇは、図２６に示した光スイッチノード１ＦのＴＳ情報管理部１０が設けられていない点が異なる。
　図３２は第４の実施形態におけるマスター光スイッチノード（マスターノード）２Ｇの一構成例を示すブロック図である。図３３は図３２に示すマスターノード２Ｇにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。
　図２８に示した構成と比較すると、図３２に示すように、マスターノード２Ｇには、ＴＳ情報管理部１０が設けられていないが、ＴＳ情報を制御信号生成部８１に供給するＴＳ情報配信部６０が設けられている。
　上述した構成の光ネットワークシステムにおいて、ＴＳ開始配信機能およびＴＳ同期機能で時刻を利用し、時刻カウンタが遅延差付き時刻に設定される場合のバリエーションを説明する。
　図３４はＴＳ開始配信機能およびＴＳ同期機能で時刻を利用し、時刻カウンタが遅延差付き時刻に設定される場合のバリエーションを示す図である。ＴＳ情報の設定用の制御信号として、図３４の下側に示すように、複数の情報をまとめて制御信号ＳＳに含めて送ってもよく、複数の情報をばらばらにして制御信号ＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３に含めて送ってもよい。即ち、制御信号ＳＳは、ＴＳ開始時刻、タイムスタンプ及びＴＳ情報を纏めて含んでいる。制御信号ＳＳ１はＴＳ開始時刻を含み、制御信号ＳＳ２はタイムスタンプを含み、制御信号ＳＳ３はＴＳ情報を含んでいる。
　次に、第４の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明する。
　図３５は図３４に示したＮｏ２００２の場合の動作を説明するための図である。図３５を参照して、ローカル時刻・ＴＳ開始時刻を配信し、全ＴＳを事前に設定する場合を説明する。
　［１］および［２］に示すように、マスターノード２Ｇが各ノードＡ，Ｂにタイムスロット情報を設定する。続いて、［３］に示すように、マスターノード２ＧがＴＳ開始時刻およびタイムスタンプ値（例えば８０）を含む制御信号ＳＳ４をＴＳ周期毎に送信する。
　ノードＡは、［４］に示すように、マスターノード２Ｇから制御信号ＳＳ４を受信すると、タイムスタンプ値（８０）に時刻カウンタ（８０）を設定する。そして、ノードＡは、［５］に示すように、時刻カウンタがＴＳ開始時刻（１００）になると、ＴＳ０から順に動作を実施する。つまり、ノードＡは、「ＴＳ開始時刻＋ＴＳ番号×ＴＳ長」の時刻になったらＴＳ情報の動作を実施する。ここでは、ノードＡは、時刻カウンタ１００～１２０で、［１］の１行目に示すようにＴＳ０にデータをＡＤＤし、時刻カウンタ１４０～１６０で、［１］の３行目に示すようにＴＳ２にデータをＡＤＤする。
　ノードＢは、［６］に示すように、制御信号ＳＳ４を受信すると、タイムスタンプ値に時刻カウンタ（８０）を設定する。そして、ノードＢは、時刻カウンタがＴＳ開始時刻（１００）になると、ＴＳ０から順に動作を実施する。つまり、ノードＢは、時刻カウンタ（＝ＴＳ開始時刻＋ＴＳ番号×ＴＳ長)１００～１２０で、［２］の１行目に示すようにＴＳ０のデータをＤＲＯＰし、時刻カウンタ１２０～１４０で、［２］の２行目に示すようにＴＳ２にデータをＡＤＤする。
　次に、伝送路遅延時間が付加された時刻の設定方法について説明する。
　図３６Ａ、図３６Ｂは、伝送路遅延時間が付加された時刻の設定方法を説明するための図である。
　図３６Ａに示すように、マスターノード２Ｇが枠Ｇ１内に示すようにタイムスタンプ付与の時刻同期信号を送信する。各光スイッチノード１Ｇは、枠Ｇ２内に示すように、受信した時刻同期信号のタイムスタンプ値を現在時刻に設定する。
　図３６Ｂに示すように、マスターノード２Ｇにおいて、時刻同期信号を送信する時の時刻（Ｔ１）がタイムスタンプとして付与される。このタイムスタンプ値Ｔ１が付与された時刻同期信号ＳＣ１が各光スイッチノード１Ｇへ送信される。各光スイッチノード１Ｇにおいて、タイムスタンプの値（Ｔ１）が自光スイッチノード１Ｇの現在時刻として設定される。
　このようにして、マスターノード２Ｇがタイムスタンプ付きの時刻同期信号ＳＣ１を光スイッチノード１Ｇに送信して設定するが、定期的に時刻同期信号ＳＣ１を送信することで温度変化による伝送路長の変化を吸収することが可能となる。
　次に、遅延付き時刻の設定方法のバリエーションを説明する。
　図３７Ａ、図３７Ｂは遅延付き時刻の設定方法のバリエーションを説明するための図である。図３７Ａは矢印Ｙ１で示すように反時計回り（左回り）の場合であり、図３７Ｂは矢印Ｙ２で示すように時計回り（右回り）の場合である。
　片方向設定の場合、図３７Ａに示す左回り、または図３７Ｂに示す右回りのどちらかで、マスターノード２Ｇがタイムスタンプ付きの制御信号を送信して各ノード１Ｇ１，１Ｇ２，１Ｇ３に設定する。
　左回りの場合で説明すると、図３７Ａに示すように、マスターノード２Ｇがローカル時刻ｔをタイムスタンプ値として制御信号に含めて送信し、この制御信号をノード１Ｇ１が受信したとする。この場合、マスターノード２Ｇとノード１Ｇ１間の伝送遅延がａ（遅延＝ａ）であるとすると、ノード１Ｇ１は、制御信号のタイムスタンプ値ｔを自ノード１Ｇ１の時刻カウンタにローカル時刻として設定する。このとき、マスターノード２Ｇのローカル時刻は遅延時間ａ進んでいるためノード１Ｇ１のローカル時刻はマスターノードのローカル時刻よりも遅延時間ａ分ずれた時刻（ｔ－ａ）に設定される。
　以降同様に、次のノード１Ｇ２においては、ローカル時刻はｔが設定される。これにより、ノード１Ｇ２のローカル時刻は、マスターノード２Ｇのローカル時刻よりも遅延時間（ａ＋ｂ）分ずれた時刻（ｔ－ａ－ｂ）に設定される。ノード１Ｇ３においては、ローカル時刻はｔが設定される。これにより、ノード１Ｇ３のローカル時刻は、マスターノード２Ｇのローカル時刻よりも遅延時間（ａ＋ｂ＋ｃ）分ずれた時刻（ｔ－ａ－ｂ－ｃ）に設定される。
　双方向設定の場合、図３７Ａに示す左回りと図３７Ｂに示す右回りの両方でマスターノード２Ｇがタイムスタンプ付きの制御信号を各ノード１Ｇ１～１Ｇ３に送信して設定する。図３７Ａおよび図３７Ｂに示すように、タイムスタンプ値を右回り・左回りで送信した時に設定されるローカル時刻が異なる。そのため、各ノード１Ｇ１～１Ｇ３は、右回り用と左回り用の２つの時刻カウンタを備えることが望ましい。
　次に、物理トポロジのバリエーションを説明する。
　図３８は片方向リングの場合の光スイッチノード１Ｈの構成例を示すブロック図である。片方向リングの場合の構成は、図２６および図２７を参照して説明した構成と同様なため、詳細な説明を省略する。
　図３９Ａおよび図３９Ｂは双方向リングの場合の光スイッチノード１Ｉ，２Ｊの構成例を示すブロック図である。但し、図３９Ａに示す光スイッチノード１Ｉは、後述のようにマスターノード２Ｉとしても適用される。
　図３９Ａに示す、物理トポロジが双方向の場合、制御信号処理部２６、ＴＳ情報管理部１０および時刻カウンタ７０を右回り用と左回り用のものを２つ設けることを特徴とする。マスターノード２Ｉは、制御信号をリングの右回りと左回りに送信し、各ノード１Ｉは、制御信号の送受信方向に対応するＴＳ情報管理部１０のＴＳ情報と時刻カウンタ７０を使用して動作する。各ノード１Ｉは、右回りの制御信号を受信すると、右回り用のＴＳ情報管理部１０と右回り用の時刻カウンタ７０を利用する。
　図３９Ｂに示すように、物理トポロジが双方向の場合、制御信号処理部２６、ＴＳ情報管理部１０、時刻カウンタ７０を１セットで双方向通信をすることを特徴とする。但し、図３９Ｂは、マスターノード２Ｊの構成を示す。マスターノード２Ｊは、制御信号をリングの右回りまたは左回りに送信し、制御信号の送受信方向と反対向きにデータ送信を行う場合、ＴＳ開始時刻を遅延時間算出部９０で遅延時間分引いた時刻として動作する。マスターノードは、制御信号の受信方向と同じ向きにデータ送信する場合は片方向リングと同じ方法で行う。
　次に、マスターノードのＤＲＯＰ切替時間について説明する。
　図４０はマスターノード２ＪのＤＲＯＰ切替時間を説明するための図である。
　各ノード１Ｊ１～１Ｊ３は、図３７Ａ、図３７Ｂを参照して説明したように、マスターノード２Ｊと遅延分の時差が付いたローカル時刻が設定される。このため、タイムスタンプを送信した向きと同じ向きにデータ送信する場合には、「受信ノードのローカル時刻での受信時間」＝「送信ノードのローカル時刻での送信時間」になる。例えば、マスターノード２Ｊがローカル時刻＝ｔ１でデータ送信すると、各ノード１Ｊ１～１Ｊ３には各ノード１Ｊ１～１Ｊ３のローカル時刻＝ｔ１でデータが到着する。
　しかし、各ノード１Ｊ１～１Ｊ３からマスターノード２Jに送信する場合やマスターノード２Ｊを跨いでノード間送受信する場合は、「受信ノードのローカル時刻での受信時間」＝「送信ノードのローカル時刻での送信時刻」＋「リング１周の時間（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）」になる。
　但し、マスターノード２Ｊを跨ぐ送受信（跨ぎ通信）とは、送信の順方向においては、マスターノード２Ｊの上流側に接続されたノード１Ｊ３から、マスターノード２Ｊをスルーして（跨いで）、マスターノード２Ｊの下流側に接続されたノード１Ｊ１で信号を受信、又は更に下流のノードで信号を受信することである。送信の逆方向においては、マスターノード２Ｊの下流側に接続されたノード１Ｊ１から、マスターノード２Ｊをスルーして（跨いで）、マスターノード２Ｊの上流側に接続されたノード１Ｊ３で信号を受信又は更に上流のノードで信号を受信することである。
　例えば、ノード１Ｊ１がローカル時刻＝ｔ２でデータ送信すると、そのデータはマスターノード２Ｊには、マスターノード２Jでのローカル時刻＝ｔ２＋ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄに到着する。このため、マスターノード２ＪのＤＲＯＰ切替時間は、「ＴＳ開始時刻＋ＴＳ番号×ＴＳ長＋リング１周時間」にする。ノード１Ｊ３からノード１Ｊ１へデータを送受信する場合のように、マスターノード２Ｊを跨ぐ送受信についても同様にＤＲＯＰ切替時間は、「ＴＳ開始時刻＋ＴＳ番号×ＴＳ長＋リング１周時間」にする。
　図４１はマスターノードのＴＳ情報の設定例を示す図である。
　図４１に示すように、受信時間＝送信時間にならない場合に対応するため、リング１周時間（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）を追加する。マスターノード２JがＤＲＯＰする時間は「ＴＳ開始時刻＋ＴＳ番号×ＴＳ長＋リング１周時間」とする。
　次に、リング１周時間の算出方法および設定方法を説明する。ここでは、２つの方法を説明する。
　第１の方法は、ＯＴＤＲ等の測定器で事前に遅延時間を測定し、測定結果をＴＳ情報管理部１０に設定するものである。ＴＳ情報管理部１０への設定は手動等でよい。
　第２の方法は、リング１周した制御信号から算出するものである。この第２の方法について、図４２を参照して説明する。図４２は、リング１周時間の算出方法および設定方法を説明するための図である。
　図４２に示すように、マスターノード２Ｋが制御信号生成部８１でタイムスタンプ付きの制御信号ＳＳ１０を生成し、制御信号ＳＳ１０を送信する。そして、マスターノード２Ｋは、リング１周して戻ってきたタイムスタンプ付きの制御信号ＳＳ１０を遅延時間算出部９０で受信し、受信時刻からタイムスタンプ値を引くことでリング１周時間を算出し、ＴＳ情報管理部１０に書き込む。
　図４３は時刻カウンタが共通時刻に設定される場合のバリエーションを示す図である。本実施形態では、共通時刻設定のため、各ノードのローカル時刻を設定する信号の配信が不要となる。
　＜第５の実施形態＞
　第５の実施形態は、各ノードが共通時刻の情報を共有し、遅延時間を測定し、ＴＳ開始時刻から遅延時間を引いてＴＳ同期するものである。
　第５の実施形態における光スイッチノードの構成を説明する。
　図４４は第５の実施形態における光スイッチノード１Ｌの一構成例を示すブロック図である。図４５は図４４に示す光スイッチノード１Ｌにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。
　図４４に示すように、光スイッチノード１Ｌは、ＴＳ情報を設定するＴＳ情報管理部１０と、ＴＳ同期部２５と、共通時刻カウンタ７５と、遅延時間管理部９５と、光ＴＳ－ＳＷ部３０と、ＴＳ送受信部４０とを有する。ＴＳ同期部２５は、制御信号処理部２６、送信制御部２３、および光ＳＷ制御部２２を含む。光ＴＳ－ＳＷ部３０には、光信号の入力側に分波部３１が接続され、光信号の出力側に合波部３２が接続されている。
　次に、図４５を参照して説明する。制御信号処理部２６は、制御信号を受信するとＴＳ開始時刻を送信制御部２３と光ＳＷ制御部２２に通知する。制御信号処理部２６は、制御信号にＴＳ情報が含まれていると、ＴＳ情報をＴＳ情報管理部１０に書き込む。
　ＴＳ情報管理部１０はＴＳ情報を管理し、送信制御部２３と光ＳＷ制御部２２にＴＳ情報を参照させる。ＴＳ情報は、ＴＳ番号、データ送信宛先、動作、光ＳＷ接続ポート番号、ＴＳ長およびＴＳ周期の情報を含む。
　送信制御部２３は、制御信号処理部２６からＴＳ開始時刻通知を受けるとＴＳ情報管理部１０と遅延時間管理部９５を参照し、該当するＴＳ番号の動作を実施する。動作がＡＤＤであればＴＳ送受信部にデータ送信宛先へのデータの送信を指示する。送信制御部２３は、共通時刻カウンタ７５から時刻を供給してもらう。
　ＴＳ送受信部４０は、外部装置（図示せず）と光ＴＳ－ＳＷ部３０の間でデータを送受信する。外部の装置は、例えば、図１に示したルータ等の通信機器である。ＴＳ送受信部４０は、光ＴＳ－ＳＷ部３０を介して他の光スイッチノードへデータを送信する場合、送信制御部２３からの送信指示にしたがって該当する光スイッチノードが宛先になるようにデータをバッファ内（図示せず）のキューから読み出して光ＴＳ－ＳＷ部３０に渡す。ＴＳ送受信部４０は、外部装置からデータを受信すると、送信制御部２３からの送信指示があるまでバッファ内のキューにデータを溜めておく。
　光ＳＷ制御部２２は、制御信号処理部２６からＴＳ開始時刻通知を受けるとＴＳ情報管理部１０と遅延時間管理部９５を参照し、該当するＴＳ番号の動作を実施する。動作がＡＤＤまたはＤＲＯＰであれば光ＴＳ－ＳＷ部３０に切替を指示する。切替を指示した後、ＴＳ長の時間経過後に光ＴＳ－ＳＷ部３０に切り戻しを指示する。光ＳＷ制御部２２は、共通時刻カウンタ７５から時刻を供給してもらう。
　光ＴＳ－ＳＷ部３０は、光ＳＷ制御部２２からの切替指示で光ＳＷ内の接続を切り替える。
　共通時刻カウンタ７５は、クロック（図示せず）をもらい、時刻をカウントする。この時刻は各ノード共通の時刻となる。
　遅延時間管理部９５は、マスターノードと自ノードの遅延時間を管理する。
　次に、本実施形態におけるマスター光スイッチノード（マスターノード）の構成を説明する。
　図４６は本実施形態におけるマスターノード２Ｌの一構成例を示すブロック図である。図４７は図４６に示すマスターノード２Ｌにおける、制御信号および光信号の伝送経路を模式的に示す図である。
　図４６及び図４７に示すように、マスターノード２Ｌは、図４４を参照して説明した構成のうち、遅延時間管理部９５を有していない代わりに、制御信号生成部８１を有する。制御信号生成部８１は、ＴＳ開始時刻およびタイムスタンプを含む制御信号を生成し、制御信号を各ノードへ送信する。
　図４８は、第５の実施形態の光ネットワークシステムの構成例を示す図である。図４８に示すマスターノード２Ｌが図４６に示したマスターノード２Ｌに相当し、ノード１Ｌ１～１Ｌ５が図４４に示した光スイッチノード１Ｌに相当する。この構成において、マスターノード２Ｌが矢印Ｙ３で示す反時計回りに、制御信号ＳＳ１１及びデータＤ１１を送信する。
　次に、共通時刻設定した場合のＴＳ開始時刻を説明する。
　図４９Ａは、マスターノード２Ｌと、２つのノード１Ｌ１，１Ｌ２とをリング接続した光ネットワークシステムの構成図である。図４９Ｂは、その光ネットワークシステムにおいて、共通時刻設定した場合のＴＳ開始時刻を説明するための図である。
　図４９Ｂに示すように、マスターノード２Ｌが送信するＴＳ開始時刻をtとすると、各ノード１Ｌ１，１Ｌ２は、送信されたＴＳ開始時刻tにマスターノード２Ｌとの遅延時間ａ又はａ＋ｂを足した値を新たにＴＳ開始時刻とする。
　図４９Ａで説明すると、マスターノード２Ｌでは、矢印Ｙ４で示す左回りの遅延時刻≒０、矢印Ｙ５で示す右回りの遅延時刻≒０となる（遅延時刻が微小のため０とする）。一方、ノード１Ｌ１では、マスターノード２Ｌからの左回りの遅延時刻＝ａとなり、右回りの遅延時刻＝ｂ＋ｃとなる。ノード１Ｌ２では、マスターノード２Ｌからの左回りの遅延時刻＝ａ＋ｂとなり、右回りの遅延時刻＝ｃとなる。
　次に、遅延時間の測定方法を説明する。
　図５０は遅延時間の測定方法を説明するための図である。図５０では、マスターノード２Ｍおよび光スイッチノード１Ｍにおける機能ブロックのうち、遅延時間の測定方法に関連する構成について図に示し、他の構成を図に示すことを省略している。
　タイムスタンプの送受信により遅延時間を、次のようにして測定する。
　はじめに、マスターノード２Ｍがタイムスタンプ送信部８１ｍからタイムスタンプを送信する。双方向リングの場合は逆回りも実施する。光スイッチノード１Ｍは、タイムスタンプを受信すると、タイムスタンプ処理部２６ｍで受信時刻からタイムスタンプ値を引いて遅延時間を算出する。算出結果を遅延時間管理部９５に書き込む。遅延時間は、「遅延時間＝受信時刻－タイムスタンプ値」で算出される。遅延時間管理部９５は、リングの右回りと左回りの両方の遅延時間を管理する。
　次に、上述した実施形態のマスターノード２Ｍおよび光スイッチノード１Ｍの光ＴＳ－ＳＷ部の構成の具体例を説明する。
　図５１は上述した実施形態に適用可能な光ＴＳ－ＳＷ部を分類した図である。
　光ＴＳ－ＳＷ部は、リングネットワークのデータ線を収容し、スケジューラの指示にしたがって入力ポートと出力ポートの接続関係の変更を行う。収容するデータ線は、［１］波長多重したデータ線の場合と、［２］波長多重しないデータ線の場合の２ケースある。光ＴＳ－ＳＷ部は、波長変換による波長ルーティング型スイッチやブロードキャスト＆セレクト型の空間型スイッチとする。
　更に説明すると、波長多重したデータ線を収容する場合には、［１］に示すように、光ＴＳ－ＳＷ部の入力前に分波部を設置して、波長多重により入力したデータを例えばＮ個の波長に分波してそれぞれをＩＮ １～ＩＮ Ｎで示される入力ポートに与える。そして、光ＴＳ－ＳＷ部の後段に合波部を設置し、光ＴＳ－ＳＷ部のＮ個の出力ポートＯＵＴ １～ＯＵＴ Ｎからの光信号を波長多重し、リングネットワーク上での次のノード（次段のノード）に伝送するようにしている。光ＴＳ－ＳＷ部は、光信号挿入（ＡＤＤ）及び光信号分岐（ＤＲＯＰ）の機能も備えており、ＡＤＤ用のポートが光ＴＳ－ＳＷ部の入力ポートとして設けられ、ＤＲＯＰ用のポートが光ＴＳ－ＳＷ部の出力ポートとして設けられている。

　波長多重しないデータ線を収容する場合には、［２］に示すように、分波部及び合波部は設けられない。この場合、リングのデータ線数は、光スイッチにおけるＡＤＤ／ＤＲＯＰ用のインタフェース数を引いた端子（ポート）の数と等しくなる。　
　次に、波長ルーティング型スイッチの実施例１～８を説明する。
　但し、実施例１～５は、ＦＷＣ（固定波長変換器）を有していない光ＴＳ－ＳＷ部の構成例であり、実施例６～８は、ＦＷＣを有する光ＴＳ－ＳＷ部の構成例である。各実施例１～８の図において、波長λの信号に対する動作（ＤＲＯＰ、等）を区別するために、波長λの数字にアルファベットの添え字を付けるものとする。
　実施例１の光ＴＳ－ＳＷ部の構成を説明する。ここでは、２重リング、１ＡＤＤ／１ＤＲＯＰ、ファイバ間交換可能な場合とする。
　図５２は実施例１の光ＴＳ－ＳＷ部３０Ａの構成を説明するための図である。

　光ＴＳ－ＳＷ部３０Ａは、λｉ（ｉ＝０～ｋＮ－１）のｋＮ個の波長において、（ｉ　ＭＯＤ　Ｎ）が同じ値となる複数波長を同一波長として、ｋＮ×ｋＮの周回性ＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating：アレイ導波路型回折格子）３０ａと、その前段に配置され、波長変換部および分波部としてｋ個の周回性１×Ｎ ＡＷＧ３０ｂ，３０ｃと、ｋ（Ｎ－２）個のＴＨＲＵ（通過）／ＤＲＯＰ用ＴＷＣ１～ＴＷＣ４と、１つのＡＤＤ用ＴＷＣ［Ａ］と、１つのＤＲＯＰ ＩＦ（インタフェース）としての光受信器３０ｅと、ｋ個の（Ｎ－１）×１ 合波部３０ｘ，３０ｙとを有する。図５２は、ｋ＝２、Ｎ＝４の場合である。
　但し、ＴＷＣは、可変波長変換器である。また、周回性ＡＷＧ（単に、ＡＷＧともいう）３０ａは、各入力ポートに入力した光信号をその波長に応じて出力ポートに振り分ける処理を行うものである。　つまり、光ＴＳ－ＳＷ部３０Ａは、２重リングであって１リングあたり４波長を用いる場合の、ＦＷＣを用いない１ＡＤＤ／１ＤＲＯＰ構成でファイバ間波長交換を行う例を示している。
　実施例２の光ＴＳ－ＳＷ部の構成を説明する。ここでは、２重リング、１ＡＤＤ／１ＤＲＯＰ、ファイバ間交換可能、スイッチ制御用波長の場合とする。
　図５３は実施例２の光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｂの構成を説明するための図である。
　光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｂは、λｉ（ｉ＝０～ｋＮ－１）のｋＮ個の波長において、（ｉ　ＭＯＤ　Ｎ）が同じ値となる複数波長を同一波長として、ｋＮ×ｋＮの周回性ＡＷＧ３０ａと、その前段に配置され、波長変換部および分波部としてｋ個の周回性１×Ｎ ＡＷＧ３０ｂ，３０ｃと、ｋ（Ｎ－２）個のＴＨＲＵ／ＤＲＯＰ用ＴＷＣ１～ＴＷＣ４と、１つのＡＤＤ用ＴＷＣ［Ａ］と、１つのＤＲＯＰ ＩＦとしての光受信器３０ｅと、ｋ個の（Ｎ－１）×１ 合波部３０ｘ，３０ｙとを有する。そして、スイッチ制御を行うための制御用波長を準備し、制御用波長のリーチャビリティを担保するために分波部３０ｂ，３０ｃにカプラ３０ｆ，３０ｇを接続し、各スイッチでコピーする構成である。図５３は、ｋ＝２、Ｎ＝４の場合である。

　つまり、光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｂは、２重リングであって１リングあたり４波長を用いる場合の、ＦＷＣを用いない１ＡＤＤ／１ＤＲＯＰ構成でファイバ間波長交換を行い、さらに制御用波長を用いる例を示している。
　実施例３の光ＴＳ－ＳＷ部の構成を説明する。ここでは、２重リング、１ＡＤＤ／１ＤＲＯＰ、ファイバ間交換可能な場合とする。
　図５４は実施例３の光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｃの構成を説明するための図である。
　光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｃは、λｉ（ｉ＝０～ｋＮ－１）のｋＮ個の波長において、（ｉ　ＭＯＤ　Ｎ）が同じ値となる複数波長を同一波長として、ｋＮ×ｋＮの周回性ＡＷＧ３０ａと、その前段に配置され、波長変換部および分波部としてｋ個の周回性１×Ｎ ＡＷＧ３０ｂ，３０ｃと、ｋ（Ｎ－２）個のＴＨＲＵ/ＤＲＯＰ用ＴＷＣ１～ＴＷＣ４と、その後段に１つのＡＤＤ用ＴＷＣ［Ａ］及び分波部３０ｊと、１つのＤＲＯＰ ＩＦとしての光受信器３０ｅと、ｋ個の（Ｎ－１）×１ 合波部３０ｘ，３０ｙとを有する。図５４は、ｋ＝２、Ｎ＝４の場合である。
　つまり、２重リングであって１リングあたり４波長を用いる場合の、ＦＷＣを用いない１ＡＤＤ／１ＤＲＯＰ構成でファイバ間波長交換を行う例を示している。
　実施例４の光ＴＳ－ＳＷ部の構成を説明する。ここでは、ファイバ間交換、ファイバ内交換の場合とする。
　図５５は実施例４の光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｄの構成を説明するための図である。
　光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｄは、λｉ（ｉ＝０～ｋＮ－１）のｋＮ個の波長において、（ｉ　ＭＯＤ　Ｎ）が同じ値となる複数波長を同一波長として、ｋＮ×ｋＮの周回性ＡＷＧ３０ａと、その前段に配置され、波長変換部および分波部としてｋ個の周回性１×Ｎ ＡＷＧ３０ｂ，３０ｃと、周回性ＡＷＧ３０ａの後段に１×Ｎカプラ（合波部）３０ｊ，３０ｌと、ｋ本の出力用ポート３０ｒ，３０ｓとを有する。
　つまり、２重リングであって１リングあたり４波長を用いる場合に、ＦＷＣを配備しないでファイバ間波長交換とファイ内波長交換とを可能にした光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｄの構成例を示している。
　実施例５の光ＴＳ－ＳＷ部の構成を説明する。ここでは、２重リング、１ＡＤＤ／１ＤＲＯＰ、１ＡＷＧ／１ファイバ、スイッチ制御用波長の場合とする。
　図５６は実施例５の光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｅの構成を説明するための図である。
　光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｅは、λｉ（ｉ＝０～ｋＮ－１）のｋＮ個の波長において、（ｉ　ＭＯＤ　Ｎ）が同じ値となる複数波長を同一波長として、１ファイバあたりＮ×Ｎの周回性ＡＷＧ３０ｔ，３０ｕと、その前段に配置され、波長変換部および分波部としてｋ個の周回性１×Ｎ ＡＷＧ３０ｂ，３０ｃと、ｋ（Ｎ－２）個のＴＨＲＵ/ＤＲＯＰ用ＴＷＣ１～ＴＷＣ４と、１つのＡＤＤ用ＴＷＣ［Ａ］と、１つのＤＲＯＰ ＩＦとしての光受信器３０ｅと、ファイバ間でのＡＤＤ／ＤＲＯＰ用のＴＷＣ［Ａ／Ｄ］と、ｋ個のＮ×１ 合波部３０ｘ，３０ｙとを有する。そして、スイッチ制御を行うための制御用波長を準備し、制御用波長のリーチャビリティを担保するために分波部にカプラ３０ｆ，３０ｇを接続し、各スイッチでコピーする構成である。
　図５６は、ｋ＝２、Ｎ＝４の場合である。データ用波長は２波長／ファイバであり、制御用波長は１波長／ファイバである。つまり、光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｅは、２重リング（１リングあたり４波長）を使用しつつＡＷＧ３０ｔ，３０ｕの１個当たり１ファイバとし、ＦＷＣを用いない１ＡＤＤ／１ＤＲＯＰ構成で制御用波長を用いる例を示している。
　実施例６の光ＴＳ－ＳＷ部の構成を説明する。ここでは、２重リング（１リング４波長）、ＡＤＤ／ＤＲＯＰ　１ＣＨ（チャンネル）の場合とする。
　図５７Ａは実施例６の光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｆの構成を説明するための図である。図５７Ｂは光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｆにおける８個のＴＷＣ１～ＴＷＣ８とＡＤＤ用ＴＷＣ［Ａ］とのＴＷＣ波長要件を示す図である。
　図５７Ａに示すように、光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｆは、９×９ＡＷＧ３０ｖと、その前段に設けられた８個のＴＷＣ１～ＴＷＣ８と、９×９の後段に設けられた８個のＦＷＣ１～ＦＷＣ４＋ＦＷＣ１～ＦＷＣ４と、ＡＤＤ用ＴＷＣ［Ａ］とを有する。この図５７Ａおよび図５７Ｂでは、各波長を識別するために、ＴＨＲＵ用波長の添え字をｒとし、ＤＲＯＰ用波長の添え字をｇとし、ＡＤＤ用波長の添え字をｂとしている。
　ＡＤＤは、ＡＷＧ３０ｖのＩＮ１に入力された信号をＯＵＴ１～９の何れかに出力することを意味する。ＤＲＯＰは、ＡＷＧ３０ｖのＩＮ２～９に入力された信号をＯＵＴ９に出力することを意味する。スルーは、ＡＷＧ３０ｖのＩＮ２～９に入力された信号をＩＮ番号から１を引いたＯＵＴ番号に出力することを意味する。
　図５７Ａをもとに詳細な動作を説明する。ＡＤＤする場合、ＯＵＴ１～８のどこに出力するかによりＴＷＣ［Ａ］により波長をλ１ｂ～８ｂの何れかに変換してＩＮ１に入力する。ＩＮ１に入力される波長と出力先の対応はλ１ｂがＯＵＴ１、λ２ｂがＯＵＴ２、λ３ｂがＯＵＴ３、λ４ｂがＯＵＴ４、λ５ｂがＯＵＴ５、λ６ｂがＯＵＴ６、λ７ｂがＯＵＴ７、λ８ｂがＯＵＴ８となる。ファイバ１及びファイバ２からくる信号はＡＷＧ３０ｂ，３０ｃで分波され、スルーするか、ＤＲＯＰするかに応じてＴＷＣ１～８により波長が変換される。ＴＷＣ１を例に波長と出力先を説明すると、スルーする場合はλ１ｇ、λ２ｒはＯＵＴ１となる。
　実施例７の光ＴＳ－ＳＷ部の構成を説明する。ここでは、２重リング（１リング４波長）、ＡＤＤ／ＤＲＯＰ　１ＣＨ、ファイバ内波長交換の場合とする。
　図５８Ａは実施例７の光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｇの構成を説明するための図である。図５８Ｂは光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｇにおける８個のＴＷＣ１～ＴＷＣ８とＡＤＤ用ＴＷＣ［Ａ］とのＴＷＣ波長要件を示す図である。
　図５８Ａに示す光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｇは、図５７Ａの光ＴＳ－ＳＷ部３０ＦとＴＷＣ１～ＴＷＣ８，［Ａ］の波長要件が異なるだけで、同構成であるため、その説明を省略する。図５８Ａおよび図５８Ｂでは、各波長を識別するために、ＴＨＲＵ用波長の添え字をｒとし、ＤＲＯＰ用波長の添え字をｇとし、ＡＤＤ用波長の添え字をｂとし、ファイバ内交換波長の添え字をｙとしている。
　ファイバ内交換は、ＡＷＧ３０ｖのＩＮ２～５に入力された信号をＯＵＴ１～４のスルーする出力先以外の何れかに出力する。ＡＷＧ３０ｖのＩＮ６～９に入力された信号をＯＵＴ５～８のスルーする出力先以外の何れかに出力することを意味する。図５８Ａおよび図５８Ｂをもとに詳細な動作を説明する。ＡＤＤ、Ｄｒｏｐ、スルーは実施例６と同じなため、ファイバ内交換の場合をＴＷＣ１を例に説明する。ＡＷＧ３０ｖのＩＮ２に入力された信号の出力先をＯＵＴ２に変更する場合は、ＴＷＣ１に入力された信号の波長をλ３ｙとする。同様にＯＵＴ３に出力する場合はλ４ｙ、ＯＵＴ４に出力する場合はλ５ｙとする。
　実施例８の光ＴＳ－ＳＷ部の構成を説明する。ここでは、２重リング（１リング４波長）、ＡＤＤ／ＤＲＯＰ　１ＣＨ、ファイバ間・ファイバ内波長交換の場合とする。
　図５９Ａは実施例８の光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｈの構成を説明するための図である。図５９Ｂは光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｈにおける８個のＴＷＣ１～ＴＷＣ８とＡＤＤ用ＴＷＣ［Ａ］とのＴＷＣ波長要件を示す図である。
　図５９Ａに示す光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｈは、図５７Ａの光ＴＳ－ＳＷ部３０ＦとＴＷＣ１～ＴＷＣ８，［Ａ］の波長要件が異なるだけで、同構成であるため、その説明を省略する。図５９Ａおよび図５９Ｂでは、各波長を識別するために、ＴＨＲＵ用波長の添え字をｒとし、ＤＲＯＰ用波長の添え字をｇとし、ＡＤＤ用波長の添え字をｂとし、ファイバ内交換波長の添え字をｙとし、ファイバ間交換波長の添え字をｐとしている。
　ファイバ間交換は、ＡＷＧ３０ｖのＩＮ２～５に入力された信号をＯＵＴ５～８の何れかに出力する。ＡＷＧ３０ｖのＩＮ６～９に入力された信号をＯＵＴ１～４の何れかに出力することを意味する。図５９Ａおよび図５９Ｂをもとに詳細な動作を説明する。ＡＤＤ、Ｄｒｏｐ、スルー、ファイバ内交換は実施例７と同じなため、ファイバ間交換の場合をＴＷＣ１を例に説明する。ＡＷＧ３０ｖのＩＮ２に入力された信号の出力先をＯＵＴ５に変更する場合は、ＴＷＣ１に入力された信号の波長をλ６ｐとする。同様にＯＵＴ６に出力する場合はλ７ｐ、ＯＵＴ７に出力する場合はλ８ｐ、ＯＵＴ８に出力する場合はλ９ｐとする。
　次に、ＴＷＣおよびＦＷＣの構成を説明する。
　図６０はＴＷＣおよびＦＷＣを含む光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｊの一構成例を示すブロック図である。
　光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｊは、１または複数の入力ポートと複数の出力ポートとを備え、波長多重された入力光信号を波長毎に分波する分波器（分波部）３０ｂと、各入力ポートに入力した光信号をその波長に応じて出力ポートに振り分けるＡＷＧ３０ａと、光スイッチノードでの通過（Ｔｈｒｏｕｇｈ）、挿入（ＡＤＤ）及び分岐（ＤＲＯＰ）を選択するために波長変換を実行するＴＷＣ［Ａ］１～ＴＷＣ［Ａ］３，ＴＷＣ１～ＴＷＣ８と、次段に伝送するために各波長の出力光信号を波長多重する合波器（合波部）３０ｘと、次段の分波部（図示せず）で光信号が同一ポートに出力されるように波長変換するＦＷＣ１～ＦＷＣ８と、ＡＷＧ３０ａで分岐（ＤＲＯＰ）させた光信号を受信する光受信器３０ｅと、から構成されている。
　図示したものでは、前段から波長多重によって伝送された光信号は分波器３０ｂにより波長λ１～λ８に分波され、これらの分波された光信号は、それぞれ、ＴＷＣ１～ＴＷＣ８を介してＡＷＧ３０ａの入力ポートに与えられている。これらとは別に、挿入されるべき光信号が、ＴＷＣ［Ａ］１～ＴＷＣ［Ａ］３を介してＡＷＧ３０ａの入力ポートに与えられている。ＡＷＧ３０ａの出力ポートのうち８個は次段への伝送用であり、これらの出力ポートからの光信号はそれぞれＦＷＣ１～ＦＷＣ８を経て合波器（合波部）３０ｘに入力され、波長多重されて次段に伝送される。
　それとは別に、ＡＷＧ３０ａには分岐（ＤＲＯＰ）に用いられる出力ポートがあり、この出力ポートには、光受信器３０ｅが接続されている。光受信器３０ｅは、光電変換を行う光電素子（ＡＰＤ）と、光信号間のパワー差を吸収するためのリミッティング増幅器（ＬＩＭ）と、光信号間での位相差を吸収するためのクロック・データ・リカバリ回路（ＣＤＲ）とがこの順で直列に接続された構成となっており、信号間のパワー差／位相差を吸収して光信号を受信する。
　なお、図６０に示したものでは、波長λ８は、制御用の固定波長とされている。また、ＡＤＤ及びＤＲＯＰの１チャネルずつも制御用のものとされて、光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｊを制御するためのスイッチ制御部３０ｋに接続されている。スイッチ制御部３０ｋも、ＡＰＤ，ＬＩＭ，ＣＤＲを備えて構成されている。
　図６１は図６０に示すＴＷＣ１～ＴＷＣ８（又はＴＷＣ［Ａ］１～ＴＷＣ［Ａ］３）の一構成例を示すブロック図である。
　図６１に示すように、ＴＷＣは、光バースト受信器３０１と、波長可変光源３０２ａと、変調器３０３ａとを有する。光バースト受信器３０１は、ＡＰＤ、ＬＩＭおよびＣＤＲを有する。図６１では、光信号の伝送路を実線で示し、電気信号の伝送路を破線で示す。
　ＡＰＤは光信号を電気信号に変換する光電変換を行う。ＬＩＭは、各フレーム間に生じるパワー差を低減する役目を果たす。パワー差は、例えば、異なる伝送路長による損失差や光源の出力パワー差に起因する。ＣＤＲは、各フレーム間に生じる位相差を低減する役目を果たす。位相差は、例えば、異なる伝送路長による位相差に起因する。
　波長可変光源３０２ａは、ＡＷＧ３０ａにおける出力先を変更するために発振波長を変える。変調器３０３ａは受信した信号を異なる波長に載せ替える。
　ＴＷＣは、上述の構成により、光－電気－光（OEO：Optical- Electrical- Optical）変換を行うことで、光信号でデータを長距離伝送させた場合でも、減衰した光のパワーを回復させることができ、光アンプが不要となる。
　図６２は図６０に示すＦＷＣ１～ＦＷＣ８の一構成例を示すブロック図である。
　ＦＷＣは、光バースト受信器３１１ａと、固定波長光源３１２とを有する。光バースト受信器３１１ａは、ＡＰＤ、ＬＩＭおよびＣＤＲを有する。図６２では、光信号の伝送路を実線で示し、電気信号の伝送路を破線で示す。
　ＡＰＤは光電変換を行う。ＬＩＭは、各フレーム間に生じるパワー差を低減する役目を果たす。パワー差は、例えば、ＡＷＧで受けるポート毎に異なる損失や光源の出力パワー差に起因する。ＣＤＲは、各フレーム間に生じる位相差を低減する役目を果たす。位相差は、例えば、異なるＡＷＧ３０ａの光路差に起因する。
　固定波長光源３１２は、次段の分波部（図示せず）で同一ポートに出力されるように、通過（Ｔｈｒｏｕｇｈ）データとＡＤＤデータの波長が同じになるように波長変換を行う。
　次に、光ＴＳ－ＳＷ部がブロードキャスト＆セレクト型の空間型スイッチの場合を説明する。
　図６３はブロードキャスト＆セレクト型の空間型スイッチの基本構成を示す図である。
　図６３に示す光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｋは、波長多重信号（ＷＤＭｉ）を分波するＡＷＧ３０ｂと、複数のＮ×１ ＳＷ３０ｍと、ＤＲＯＰ用Ｎ×１ ＳＷ３０ｎと、ＡＤＤ用ＴＷＣ３０ｄと、複数のＮ×１ＳＷからの光信号を合波するカプラ３０ｐとを有する。Ｎ×１ ＳＷ３０ｍは、半導体光増幅器（ＳＯＡ）を含む構成である。
　光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｋは、波長多重信号（ＷＤＭｉ）で入力してきた光信号をＡＷＧ３０ｂによって分波し、分波した各波長成分をカプラ３０ｇによって複数のＮ×１ ＳＷ３０ｍに伝送する。各Ｎ×１ ＳＷ３０ｍでは、半導体光増幅器（ＳＯＡ）により信号の透過または遮断の制御（スルー制御）を行う。Ｎ×１ ＳＷ３０ｍのうちの１つはＤＲＯＰ用のポートとする。残りのＮ×１ ＳＷ３０ｍの出力とＡＤＤ用のＴＷＣ３０ｄからの出力とを、カプラ３０ｐで合波して、波長多重信号（ＷＤＭｏ）として次段に伝送する。各Ｎ×１ ＳＷ３０ｍには、入力ポートごとのＳＯＡと、出力ポートのＳＯＡと空間スイッチが設けられている。ポート数がＮであるときには、制御対象となるＳＯＡの数がＮ2個となる。
　図６４はブロードキャスト＆セレクト型の空間型スイッチの他の構成例を示す図である。
　図６４に示す光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｌでは、図６３に示した光ＴＳ－ＳＷ部３０Ｋの構成のうち、前段のＡＷＧ３０ｂをなくし、ＳＯＡを用いたＮ×１ ＳＷ３０ｍを波長可変フィルタ３０ｑに変え、任意の波長の透過または遮断の切替を行う構成となっている。各波長可変フィルタ３０ｑにおいては、任意の波長に関し、波長フィルタにより信号の透過または遮断（スルー制御）を行うようにしている。この構成では、前段のＡＷＧ３０ｂを必要としないので、図６３に示したものに比べ、スイッチのために制御を行う素子数をＮ2個からＮ個に減らすことが可能である。
　＜第６の実施形態＞
　次に、第６の実施形態について、図面を参照して説明する。
　第６の実施形態に基づく光ネットワークでは、波長分割多重（ＷＤＭ）による光ネットワークに対し、さらに、一定時間周期のタイムスロット（ＴＳ）の概念を加えることによって時間多重分割（ＴＤＭ）による処理を併用するようにしている。このネットワークでは、トラヒック流入量に合わせて動的にＴＳ割り当てと波長割り当てとを変更することで、対地間トラヒック量に合わせた動的な帯域割り当てを実現し、システム全体としてのトラヒック収容効率を向上させている。波長多重分割のみを用いる場合には、対地間で波長が異なることにより、ファイバネットワーク上でのデータの衝突（コリジョン）の発生の問題を無視することができたが、本実施形態に基づく光ネットワークでは、ＴＳを併用していることにより、伝搬遅延も加味して各ノードでの送受信タイミングを正確に制御する必要がある。そこで、本実施形態に基づく光ネットワークでは、マスターノードと、従来の光ネットワークにおけるＯＡＤＭノードに相当する光スイッチノードとを設け、マスターノードが各光スイッチノードにおけるＴＳ割り当てと波長割り当てとを動的に変更するようにしている。
　図６５Ａ、図６５Ｂは、本実施形態に基づく光ネットワークの動作の概要を示す図である。ここでは図６５Ａａ）に示すように、地点Ａ～Ｄにそれぞれ光スイッチノード１２１が設けられており、リング状の光ネットワークを介してこれらの地点間で光通信によるデータ伝送が行われるようになっている。光スイッチノード１２１に対してスロット割り当ておよび光スイッチの切り替え指示を行うマスターノード１２０が設けられている。ここでは光スイッチノード１２１とは別個にマスターノード１２０が描かれているが、何れかの光スイッチノードがマスターノードとして機能するように構成してもよい。すなわち、何れかの光スイッチノード内にマスターノードが設けられていてもよい。マスターノード１２０から矢印Ｙ１０で示すように割り当てられたＴＳ情報に従って光スイッチノードがデータ送信とスイッチ切り替えを行うことで、データ衝突を発生させることなく、同一宛先データについて単一波長で送信することが可能となる。図示した例では、地点Ａ～Ｃから地点Ｄに対するデータは、何れも波長λ１を用いて伝送されている。データ衝突を防ぐために、図６５Ｂに示すように、地点Ａ，Ｂ，Ｃ毎にタイムスロットＴＳの＜１＞，＜２＞，＜３＞が割り当てられている。また、この構成では、各タイムスロット＜１＞，＜２＞，＜３＞で用いる波長を変更することで、ＷＤＭ化が可能となる。例えば、異なる宛先に対しては異なる波長を用いることとし、同一宛先に関して送信元ノード毎にタイムスロットを割り当てることができる。
　図６６Ａは、本実施形態の他の形態の光ネットワークシステムの構成を示している。ここでは、リング状の光ネットワークが設けられ、光ネットワーク上にマスターノード１２０と複数の光スイッチノード１２１とが設けられている。光ネットワークは、データ伝送に用いられる片方向伝送のデータ線１２２と、制御データの伝送に用いられる制御線１２３，１２４とからなっており、制御線１２３はネットワーク上で図示右回りで制御情報を伝送し、制御線１２４は図示左回りで制御情報を伝送する。
　この光ネットワークシステムは、波長多重とタイムスロット（ＴＳ）による時間多重とを併用してデータのＡＤＤ／ＤＲＯＰを行うＮ波長多重のＷＤＭ／ＴＤＭリングネットワークである。このネットワークシステムでは、外部ネットワークからのトラヒック量に応じて動的な帯域割り当てが行なわれる。この帯域割り当ては、波長と光ネットワークシステム内で定義するＴＳの割り当て量を変更することで実現される。光ネットワークシステムの入り口では割り当てられたＴＳ量に従い、外部ネットワークからのデータをタイムスロット内のデータに変換する。一方、光ネットワークシステムの内部では、バッファレス／ヘッダレスでＷＤＭ／ＴＤＭにより光のままスイッチングを行う。
　マスターノード１２０は、
　（ａ）各光スイッチノード１２１から流入するトラヒック量を定期的に収集し、トラヒック量に対応させて各スイッチノード１２１に割り当てるＴＳ量を決定する、
　（ｂ）異なる光スイッチノード１２１のバッファ－バッファ間の伝搬遅延時間を考慮に入れて、割り当てたＴＳに従って動作開始するタイミングを指定する、
　（ｃ）一定周期（Ｔ）毎に各光スイッチノードから収集したトラヒック量に応じてタイムスロットの再割当を実施する、
　という機能を有する。上述したように、マスターノード１２０は光スイッチノード内に存在してもよい。
　光スイッチノード１２１は、ＷＤＭ／ＴＤＭスイッチから構成される。光ネットワークのエッジに配備された光スイッチノードには、ＷＤＭ／ＴＤＭスイッチに加えて、ＴＳ変換を行うバッファ部を設ける。
　光スイッチノード１２１は、
　（ａ）外部ネットワークからの入力信号をバッファに蓄積し、宛先ごとのデータ量をマスターノード１２０に報告する、
　（ｂ）マスターノード１２１から設定されたＴＳテーブルに従い、自バッファからのデータ送信（ＡＤＤ）とＷＤＭ／ＴＤＭスイッチにおける方路変更を行う、
　（ｃ）マスターノード１２１から再度ＴＳテーブルが設定されるまで、一定周期（周期ｔ）に対する動作情報が記されたＴＳテーブルに従い、送信／スイッチ切り替え動作を行う、
　という機能を有する。このような光スイッチノード１２１は、後述するように、ＡＤＤ／ＤＲＯＰとＷＤＭ／ＴＤＭスイッチとを実現する光ＴＳ－ＳＷ部を備える。
　マスターノード１２０と光スイッチノード１２１と間の情報伝達には、データ用とは異なる制御用波長を用いるか、データ用とは異なるファイバ（例えば、図示した制御線１２３，１２４）を用いることとする。これは、アクティブな光ＴＳ－ＳＷ部（ＷＤＭ／ＴＤＭスイッチ）を動作させるためのＴＳテーブルが、各光スイッチノード１２１まで届くようにリーチャビリティを確保するためである。マスターノード１２０は、光スイッチノード１２１が送信する制御信号とデータ信号に対して、リング内でパケット衝突が発生しないようにタイムスロット割り当てを行う。なお、光ＴＳ－ＳＷ部に接続する信号線は、制御パケットを送信する制御信号と、データパケットを送信するデータ信号の２種類である。光スイッチノード１２１のバッファ部は同一装置内に存在する必要はなく、地理的に離れた場所に設置されてもよいが、この場合、バッファ部とスイッチ制御部との間で遅延測定等のどの程度離れているか測定する仕組みを有する形態が望ましい。また、光スイッチノード１２１間の制御信号線とデータ線は、波長多重しファイバ共有することも可能である。
　図６６Ｂは、図６６Ａにおいて＜１＞～＜３＞で示された光スイッチノード１２１から、図においてＡ，Ｂで示される光スイッチノード（Ｂはマスターノード１２０でもある）にデータ送信する際のＴＳ割り当て例を示している。＜１＞～＜３＞で示される光スイッチノードは、割当られたタイムスロットで送信し、再割り当てが行われるまで、同じ債務スロットでの送信を繰り返す。
　本実施形態の光ネットワークシステムでは、各光スイッチノードでの送受信のタイミングを正確に制御する必要がある。そのための構成として、トリガ型と時刻同期型との２つの構成が想定される。トリガ型を用いるか、時刻同期型を用いるかによって、マスターノード１２０および光スイッチノード１２１の構成は異なる。
　トリガ型は、制御パケットとデータパケットとが同じ経路を通ること、すなわち同じ伝搬遅延時間を有することを前提として、マスターノード１２０からのＴＳ情報（トリガ）が到着した瞬間に各光スイッチノード１２１においてスロット送信とスイッチ切り替えを行うことで、伝搬遅延の考慮なしで光スイッチノード間でのスロット衝突の発生を防ぐものである。
　時刻同期型は、制御パケットとデータパケットとが同じ経路を経由しない場合においても、バッファ～バッファ間、光スイッチノード間の伝搬遅延時間を測定し、伝搬遅延を考慮した時刻同期制御を行って、光スイッチノード間でスロット衝突が発生しないようにするものである。
　図６７Ａはトリガ型におけるマスターノード１２０の構成を示し、図６７Ｂはトリガ型における光スイッチノード１２１の構成を示している。図において実線の矢印はデータ信号の経路を表し、破線の矢印は制御信号の経路を示している。
　トリガ型のマスターノード１２０は、伝送路から入ってくる光信号を波長分離する分波部１３１と、伝送路に出力する信号を波長多重する合波部１３２と、分波器（分波部）１３１で分離された制御用信号を受信する制御信号受信部１３３と、各光スイッチノードから送信されてくるトラヒック情報を集計するトラヒック情報収集部１３４と、各光スイッチノードの光ＴＳ－ＳＷ部の接続情報を管理するトポロジ管理部１３５と、トラジック情報収集部３４で集計したトラヒック情報とトポロジ管理部１３５で取得したトポロジ情報とに基づいて各光スイッチノード１２１に対してタイムスロット割り当てを行うＴＳ割当部１３６と、一定間隔でトリガパルスを発生するＴＳ開始配信部１３７と、トリガパルスとともにＴＳ情報を各光スイッチノードに配信するＴＳ情報配信部１３８と、を備えている。
　トリガ型の光スイッチノード１２１は、伝送路から入ってくる光信号を波長分離する分波部１４１と、伝送路に出力する信号を波長多重する合波部１４２と、分波器（分波部）１４１で分離された制御用信号を受信する制御信号受信部１４３と、分波部１４１と合波部１４２との間に設けられＡＤＤ／ＤＲＯＰとＷＤＭ／ＴＤＭスイッチとを実現する光ＴＳ－ＳＷ部１４４と、制御信号受信部１４３に接続してタイムスロット同期を実現するＴＳ同期部１４５と、外部装置から入力されたデータを蓄積するバッファを備えてバッファから光ＴＳ－ＳＷ部１４４にデータ送信を行い、光ＴＳ－ＳＷ部１４４からデータを受信して外部装置とデータを送信するＴＳ送受信部１４６と、ＴＳ送受信部１４６のバッファに蓄積されたデータ量をマスターノード１２０のトラヒック情報収集部１３４へ送信するトラヒック情報送信部１４７と、を備えている。ここでＴＳ同期部１４５は、光スイッチノードのタイムスロットのタイミングを同期させるためのトリガを制御信号受信部１３３で受信した信号から検出し、トリガ情報通知受信後からの経過時刻をカウントし、トリガ情報とともに通知されたタイムスロット情報に従って、自ノードに割り当てられたタイムスロットでＴＳ送受信部１４６と光ＴＳ－ＳＷ部１４４にデータ送信指示を行う。このＴＳ同期部１４５からの切替指示によって、光ＴＳ－ＳＷ部１４４は方路の切り替えを行い、ＴＳ送受信部１４６は、バッファから光ＴＳ－ＳＷ部１４４へのデータ送信を行う。
　図６８Ａは時刻同期型におけるマスターノード１２０の構成を示し、図６８Ｂは時刻同期型における光スイッチノード１２１の構成を示している。図において実線の矢印はデータ信号の経路を表し、破線の矢印は制御信号の経路を示している。
　時刻同期型のマスターノード１２０は、図６７Ａに示したトリガ型のものと同様の構成のものであるが、自ノードのローカル時刻を各光スイッチノードに配信する時刻配信部３９を備える点で、図６７Ａに示すものと異なっている。時刻同期型のマスターノード１２０では、ＴＳ開始配信部１３７は、トリガパルスを発生する代わりに、光スイッチノードがＴＳ情報にもとづき動作開始する時刻を指定し、ＴＳ情報配信部１３８は、ＴＳ情報を各光スイッチノードに配信する。
　時刻同期型の光スイッチノード１２１は、図６７Ｂに示したトリガ型のものと同様の構成のものであるが、受信したタイムスロット情報を保持するＴＳ情報管理部１４８を備える点で、図６７Ｂに示したものと異なっている。ＴＳ同期部１４５は、各ノードのタイムスロットのタイミングを同期させるための制御信号の検出を行い、信号内のタイムスタンプ値を時刻カウンタ（不図示）に通知し、信号内のタイムスロット開始時刻（以降、ＴＳ開始時刻と予備）に従って、自ノードに割り当てられたタイムスロットでＴＳ送受信部１４６と光ＴＳ－ＳＷ部１４４にデータ送信指示を行う。
　トリガ型と時刻同期型とを比較すると、トリガ型では、マスターノード１２０から各光スイッチノード１２１に対してタイムスロット情報とタイムスロット開始を示すトリガとを同時に配信しているので、各光スイッチノード１２１においてＴＳ情報管理部１４８を設ける必要がなくなる。なお、図６７Ａ、図６７Ｂおよび図６８Ａ、図６８Ｂに示した構成において、伝送路のファイバ本数を増やすことによって、分波部１３１，１４１および合波部１３２，１４２を設けないようにすることもできる。
　この光ネットワークシステムでは、マスターノード１２０において各光スイッチノード１２０からトラヒック情報を収集しているが、その場合、制御用のファイバあるいは波長において、複数の光スイッチノード１２１からのトラヒック情報が衝突しないようにする必要がある。そこで、マスターノード１２１は、制御信号送信用のタイムスロット割当も行う。そこで本実施形態では、各光スイッチノード１２１は、制御信号送信ＴＳ割当信号を受信した瞬間から制御信号用タイムスロット刻みを開始するようにする。開始時のタイムスロット番号を１として、単位タイムスロット毎にスロット番号をインクリメントしていく。インクリメントしたスロット番号が、制御信号送信ＴＳ割当信号内に記載されたタイムスロット番号となったときに、この光スイッチノードはトラヒック情報（ＴＳ送受信部単位）をマスターノード１２０に送信することができる。なお、このタイムスロットは周期的であり、各光スイッチノード１２１は一定の周期で制御信号を送信することができる。
　図６９は、このような制御によって光スイッチノード１２１からマスターノード１２０にトラヒック情報を送る際の手順を示している。
　この手順を説明する。ステップ２１１において、マスターノード１２０が制御信号により各光スイッチノード１２１に制御用のタイムスロットの割り当てを行う。次に、ステップ２１２において、光スイッチノード１２１は、外部通信装置１９０から送信されてくるデータパケットを受信し、トラヒック量を測定する。ステップ２１３において、光スイッチノード１２１は、そのトラヒック量をトラヒック情報としてマスターノード１２０へ送信する。
　次に、ステップ２１４において、マスターノード１２０が、そのトラヒック情報からトラヒック量を把握し、トラヒック量に応じたタイムスロットの割り当て量（タイムスロット長）を計算する。ステップ２１５において、その計算されたタイムスロット長を光スイッチノード１２１へ通知する。ステップ２１６において、光スイッチノード１２１は、その通知されたタイムスロット長のタイムスロットを設定してデータの送信を行う。
　ここで、光スイッチノード１２１からマスターノード１２０に通知されるトラヒック情報の例について説明する。
　トラヒック情報通知の一例として、ＴＳ送受信部１４６のバッファに蓄積されているデータサイズと、バッファあふれ発生までの予測時間とを通知するものがある。バッファあふれ発生までの予測時間とは、ＴＳ送受信部１４６のバッファが何秒後にバッファあふれを発生させるかを推定したものである。この推定時刻をマスターノード１２０に通知することで、バッファあふれが発生しうるＴＳ送受信部内の仮想キューに対して優先的に大きなＴＳを割り当てることができ、バッファあふれを回避することができる。
　図７０は、バッファあふれの予測を説明する図である。ＴＳ送受信部１４６内に複数の仮想キュー１～Ｎが設定されているものとする。仮想キューにおける残メモリ部分の減少度合いから、バッファが何秒後にあふれるかを予測する。時刻ｔと時刻ｔ＋１との時間間隔をΔＴとし、この間に、仮想キューの残メモリがΔｄａｔａだけ減少したとすると、［（時刻ｔ＋１での残メモリ量）／Δｄａｔａ」×ΔＴが、バッファあふれ発生までの予測時間ということになる。
　あるいは、トラヒック情報として、（ａ）現在の全蓄積データ量と、（ｂ）設定した閾値に対して、閾値を超えない最大のＴＳ量と、をマスターノード１２０に通知してもよい。図７１は、閾値と、上りデータフレームとして表される現在の全蓄積データ量（［ａ］で表示）と、閾値を超えない最大のＴＳ量（［ｂ］で表示）との関係を示している。
　次に、トリガ型の構成におけるＴＳ開始配信およびＴＳ同期の具体例について説明する。
　図７２は、ＴＳ開始配信とＴＳ同期をトリガによって行う場合に想定される各種の例を示している。ここでは、例えば波長多重によって、トリガとデータとが同一経路で伝送されることを前提としている。
　図７３は、タイムスロットとトリガとの関係を説明しており、図７２のＮｏ１０１１に示すようにタイムスロット毎にトリガが出力する例が図７３の※１に示され、図７２のＮｏ１０１２や１０１３に示すようにＴＳ周期毎にトリガが出力される例が図７３の※２に示され、図７２のＮｏ１０１４や１０１５に示すようにＴＳ周期のＮ倍毎にトリガが出力される例が、図７３の※３に示されている。
　図７４は、図７２のＮｏ１０１１に示す場合（図７３の※１に示す場合）において、ノードＡからノードＢ、ノードＡからノードＣ、ノードＢからノードＣへと送信する動作例を示している。まず、［１］に示すように、マスターノード１２０が各光スイッチノードにＴＳ情報を設定する。一つの波長に挿入（ＡＤＤ）することとなるタイムスロットのＴＳ番号は、各ノードで重複しないようにする。ＴＳ長はリング長の整数分の１に設定する。ここでいうリング長とは、信号がリングを１周するときの伝搬遅延のことである。続いて、［２］に示すように、マスターノード１２０は、トリガをＴＳ長間隔で送信する。ここではリング状のネットワークを想定しているので、トリガはリングを１周するが、１周したトリガについてはマスターノード１２０で終端する。このようにトリガを送信すると各ノードによってトリガが順次受信される。［３］に示すように、ノードＡは、トリガを受信したら、オフセット時間（ここでは５カウント）後にＴＳ情報の１行目の動作を実施する（宛先ＢのデータをタイムスロットＴＳ０で挿入（ＡＤＤ）する）。次のトリガを受信したら同様に、ＴＳ情報の２行目の動作を実施する。その次のトリガの受信時には、ＴＳ情報の３行目の動作を実施する（宛先ノードＣのデータをタイムスロットＴＳ２へＡＤＤする）。トリガはリング上を伝搬するのでノードＢによっても受信されるが、ノードＢは、［４］に示すように、トリガを受信したら、オフセット時間（５カウント）後にＴＳ情報の１行目の動作を実施する（タイムスロットＴＳ０のデータを分岐（ＤＲＯＰ）する）。次のトリガを受信したら、同様にＴＳ情報の２行目の動作を実施する（宛先ノードＣのデータをＴＳ１にＡＤＤ）。
　このようにして、割り当てられたＴＳに対してＡＤＤやＤＲＯＰの処理がなされることになる。
　図７５は、図７２のＮｏ１０１２や１０１３に示す場合（図７３の※２に示す場合）において、ノードＡからノードＢ、ノードＡからノードＣ、ノードＢからノードＣへと送信する動作例を示している。まず、［１］に示すように、マスターノード１２０が、各光スイッチノード１２１にＴＳ情報を設定する。一つの波長にＡＤＤするタイムスロットのＴＳ番号は各ノードＡ～Ｃで重複しないようにする。ＴＳ周期（ＴＳ長×ｍ）がリング長の整数分の１になるようＴＳ長を設定する。続いて、［２］に示すように、マスターノード１２０が、トリガをＴＳ周期間隔で送信する。リング１周したトリガは、マスターノード１２０によって終端される。送信されたトリガをノードＡが受信すると、［３］に示すように、ノードＡは、トリガ受信からオフセット時間（ここでは５カウント）後にＴＳ情報の１行目からｍ行目まで順番に実施する。すなわち、オフセット時間後に、宛先ＢのデータをＴＳ０にＡＤＤし、４５カウント（オフセット時間＋ＴＳ番号×ＴＳ長＝５＋２×２０）後に宛先ノードＣのデータをＴＳ２にＡＤＤする。同様にノードＢは、トリガを受信すると、［４］に示すように、トリガ受信からオフセット時間（５カウント）後にＴＳ情報の１行目からｍ行目まで順番に実施。すなわち、オフセット時間後にＴＳ０のデータをＤＲＯＰし、２５カウント（オフセット時間＋ＴＳ番号×ＴＳ長＝５＋１×２０）後に宛先ノードＣのデータをＴＳ１にＡＤＤする。
　図７６は、図７２のＮｏ１０１４や１０１５に示す場合（図７３の※３に示す場合）において、ノードＡからノードＢ、ノードＡからノードＣ、ノードＢからノードＣへと送信する動作例を示している。まず、マスターノード１２０は、［１］に示すように、各ノードＡ～ＣにＴＳ情報を設定する。一つの波長にＡＤＤするタイムスロットのＴＳ番号は各ノードで重複しないようにする。ＴＳ周期（ＴＳ長×ｍ）がリング長の整数分の１になるようＴＳ長を設定する。続いてマスターノード１２０は、ＴＳ周期×Ｎの間隔で送信する。リングを１周したトリガはマスターノード１２０によって終端される。ノードＡは、トリガを受信したら、［３］に示すように、オフセット時間（ここでは５カウント）後にＴＳ情報の１行目からｍ行目まで順番に実施し、ｍ行目の実施後、次のトリガが来るまで、ＴＳ情報の１行目からｍ行目の動作を繰り返す。次のトリガを受信したら、同様にオフセット時間後にＴＳ情報の１行目からｍ行目まで繰返し実施する。また、ノードＢは、トリガを受信したら、［４］に示すように、オフセット時間（ここでは５カウント）後にＴＳ情報の１行目からｍ行目まで順番に実施し、次のトリガが来るまでこれを繰り返し実施する。次のトリガを受信したら同様に、オフセット時間後に、ＴＳ情報の１行目からｍ行目まで繰返し実施する。
　次に、リング長とＴＳ長、ＴＳ周期の関係について説明する。
　リング状のネットワークにマスターノードと複数の光スイッチノードが配置されているとき、ネットワーク上でマスターノードを超えてデータを送受信しなければならない場合が生じる。図７７Ａはそのようなネットワーク構成を示している。図において、ノードＣからノードＡへの送信は、マスターノード１２０を超えて行う必要がある。そこで、図７７Ｂに示すように、マスターノードを越えてデータを受信するためにＴＳ長またはＴＳ周期をリング長の整数分の１にしてもよい（トリガ出力間隔がＴＳ長の場合もはＴＳ長をリング長の整数分の１とし、トリガ出力間隔がＴＳ周期またはＴＳ周期×Ｎの場合にはＴＳ周期をリング長の整数分の１とする）。これにより、マスターノード１２０が新たに送信したトリガによって、ノードＡはノードＣが送信したデータを受信できるようになる。
　ところで、クロックのゆらぎなどにより、各ノードのタイムスロットの送受信タイミングがずれることがある。例えばマスターノード１２０のトリガ出力間隔のゆらぎや、図７２におけるＮｏ１０１４や１０１５のように周期的にタイムスロットを送信する場合に、タイムスロットの送受信タイミングがずれることがある。図７８はタイムスロットのタイミングのずれを説明している。クロックが一致している場合は各ノード１２０，Ａ～Ｃが送受信するタイムスロットのタイミングは一致するが、クロックゆらぎにより例えばノードＡのようにクロックが速くなる、あるいはノードＢのように遅くなる場合には、タイムスロットＴＳ１，ＴＳ２のタイミングがずれ、ノードＡ～Ｃ間でのタイムスロットの重なりが生ずる恐れがある。そこでこのようなクロックゆらぎが生じてもデータ衝突が起こらないようにするためには、図７９に示すように、クロックゆらぎによるタイムスロットの重なりを考慮して、クロックスロット内のデータの前後にガードタイムを設定すればよい。
　次に、トリガ型構成におけるリングトポロジと光スイッチノードの構成との関係を説明する。
　リング型ネットワークでは、ネットワーク内でのデータの伝送方法を片方向（右回りか左回りかの一方）とすることも、双方向（右回りと左回りの両方）とすることもできる。トリガはデータと同じ経路で伝送されるから、トリガについても片方向、双方向が想定される。図８０Ａは、片方向リングの場合の光スイッチノード１２１Ａの構成を示している。図８０Ａではトラヒック情報送信部の記載を省略しており、この光スイッチノード１２１Ａは、図６７Ｂや図６８Ｂに示すものと同等のものとなっている。これに対し、図８０Ｂは双方向リングに適合した光スイッチノード１２１Ｂの構成を示している。物理トポロジが双方向の場合には、光スイッチノード１２１Ｂにおいて、制御信号受信部１４３ａ，１４３ｂおよびＴＳ情報管理部１４８ａ，１４８ｂを左回り用と右回り用との２つずつ設ける。トリガを送信するマスターノード１２０は、リングの右回り、左回りにトリガを送信し、各光スイッチノード１２１Ａ，１２１Ｂは、トリガの送受信方向と対応したＴＳ情報管理部１４８ａ，１４８ｂのＴＳ情報をもとにトリガの送受信方向と同じ方向にデータ送受信とＳＷ切替を行う。
　次に、時刻同期型の構成について、詳しく説明する。時刻同期型は、ＴＳ開始を時刻で指定することを特徴とするものである。上述のトリガ型による同期では、トリガとデータとを同一経路で伝送する必要があったが、時刻によるＴＳ同期では、事前にＴＳ開始時刻を設定することができ、ＴＳ開始時刻を配信する場合でもデータと同一経路で配信する必要がない。時刻同期型における各ノードの時刻設定の方法としては、（ａ）マスターノード１２０の時刻に対してデータ伝送路分の遅延時間が付加され時刻を各ノードに設定する場合と（ｂ）マスターノード１２０と光スイッチノード１２１の全体に対して共通の時刻を設定する場合とがある。（ａ）の遅延時間が付加された時刻設定（遅延差付き時刻）の特徴としては、ＴＳ開始時刻の値を全ノード共通にできるというものがある。また、（ｂ）の共通時刻設定の特徴としては、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）等を用いた時刻設定が利用できることが挙げられる。
　まず、遅延差付き時刻による時刻設定について説明する。遅延差付き時刻によってＴＳ開始配信およびＴＳ同期を設定する場合、各ノードには、ノード間の遅延時間分の時差の付いた時刻が各ノードに設定される。この場合のＴＳ開始配信およびＴＳ同期の設定のやり方については、図８１に示すように、いくつかのやり方がある。
　また、設定用の制御信号として、マスターノード１２０が配信する情報の組み合わせとしては、図８２に符号ＳＳ２０で示すように、ＴＳ開始時刻とタイムスタンプとＴＳ情報とをまとめて送信するものと、符号ＳＳ２１～ＳＳ２３で示すように、これらを別々に送信するものとがある。別々に送信した場合には、タイムスタンプを独立に送ることができるので、カウンタ値のずれを補正することができる。
　また、リングトポロジとして、片方向トポロジなのか双方向トポロジなのかにより、マスターノードからのタイムスタンプ付きの制御信号の送信方向についても、片方向設定と双方向設定とが想定される。図８３Ａは、矢印Ｙ１で示すように左回りに制御信号を送信する例を示しており、ローカル時刻ｔにおいてマスターノード１２０がタイムスタンプ付きの制御信号を送信すると、ノード１２１ａ、ノード１２１ｂ、ノード１２１cと送信される間に遅延が付加されることになる。各ノード１２１ａ～１２１ｃでは、タイムスタンプ付きの制御信号を受信したら、その制御信号のタイムスタンプを自ノードの時刻カウンタに設定する。その結果、ローカル時刻は、遅延時間だけずれた時刻に設定される。図８３Ｂは、矢印Ｙ２で示すように、マスターノード１２０から右回りに制御信号を送信する例を示している。
　双方向設定では、マスターノードは、左回りでも右回りでも、タイムスタンプ付きの制御信号を送信する。ノード毎に右回りでの遅延と左回りでの遅延とは当然に異なるから、各ノードでは、右回り用と左回り用の時刻カウンタを保持して、右回りと左回りとで別々にローカル時刻を管理するようにする。
　図８４Ａは光ネットワークシステムの構成を示し、図８４Ｂは、遅延差付き時刻による時刻同期での時刻設定タイムチャートを示している。本実施形態の光ネットワークシステムでは、各光スイッチノード（単に、スイッチノード又はノードともいう）１２１ａ，１２１ｂに対してマスターノード１２０が光スイッチ切り替え時間とパケット送信時間を指定して制御するので、マスターノード１２０が各スイッチノード１２１ａ，１２１ｂに対して時刻設定を行う必要がある。図中の［１］に示すように、まず、マスターノード１２０は、タイムスタンプを付与して時刻設定パケットを光スイッチノードに対して送信する。各光スイッチノード１２１ａ，１２１ｂは、［２］に示すように、時刻設定パケット受信時に、タイムスタンプに記述された値を自ノードの現在時刻として設定する。この時、光スイッチノード１２１ａ，１２１ｂに設定された時刻＝マスターノード時刻－片道伝搬遅延時間との関係となり、マスターノード１２０は予め片道伝搬遅延時間を把握していることから、各光スイッチノード１２１ａ，１２１ｂに設定されている時刻も把握可能となる。
　ところで、マスターノード１２０は、各ノード１２１ａ，１２１ｂまでの片道伝搬遅延時間を予め知っておく必要があるから、遅延を実際に測定する必要がある。伝搬遅延時間は、マスターノード１２０と光スイッチノード１２１ａ，１２１ｂとの間で、マスターノード１２０の付与したタイムスタンプを同一経路に対して往復して送受信することで測定することができる。図８５Ａ、図８５Ｂは、そのような遅延時間測定を説明する図である。図中の［１］に示すようにまず、マスターノード１２０は、タイムスタンプを付与した時刻設定パケットを送信し、それを受信した各光スイッチノード１２１ａ，１２１ｂは、［２］，［３］に示すように、マスターノード１２０で付与されたタイムスタンプを含む遅延測定パケットを応答パケットとしてマスターノード１２０に返信する。マスターノード１２０は、［４］に示すように、応答パケット到着時刻からその最初のタイムスタンプの時刻までの差から片道伝搬遅延時間を算出する。実際には、光スイッチでの処理遅れがあるので、図に示すように、その処理時間も考慮する必要がある。
　遅延差付き時刻による時刻同期の場合も、トリガ型場合と同様に、物理トポロジが片方向リングなのか双方向リングなのかに応じて、光スイッチノードの構成が変わってくる。図８６Ａは、片方向リングに対応した光スイッチノード１２１Ａを示している。この光スイッチノード１２１Ａは、図６８Ｂに示す光スイッチノード１２１と比べ、トラヒック情報送信部の記載が省略され、ＴＳ同期部１４５による時刻同期を明確にするために時刻カウンタ１４９と内部クロック１５０とが記載されているが、実質的には図６８Ｂに記載したものと同様のものである。
　これに対し物理トポロジが双方向の場合には、図８６Ｂに示すように、光スイッチノード１２１Ｂにおいて、制御信号受信部、ＴＳ情報管理部および時刻カウンタのそれぞれについて左回り用と右回り用との２つずつ設ける。図では、右回り用のものとして、制御信号受信部１４３ｂ、ＴＳ情報管理部１４８ｂおよび時刻カウンタ１４９ｂが示されている。マスターノード１２０は、リングの右回り、左回りに制御信号を送信し、各光スイッチノード１２１Ａ，１２１Ｂは、制御信号の送受信方向に対応したＴＳ情報管理部のＴＳ情報と時刻カウンタとに基づいて動作を行う。例えば、右回りの制御信号を受信したら、右回り用のＴＳ情報管理部４８ｂを利用する。
　ところで、遅延差付き時刻による時刻同期の場合、各ノードは、マスターノードに対して遅延分の時差が付いたローカル時刻が設定されるため、タイムスタンプを送信した向きと同じ向きにデータ送信する場合には、「受信ノードのローカル時刻の受信時間」＝「送信ノードのローカル時刻の送信時間」になる。例えば、図８７Ａ、図８７Ｂに示す場合、マスターノード１２０がローカル時刻＝ｔ１でデータ送信すると、各ノード１２１ａ～１２１ｃには各ノードのローカル時刻＝ｔ１でデータが到着する。しかしながら、各ノード１２１ａ～１２１ｃからマスターノード１２０にデータを送信する場合や、マスターノード１２０を跨いでノード間で送受信する場合は、「受信ノードのローカル時刻の受信時間」＝「送信ノードのローカル時刻の送信時刻」＋「リング１周の時間（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）」になる。例えば、ノード１２１ａがそのローカル時刻＝ｔ２でデータを送信すると、そのデータは、マスターノード１２０には、マスターノード１２０でのローカル時刻＝ｔ２＋ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄに到着する。このデータをマスターノード１２０で分岐（ＤＲＯＰ）するためには、マスターノード１２０でのＤＲＯＰ切替時間を「ＴＳ開始時刻＋リング１周時間」にする必要がある。同様に、ノード１２１ｃからノード１２１ａのようにマスターノード１２０を跨ぐ送受信についても、ＤＲＯＰ切替時間を「ＴＳ開始時刻＋リング１周時間」にするか、マスターノード１２０を跨がないよう逆回りでＴＳ設定を行う必要がある。
　リング１周時間の算出・設定方法としては、例えば、ＯＴＤＲ（光パルス試験器：Optical Time Domain Reflectmeter）等の測定器で事前に遅延時間を測定し、測定結果をＴＳ情報管理部に手動などで設定する方法や、リングを１周した制御信号から算出する方法がある。リングを１周した制御信号から算出する場合には、例えば、マスターノードによってタイムスタンプ付きの制御信号を生成して送信し、リングを１周した制御信号をマスターノードの遅延測定機能部（不図示）が受信し、受信時間からタイムスタンプ値を引いた値をリング１周時間として算出すればよい。
　図８８は、図８１のＮｏ２０１３に示す場合における、遅延差付き時刻による時刻同期型構成におけるローカル時刻およびＴＳ開始時刻の配信の動作例を示している。ここでは、全ＴＳを事前に設定するものとする。まず、［１］に示すように、マスターノード１２０は、ノードＡにタイムスロット情報を設定する。続いてマスターノード１２０は、［２］に示すように、ＴＳ開始時刻およびタイムスタンプ値の入った制御信号をＴＳ周期毎に送信する。ノードＡは、［３］に示すように、制御信号を受信したら、制御信号のタイムスタンプ値に自ノードの時刻カウンタを設定する。そしてノードＡは、［４］に示すように、時刻カウンタがＴＳ開始時刻になったら、タイムスロットＴＳ０から順に動作を開始する。すなわち、（ＴＳ開始時刻＋ＴＳ番号×ＴＳ長）になったら、ＴＳ情報の動作実施する。
　図示したノードＡの場合であれば、時刻カウンタ１００～１２０のタイムスロットＴＳ０においてＡＤＤを実施し、時刻カウンタ１４０～１６０でタイムスロットＴＳ２にＡＤＤする。ノードＡは、次のＴＳ開始時刻が送信されるまで、この動作を繰り返す。その後、ノードＢは、［５］に示すように、制御信号を再度受信したら、その制御信号のタイムスタンプ値に自ノードの時刻カウンタを設定する。その後、［６］に示すように、ノードＢは、時刻カウンタがＴＳ開始時刻になったら、タイムスロットＴＳ０から順に動作する。ここに示したノードの場合であれば、時刻カウンタ１００（（時刻カウンタ＝ＴＳ開始時刻＋ＴＳ番号×ＴＳ長）～１２０においてＴＳ０をＤＲＯＰし、時刻カウンタ１２０～１４０でにおいてＳ２にＡＤＤする。次のＴＳ開始時刻が送信されるまで、このＴＳ情報による動作を繰り返す。
　次に、共通時刻による時刻同期について説明する。共通時刻では、各ノードにおいて独立して共通時刻に対する時刻設定がなされるので、各ノードのローカル時刻を設定するための信号の配信が不要になる。ここでいう共通時刻とは、各ノードにおいて他ノードからとは無関係に入手できる時刻情報である。このような共通時刻は、単一の時刻体系であって、各ノードにおけるそれぞれの伝搬遅延に依存しないものである。そのようなものとしては、各ノードに設けられた高精度の内部クロック（例えば、セシウム発振器やルビジウム発振器などの原子時刻標準、あるいは水晶発振器など）や、各ノードにおいて等しく享受することができる外部クロック（例えばＧＰＳクロックやＪＪＹクロック（日本標準電波クロック））などが挙げられる。内部クロックを用いる場合、各ノードごとの内部クロックは、あらかじめ、同一の真の時刻に高精度に時刻合わせされている。共通時刻によるＴＳ同期には、図８９に示すように、いくつかのやり方がある。
　ＧＰＳなどの共通時刻を用いることによりマスターノードおよび光スイッチノードを含めて全ノードのローカル時刻が正確に一致しているとしても、タイムスロットの割り当てに際してはノード間の遅延を考慮してデータ衝突が起こらないようにする必要がある。したがって、共通時刻を用いる場合であっても遅延の測定は必要である。図９０Ａは光ネットワークシステムの構成を示し、図９０Ｂは、ＧＰＳを用いて各ノードに共通時刻を配布するとともに、遅延を測定するための手順を示している。
　マスターノード１２０および各光スイッチノード１２１ａ，１２１ｂには、それぞれ、ＧＰＳ受信機が接続しており、各ノード１２０，１２１ａ，１２１ｂのローカル時刻としてＧＰＳによって得られた正確な時刻が設定されるようになっている。まず、マスターノード１２０は、［１］に示すように、マスターノード内部の時刻（Ｔ１）をタイムスタンプとして付与した遅延測定パケットを送信する。各ノードはこの遅延測定パケットを受信するが、［２］に示すように、受信したパケットのタイムスタンプの値（Ｔ１）と自ノードでの現在の時刻とから、伝搬遅延時間＝現在時刻－タイムスタンプ値として伝搬遅延時間を算出する。その後、各ノード１２１ａ，１２１ｂは、［３］に示すように、マスターノード１２０に対して測定した伝搬遅延時間を通知する。
　なお、この共通時刻による時刻同期は、２重化した制御信号線（右回りと左回りの制御線）を用いる必要はなく、１重化構成すなわち片方向の制御線でも実現可能である。各ノードにおいて、遅延測定パケットと同じ方向でタイムスロット割り当てを行うことで、衝突することなく測定した伝搬遅延時間を送信することができる。
　次に、共通時刻によって時刻同期を行った場合のＴＳ開始時刻について説明する。共通時刻による時刻同期では、各ノードのローカル時刻が正確に一致しているので、データ衝突が起こらないようにタイムスロットの開始時間を定めるためには、ノード間の遅延を考慮する必要がある。すなわち、マスターノードが送信するＴＳ開始時刻をｔとすると、各ノードは、送信されたＴＳ開始時刻ｔにマスターノードとの遅延時間を加えた値を新たにＴＳ開始時刻とする必要がある。図９１Ａ、図９１Ｂは、このようなＴＳ開始時刻の決定を説明している。
　この説明では、図９１Ａに示すように、リング接続されたマスターノード１２０に［１］、ノード１２１ａに［２］、ノード１２１ｂに［３］を付して、各ノード［１］～［３］として表わし、図９１Ｂにも同符号［１］～［３］を示してノードを表している。
　図９１Ａに示すリングの左回りにおいて、マスターノード［１］のＴＳ開始時刻を、図９１Ｂに時刻ｔ１で示す。左回りにおいて、マスターノード［１］とノード「２」間の信号送信時の遅延時刻はａなので、時刻ｔ１＋ａ＝ｔ２がノード［１］の左回りのＴＳ開始時刻となる。同様に、マスターノード［１］とノード［３］間の遅延時刻はａ＋ｂなので、時刻ｔ１＋ａ＋ｂ＝ｔ３がノード［３］の左回りのＴＳ開始時刻となる。
　次に、右回りにおいて、マスターノード［１］とノード「３」間の遅延時刻はｃなので、時刻ｔ１＋ｃ＝ｔ２ａがノード［３］の右回りのＴＳ開始時刻となる。同様に、マスターノード［１］とノード［２］間の遅延時刻はｃ＋ｂなので、時刻ｔ１＋ｃ＋ｂ＝ｔ４がノードの右回りのＴＳ開始時刻となる。
　次に、マスターノード１２０のトポロジ管理部１３５におけるトポロジ把握の処理について説明する。図９２は、制御用リングが１重である場合のトポロジ把握の動作を示すタイムシーケンス図である。
　マスターノード１２０は、リングネットワークに接続されている、光スイッチノード１２１間の接続構成と、光スイッチノード１２１に接続している端末（外部通信装置）１９０とを把握するために、各光スイッチノード１２１に対して、まず、そのスイッチのＩＤ（識別番号）、スイッチのインタフェース（ＴＳ送受信部）のＩＤなどを要求し（ＩＤ要求Ｓ１）、光スイッチノード１２１は、このＩＤ要求に対してＩＤ回答Ｓ２を返す。その後、マスターノード１２０は、管理端末アドレス要求として、光スイッチノード１２１に対して、その光スイッチノード１２１に接続している端末（外部通信装置）１９０のアドレスなどを要求する（管理端末アドレス要求Ｓ３）。光スイッチノード１２１は、そこに接続される端末１９０から端末アドレスが更新されるたびにそれを通知Ｓ４され、各端末アドレス１９０ｍを記憶しているので、管理アドレス端末要求に対して、端末アドレス回答Ｓ５によって、管理している端末（外部通信装置）１９０のアドレスなどをマスターノード１２０に通知する。これにより、マスターノード１２０は、リングネットワークに接続している光スイッチノード１２１のスイッチＩＤ、ＴＳ送受信部のＩＤ、光スイッチノード１２１においてＴＳ送受信部に接続するポート(Port)番号、光スイッチノード１２１においてリンク確立に使用されているポート番号、光スイッチノード１２１の配下に存在する端末１９０のアドレスを把握する。
　ここでは制御用リングが１重構成であるとしているので、トポロジ管理のためのデータの衝突を回避するために、マスターノード１２０からの制御信号を受信した後に、各光スイッチノード１２１は、数珠つなぎ的に、受信したパケットの後ろにマスターノード１２０から要求されている情報を付与して、次段の光スイッチノード１２１に送信する。
　ここで、本実施形態の光ネットワークシステムにおけるトリガや制御信号の伝送構成について説明する。各光スイッチノードでは、データについては光ＴＳ－ＳＷ部を介して次段の光スイッチノードに送るかＤＲＯＰする必要があり、トリガ（あるいは制御信号）については、次段の光スイッチノードに送るとともに自ノードの制御信号受信部に与えられる必要がある。トリガや制御信号は制御用の波長λｃによって伝送されるとして、トリガや制御信号の伝送構成としては、例えば図９３Ａ～図９３Ｄに示すようなバリエーションがある。図９３Ａ～図９３Ｄに関する説明において、制御信号も含めてトリガと呼ぶことにする。
　図９３Ａに示すものは、トリガも光ＴＳ－ＳＷ部１４４に通すようにしたものであり、トリガは光ＴＳ－ＳＷ部１４４で分岐して制御信号受信部１４３に供給している。この場合、光ＴＳ－ＳＷ部１４４はブロードキャストに設定される。
　図９３Ｂに示したものも、トリガを光ＴＳ－ＳＷ部１４４に通すようにしたものであるが、光ＴＳ－ＳＷ部１４４をＤＲＯＰおよびＡＤＤに設定し、光ＴＳ－ＳＷ部１４４でトリガをＤＲＯＰして制御信号受信部１４３に供給し、制御信号受信部１４３においてトリガを分岐し、次段以降へのものを光ＴＳ－ＳＷ部１４４でＡＤＤするようにしている。
　図９３Ｃに示すものは、光ＴＳ－ＳＷ部１４４にトリガを通さないようにしたものであり、制御用波長λｃに関し、ＯＥ（光／電気）－ＥＯ（電気／光）変換を行って電気信号の状態でトリガを分岐するか、または光カプラを用いてトリガを分岐し、制御信号受信部１４３に与えている。
　図９３Ｄに示すものも、光ＴＳ－ＳＷ部１４４にトリガを通さないようにしたものであるが、ここでは、データとは独立して、制御用波長λｃに関し、制御信号受信部１４３においてトリガを分岐している。
　次に、光ＴＳ－ＳＷ部とＴＳ送受信部との接続構成について説明する。光ＴＳ－ＳＷ部とＴＳ送受信部との接続構成については、例えば図９４Ａ～図９４Ｃに示すようなバリエーションがある。
　図９４Ａに示すものは、ＴＳ送受信部１４６で１出力、１入力としたものである。ＴＳ送受信部１４６において送信データは、宛先毎に別のキューに格納される。ＴＳ送受信部１４６は光ＴＳ－ＳＷ部１４４に対し、ＡＤＤとＤＲＯＰで１ポートずつ接続している。
　図９４Ｂに示すものは、ＴＳ送受信部１４６のキュー毎に１出力とし、入力についてはＴＳ送受信部１４６の全体で１つとしたものである。ＴＳ送受信部１４６において送信データは、宛先毎に別のキューに格納される。ＴＳ送受信部１４６の光ＴＳ－ＳＷ部１４４での接続は、キュー毎に１つのＡＤＤポートを使用している。ＤＲＯＰポートについてはＴＳ送受信部１４６全体に対して１つ用いられている。キュー毎にＡＤＤポートを用いるので、宛先が異なるデータは、リング送信方向が異なれば、同時に出力することが可能である。
　図９４Ｃに示すものは、図９４Ｂに示したものに対し、ＴＳ送受信部１４６内にバッファを設けるとともに２つのＤＲＯＰポートからバッファにおいてデータを受けるようにしたものである。ＤＲＯＰポートを２つ用いているので、リングにおける右回り方向と左回り方向の両方からの同時受信が可能である。
　次に、光スイッチノード１２１に設けられる光ＴＳ（タイムスロット）－ＳＷ（スイッチ）部１４４の構成について説明する。
　上述したように光ＴＳ－ＳＷ部１４４は、入力ポートと出力ポートとを備えてリングネットワークのデータ線を収容し、マスターノード１２０からの指示に従って入力ポートと出力ポートとの接続関係を変更し、合わせて、必要に応じて波長変換などの処理も実行する。このような光ＴＳ－ＳＷ部１４４は、以下に具体例を挙げて説明するように、波長変換による波長ルーティング型スイッチとして構成することができ、あるいは、ブロードキャストおよびセレクト型の空間型スイッチとして構成することもできる。光ＴＳ－ＳＷ部１４４に収容されるデータ線としては、波長多重したデータ線の場合と波長多重しないデータ線の場合とがある。図９５Ａ、図９５Ｂは波長スイッチとして構成された光ＴＳ－ＳＷ部１４４の概要を示す図であり、図９５Ａは波長多重したデータ線を収容する場合を示し、図９５Ｂは波長多重しないデータ線を収容する場合を示している。
　波長多重したデータ線を収容する場合には、図９５Ａに示すように、光ＴＳ－ＳＷ部１４４の入力前に分波部１４１を設置して、波長多重により入力したデータを例えばＮ個の波長に分波してそれぞれをＩＮ １～ＩＮ Ｎで示される入力ポートに与える。そして、光ＴＳ－ＳＷ部１４４の後段に合波部１４２を設置し、光ＴＳ－ＳＷ部１４４のＮ個の出力ポートＯＵＴ １～ＯＵＴ Ｎからの光信号を波長多重し、リングネットワーク上での次のノード（次段のノード）に伝送するようにしている。光ＴＳ－ＳＷ部１４４は、光信号挿入（ＡＤＤ）および光信号分岐（ＤＲＯＰ）の機能も備えており、ＡＤＤ用のポート(port)が光ＴＳ－ＳＷ部１４４の入力ポートとして設けられ、ＤＲＯＰ用のポート(port)が光ＴＳ－ＳＷ部１４４の出力ポートとして設けられている。
　波長多重しないデータ線を収容する場合には、図９５Ｂに示すように、分波部および合波部は設けられない。この場合、リングのデータ線数は、光スイッチにおけるＡＤＤ／ＤＲＯＰ用のインタフェース数を引いた端子（ポート）の数と等しくなる。
　図９６は、波長スイッチとして構成される光ＴＳ－ＳＷ部１４４の基本構成の一例を示している。光ＴＳ－ＳＷ部１４４は、１または複数の入力ポートと複数の出力ポートとを備え、波長多重された入力光信号を波長毎に分波する分波器１４１と、各入力ポートに入力した光信号をその波長に応じて出力ポートに振り分けるＡＧＷ（アレイ導波路型回折格子：arrayed waveguide grating）１４４ｉと、光スイッチノードでの通過(Through)、挿入(ADD)および分岐(DROP)を選択するために波長変換を実行するＴＷＣ（可変波長変換器：tunable wavelength converter）１～ＴＷＣ８，ＴＷＣ［Ａ］１～ＴＷＣ［Ａ］３と、次段に伝送するために各波長の出力光信号を波長多重する合波器（合波部）１４２と、次段の分波部で光信号が同一ポートに出力されるように波長変換するＦＷＣ（固定波長変換器：fixed wavelenght converter）１～ＦＷＣ８と、ＡＷＧ１４４ｉで分岐(DROP)させた光信号を受信する光受信器１４４ｊと、から構成されている。
　図示したものでは、前段から波長多重によって伝送された光信号は分波器１４１により波長λ１～λ８に分波され、これらの分波された光信号は、それぞれ、ＴＷＣ１～ＴＷＣ８を介してＡＷＧ１４４ｉの入力ポートに与えられている。これらとは別に、挿入されるべき光信号が、ＴＷＣ［Ａ］１～ＴＷＣ［Ａ］３を介してＡＷＧ１４４ｉの入力ポートに与えられている。ＡＷＧ１４４ｉの出力ポートのうち８個は次段への伝送用であり、これらの出力ポートからの光信号はそれぞれＦＷＣ１～ＦＷＣ８を経て合波器１４２に入力し、波長多重されて次段に伝送される。それとは別に、ＡＷＧ１４４ｉには分岐（ＤＲＯＰ）に用いられる出力ポートがあり、この出力ポートには、光受信器１４４ｊが接続されている。光受信器１４４ｊは、光電変換を行う光電素子（ＡＰＤ）と、光信号間のパワー差を吸収するためのリミッティング増幅器（ＬＩＭ）と、光信号間での位相差を吸収するためのクロック・データ・リカバリ回路（ＣＤＲ）とがこの順で直列に接続した構成を有し、信号間のパワー差／位相差を吸収して光信号を受信する。なお、図９６に示したものでは、波長λ８は、制御用の固定波長とされている。また、ＡＤＤおよびＤＲＯＰの１チャネルずつも制御用のものとされて、光ＴＳ－ＳＷ部１４４を制御するためのスイッチ制御部に接続されている。
　図９７Ａは、ＴＷＣの構成の一例を示している。図において太実線は光信号であることを示し、太点線は電気信号であることを示している。ＴＷＣは、上述と同様にＡＰＤ、ＬＩＭおよびＣＤＲからなる光バースト受信器１７０と、ＡＷＧにおける出力先を変更するために発振波長を変化させることができる波長可変光源１７１と、光バースト受信器１７０からの電気信号によって波長可変光源１７１からの光を変調する変調器１７２とから構成されている。ＴＷＣにおいては、ＬＩＭは、異なる伝送路長による損失差や、光源の出力パワー差を吸収するために設けられ、ＣＤＲは、異なる伝送路長による位相差を吸収するために設けられている。このようなＴＷＣは、光－電気－光変換を行うことにより、長距離伝送によって減衰した光のパワーを回復させることができ、ＴＷＣを用いることによって、光アンプが不要となる。
　図９７Ｂは、ＦＷＣの構成の一例を示している。図において太実線は光信号であることを示し、太点線は電気信号であることを示している。ＦＷＣは、ＡＰＤ、ＬＩＭおよびＣＤＲからなる光バースト受信器１７０と、次段の分波部で同一ポートに出力されるように通過データとＡＤＤデータの波長が同じになるように波長変換するための固定波長光源１７３とから構成されている。ＦＷＣにおいては、ＬＩＭは、ＡＷＧでのポート毎に異なる損失差や、光源の出力パワー差を吸収するために設けられて、ＣＤＲは、ＡＷＧでの異なる伝送路による位相差を吸収するために設けられている。
　波長スイッチ型の光ＴＳ－ＳＷ部は、その構成として種々のものが考えられる。図９８にどのような構成が想定されるかを示している。ここでは、１個のＡＷＧあたり何本のファイバを設けるか、ＦＷＣを設けるかどうか、ＡＤＤ接続のためのポートをＡＷＧの前段に設けるか後段に設けるか、波長交換をファイバ間で行うかファイバ内で行うかによって、どのような構成が可能かを示している。ＦＷＣを用いない構成とすれば、その分、コストを削減することができる。ファイバ間波長交換とすれば、１本の光ファイバで断線が生じたとしても通信が可能なので、耐障害性が向上する。また、ファイバ内波長変換とすれば、より柔軟な運用が可能になる。
　以下、波長スイッチ型の光ＴＳ－ＳＷ部の具体的な構成例をいくつか説明する。
　図９９は、図９８における［１］の場合に相当するものであって、ファイバ数がＫ本であるＫ重リングを用い、１リングあたりＮ波長を用いる場合の光ＴＳ－ＳＷ部１４４の構成例を示している。図では、Ｋ＝２、Ｎ＝４の例を示している。ここでは、ＦＷＣを配備しない場合にＫ本のファイバ間での波長交換をどのように行うかの一例が示されている。ｋＮ個の波長λi（０≦ｉ≦ｋＮ－１）において、（ｉ　ＭＯＤ　Ｎ）が同じ値となる複数波長を同一波長とすることで、ＦＷＣを導入することなく、スイッチング後の信号が、次段の波長変換部（ＴＷＣ）において、同一波長単位で入力されるようにしている。具体的には、ｋＮ×ｋＮの周回性ＡＷＧ１４１ａ，１４１ｂを配備し、その前段に、Ｎ個のＴＷＣ１～ＴＷＣ８と分波部としてのｋ個の周回性１×Ｎ　ＡＷＧ１４４ｉとを配備し、後段にｋ本の出力用ポート１４４ｋ，１４４ｌを配備している。
　図１００は、図９８における［１ａ］の場合に相当するものであって、Ｋ重リングであって１リングあたりＮ波長を用いる場合の、ＦＷＣを用いない１ＡＤＤ／１ＤＲＯＰ構成でファイバ間波長交換を行う例を示している。図では、Ｋ＝２、Ｎ＝４の例を示している。ｋＮ個の波長λi（０≦ｉ≦ｋＮ－１）において、（ｉ　ＭＯＤ　Ｎ）が同じ値となる複数波長を同一波長とし、ｋＮ×ｋＮ周回性ＡＷＧ１４４ｉを設け、その前段に、ｋ個の周回性１×Ｎ　ＡＷＧ１４１ｃ，１４１ｄと、ｋ（Ｎ－２）個の通過(Through)／分岐(DROP)用のＴＷＣ１～ＴＷＣ４と、１つの挿入(ADD)用ＴＷＣ［Ａ］とを設けている。ｋ個の周回性１×Ｎ　ＡＷＧ１４１ｃ，１４１ｄは、波長変換も行う分波部として機能するものである。ｋＮ×ｋＮ周回性ＡＷＧ１４４ｉの出力側には、分岐用のインタフェースである光受信器１４４ｊと、ｋ個の（Ｎ－１）×Ｎ合波部１４２ｃ，１４２ｄとを設けている。
　図１０１は、図９８における［１ａ］の場合に相当するものであって、Ｋ重リングであって１リングあたりＮ波長を用いる場合の、ＦＷＣを用いない１ＡＤＤ／１ＤＲＯＰ構成でファイバ間波長交換を行い、さらに制御用波長を用いる例を示している。図では、Ｋ＝２、Ｎ＝４の例を示している。ｋＮ個の波長λi（０≦ｉ≦ｋＮ－１）において、（ｉ　ＭＯＤ　Ｎ）が同じ値となる複数波長を同一波長とし、ｋＮ×ｋＮの周回性ＡＷＧ１４４ｉを設け、その前段に、波長変換も行う分波部として機能するｋ個の周回性１×Ｎ　ＡＷＧ１４１ｃ，１４１ｄと、ｋ（Ｎ－２）個の通過(Through)／分岐(DROP)用のＴＷＣ１～ＴＷＣ４と、１つの挿入(ADD)用ＴＷＣ［Ａ］とを設けている。ｋＮ×ｋＮ周回性ＡＷＧ１４４ｉの出力側には、分岐用のインタフェースである光受信器１４４ｊと、ｋ個の（Ｎ－１）×Ｎ合波部１４２ｃ，１４２ｄと、を設けている。さらにこの構成では、スイッチ制御を行うための制御用波長を準備し、制御用波長のリーチャビリティを担保するために、各分波部にカプラ１４４ｒを接続して各スイッチでコピーするようにしている。
　図１０２は、図９８における［１ｂ］の場合に相当するものであって、Ｋ重リングであって１リングあたりＮ波長を用いる場合の、ＦＷＣを用いない１ＡＤＤ／１ＤＲＯＰ構成でファイバ間波長交換を行う例を示している。図では、Ｋ＝２、Ｎ＝４の例を示している。ｋＮ×ｋＮの周回性ＡＷＧ１４４ｉを設け、その前段に、波長変換も行う分波部と機能するｋ個の周回性１×Ｎ　ＡＷＧ１４１ｃ，１４１ｄと、ｋ（Ｎ－２）個の通過(Through)／分岐(DROP)用のＴＷＣ１～ＴＷＣ４とを設けている。ｋＮ×ｋＮ周回性ＡＷＧ１４４ｉの後段側には、１つの挿入(ADD)用ＴＷＣ［Ａ］と、このＴＷＣ［Ａ］の後段に分岐用のＡＷＧ１４１ｅと、分岐用のインタフェースである光受信器１４４ｊと、ｋ個の（Ｎ－１）×Ｎ合波部１４２ｃ，１４２ｄとを設けている。
　図１０３は、図９８における［２］の場合に相当するものであって、Ｋ重リングであって１リングあたりＮ波長を用いる場合に、ＦＷＣを配備しないでファイバ間波長交換とファイバ内波長交換とを可能にした光ＴＳ－ＳＷ部１４４の構成例を示している。図では、Ｋ＝２、Ｎ＝４の例を示している。ｋＮ個の波長λi（０≦ｉ≦ｋＮ－１）において、（ｉ　ＭＯＤ　Ｎ）が同じ値となる複数波長を同一波長とすることで、ＦＷＣを導入することなく、スイッチング後の信号が、次段の波長変換部において、同一波長単位で入力されるようにしている。具体的には、ｋＮ×ｋＮの周回性ＡＷＧ１４４ｉを配備し、その前段に、ＴＷＣ１～ＴＷＣ８と、分波部としてのｋ個の周回性１×Ｎ　ＡＷＧ１４１ｃ，１４１ｄとを配備し、後段にｋ個のＮ×１スターカプラ１４４ｓ，１４４ｔとｋ本の出力用ポート１４４ｋ，１４４ｌとを配備している。
　図１０４は、図９８における［３］の場合に相当するものであって、ｋ重リング（１リングあたりＮ波長）を使用しつつＡＷＧ１個当たり１ファイバとし、ＦＷＣを用いない１ＡＤＤ／１ＤＲＯＰ構成で制御用波長を用いる例を示している。図では、Ｋ＝２、Ｎ＝４の例が示されている。ｋＮ個の波長λi（０≦ｉ≦ｋＮ－１）において、（ｉ　ＭＯＤ　Ｎ）が同じ値となる複数波長を同一波長とし、ｋ個のＮ×Ｎ周回性ＡＷＧ（図では２個の４×４周回性ＡＷＧ）１４４ｈ，１４４ｉが設けられている。ｋ個のＮ×Ｎ周回性ＡＷＧ１４４ｈ，１４４ｉの前段には、波長変換も行う分波部として機能するｋ個の周回性１×Ｎ　ＡＷＧ１４２ｃ，１４２ｄと、ｋ（Ｎ－２）個の通過(Through)／分岐(DROP)用のＴＷＣ１～ＴＷＣ４と、１つの挿入(ADD)用ＴＷＣ［Ａ］とを設けている。挿入用ＴＷＣ［Ａ］は、図面では上側の４×４ＡＷＧ１４４ｈに接続している。ｋ個のＮ×Ｎ周回性ＡＷＧ１４４ｈ，１４４ｉの後段には、分岐用のインタフェースである光受信器１４４ｊと、ｋ個のＮ×Ｎ合波部１４２ｃ、１４２ｄと、が設けられている。光受信器は図面では下側の４×４ＡＷＧ１４４ｉに接続している。上側の４×４ＡＷＧ１４４ｈの出力と下側の４×４ＡＷＧ１４４ｉの入力とを接続するように、ファイバ間でのADD/DROP用ＴＷＣ［Ａ／Ｄ］が設けられている。さらに、制御用波長のリーチャビリティを担保するために、各分波部にカプラ１４４ｒを接続して各スイッチでコピーするようにしている。
　図１０５Ａは、図９６に示した基本構成の具体例を示したものであり、ここでは、１リングあたり４波長とした２重リングを用い、ＡＤＤ／ＤＲＯＰが１チャネルで行われる構成が示されている。ＡＷＧ１４４ｉとしては９×９ＡＷＧ１４４ｇが用いられ、ＡＷＧ１４４ｇの出力ポートのうちＤＲＯＰポートを除いたものにはそれぞれＦＷＣ１～ＦＷＣ４＋ＦＷＣ１～ＦＷＣ４が設けられている。図１０５Ｂには、ＡＷＧ１４４ｇの入力側に設けられる各ＴＷＣ［Ａ］，ＴＷＣ１～ＴＷＣ８における波長要件を示している。
　図１０６Ａは、図９８の［０ａ］の場合に相当するものであって、ここでは、１リングあたり４波長とした２重リングを用い、９×９ＡＷＧ１４４ｇの後段にＦＷＣ１～ＦＷＣ４＋ＦＷＣ１～ＦＷＣ４を設け、ＡＤＤ／ＤＲＯＰが１チャネルで行われ、かつファイバ内での波長交換が行われる構成が示されている。図１０６Ｂには、ＡＷＧ１４４ｇの入力側に設けられる各ＴＷＣ［Ａ］，ＴＷＣ１～ＴＷＣ８における波長要件を示している。
　図１０７Ａは、図９８の［０ｂ］の場合に相当するものであって、ここでは、１リングあたり４波長とした２重リングを用い、９×９ＡＷＧ１４４ｇの後段にＦＷＣ１～ＦＷＣ８を設け、ＡＤＤ／ＤＲＯＰが１チャネルで行われ、かつファイバ間での波長交換とファイバ内での波長交換が行われる構成が示されている。図１０７Ｂは、ＡＷＧ１４４ｇの入力側に設けられる各ＴＷＣ［Ａ］，ＴＷＣ１～ＴＷＣ８における波長要件を示している。
　次に、ブロードキャストおよびセレクト型の空間型スイッチとした光ＴＳ－ＳＷ部の構成について説明する。
　図１０８は、ブロードキャストおよびセレクト型の光ＴＳ－ＳＷ部１４４Ａの基本構成を示している。波長多重（ＷＤＭ）で入力してきた光信号をＡＷＧ１４１によって分波し、分波した各波長成分をカプラ１４４ｒによって複数のＮ×１ＳＷ（スイッチ）１４４ｔに伝送する。各Ｎ×１ＳＷ１４４ｔでは、半導体光増幅器（ＳＯＡ）により信号の透過または遮断の制御（スルー制御）を行う。Ｎ×１ＳＷ１４４ｔのうちの１つはＤＲＯＰ用のポートとする。残りのＮ×１ＳＷ１４４ｔのスイッチの出力とＡＤＤ用のＴＷＣ［Ａ］１からの出力とをカプラ１４２で合波して、波長多重信号として次段に伝送する。各Ｎ×１ＳＷ１４４ｔには、入力ポートごとの半導体光増幅器（ＳＯＡ）１４４ｕと出力ポートのＳＯＡ１４４ｗと空間スイッチ１４４ｖが設けられている。ポート数がＮであるときには、制御対象となるＳＯＡの数がＮ2個となる。
　図１０９は、ブロードキャストおよびセレクト型の光ＴＳ－ＳＷ部１４４Ｂの構成の別の例を示している。図１０８に示したものでは、Ｎ×１ＳＷ１４４ｔを構成するために大量のＳＯＡ１４４ｕ，１４４ｗを必要とするため、図１０９に示したものでは、図１０８におけるＮ×１ＳＷ１４４ｔの代わりに波長可変フィルタ１４４ｘを用いるようにし、各波長可変フィルタ１４４ｘにおいて、任意の波長に関し、波長フィルタにより信号の透過または遮断の制御（スルー制御）を行うようにしている。この構成では、前段のＡＷＧ１４４ｉを必要としない。図１０９に示したものは、図１０８に示したものに比べ、スイッチのために制御を行う素子数をＮ2個からＮ個に減らすことが可能である。
　＜第７の実施形態＞
　次に、第７の実施形態について、図面を参照して説明する。　まず、図１１０を参照して、タイムスロット同期の定義について説明する。
　タイムスロット送信ノード（ノードＡ）とタイムスロット受信ノード（ノードＢ）とが存在している。この場合、ノードＡからの送信信号は、ノードＡ，Ｂ間の伝搬遅延時間３０１ＡＢ遅れてノードＢに到達する。従って、ノードＡで動作しているタイムスロットＴＳ１～ＴＳ５のタイムスロット開始タイミング３０１Ａは、ノードＢで動作しているタイムスロットＴＳ１～ＴＳ５よりも、伝搬遅延時間分（＋ガードバンド）３０１ＡＢだけ早くしている。これにより、ノードＡで動作しているタイムスロットＴＳ１～ＴＳ５と、ノードＢで動作しているタイムスロットＴＳ１～ＴＳ５と、を同期させている。このタイムスロットＴＳ１～ＴＳ５は周期的に動作しているものであり、以下、タイムスロット周期の開始タイミングをタイムスロット開始位置と呼ぶ。各タイムスロットの動作周期と、タイムスロットの長さは各ノードＡ，Ｂ内に存在するカウンタにより計測し、ローカルクロック周波数の１クロック毎にカウントアップすることで計測可能となる。
　次に、図１１１を参照して、片方向通信のマルチリングネットワーク（マルチリングともいう）３０２を例に、本発明の基本アイデアについて説明する。
　マルチリング３０２は、上位リング３０３と、複数の下位リング３０４とが、リング交換点ノードＡで接続されて構成されている。
（１）リング交換点ノードＡと下位リング３０４の各ノードＢとにおいて基準タイムスロット（第１のタイムスロット）３０５を動作させる。
　基準タイムスロット３０５は、上位リング３０３に存在する起点ノードＡ０内で動作しているタイムスロットに同期したタイムスロットである。但し、起点ノードＡ０は、リングに接続された複数のノードのうち何れかを起点ノードとして定めたものであり、前述したマスターノードに対応している。
　基準タイムスロットの同期方法は、起点ノードＡ０が起点ノードＡ０内の基準タイムスロット開始位置のタイミングで送信した同期フレーム（同期フレーム内には同期フレームを送信した時の起点ノード内の時刻値を挿入している）を、起点ノード以外の各ノードに配信し、起点ノード以外の各ノードは、起点ノードＡ０からの同期フレームを受信すると、同期フレーム内の時刻値を自ノードの現在時刻として設定し、基準タイムスロットを開始する。同様に、下位リング３０４の各ノードＢも起点ノードＡ０からの同期フレームを受信することで基準タイムスロットを開始させる。ここで、起点ノードＡ０からの同期フレームを、起点ノード以外の上位リング３０３のノードと、下位リング３０４のノードＢに配信する必要があるが、各ノードにおいて、光カプラで同期フレームを分岐することで実現可能である。
　（２）リング交換点ノードＡは、矢印Ｙ２０で示すＴＳ１のように送信が行われる下位リング３０４のノードＢに対して、自ノードにおける基準タイムスロット（第１のタイムスロット）３０５に対して同期したオフセット値(遅延時間)ＤＢ分ずらした上位リング３０３向けタイムスロット（第２のタイムスロット）３０６を設定する。但し、オフセット値ＤＢとは、マルチリング３０２に示すノードＢからリング交換点ノードＡへの伝搬遅延時間ＤＢに対応している。
　これにより、ノードＢの上位リング３０３向けタイムスロット３０６と、リング交換点ノードＡの基準タイムスロット３０５とを同期させる。そして、ノードＢにおいて、上位リング３０３から下位リング３０４への矢印Ｙ２０で示す下り通信には基準タイムスロット３０５を用い、下位リング３０４から上位リング３０３への矢印Ｙ２１で示すＴＳ５のように送信が行われる上り通信には上位リング向けタイムスロット３０６を用いる。但し、ＴＳ５はデータ挿入対象のタイムスロットである。
　これにより、ノードＢにおいて、上位リング３０３へのタイムスロット送信（ＡＤＤ）と上位リング３０３からのタイムスロット受信（ＤＲＯＰ）に用いるＴＤＭ制御タイミングを分離させる。
　このように、下位リング３０４の各ノードＢの上位リング向けタイムスロット３０６を、リング交換点ノードＡの基準タイムスロット３０５と同期させ、下位リング３０４から上位リング３０３への上り通信には上位リング向けタイムスロット３０６を用いることで、タイムスロット衝突が発生することなくリング間でのタイムスロット交換が可能になる。また、必要となるガードバンド長を短くすることができる。なお、上りと下りのタイムスロットを使用する論理構成の概念図を示した（矢印Ｙ２２）。
　次に、図１１２を参照して、片方向通信のマルチリングネットワークにおいて下位リング３０４のタイムスロットとリング交換点ノードＡのタイムスロットとの同期方法について説明する。
　（１）起点ノードＡ０何れは、基準タイムスロットを開始し、起点ノード以外の各ノードに対して基準タイムスロットを同期させる。基準タイムスロットの同期方法は、起点ノードＡ０が起点ノードＡ０内の基準タイムスロット開始位置のタイミングで送信した同期フレーム（同期フレーム内には同期フレームを送信した時の起点ノード内の時刻値を挿入している）を、起点ノード以外の各ノードに配信し、起点ノード以外の各ノードは、起点ノードＡ０からの同期フレームを受信すると、同期フレーム内の時刻値を自ノードの現在時刻として設定し、基準タイムスロットを開始する。これにより、起点ノードＡ０と起点ノード以外のノード間で基準タイムスロット３０８が同期される。この基準タイムスロット３０８を用いることで、同期フレームを配信した方向に対する、異なるノード間でのタイムスロットのＡＤＤ／ＤＲＯＰが可能となる。
　（２）リング交換点ノードＡは、下位リング３０４の各ノードＢに対して、リング交換点ノードＡの基準タイムスロット３０８に同期した上位リング向けタイムスロット３０９を設定する。下位リング３０４の各ノードＢにおける上位リング向けタイムスロット３０９を設定するために、リング交換点ノードＡは下位リングＢのリング1周遅延を測定する。
　これは、マルチリング３０２において、下位リング３０４の各ノードＢから送信したタイムスロット３０９がリング交換点ノードＡにＤ１時間後に到着することと、下位リング３０４の各ノードＢの基準タイムスロットの開始タイミングがリング交換点ノードＡの基準タイムスロット３０８に対してＤ２時間遅れていることの和（Ｄ１＋Ｄ２）が、下位リング1周遅延時間になることに起因する。但し、Ｄ１時間とは、下位のノード(例えばＢ)から上位のノード(例えばＡ)に向かう経路の遅延時間であり、Ｄ２時間とは、その逆に、上位のノードＡから下位のノードＢに向かう経路の遅延時間である。
　このことから、下位リング３０４の各ノードＢの上位リング向けタイムスロット３０９は、下位リング３０４の各ノードＢ自体の基準タイムスロットのタイムスロット開始タイミングに対して、リング1周時間早く開始することで、リング交換点ノードＡの基準タイムスロット３０８のタイムスロット開始タイミングに合わせることができる。
　下位リング１周遅延時間の測定の方法は、（ａ）リング交換点ノードＡが下位リング１周遅延測定フレームを送信し、（ｂ）リング交換点ノードＡが下位リング１周したリング１周遅延測定フレームを受信し、（ｃ）、（ａ）（ｂ）処理時のカウンタ値を引き算することで測定する。
　（３）下位リング３０４の各ノードＢは、自ノードの基準タイムスロット３０８に対して、オフセット値分だけタイムスロット開始タイミングをずらしたタイムスロット（上位リング向けタイムスロット）３０９を刻む。これにより、下位リング３０４の各ノードＢの上位リング向けタイムスロット３０９とリング交換点ノードＡの基準タイムスロット３０８とを同期させる。リング交換点ノードＡは、下位リング３０４の各ノードＢに対して、上位リング向けタイムスロット３０９の刻みを開始させるための同期フレームを送信する。この時、リング交換点ノードＡは同期フレーム内に測定した下位リング1周遅延をタイムスタンプとして付与して送信する。送信するタイミングは、下位リング３０４の各ノードＢにおける基準タイムスロットの先頭位置で同期フレームが届くように、下位リング1周時間を測定した後の基準タイムスロットのタイムスロット周期の開始タイミングとする。下位リング３０４の各ノードＢは、同期フレームを受信した後、自ノードの基準タイムスロット３０８に対して、同期フレーム内に記載された下位リング1周時間分早めて上位リング向けタイムスロット３０９を刻む。具体的には、同期フレーム受信時の基準カウンタ値に同期フレーム内のタイムスタンプ値を足した値を初期値として、上位リング向けタイムスロット用のカウンタを開始させる。この上位リング向けタイムスロット３０９を用いることで下位リング３０４のノードＢから上位リング３０３のノードＡ０へのタイムスロット送受信が可能となる。
　また、片方向のシングルネットワークにおいて、起点ノードＡ０で動作している基準タイムスロットと、起点ノードＡ０を跨いだ時に用いるタイムスロット（跨ぎ用タイムスロット）を同期させる方法を以下に示す。
　（１）基準タイムスロットを全ノード間で同期させる。基準タイムスロットの同期方法は、起点ノードＡ０から起点ノード以外のノードに同期フレームを配信することで実現する。同期フレームの通信として、データ用の波長とは別の制御用波長を用いることでノード間のリーチャビリティを確保する。
　具体的には、起点ノードＡ０は自ノード内の基準タイムスロットの先頭開始位置で同期フレームを送信する。起点ノード以外のノードは光カプラで制御信号をコピーすることで同期フレームを受信し、同期フレームを受信したタイミングから基準タイムスロット用のビットカウンタを開始し、基準タイムスロットの刻みを開始する。本カウンタはタイムスロット周期とタイムスロット長のカウントを行うためのものであり、ローカルクロック周波数の１クロック毎にカウントアップする。この結果、基準タイムスロットはノード間の伝搬遅延時間分だけタイムスロット周期の開始時間が遅れて動作し、各ノード間で基準タイムスロットを同期させることができる。この基準タイムスロットを用いることで、同期フレームを送信した方向における異なるノード間でのタイムスロットのＡＤＤ／ＤＲＯＰが可能となる。
　（２）リング1周遅延測定では、起点ノードＡ０の基準タイムスロットに合わせて起点ノード以外のノードの跨ぎ用タイムスロットのタイムスロット開始タイミングを合わせるために、起点ノードＡ０がリング1周遅延を測定する。これは、起点ノード以外のノードから送信したタイムスロットが起点ノードＡ０にＤ１時間後に到着することと、起点ノード以外のノードの基準タイムスロットのタイムスロット開始タイミングが、起点ノードＡ０の基準タイムスロット対してＤ２時間遅れていることの和が、リング1周遅延時間（Ｄ１＋Ｄ２）になることに起因する。
　このことから、起点ノード以外のノードの跨ぎ用タイムスロットは、自ノード（起点ノード以外のノード）の基準タイムスロットのタイムスロット開始タイミングに対して、リング１周時間早く開始することで起点ノードＡ０の基準タイムスロットのタイムスロット開始タイミングに合わせることができる。
　リング１周遅延時間の測定の方法は、（ａ）起点ノードＡ０が同期フレームを送信し、（ｂ）起点ノードがリング１周した同期フレームを受信し、（ｃ）、（ａ）（ｂ）処理時のカウンタ値を引き算することで測定する。
　（３）起点ノードＡ０の基準タイムスロットに同期した跨ぎ用タイムスロットの設定について説明する。起点ノードＡ０は、起点ノード以外のノードに対して、跨ぎ用タイムスロットの刻みを開始させるための同期フレームを送信する。この時、起点ノードＡ０は同期フレーム内に測定したリング１周遅延をタイムスタンプとして付与して送信する。送信するタイミングは、起点ノード以外のノードの基準タイムスロットのタイムスロット開始位置で同期フレームが届くように、リング１周時間を測定した後の基準タイムスロットのタイムスロット開始位置とする。
　各起点ノード以外のノードは、同期フレームを受信した後、自ノードの基準タイムスロットに対して、同期フレーム内に記載されたリング１周時間分早めることにより、跨ぎ用タイムスロットを刻む。具体的には、同期フレーム受信時の基準カウンタ値に同期フレーム内のタイムスタンプ値を足した値を初期値として、跨ぎ用カウンタを開始させる。この跨ぎ用タイムスロットを用いることで起点ノード以外のノードから起点ノードＡ０へのタイムスロット送受信が可能となる。
　次に、図１１３を参照して、各ノードの機能ブロックについて説明する。
　各ノードは、光スイッチ部（光タイムスロットスイッチ部）３１１と、バッファ部３１２と、制御情報送信部３１３と、基準ＴＳ同期部３１４と、遅延測定部３１５と、複数ＴＳ管理部３１６と、カウンタ管理部３１７と、内部クロック部３１８と、ＴＳ制御部３１９と、ＴＳ量更新時算出部３２０と、制御情報受信部３２１とを備えて構成されている。また、符号ａは遅延測定結果、ｂはクロック、ｃは基準時刻、ｄは現在時刻、ｅは他ノードからのタイムスタンプ情報、ｆは割り当てＴＳ情報、ｇは各ＴＳにおけるタイムスタンプ情報、ｈはＴＳ送信タイミング、ｉは光スイッチ切換えタイミング、ｊはバッファ蓄積量、ｋは基準ＴＳ量の先頭開始位置、ｌはＴＳ変更情報、ｍはＴＳ情報とＴＳ切替えタイミング、ｎは複数ＴＳの先頭開始タイミングである。
　光スイッチ部３１１は、タイムスロットのＡＤＤ／ＤＲＯＰを行う。
　制御情報受信部３２１は、光スイッチ部３１１でＤＲＯＰされた制御信号を受信する。
　バッファ部３１２は、外部装置（図示せず）から入力されたデータを蓄積するバッファを備え、バッファのＴＸから光スイッチ部３１１にデータ送信を行い、光スイッチ部３１１からデータをＲＸで受信して外部装置へ送信する。
　制御情報送信部３１３は、バッファ部３１２のバッファに蓄積されたデータ量と、カウンタ管理部３１７内部の時刻カウンタ値を起点ノードに送信する。
　基準ＴＳ同期部３１４は、起点ノードにより設定された時刻（起点ノードから同期フレームを受信した時刻）から一定周期のタイムスロット（基準タイムスロット）を刻む。
　遅延測定部３１５は、他ノードからの制御信号（遅延測定フレーム）内のタイムスタンプと、カウンタ管理部３１７内部の時刻カウンタ値とから、他ノードとの間の伝搬遅延時間を測定し、測定した他ノードとの間の伝搬遅延時間から各ノード間の伝搬遅延時間を算出し、各ノードのタイムスロットの開始タイミングを決定するオフセット値を求める。
　複数ＴＳ管理部３１６は、遅延測定部３１５からのオフセット値に従って、各ノードの基準タイムスロットに対してオフセット値分の開始タイミングをずらしたタイムスロットを管理する。また、複数ＴＳ管理部３１６は、他ノードからの制御信号（複数タイムスロット開始用フレーム）に含まれるオフセット値に従って、基準タイムスロットに対してオフセット値分の開始タイミングをずらして一定周期のタイムスロットを刻む。また、複数ＴＳ管理部３１６は、タイムスロット毎に割り当てられたタイムスロット位置を記憶する。
　カウンタ管理部３１７は、起点ノードから受信した同期フレーム内のタイムスタンプを初期時刻カウンタ値に設定し、同期フレームを受信した時刻から、内部クロック部３１８からのクロックに従い、時刻カウンタ値をインクリメントさせる。
　内部クロック部３１８は、カウンタ管理部３１７内に存在する時刻カウンタ値を進めるためのクロックをカウンタ管理部３１７に供給する。
　ＴＳ制御部３１９は、複数ＴＳ管理部３１６内部のタイムスロット処理シナリオに従い、カウンタ管理部３１７内部の時刻カウンタ値と、タイムスロット処理シナリオに記載のタイミング値とを比較して、光スイッチ部３１１とバッファ部３１２に対してタイムスロット送信およびタイムスロットスイッチ動作の制御を行う。なお、後述する遅延測定フレームや複数タイムスロット開始用フレームの送信等は、ＴＳ制御部３１９が制御して行う。
　ＴＳ量更新時算出部３２０は、複数のタイムスロット間で共通となるタイムスロット量と、タイムスロットの切り替えタイミングとを算出する。
　光スイッチ部３１１の各入出力と、バッファ部３１２におけるＴＸ（送信）、ＲＸ（受信）は少なくとも１つのタイムスロットに従って動作する。
　次に、図１１４を参照して、片方向通信・２段リングにおけるトポロジーを例に挙げて、Ｍ－Ｃ、ＳｕｂＭ－Ｃ、Ｓ－Ｃの定義について説明する。但し、Ｍ－Ｃ３３１は、マスターノードである起点ノード、ＳｕｂＭ－Ｃ３３２ａ，３３２ｂ（３３２）はサブマスターノードであるリング交換点ノード、Ｓ－Ｃ３３３ａ～３３３ｃ（３３３）はスレーブノードであるノード（上述したマスターノード以外の光スイッチノードに該当）である。
　Ｍ－Ｃ３３１は、光ネットワークシステム上に１台存在する代表ノード（起点ノード）である。
　Ｍ－Ｃ３３１の主な役割は次の通りである。
　Ｍ－Ｃ３３１は、各ノード３３２，３３３に対してタイムスロットを開始させる同期フレームの送信と、・各ノード３３２，３３３間の伝搬遅延時間の測定・オフセット値の算出とを行う。
　ＳｕｂＭ－Ｃ３３２の主な役割は次の通りである。
　ＳｕｂＭ－Ｃ３３２は、各ノード３３２，３３３ですでに動作しているタイムスロットに対して、算出したオフセット値分ずらした新規タイムスロットを開始させる複数タイムスロット開始用フレームを送信するものであり、リング交換点に位置し、光スイッチ部３１１（図１１３参照）を制御する。
　即ち、ＳｕｂＭ－Ｃ３３２は、Ｍ－Ｃ３３１の指示に従い複数のタイムスロットを刻む。また、Ｍ－Ｃ３３１により割り当てられたタイムスロットに従って、自ノード内部の光スイッチ部３１１の制御を行う。
　Ｓ－Ｃ３３３は、リング交換点外に位置し、光スイッチ部３１１とバッファ部３１２（図１１３参照）を制御するノードである。
　Ｓ－Ｃ３３３の主な役割は次の通りである。
　Ｓ－Ｃ３３３は、Ｍ－Ｃ３３１の指示に従い複数のタイムスロットを刻む。また、Ｍ－Ｃ３３１により割り当てられたタイムスロットに従って、自ノード内部の光スイッチ部３１１とバッファ部３１２の制御を行う。
　次に、図１１５Ａ、図１１５Ｂを参照して、起点ノード３３１からのタイムスロット開始タイミングの設定方法について説明する。但し、図１１５Ａの光ネットワークシステムにおいて、上位リング３３５と、２つの下位リング３３６ａ，３３６ｂとが、ＳｕｂＭ－Ｃであるノード（リング交換点ノード）３３２ａ，３３２ｂで接続され、上位リング３３５に起点ノード３３１及びＳ－Ｃであるノード（光スイッチノード）３３３ｃを備え、下位リング３３６ａ，３３６ｂにノード（光スイッチノード）３３３ａ，３３３ｂを備える。また、ノード間の伝搬遅延時間は、図１１５Ｂに示すように、起点ノード３３１とノード３３２ａ間が「１５０」、ノード３３２ａとノード３３３ｂ間が「２００」であるとする。但し、起点ノードは単にノード３３１、リング交換点ノードは単にノード３３２、光スイッチノードは単にノード３３３ともいう。
　また、タイムスロット開始タイミングの設定は、各ノード３３１～３３３において周期的に動作するタイムスロットの開始タイミングを、各ノード３３２，３３３と起点ノード３３１間の伝搬遅延時間分だけずらすために行う。
　まず、光ネットワークシステム上に起点ノード３３１を１台設ける。そして、起点ノード３３１から、起点ノード以外の各ノード３３２ａ，３３３ｂに対してタイムスロット開始タイミングｔ１０を決定するための同期フレームを矢印Ｙ２５，Ｙ２６で示すように送信する。起点ノード以外の各ノード３３２，３３３は、同期フレーム受信時にタイムスロット動作を開始させる。この結果、起点ノード以外の各ノード３３２ａ，３３３ｂで動作するタイムスロットの開始タイミングは、各ノード３３２ａ，３３３ｂと起点ノード３３１間の伝搬遅延時間「１５０，２００」分ずれて動作することになる。
　即ち、起点ノード３３１のタイミング時刻ｔ１０から伝送遅延「１５０」分ずれた時刻ｔ１１ａが、ノード３３２ａのバースト送信周期に同期したタイムスロットの開始タイミングとなり、更に、タイミング時刻ｔ１０から伝送遅延「１５０＋２００＝３５０」分ずれた時刻ｔ１３ａが、ノード３３３ｂのバースト送信周期に同期したタイムスロットの開始タイミングとなる。
　以降では、基準タイムスロットの中で、図１１５Ａにおいて、起点ノード３３１から矢印Ｙ２５，Ｙ２６の方向へ送信されるタイムスロットを順方向タイムスロットと呼ぶ。
　次に、図１１６を参照して、各ノードにおける時刻設定方法について説明する。
　起点ノード３３１は、起点ノード３３１内部の現在の時刻をタイムスタンプとして同期フレームに付与し、起点ノード以外の各ノード３３２，３３３に対して同期フレームを送信する。起点ノード以外の各ノード３３２，３３３は、同期フレームを受信した時に、同期フレーム内のタイムスタンプを自ノードの現在時刻として設定する。この結果、起点ノード以外の各ノード３３２，３３３の時刻は、起点ノード３３１との間の伝搬遅延時間分ずれて設定されることになる。
　このとき、アクティブな光スイッチ部３１１を経由して同期フレームを各ノード３３２，３３３に送信するため、同期フレームの送信には、データ用の波長とは別に制御用波長を用いる。
　このとき、各ノードに必ず同期フレームが届くようにするため、枠３２４内のように、１つの制御用波長に対して、各ノード３３２，３３３毎に制御用波長を光カプラ３２２等でコピーしても良い。または、枠３２５内のように、各ノード３３２，３３３に対して個別の制御用波長を用いてＰ－ｔｏ－Ｐ（Peer to Peer）で送信してもよい。即ち、Ｐ－ｔｏ－Ｐによって、ネットワーク上で対等な関係にあるノード間を相互に直接接続し、データを送受信してもよい。
　次に、図１１７Ａ、図１１７Ｂを参照して、図１１５のようにタイムスロット開始タイミングを設定することの効果について説明する。
　図１１７Ｂに時刻ｔ１１で示すように、起点ノード３３１からタイムスロット開始タイミングを設定することにより、同期フレームと同じ向きに、即ち図１１７Ｂでは斜め下向き矢印Ｙ２８で示すように、図１１７Ａでは左回り矢印Ｙ２８で示すように、タイムスロット送信を行う。、この順方向タイムスロットに合わせて、バッファ部３１２と光スイッチ部３１１を制御することで、図１１７Ｂのノード３３１のＴＳ２にＡＤＤを示し、ノード３３２ａのＴＳ２にスル―を示し、ノード３３３ｂのＴＳ２にＤＲＯＰを示すように、各々の動作が可能となる。
　次に、図１１８を参照して、隣接ノード間の伝搬遅延時間の測定方法について説明する。
　起点ノード３３１は、図１１８の枠１１８ｅ内に示すように、起点ノード３３１内部の現在の時刻（Ｔ１）をタイムスタンプとして付与した同期フレームを、矢印Ｙ３１で示すように起点ノード以外の各ノード３３２，３３３に送信する。
　起点ノード以外の各ノード３３２，３３３は、起点ノード３３１から受信した同期フレーム内のタイムスタンプを自ノードの現在時刻Ｔ１として設定する。そして、パラメータで設定される処理時間ｔａ後に、自ノード内部の現在の時刻Ｔ２をタイムスタンプとして付与した遅延測定フレームを、矢印Ｙ３２で示すように起点ノード３３１に送信する。この送信時の説明を、枠１１８ａ内にも示す。
　このとき、遅延測定フレームは、起点ノード３３１が同期フレームを送信した経路を通って送信する。遅延測定フレームを同期フレームと同じ経路を通すことで、ノード３３１～３３３間の伝搬遅延時間を測定可能とする。なお、遅延測定フレームの送信は、各ノード３３１～３３３からの遅延測定フレームが衝突する可能性があるため、ランダムなタイミングで繰り返し送信する。もしくは各ノード３３１～３３３に対して割り当てられたタイムスロットに従い送信する。また、遅延測定フレームは、アクティブな光スイッチを経由して各ノード３３１～３３３に送信されるため、データ用の波長とは別に制御用波長を用いる。
　起点ノード３３１は、遅延測定フレームを受信した時の起点ノード３３１内部の時刻Ｔ３と遅延測定フレーム内のタイムスタンプの時刻Ｔ２とにより、起点ノード３３１から各ノード３３２，３３３までの伝搬遅延時間（＝（Ｔ３－Ｔ２）÷２）を求める。２で割るのは、枠１１８ｂ内に示すように、片道の伝搬遅延時間を求めるためである。
　このようにして、起点ノード３３１は、起点ノード以外の各ノード３３２，３３３との間の伝搬遅延時間を測定し、この測定結果を基に隣接ノード間の伝搬遅延時間を算出する。例えば、起点ノード３３１は、ノード３３１－３３３ｂ間の伝搬遅延時間とノード３３１－３３２ａ間の伝搬遅延時間との差分を算出し、この差分を隣接ノード３３２ａ－３３３ｂ間の伝搬遅延時間とする。このように測定される伝搬遅延時間と、算出される伝搬遅延時間との概念図および説明を図１１８の枠１１８ｄ，１１８ｃ内に示している。但し、枠１１８ｄにおいて、起点ノードであるマスターノード以外のノード（光スイッチノード）には、符号Ａ～Ｅを示している。
　また、起点ノード３３１は起点ノードを跨いだ通信用タイムスロットに用いるためにリング１周遅延時間を測定する。リング１周遅延時間の測定の方法は、（ａ）起点ノード３３１がリング１周遅延測定フレームを送信し、（ｂ）起点ノード３３１がリング１周したリング１周遅延測定フレームを受信し、（ｃ）、（ａ）（ｂ）処理時のカウンタ値を引き算することで測定する。
　また、リング交換点ノード３３２は下位リング３３６ａ，３３６ｂのノード３３３ａ，３３３ｂから上位リング３３５のノード３３３ｃへの通信用タイムスロットに用いるために下位リング１周遅延時間を測定する。下位リング１周遅延時間の測定の方法は、（ａ）リング交換点ノード３３２が下位リング１周遅延測定フレームを送信し、（ｂ）リング交換点ノード３３２が下位リング１周したリング１周遅延測定フレームを受信し、（ｃ）、（ａ）（ｂ）処理時のカウンタ値を引き算することで測定する。
　次に、図１１９Ａ、図１１９Ｂを参照して、伝搬遅延時間の測定方法について説明する。
　図１１９Ａを参照して、同期フレームと遅延測定フレームの経路が対称である場合について説明する。
　起点ノード以外の各ノード３３２，３３３は、同期フレーム内のタイムスタンプを自ノードの現在時刻として設定し、その時刻（または、その時刻から各ノードのローカルクロックに従って刻んだ時刻）をタイムスタンプとして付与した遅延測定フレームを起点ノード宛に、矢印Ｙ３０で示す方向に送信される同期フレームと同経路を、矢印Ｙ３１で示すように逆方向に送信する。このとき、起点ノード３３１に必ず遅延測定フレームが届くように、光スイッチ部３１１とは別の経路で光カプラ３２２を置き、遅延測定フレームを送信する。
　起点ノード３３１は、受信した遅延測定フレーム内のタイムスタンプと、遅延測定フレームを受信した時の自ノード内部の時刻との差をとることで、各ノード３３２，３３３との間の往復伝搬遅延時間の測定を行う。
　次に、図１１９Ｂを参照して同期フレームと遅延測定フレームの経路が非対称である場合について説明する。
　起点ノード以外の各ノード３３２，３３３は、各ノード（起点ノードを含む）３３１～３３３に共通となる時刻（共通時刻）を設定し（例えば、ＧＰＳ受信器３２４を用いる）、その共通時刻をタイムスタンプとして付与した遅延測定フレームを起点ノード３３１宛に、矢印Ｙ３０で示す方向に送信される同期フレームの経路とは異なる経路で、矢印Ｙ３２で示すように同じ方向に送信する。
　起点ノード３３１は、受信した遅延測定フレーム内のタイムスタンプと、遅延測定フレームを受信した時の自ノード内部の共通時刻との差をとることで、各ノード３３２，３３３との間の片道伝搬遅延時間の測定を行う。
　ここで、上記図１１９Ａと図１１９Ｂを参照した動作によれば次の（Ａ）および（Ｂ）のことが言える。
　（Ａ）複数のノード３３１～３３３で制御用波長を共有するときには、各ノード３３１～３３３がランダムなタイミングで遅延測定フレームを送信し続けることで、起点ノード３３１まで各ノード３３２，３３３からの遅延測定フレームを到達させる。２回目以降の測定においては、起点ノード３３１と各ノード３３２，３３３間の遅延時間をもとに同期した制御用のタイムスロットを用いることで、異なるノード３３２，３３３間での遅延測定フレームの衝突回避が可能となる。
　（Ｂ）ノード３３１～３３３毎に個別の制御用波長を用いてＰ－ｔｏ－Ｐに遅延測定フレームを起点ノードに送信してもよい。
　また、起点ノード３３１は、制御用波長を用いて自ノード宛に同期フレームを送信してこれを受信し、同期フレーム内のタイムスタンプと自ノード内部の時刻とを基に、上位リング１周分の伝搬遅延時間を測定する。
　また、リング交換点ノード３３２は、制御用波長を用いて自ノード宛に同期フレームを送信してこれを受信し、同期フレーム内のタイムスタンプと自ノード内部の時刻とを基に、上位リング３３５または下位リング３３６の１周分の伝搬遅延時間を測定する。なお、下位リング３３６の１周分の伝搬遅延時間は、起点ノード３３１に通知する。
　また、起点ノード３３１は、起点ノード以外の各ノード３３２，３３３と起点ノード３３１間の伝搬遅延時間の差分を算出することで、起点ノード以外の各ノード３３２，３３３間の伝搬遅延時間を算出する。
　次に、図１２０を参照して、リング１周分の伝搬遅延時間の測定方法について説明する。
　起点ノード３３１とリング交換点ノード３３２ａ，３３２ｂは、枠１２０ａ内に示すように、自ノード宛てに同期フレームを送信してこれを受信し、同期フレーム受信時に、自ノード内部の現在時刻と同期フレーム内のタイムスタンプとの差分を取ることでリング１周分の伝搬遅延時間を測定する。
　なお、同期フレームの送信方法は、専用波長を割り当てて必ず自ノードに同期フレームが届くようにするか、もしくは、各ノードに対して割り当てられたタイムスロットに従い同期フレームを送信する。
　次に、図１２１を参照して、伝搬遅延を考慮に入れた、図１２０に示した上位リング３３５へのＡＤＤと下位リング３３６へのＤＲＯＰのタイミング分離について説明する。この場合、タイムスロット数分だけＡＤＤ　ＩＦ(インタフェース)を配備するか、または、１つのＡＤＤ　ＩＦで可変タイムスロットにする。
　起点ノード３３１は、起点ノード以外の各ノード３３２，３３３間の伝搬遅延時間を基に、経路数分の伝搬遅延を考慮に入れて、各ノード３３２，３３３に対して、複数のタイムスロットを設定する。
　起点ノード３３１は、起点ノード以外の各ノード３３２，３３３内ですでに動作している順方向タイムスロットからのオフセット値を記した複数タイムスロット開始用フレームを、時刻ｔ１１から矢印Ｙ３３で示すように起点ノード以外の各ノード３３２ａ，３３３ｂに対して送信する。
　起点ノード以外の各ノード３３２ａ，３３３ｂは、複数タイムスロット開始用フレームの受信時に、順方向イムスロットに対して矢印Ｙ３４で示すようにオフセット値分ずらしたタイムスロット（上位リング向けタイムスロット）を刻み始める。この内容を枠１２１ｆ内に示す。
　ここで、各ノード３３２，３３３に必要となるタイムスロット数は、２×Πｉ＝１，Ｎ（各段のリングにおける通信経路数）となる。
　ただし、ｉ＝上位リングから数えた時の各ノードが所属するリングの段数である。
　例えば、片方向通信（各ノードに対して、片側回りでデータ到着）の２段リングの場合、上位リングと下位リングのタイムスロット数は次の（１）、（２）ようになる。
　（１）上位リングのタイムスロット数は、２つ（順方向タイムスロット、リング１周用タイムスロット）である。
　（２）下位リングのタイムスロット数は、４つ（順方向タイムスロット、リング１周用タイムスロット、上位リングの順方向タイムスロット向けタイムスロット、上位リングのリング１周用タイムスロット向けタイムスロット）である。
　次に、図１２２Ａ、図１２２Ｂを参照して、下位リング３３６から上位リング３３５向けのタイムスロットについて説明する。
　下位リング３３６ｂのノード３３３ｂから、上位リング３３５のノード３３２ａの順方向タイムスロットに対してＡＤＤする場合を考える。なお、ノード３３２ａからノード３３３ｂへの左回りの経路はノード間距離が「２００」（伝搬遅延時間はこれに相当するＤ４５）であり、ノード３３３ｂからノード３３２ａへの左回りの経路はノード間距離が５０（伝搬遅延時間はこれに相当するＤ５４）であるとする。
　（１）上位リング３３５のノード３３２ａに対して、下位リング３３６ｂのノード３３３ｂのタイムスロット開始タイミングは、図１２２Ｂに時刻ｔ１１ａとｔ１３ａで示すように伝搬遅延時間Ｄ４５だけ遅い。
　（２）下位リングノード３３３ｂから送信したタイムスロットのデータは、上位リングノード３３２ａにおいて、矢印Ｙ３５で示すように伝搬遅延時間Ｄ５４だけ遅れて到着する。
　従って、上記の（１）、（２）から、下位リングノード３３３ｂで動作している順方向タイムスロットに対して、矢印Ｙ３６に示すように、Ｄ４５＋Ｄ５４（＝下位リング１周分の伝搬遅延時間分）だけ、開始タイミングを早めたタイムスロット（上位リング向けタイムスロット）を用いることで、ノード３３３ｂにおいて、上位リングに対するＡＤＤが可能となる。
　次に、図１２３Ａ、図１２３Ｂを参照して、マルチリングでの双方向通信（起点ノードに対して、左右両回りからタイムスロットデータ到着）時に必要となるタイムスロットの種類について説明する。
　伝搬遅延時間の定義は、図１２３Ａに示すように、以下の通りである。
　Ｄｒｕ：上位リングの１周分の伝搬遅延時間。　Ｄｎ：上位リングにおけるＭ－Ｃ～Ｓ－Ｃ間の伝搬遅延時間。　Ｄｓ：上位リングにおけるＭ－Ｃ～Ｓｕｂ　Ｍ－Ｃ間の伝搬遅延時間。　Ｄｒｌ：下位リングの１周分の伝搬遅延時間。　Ｄｐ：下位リングにおけるＳｕｂ　Ｍ－Ｃ～Ｓ－Ｃ間の伝搬遅延時間。
　次に、図１２３Ｂを参照して説明する。但し、図１２３Ｂには、起点ノード３３１をＭ－Ｃと表わしている。また、図１２３Ａおよび図１２３Ｂの説明において、ｔ：タイムスロット周期、ｔ０：タイムスロット長とする。
　［１］順方向タイムスロットは、上位リングにおいて、Ｍ－Ｃ内部の順方向タイムスロットに対してＤｎ時間遅れたタイムスロットであり、下位リングにおいて、Ｍ－Ｃ内部の順方向タイムスロットに対してＤｓ＋Ｄｐ時間遅れたタイムスロットとなる。
　［２］逆方向タイムスロットは、上位リングにおいて、自ノード内部の順方向タイムスロットに対して２Ｄｎ時間分進めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ－ＭＯＤ（２Ｄｎ，ｔ）時間分遅めたタイムスロット（ここで、ＭＯＤ（Ａ，Ｂ）は、Ａ÷Ｂの余りを意味する。例えば、ＭＯＤ（３，２）＝１、ＭＯＤ（２，７）＝２、以下、同じとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ０－ＭＯＤ（２Ｄｎ，ｔ０）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　下位リングにおいて、自ノード内部の順方向タイムスロットに対して、２（Ｄｓ＋Ｄｐ）時間分進めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ－ＭＯＤ（２（Ｄｓ＋Ｄｐ），ｔ）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ０－ＭＯＤ（２（Ｄｓ＋Ｄｐ），ｔ０）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　［３］順方向跨ぎタイムスロットは、上位リングにおいて、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、Ｄｒｕ時間分進めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ－ＭＯＤ（Ｄｒｕ，ｔ）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ０－ＭＯＤ（Ｄｒｕ，ｔ０）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　下位リングにおいて、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、Ｄｒｌ時間分進めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ－ＭＯＤ（Ｄｒｌ，ｔ）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ０－ＭＯＤ（Ｄｒｌ，ｔ０）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　［４］逆方向跨ぎタイムスロットは、上位リングにおいて、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、２Ｄｎ－Ｄｒｕ時間分進めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ－ＭＯＤ（２Ｄｎ－Ｄｒｕ，ｔ）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ０－ＭＯＤ（２Ｄｎ－Ｄｒｕ，ｔ０）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　下位リングにおいて、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、２（Ｄｓ＋Ｄｐ）－Ｄｒｌ時間分進めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ－ＭＯＤ（２（Ｄｓ＋Ｄｐ）－Ｄｒｌ，ｔ）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ０－ＭＯＤ（２（Ｄｓ＋Ｄｐ）－Ｄｒｌ，ｔ０）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　［５］上位リング順方向跨ぎ用タイムスロット向けタイムスロットは、下位リングにおいて、自ノード内部の順方向タイムスロットに対して、Ｄｒｕ＋Ｄｒｌ時間分進めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ－ＭＯＤ（Ｄｒｕ＋Ｄｒｌ，ｔ）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ０－ＭＯＤ（Ｄｒｕ＋Ｄｒｌ，ｔ０）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　［６］上位リング逆方向跨ぎ用タイムスロット向けタイムスロットは、下位リングにおいて、自ノード内部の順方向タイムスロットに対して、２（Ｄｓ＋Ｄｐ）－（Ｄｒｕ＋Ｄｒｌ）時間分進めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ－ＭＯＤ（２（Ｄｓ＋Ｄｐ）－（Ｄｒｕ＋Ｄｒｌ），ｔ）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　もしくは、自ノード内部の順方向のタイムスロットに対して、ｔ０－ＭＯＤ（２（Ｄｓ＋Ｄｐ）－（Ｄｒｕ＋Ｄｒｌ），ｔ０）時間分遅めたタイムスロットとなる。
　次に、図１２４Ａ～図１２４Ｃを参照して、シングルリングＮＷで用いるタイムスロット（順方向）について説明する。但し、Ｍ－Ｃ３５１、Ｓ－Ｃ３５２，３５３，３５５が、伝送路３５７でリング接続されたシステム構成となっている。基本ポリシーは、Ｍ－Ｃ３５１で動作しているタイムスロットに合うように、各ノード３５２～３５４に他のタイムスロットを刻ませることである。
　図１２４Ａは、矢印Ｙ４１で示すように順方向通信の場合であり、Ｍ－Ｃ３５１を跨ぐ跨ぎ通信がないため、各ノード３５１～３５４のタイムスロットは全て順方向タイムスロット３５８となる。ここで、順方向通信における跨ぎ通信とは、図１２４Ｃに双方向矢印Ｙ４２で示す起点ノードであるＭ－Ｃ３５１とＳ－Ｃ３５４との間を、矢印Ｙ４３で示すように順方向に信号が通過することである。換言すれば、ノード３５４側から起点ノード（Ｍ－Ｃ）３５１への跨ぎ通信である。
　図１２４Ｂは、矢印Ｙ４４で示すようにＭ－Ｃ３５１の跨ぎがある場合である。Ｍ－Ｃ３５１の跨ぎのあるノード３５３，３５４のタイムスロットは、順方向跨ぎタイムスロット３５９となり、その他は順方向タイムスロット３５８となる。
　次に、図１２５Ａ～図１２５Ｃを参照して、シングルリングＮＷで用いるタイムスロット（逆方向）について説明する。基本ポリシーは、Ｍ－Ｃ３５１で動作しているタイムスロットに合うように、各ノード３５２～３５４に他のタイムスロットを刻ませることである。
　図１２５Ａは、矢印Ｙ４５で示すように逆方向通信の場合であり、Ｍ－Ｃ３５１の跨ぎ通信がないため、各ノード３５１～３５４のタイムスロットは全て逆方向タイムスロット３６１となる。ここで、逆方向通信における跨ぎ通信とは、図１２５Ｃに双方向矢印Ｙ４２で示す起点ノードであるＭ－Ｃ３５１とＳ－Ｃ３５４との間を、矢印Ｙ４６で示すように逆方向に信号が通過することである。換言すれば、起点ノード（Ｍ－Ｃ）３５１からノード３５４側への跨ぎ通信である。
　図１２５Ｂは、矢印Ｙ４７で示すようにＭ－Ｃ３５１の跨ぎがある場合である。Ｍ－Ｃ３５１の跨ぎのあるノード３５４のタイムスロットは、逆方向跨ぎタイムスロット３６２となり、その他は逆方向タイムスロット３６１となる。
　よって、起点ノード３５１は、シングルリングＮＷの場合、タイムスロットの方向、起点ノード３５１の跨ぎの有無を考慮して、起点ノード以外のノード３５２～３５４のうち順方向タイムスロット以外のタイムスロットを刻ませる必要があるノード（特定ノード）３５４に設定するオフセット値を決定する。
　次に、図１２６Ａ～図１２６Ｄを参照して、マルチリングＮＷで用いるタイムスロット（順方向）について説明する。但し、Ｍ－Ｃ３５１、Ｓ－Ｃ３５２，３５３が上位リング３５７で接続され、この上位リング３５７と下位リング３７７とがリング交換点ノードであるＳｕｂＭ－Ｃ３７１で接続され、下位リング３７７にＳ－Ｃ３７２，３７３が接続されたシステム構成となっている。基本ポリシーは、Ｍ－Ｃ３５１で動作しているタイムスロットに合うように、各ノード３５２，３５３，３７１～３７３に他のタイムスロットを刻ませることである。
　図１２６Ａは、矢印Ｙ５１で示すように順方向通信の際に下位リング３７７から上位リング３５７への通信がある場合である。下位リング３７７のノード３７３のタイムスロットは、順方向跨ぎタイムスロット３７５となり、その他は順方向タイムスロット３７６となる。
　ここで、順方向通信における下位リング３７７から上位リング３５７への跨ぎ通信とは、図１２６Ｄに双方向矢印Ｙ４２ｂで示す下位リング３７７のノードであるＳ－Ｃ３７３とＳｕｂＭ－Ｃ３７１との間を、矢印Ｙ５２で示すように順方向に信号が通過することである。即ち、図１２６Ｂに示すように、下位リング３７７のノード３７３のタイムスロットが上位リング順方向跨ぎ用タイムスロット向けタイムスロット３７８となる。なお、図１２６Ｄの同じ矢印Ｙ５２で示すように、双方向矢印Ｙ４２ａで示す上位リング３５７のノードであるＳ－Ｃ３５３とＭ－Ｃ３５１との間を、順方向に信号が通過する場合は、Ｍ－Ｃ３５１の跨ぎ通信（順方向跨ぎ通信）となる。
　図１２６Ｂは、矢印Ｙ５３で示すように、下位リング３７７から上位リング３５７への跨ぎと、Ｍ－Ｃ３５１の跨ぎがある場合である。Ｍ－Ｃ３５１の跨ぎに拘る上位リング３５７のノード３７１，３５３のタイムスロットは順方向跨ぎタイムスロット３７７ａ，３７７ｂとなり、下位リング３７７の跨ぎに拘るノード３７３のタイムスロットは上位リング順方向跨ぎ用タイムスロット向けタイムスロット３７８となり、その他は順方向タイムスロット３７６となる。
　図１２６Ｃは、矢印Ｙ５４で示すように、Ｍ－Ｃ３５１の跨ぎと、上位リング３５７から下位リング３７７への通信がある場合である。Ｍ－Ｃ３５１の跨ぎに拘る上位リング３５７のノード３５３のタイムスロットは順方向跨ぎタイムスロット３７７ｂとなり、その他は順方向タイムスロット３７６となる。
　また、この他のケースとして、上位リングから下位リングへの通信はあるがＭ－Ｃの跨ぎはない上位リング３５７から下位リング３７７へのタイムスロットは、全て順方向タイムスロット３７６となる。
　次に、図１２７Ａ～図１２７Ｄを参照して、マルチリングＮＷで用いるタイムスロット（逆方向）について説明する。基本ポリシーは、Ｍ－Ｃ３５１で動作しているタイムスロットに合うように、各ノード３５２，３５３，３７１～３７３に他のタイムスロットを刻ませることである。
　図１２７Ａは、矢印Ｙ５５で示すように逆方向通信の際に、上位リング３５２から下位リング３７７への通信がある場合である。下位リング３７７のノード３７３のタイムスロットは、逆方向跨ぎタイムスロット３８１となり、その他は逆方向タイムスロット３８２となる。
　ここで、逆方向通信における上位リング３５７から下位リング３７７への跨ぎ通信とは、図１２７Ｄに双方向矢印Ｙ４２ｂで示す上位リング３５７のノードであるＳｕｂＭ－Ｃ３７１と下位リング３７７のＳ－Ｃ３７３との間を、矢印Ｙ５６で示すように逆方向に信号が通過することである。即ち、図１２７Ｂに示すように下位リング３７７のノード３７３のタイムスロットは上位リング逆方向跨ぎ用タイムスロット向けタイムスロット３８３となる。なお、図１２７Ｄの同じ矢印Ｙ５６で示すように、双方向矢印Ｙ４２ａで示す上位リング３５７のノードであるＳ－Ｃ３５３とＭ－Ｃ３５１との間を、逆方向に信号が通過する場合は、Ｍ－Ｃ３５１の跨ぎ通信（逆方向跨ぎ通信）となる。
　図１２７Ｂは、矢印Ｙ５７で示すように、上位リング３５７から下位リング３７７への跨ぎと、Ｍ－Ｃ３５１の跨ぎがある場合である。下位リング３７７のノード３７３のタイムスロットは上位リング逆方向跨ぎ用タイムスロット向けタイムスロット３８３となり、Ｍ－Ｃ３５１の跨ぎのある上位リング３５７のノード３５３とＳｕｂＭ－Ｃ３７１のタイムスロットは逆方向跨ぎタイムスロット３８４ａ，３８４ｂとなり、その他は逆方向タイムスロット３８２となる。
　図１２７Ｃは、矢印Ｙ５８で示すように、下位リング３７７から上位リング３５７への通信と、Ｍ－Ｃ３５１の跨ぎがある。Ｍ－Ｃ３５１の跨ぎのある上位リング３５７のノード３５３のタイムスロットは逆方向跨ぎタイムスロット３８４となり、その他は逆方向タイムスロット３８２となる。
　また、この他のケースとして、下位リングから上位リングへの通信はあるが、Ｍ－Ｃの跨ぎはない下位リング３７７から上位リング３５７へのタイムスロットは、全て逆方向タイムスロット３８２となる。
　よって、起点ノード３５１は、マルチリングＮＷの場合、タイムスロットの方向、起点ノード３５１の跨ぎの有無、上位リング３５７から下位リング３７７への跨ぎの有無、下位リング３７７から上位リング３５７への跨ぎの有無を考慮して、起点ノード以外のノード３５２，３５３，３７１～３７３のうち順方向タイムスロット以外のタイムスロットを刻ませる必要があるノード（特定ノード）３５３，３７３に設定するオフセット値を決定する。
　次に、図１２８を参照して、Ｍ－Ｃ［１］における時刻カウンタ値の配信動作開始時の動作シーケンスについて説明する。但し、この動作は、図１２３Ａに示したマルチリンクＮＷにおいて、上位リンクにＭ－Ｃ［１］、Ｓ－Ｃ［２］が接続され、上位リンクと下位リンクとがＳｕｂＭ－Ｃ［３］，［４］で中継接続され、下位リンクにＳ－Ｃ［５］が接続されたシステムにおける動作であるとする。
　また、図１２８に示すように、伝搬遅延時間Ｄ１～Ｄ４は、Ｍ－Ｃ［１］とＳ－Ｃ［２］間がＤ１、Ｍ－Ｃ［１］とＳｕｂＭ－Ｃ［３］間がＤ２、Ｍ－Ｃ［１］とＳｕｂＭ－Ｃ［４］間がＤ３、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］とＳ－Ｃ［５］間がＤ４となっている。
　Ｍ－Ｃ［１］は、コマンド投入を契機に、Ｍ－Ｃ［１］内部のカウンタ管理部３１７(図１１３参照)の時刻カウンタ値のカウントを開始し、制御用順方向タイムスロットとデータ用順方向タイムスロットの双方の刻みを開始する。図１２８においては、時刻カウンタ値の初期値は「１００」、制御用タイムスロットはＴＳ１から開始され、「２００」でＴＳ２、「３００」でＴＳ３と、時刻カウンタ値のカウントアップに従ってタイムスロットが順次インクリメントされてゆく。なお、この制御用タイムスロット以外に、同時に、図示せぬデータ用タイムスロットの刻みも行っている。
　次に、図１２９を参照して、Ｍ－Ｃ［１］における初期時刻カウンタ値の配信設定時の動作シーケンスについて説明する。
　Ｍ－Ｃ［１］は、Ｍ－Ｃ以外の各ノード［２］～［５］への初期時刻カウンタ値の配信設定を行う。初期時刻カウンタ値は、同期フレーム内のコマンド設定情報に含めて配信する。コマンド設定情報には、初期時刻カウンタ値の配信に用いる制御用順方向タイムスロット番号、宛先ＭＡＣアドレス、宛先コントローラＩＤ、初期時刻カウンタ値の応答のために割り当てる割り当て制御用タイムスロット番号を設定する。なお、初期時刻カウンタ値は、時刻カウンタ動作開始コマンドに含めても良い。
　次に、図１３０を参照して、Ｍ－Ｃ［１］における初期時刻カウンタ値の上位リングへの配信時の動作シーケンスについて説明する。
　Ｍ－Ｃ［１］は、制御用順方向タイムスロットで、初期時刻カウンタ値「１００，２００，３００，…」をタイムスタンプとして付与した同期フレームを、Ｍ－Ｃ以外の各ノード［３］に配信する。
　Ｍ－Ｃ［１］は、例えば、制御用順方向タイムスロットＴＳ３で送信する場合、制御用順方向タイムスロットＴＳ３の先頭の時刻カウンタ値「３００」からタイムスタンプ付与処理遅延時間分（例えば、１）を足した値「３００＋１＝３０１）をタイムスタンプとして付与する。タイムスタンプ付与処理遅延時間とは、タイムスタンプを付与する処理に掛かる時間である。その「３０１」を、矢印Ｙ６１で示すようにＳｕｂＭ－Ｃ［３］へ送信する。
　この例の場合、制御用順方向タイムスロット開始時刻カウンタ値は、送信に用いた制御用順方向タイムスロットの先頭カウンタ値の「３００」である。制御用順方向タイムスロット開始タイムスロット番号は、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］に対応する制御用順方向タイムスロットのタイムスロット番号の「ＴＳ３」である。データ用順方向タイムスロット開始時刻カウンタ値は、送信に用いた制御用順方向タイムスロットの直後のデータ用順方向タイムスロットの区切りの先頭カウンタ値の「４５０」である。データ用順方向タイムスロット開始タイムスロット番号は、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］に対応するデータ用順方向タイムスロット番号の「ＴＳ２」である。
　次に、図１３１を参照して、上位リングのＳｕｂＭ－Ｃ［３］，［４］における初期時刻カウンタ値の受信時の動作シーケンスについて説明する。
　ＳｕｂＭ－Ｃ(例えば［３］)は、上述の図１３０で説明した同期フレームを受信すると、同期フレーム内の時刻カウンタ値「３０１）から、初期時刻カウンタ値送信までの回路処理遅延時間分の「１」を減算し、減算により得られる値「３００－１＝３００」を自ノードの時刻カウンタ値「３００」として付与する。これは、Ｍ－Ｃ［１］から同期フレームを送信する際に、タイムスタンプ付与処理遅延時間として「１」を足したので、この「１」を減算することによって、正確なカウンタ値「３００」を得るために行う。
　また、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］は、データ用順方向タイムスロット開始時刻カウンタ値の「４５０」も受信するので、その「４５０」も刻む。
　ここで、図１３２を参照して、Ｍ－Ｃ［１］における初期時刻カウンタ値の下位リングへの配信設定時の動作シーケンスについて説明する。
　Ｍ－Ｃ［１］は、制御用順方向タイムスロットで、初期時刻カウンタ値をタイムスタンプとして付与した同期フレームを、Ｍ－Ｃ［１］以外の各ノード［２］～［４］に配信する。Ｓ－Ｃ［２］は、左回り用タイムスロット（データ用タイムスロットを含む）を開始する。なお、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］，［４］、Ｓ－Ｃ［５］は、制御用タイムスロット以外に、データ用タイムスロットの刻みも同時に行っている。
　また、Ｍ－Ｃ［１］は、左回り、右回りの両方から同時に同期フレームを配信する場合もある。
　もとの説明の流れに戻って図１３３を参照し、Ｍ－Ｃ［１］における初期時刻カウンタ値の下位リングへの配信時の動作シーケンスについて説明する。
　Ｍ－Ｃ以外の各ノード［２］～［５］は、Ｍ－Ｃ［１］から初期時刻カウンタ値をタイムスタンプとして付与した同期フレームが配信されてきた場合に、これに対する応答は制御用順方向タイムスロットを用いる。
　そのため、Ｍ－Ｃ［１］は、上位リングのＭ－Ｃ以外の各ノード［２］～［５］に対し、矢印Ｙ６３、Ｙ６４，Ｙ６５で示すように、Ｍ－Ｃ［１］に近いノードから順に若番の制御用タイムスロットを割り当てる。
　また、Ｍ－Ｃ［１］は、下位リングのノードに対し、Ｍ－Ｃ［１］またはＳｕｂＭ－Ｃ［３］，［４］に近いノード（例えば［５］）から順に、矢印Ｙ６６で示すように、上位リングで割り当てられた制御用タイムスロット以外の制御用タイムスロットの中から若番のスロットを割り当てる。
　なお、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］，［４］は、事前に下位リングトポロジ・コントローラＩＤを把握済みであり、事前にコマンドにより設定していることを前提とする。また、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］，［４］は、初期時刻カウンタ値の受信時から周期の１周期以内のタイミングで、下位リング宛に初期時刻カウンタ値の配信を行うものとする。
　この制御用順方向タイムスロット以外に、データ用タイムスロットの刻みも同時に行っている。
　次に、図１３４を参照して、下位リングのＳ－Ｃ［５］，［６］における時刻回答時の動作シーケンスについて説明する。但し、Ｓ－Ｃ［６］は、Ｓ－Ｃ［５］が接続されている下位リンクに接続されたノードであるとする。
　下位リングのＳ－Ｃ［５］，［６］は、Ｍ－Ｃ［１］により自ノードに割り当てられた制御用順方向タイムスロットＴＳ７，ＴＳ８を用いて、矢印Ｙ６７，Ｙ６８で示すように、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］に対し、自ノードの初期時刻カウンタ値をタイムスタンプとして付与した遅延測定フレームを送信する。なお、Ｓ－Ｃ［５］，［６］は、初期時刻カウンタ値の受信時から周期の１周期以内のタイミングで、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］に対して初期時刻カウンタ値を回答する。Ｓ－Ｃ［５］，［６］は、時刻カウンタ値から初期時刻カウンタ値送信までの回路処理遅延時間分「例えば、１」を足し、足した値を自ノードの時刻カウンタ値として付与する。
　次に、図１３５を参照して、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］におけるＳ－Ｃ［５］，［６］の時刻回答の転送時の動作シーケンスについて説明する。
　ＳｕｂＭ－Ｃ［３］は、矢印Ｙ６７で示すように、下位リングのＳ－Ｃ［５］から初期時刻カウンタ値をタイムスタンプとして付与した遅延測定フレームを受信すると、枠１３５ａで示すように伝搬遅延時間を測定する。更に、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］は、Ｍ－Ｃ［１］により自ノードに割り当てられた制御用順方向タイムスロットを用いて、矢印Ｙ６９で示すように、Ｍ－Ｃ［１］に対し、Ｓ－Ｃ［５］の初期時刻カウンタ値をタイムスタンプとして付与した遅延測定フレームをタイムスロット「ＴＳ１２」で送信する。なお、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］は、送信後、さらに新規に下位リングのＳ－Ｃ［６］から矢印Ｙ６８で示すように初期時刻カウンタ値を受信した場合は、次の周期の割り当てられた制御用順方向タイムスロットで送信を行う。
　次に、図１３６Ａ、図１３６Ｂを参照して、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］におけるＳ－Ｃ［５］の時刻回答の転送時の動作シーケンスについて説明する。なお、図１３６Ａにマルチリングネットワークの構成図を示し、各ノードの符号［１］～［５］を付した。
　ＳｕｂＭ－Ｃ［３］は、矢印Ｙ７１で示すタイムスロット「ＴＳ９」において、下位リングのＳ－Ｃ［５］宛ての初期時刻カウンタ値をタイムスタンプとして付与した同期フレームを配信し、これが下位リングを１周してＳｕｂＭ－Ｃ［３］に戻ってきたらＤＲＯＰする。これにより、枠１３６ａに示すように、下位リング１周分の伝搬遅延時間を測定する。
　また、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］は、下位リングのＳ－Ｃ［５］から初期時刻カウンタ値をタイムスタンプとして付与した遅延測定フレームを受信すると、Ｍ－Ｃ［１］により自ノードに割り当てられた制御用順方向タイムスロットを用いて、矢印Ｙ７２で示すように、Ｍ－Ｃ［１］に対し、Ｓ－Ｃ［５］の初期時刻カウンタ値をタイムスタンプとして付与した遅延測定フレームを送信する。なお、ＳｕｂＭ－Ｃ［３］は、送信後、さらに新規に下位リングのＳ－Ｃからの初期時刻カウンタ値を受信した場合は、次の周期の割り当てられた制御用順方向タイムスロットで送信を行う。
　次に、図１３７を参照して、逆方向／Ｍ－Ｃ跨ぎ対応のタイムスロットの生成タイミングについて説明する。
　Ｓ－Ｃ［２］（またはＳｕｂＭ－Ｃ）は、矢印Ｙ７３で示すように、Ｍ－Ｃ［１］から複数タイムスロット開始用フレームを受信すると、枠１３７ａ内に符号１３７ｂで示すように、自ノードで動作している制御用、データ用の順方向タイムスロットを基に、矢印Ｙ７４で示すように次のタイムスロットを生成する。即ち、符号１３７ｃで示す制御用、データ用の逆方向タイムスロットと、符号１３７ｄで示す順方向跨ぎタイムスロットと、符号１３７ｅで示す逆方向跨ぎタイムスロットと、符号１３７ｆで示す上位リング順方向跨ぎ用タイムスロット向けタイムスロットと、符号１３７ｇで示す上位リング逆方向跨ぎ用タイムスロット向けタイムスロットとを生成する。
　次に、図１３８を参照して、逆方向タイムスロットの生成方法について説明する。
　図１３７を参照して説明したように、Ｓ－Ｃ［２］（またはＳｕｂＭ－Ｃ）は、矢印Ｙ７３で示すように、Ｍ－Ｃから複数タイムスロット開始用フレームを受信すると、複数タイムスロット開始用フレームに記載のオフセット値（２×Ｄｎ）に従って、データ用順方向タイムスロットの先頭位置からオフセット値分早めたタイムスロット［ＴＳ４］を動作開始させる。このタイムスロットを逆方向タイムスロットとする。
　次に、図１３９を参照して、順方向跨ぎタイムスロットの生成方法について説明する。
　Ｓ－Ｃ［２］（またはＳｕｂＭ－Ｃ）は、矢印Ｙ７３で示すように、Ｍ－Ｃ［１］から複数タイムスロット開始用フレームを受信すると、複数タイムスロット開始用フレームに記載のオフセット値（Ｄｒｕ）に従って、データ用順方向タイムスロットの先頭位置からオフセット値分早めたタイムスロットを動作開始させる。このタイムスロットを順方向跨ぎタイムスロットとする。
　次に、図１４０を参照して、逆方向跨ぎタイムスロットの生成方法について説明する。
　Ｓ－Ｃ［２］（またはＳｕｂＭ－Ｃ）は、矢印Ｙ７３で示すように、Ｍ－Ｃ［１］から複数タイムスロット開始用フレームを受信すると、複数タイムスロット開始用フレームに記載のオフセット値（２Ｄｎ－Ｄｒｕ）に従って、データ用順方向タイムスロットの先頭位置からオフセット値分早めたタイムスロットを動作開始させる。このタイムスロットを逆方向跨ぎタイムスロットとする。
　次に、図１４１を参照して、下位リングのノード（例えばＳ－Ｃ［５］とする）の第１実装例について説明する。
　第１実装例は、片方向通信（上り下りの経路が非対称）・マルチリングにおける下位リングの実装例である。矢印Ｙ７６は下位リング内のＡＤＤ／ＤＲＯＰを示し、矢印Ｙ７７は送信部であるＴＸ１からの上位リンク向けＡＤＤ、矢印Ｙ７８はＴＸ２からの上位リンク向けＡＤＤを示す。
　下位リング内のタイムスロットへのＡＤＤ、上位リングへのタイムスロットのＡＤＤで異なるタイムスロットで動作する必要がある。
　このことから、タイムスロット数分のＴＸ（ＡＤＤ　ＩＦ）を配備する。また、各タイムスロットで用いる波長を別にする。
　この時、タイムスロット毎にＡＤＤ　ＩＦが分かれていることから、枠１４１ｆ内に示すように、時刻ｔ３３ａの「ＴＳ１を」矢印Ｙ７９で示すように、下位リング１週遅延分、開始タイミングを時刻ｔ３１に早める。これによって、同タイミングで、異なるタイムスロットでのＡＤＤが可能となる。例えば、順方向タイムスロットＴＳ１［ＴＸ１］と、上位リング向けタイムスロットタイムスロットＴＳ３［ＴＸ２］と、を同時に送信可能となる。これと同時に、順方向タイムスロットＴＳ１［ＲＸ］で受信可能となる。
　次に、図１４２を参照して、下位リングのノード（例えばＳ－Ｃ［５］とする）の第２実装例について説明する。
　第２実装例は、片方向通信（上り下りの経路が非対称）のマルチリングにおける下位リングの実装例であるが、第１実装例とは異なり、枠１４２ａ内に示すように、上位と下位リング向けのＡＤＤ　ＩＦを共用化している。よって、タイムスロット数分のＡＤＤ　ＩＦを準備する必要がないため、デバイスコストを削減可能となる。なお、矢印Ｙ７６は下位リング内のＤＲＯＰを示し、矢印Ｙ７９ａ，Ｙ７９ｂは送信部であるＴＸからの上位リンク向けＡＤＤを示す。
　この時、枠１４２ｂ内に示すＡＤＤ　ＩＦで動作するタイムスロット「ＴＳ１～ＴＳ７」は、周期ｔ－ｎの不等間隔のタイムスロットを規定して、各タイムスロット「ＴＳ１～ＴＳ７」を送信する。
　ただし、周期ｔ－ｎの大きさは、複数のタイムスロットに対して、同じサイクル数の周期ｔにおいて、最も早いタイムスロットの先頭位置Ｐａと最も遅いタイムスロットの先頭位置Ｐｂから（Ｐｂ－Ｐａ）となる。
　この時、ＡＤＤ　ＩＦ数は１つであるため、各タイムスロット宛てに同時にＡＤＤすることはできない。そのため、例えば、枠１４２ｃ内に示すように、［２］上位リング向けタイムスロットＴＳ１、［１］順方向タイムスロットＴＳ１、［２］上位リング向けタイムスロットＴＳ４、［１］順方向タイムスロットＴＳ４の順に送信することとなり、［２］上位リング向けタイムスロットＴＳ２の前半部分ＴＳ２ａ等は使えない領域になる。
　次に、図１４３を参照して、第７の実施形態が対象とするマルチリングＮＷについて説明する。
　本実施形態においては、図１４３に示すようなマルチリングＮＷ（片方向通信、双方向通信）を対象としており、マルチリングＮＷのＷＤＭ／ＴＤＭネットワークにおけるタイムスロット交換が可能となる。
　本実施形態においては、特に、破線で囲んだ制御課題を解決することができる。
　具体的には、本実施形態においては、片方向通信で上り下りの経路が非対称のマルチリングＮＷにおいて、上位リング１周の伝搬遅延時間がタイムスロットの整数倍ではない時のリング１周時のタイムスロットを同期させることができる。その理由は、リング１周分の伝搬遅延時間を測定可能であるためである。また、下位リングから上位リングにタイムスロット送信をする際のタイムスロットを同期させることができる。その理由は、リング交換点ノードでのタイムスロット衝突の発生を回避することができるからである。
　また、本実施形態においては、双方向通信のマルチリングＮＷにおいて、同一起点ノードの同一出力ＩＦ宛てに左右両回りからタイムスロットが到着する際の左右のタイムスロットを同期させることができる。その理由は、タイムスロットの方向、リング跨ぎの有無、Ｍ－Ｃ跨ぎの有無等に応じて、タイムスロットを設定することができるからである。
　次に、図１４４を参照して、本実施形態が対象とするシングルリングＮＷについて説明する。
　本実施形態においては、図１４４に示すようなシングルリングＮＷ（片方向通信、双方向通信）を対象としており、シングルリングＮＷでかつ複数の起点ノードが存在するＷＤＭ／ＴＤＭネットワークにおけるタイムスロット交換が可能となる。
　本実施形態においては、特に、破線で囲んだ制御課題を解決することができる。
　具体的には、本実施形態においては、片方向通信で上り下りの経路が非対称のシングルリングＮＷにおいて、上位リング１周の伝搬遅延時間がタイムスロットの整数倍ではない時のリング１周時のタイムスロットを同期させることができる。その理由は、リング１周分の伝搬遅延時間を測定可能であるためである。
　また、本実施形態においては、双方向通信のシングルリングＮＷにおいて、同一起点ノードの同一出力ＩＦ宛てに左右両回りからタイムスロットが到着する際の左右のタイムスロットを同期させることができる。その理由は、タイムスロットの方向、Ｍ－Ｃ跨ぎの有無等に応じて、タイムスロットを設定することができるからである。
　最後に、従来技術の課題と、その課題に対する本実施形態の具体的な解決手段をまとめたものを図１４５に示す。
　本実施形態においては、破線で囲んだ解決手段に特徴がある。なお、破線で囲んだものを含む解決手段の内容は、上述してきたので説明を省略する。
　上述したように第７の実施形態においては、起点ノードは、起点ノードと起点ノード以外の各ノードとの間の伝搬遅延時間と、リングの１周分の伝搬遅延時間とを基に、起点ノード以外の各ノードに、最大でデータ用のタイムスロットを２種類配備させる。
　このように、起点ノード以外の各ノードに、データ用のタイムスロットを２種類配備させるため、マルチリングＮＷにおいて、下位リングのノードに、リング交換点ノードの基準タイムスロットと同期させた上位リング向けタイムスロットを配備させることができる。これにより、リング交換点ノードでのタイムスロットの衝突の発生を回避することができるという効果が得られる。
　また、タイムスロットの配備に際して、リングの１周分の伝搬遅延時間を考慮するため、シングルリングＮＷにおいて、起点ノードは、リング１周分の伝搬遅延時間がタイムスロットの整数倍ではない時にも、到着したタイムスロットを処理することができる。これにより、他ノードからのタイムスロットを転送することができるという効果が得られる。
　１０　ＴＳ情報管理部
　２１　トリガ検出部
　２２　光ＳＷ制御部
　２３　送信制御部
　２６　制御信号処理部
　５０　トリガ生成部
　６０　ＴＳ情報配信部
　８０　ＴＳ開始配信部
　８１　制御信号生成部
　９０　遅延時間算出部
　２０，２５，１４５　ＴＳ同期部
　３０，１５２　光ＴＳ－ＳＷ部
　４０，１５３　ＴＳ送受信部
　１０１Ａ～１０１Ｄ　光スイッチノード
　１２０　光マスターノード（マスターノード）
　１２１　光スイッチノード
　１２２　データ線
　１２３，１２４　制御線
　３１，１４１　分波部
　３２，１４２　合波部
　１３３，１４３，１４３ａ，１４３ｂ　制御信号受信部
　１３４　トラヒック情報収集部
　１３５　トポロジ管理部
　１３６　ＴＳ（タイムスロット）割当部
　１３７　ＴＳ開始配信部
　１３８　ＴＳ情報配信部
　１３９　時刻配信部
　１４４　光ＴＳ－ＳＷ（スイッチ）部
　１４５　ＴＳ同期部
　１４６　ＴＳ送受信部
　１４７　トラヒック情報送信部
　１４８，１４８ａ，１４８ｂ　ＴＳ情報管理部
　１４９，１４９ｂ　時刻カウンタ
　１５０　内部クロック
　３１１　光スイッチ部
　３１２　バッファ部
　３１３　制御情報送信部
　３１４　基準ＴＳ同期部
　３１５　遅延測定部
　３１６　複数ＴＳ管理部
　３１７　カウンタ管理部
　３１８　内部クロック部
　３１９　ＴＳ制御部
　３２０　ＴＳ量更新時算出部
　３２１　制御情報受信部
　５３０　ＲＯＡＤＭ（再構成可能光分岐挿入多重）装置
　５３１　光ファイバネットワーク

Claims (25)

  1. 　マスターノードおよび複数の光スイッチノードを含む光ネットワークシステムであって、
    　前記マスターノードは、任意の波長による波長パスを一定時間のタイムスロットに分割し、前記タイムスロットを前記光スイッチノードの各々に割り当て、
    　前記光スイッチノードの各々は、前記マスターノードから配信される情報に基づいて、前記タイムスロットの同期を取ってデータの送受信または方路切替を行うことを特徴とする光ネットワークシステム。
  2. 　前記光スイッチノードの各々は、前記マスターノードから配信されるトリガに基づいて、前記タイムスロットの同期を取ることを特徴とする請求項１に記載の光ネットワークシステム。
  3. 　前記トリガに、データ処理に関する指示内容を示すタイムスロット情報が含まれることを特徴とする請求項２に記載の光ネットワークシステム。
  4. 　前記マスターノードは、タイムスロット開始時刻およびタイムスタンプを含む制御信号を前記光スイッチノードの各々に配信し、
    　前記光スイッチノードの各々は、前記マスターノードから前記制御信号を受信すると、伝送遅延時間分だけずれた時間を設定することで決まる、前記光スイッチノードの各々に共通した時刻に基づいて、前記タイムスロットの同期を取ってデータの送受信または方路切替を行うことを特徴とする請求項１に記載の光ネットワークシステム。
  5. 　前記マスターノードが前記光スイッチノードの各々に、データ処理に関する指示内容を示すタイムスロット情報を配信することを特徴とする請求項４に記載の光ネットワークシステム。
  6. 　前記マスターノードは、タイムスロット開始時刻およびタイムスタンプを含む制御信号を前記光スイッチノードの各々に配信し、
    　前記光スイッチノードの各々が共通時刻の情報を共有し、前記光スイッチノードの各々は、前記マスターノードから前記制御信号を受信すると、該制御信号の受信時刻から該タイムスタンプの値を引いた遅延時間に基づいて、前記タイムスロットの同期を取ってデータの送受信または方路切替を行うことを特徴とする請求項１に記載の光ネットワークシステム。
  7. 　波長多重による光伝送を行うリング型の光ネットワークを更に備え、
    　前記光スイッチノードの各々は、前記光ネットワークに設けられ、光スイッチ動作とデータの挿入および分岐とを行い、
    　前記マスターノードは、前記光ネットワーク上でのデータの衝突が起こらないように前記光スイッチノードの各々に対してタイムスロットを割り当て、割り当てたタイムスロットを示すタイムスロット情報を当該光スイッチノードの各々に配信し、前記光スイッチノード間のトラヒック量に応じて前記タイムスロットの割り当てを行うことにより帯域割り当てを可能にした
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光ネットワークシステム。
  8. 　前記マスターノードは、前記光スイッチノードの各々から送信されてくるトラヒック情報を集計するトラヒック情報収集部と、前記集計したトラヒック情報を使用して前記光スイッチノードの各々に対するタイムスロットの割り当てを行うタイムスロット割当部と、前記タイムスロット情報を配信するタイムスロット配信部と
    　を備え、
    　前記光スイッチノードは、光スイッチ動作とデータの挿入および分岐とを行う光タイムスロットスイッチ部と、当該光スイッチノードに接続する外部通信装置と光タイムスロットスイッチ部との間でのデータの送受信を行うタイムスロット送受信部と、当該光スイッチノード宛ての前記タイムスロット情報に基づいて、前記光タイムスロットスイッチ部での光スイッチ動作および前記タイムスロット送受信部での送受信タイミングを制御するタイムスロット同期部と
    　を備えることを特徴とする請求項７に記載の光ネットワークシステム。
  9. 　前記マスターノードは、タイムスロットの開始を示すトリガを所定周期で発生するタイムスロット開始配信部を備えて前記タイムスロット情報と前記トリガとを前記同一経路で配信し、
    　前記光スイッチノードにおいて前記タイムスロット同期部は、当該光スイッチノードが受信した前記トリガを検出して、該トリガに基づき、前記タイムスロット情報によって指定された処理を実行するように前記光タイムスロットスイッチ部および前記タイムスロット送受信部を制御する
    　ことを特徴とする請求項８に記載の光ネットワークシステム。
  10. 　前記光ネットワークにおいて、前記トリガは、当該光ネットワークにおける制御用波長を用いて、または、前記光スイッチノード間のデータの伝送に用いられるものとは異なるファイバを用いて伝送される
    　ことを特徴とする請求項９に記載の光ネットワークシステム。
  11. 　前記タイムスロットの時間長または前記タイムスロットの繰返し周期を、前記光ネットワークの１周の伝搬遅延の整数分の１に設定する
    　ことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の光ネットワークシステム。
  12. 　前記タイムスロット情報は、対応するタイムスロットの開始時刻に関する情報を含み、
    　前記光スイッチノードの各々は、当該光スイッチノードでのローカル時刻に基づいて、前記開始時刻に応じて前記タイムスロット情報で指定された処理を実行する
    　ことを特徴とする請求項７または８に記載の光ネットワークシステム。
  13. 　前記マスターノードは、当該マスターノードのローカル時刻をタイムスタンプとして有する時間同期フレームを前記光スイッチノードに配信する時刻配信部を備え、
    　前記時間同期フレームを受信した前記光スイッチノードの各々は、前記タイムスタンプで示される時刻に当該光スイッチノードのローカル時刻を設定する
    　ことを特徴とする請求項１２に記載の光ネットワークシステム。
  14. 　前記光ネットワークにおいて、前記時間同期フレームは、当該光ネットワークにおける制御用波長を用いて、または、前記光スイッチノード間のデータの伝送に用いられるものとは異なるファイバを用いて伝送される
    　ことを特徴とする請求項１３に記載の光ネットワークシステム。
  15. 　前記マスターノードおよび前記光スイッチノードの各々に、伝搬遅延に依存しない共通の時刻がローカル時刻として設定され、
    　前記マスターノードは、前記光スイッチノードの各々に対する伝搬遅延時間の測定結果に基づいて、データの衝突が起こらないように前記タイムスロットの割り当てを行う
    　ことを特徴とする請求項１２に記載の光ネットワークシステム。
  16. 　前記マスターノードは、複数の前記光スイッチノードの中の１つに設けられる
    　ことを特徴とする請求項７に記載の光ネットワークシステム。
  17. 　単一のリングからなるシングルリングネットワークまたは複数のリングが多段接続されてなるマルチリングネットワークを備え、
    　前記リング上の１台のノードを前記マスターノードとし、
    　前記マスターノードは、
    　前記マスターノード以外の前記光スイッチノードである各ノードの時刻を設定し、
    　前記マスターノード以外の各ノードは、
    　前記マスターノードにより設定された時刻から第１のタイムスロットを刻み、
    　前記マスターノードは、
    　前記マスターノードと前記マスターノード以外の各ノードとの間の伝搬遅延時間と、前記リングの１周分の伝搬遅延時間とを基に、前記マスターノード以外のノードのうちの特定ノードのオフセット値を算出し、算出したオフセット値を前記特定ノードに設定し、
    　前記特定ノードは、
    　自ノードの第１のタイムスロットの開始タイミングを、前記マスターノードにより設定されたオフセット値分だけずらした第２のタイムスロットを刻む
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光ネットワークシステム。
  18. 　前記マスターノードは、
    　前記マスターノード内部の現在時刻をタイムスタンプとして付与した同期フレームを、前記マスターノード以外の各ノードに対して送信し、
    　前記マスターノード以外の各ノードは、
    　前記同期フレームの受信時に、当該同期フレーム内のタイムスタンプを、自ノード内部の現在時刻として設定し、
    　自ノード内部の現在時刻をタイムスタンプとして付与した遅延測定フレームを、前記マスターノードに対して送信し、
    　前記マスターノードは、
    　前記遅延測定フレームの受信時に、当該遅延測定フレーム内のタイムスタンプと前記マスターノード内部の現在時刻とを基に、前記マスターノードと前記マスターノード以外の各ノードとの間の伝搬遅延時間を測定する
    　ことを特徴とする請求項１７に記載の光ネットワークシステム。
  19. 　前記光ネットワークシステムは、前記シングルリングネットワークからなり、
    　前記マスターノードは、
    　前記同期フレームを、自ノードに対して送信し、
    　前記同期フレームの受信時に、当該同期フレーム内のタイムスタンプと当該マスターノード内部の現在時刻とを基に、前記リングの１周分の伝搬遅延時間を測定する
    　ことを特徴とする請求項１８に記載の光ネットワークシステム。
  20. 　前記マスターノードは、
    　前記マスターノードと前記マスターノード以外の各ノードとの間の伝搬遅延時間の測定結果と、前記リングの１周分の伝搬遅延時間の測定結果とを基に、タイムスロットの方向および前記マスターノードの跨ぎの有無を考慮して、前記特定ノードに設定するオフセット値を決定する
    　ことを特徴とする請求項１９に記載の光ネットワークシステム。
  21. 　前記マルチリングネットワークは、上位リングと下位リングとがリング交換点ノードで接続されてなり、前記マスターノードは、前記上位リング上のノードであり、
    　前記マスターノードは、
    　前記同期フレームを、自ノードに対して送信し、
    　前記同期フレームの受信時に、当該同期フレーム内のタイムスタンプと当該マスターノード内部の現在時刻とを基に、前記上位リングの１周分の伝搬遅延時間を測定し、
    　前記リング交換点ノードは、
    　前記同期フレームを、自ノードに対して送信し、
    　前記同期フレームの受信時に、当該同期フレーム内のタイムスタンプと前記リング交換点ノード内部の現在時刻とを基に、前記下位リングの１周分の伝搬遅延時間を測定する
    　ことを特徴とする請求項１８に記載の光ネットワークシステム。
  22. 　前記マスターノードは、
    　前記マスターノードと当該マスターノード以外の各ノードとの間の伝搬遅延時間の測定結果と、前記上位リングおよび前記下位リングの１周分の伝搬遅延時間の測定結果とを基に、タイムスロットの方向、前記マスターノードの跨ぎの有無、前記上位リングから前記下位リングへの跨ぎの有無および前記下位リングから前記上位リングへの跨ぎの有無を考慮して、前記特定ノードに設定するオフセット値を決定する
    　ことを特徴とする請求項２１に記載の光ネットワークシステム。
  23. 　マスターノードと伝送路を介して接続される光スイッチノードであって、
    　前記マスターノードから配信される情報に基づいて、前記マスターノードに割り当てられた一定時間のタイムスロットの同期を取ってデータの送受信または方路切替を指示するタイムスロット同期部と、
    　前記タイムスロット同期部からの指示にしたがって、前記データの送受信または方路切替を行う光タイムスロットスイッチ部と
    　を備えることを特徴とする光スイッチノード。
  24. 　複数の光スイッチノードと伝送路を介して接続されるマスターノードであって、
    　任意の波長による波長パスを一定時間のタイムスロットに分割し、該タイムスロットを前記光スイッチノードの各々に割り当てるタイムスロット同期部と、
    　前記光スイッチノードの各々に前記タイムスロット同期部が割り当てたタイムスロットと同期を取ってデータの送受信または方路切替を実行させるための情報を、該光スイッチノードの各々に配信する光タイムスロットスイッチ部と
    　を備えることを特徴とするマスターノード。
  25. 　単一のリングからなるシングルリングネットワークまたは複数のリングが多段接続されてなるマルチリングネットワークからなる光ネットワークシステムにおいて、前記リング上に存在するノードであって、
    　自ノードがマスターノードである場合、前記マスターノード以外の各ノードの時刻を設定するタイムスロット制御部と、
    　自ノードが前記マスターノード以外のノードである場合、当該マスターノードにより設定された時刻から第１のタイムスロットを刻む基準タイムスロット同期部と、
    　自ノードが前記マスターノードである場合、当該マスターノードと当該マスターノード以外の各ノードとの間の伝搬遅延時間と、前記リングの１周分の伝搬遅延時間とを基に、当該マスターノード以外の各ノードのうちの特定ノードのオフセット値を算出し、算出したオフセット値を前記特定ノードに設定する遅延測定部と、
    　自ノードが前記特定ノードである場合、自ノードの第１のタイムスロットの開始タイミングを、前記マスターノードにより設定されたオフセット値分だけずらした第２のタイムスロットを刻む複数タイムスロット管理部と
    　を備えることを特徴とするノード。

     
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