WO2022013986A1 - 通信装置、通信方法、通信システムおよび通信プログラム - Google Patents

通信装置、通信方法、通信システムおよび通信プログラム Download PDF

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貴充 栩野
裕隆 氏川
浩崇 中村
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for performing time division multiplexing and communication of optical signals for each wavelength in a wavelength division multiplexing optical ring network constituting a communication system.
  • optical signals of wavelengths assigned in advance to each of a plurality of optical transmission devices connected to the optical ring network are multiplexed and communicated by OADM (Optical add-drop multiplexer) technology.
  • OADM Optical add-drop multiplexer
  • a burst optical ring network technology that transmits an optical signal by time division multiplexing instead of an OADM is known.
  • one optical transmission device operates as a master device and the other optical transmission device operates as a child device among a plurality of optical transmission devices connected to an optical ring network.
  • the parent device controls the data transmission timing of the child device including the own device and registers the child device newly connected to the optical ring network.
  • the plurality of optical transmission devices connected to the optical ring network can communicate by time-dividing and multiplexing optical signals by the burst optical ring network technology.
  • the child device detects the failure of the parent device and starts the operation as a new parent device to continue the system operation. There is a way to do it.
  • the child device when the master device that controls a plurality of optical transmission devices that are connected to a wavelength-division-multiplexed optical ring network and control a plurality of optical transmission devices that perform time division multiplexing and communication for each wavelength, the child device can not operate normally. It is an object of the present invention to provide a communication device, a communication method, a communication system, and a communication program capable of reducing a transmission delay in a period until the new parent device operates.
  • the communication device of the present invention is connected to an optical ring network in which wavelengths are multiplexed, and communicates by time-dividing and multiplexing optical signals for each wavelength, and also with a communication unit that receives a control signal transmitted from a parent communication device. If the control signal is not received within a predetermined period, a determination unit for determining whether the parent communication device is not operating normally for each wavelength and a distribution unit for distributing data to be transmitted to a buffer for each wavelength. And, the scheduler unit that transmits the data stored in the buffer for each wavelength according to a predetermined schedule and the wavelength that is determined that the parent communication device is not operating normally are set as the failure wavelength.
  • a scheduler control unit that instructs the scheduler unit to stop transmitting data of the failure wavelength and also instructs the scheduler unit to transmit data stored in the buffer of the failure wavelength at another wavelength, and the above. It is characterized by having a distribution control unit for canceling distribution of new data to the buffer having a failure wavelength.
  • one is used as a parent communication device and the other is used as a child communication device, and optical signals are time-divided and multiplexed for each wavelength.
  • a communication method used in a communication system for communicating with a parent wherein the parent communication device transmits a control signal to a plurality of the child communication devices, and the child communication device performs the parent communication device within a predetermined period.
  • the control signal is not received from the communication device of the above, it is determined for each wavelength that the parent communication device is not operating normally, and the wavelength determined that the parent communication device is not operating normally is determined.
  • the scheduler unit that controls the transmission of the data of the failure wavelength is instructed to stop the transmission of the data, and if there is data stored in the buffer of the failure wavelength, it is stored in the buffer of the failure wavelength. It is characterized in that the scheduler unit is instructed to transmit the data being transmitted in another wavelength, and the distribution of new data to the buffer of the failure wavelength is stopped.
  • the parent communication device transmits a control signal to a plurality of the child communication devices, and the child communication device controls the control from the parent communication device within a predetermined period.
  • the signal is not received, it is determined for each wavelength that the parent communication device is not operating normally, and the wavelength determined that the parent communication device is not operating normally is set as the failure wavelength, and the failure is performed.
  • the scheduler unit that controls the transmission of wavelength data is instructed to stop data transmission and there is data stored in the failure wavelength buffer, the data stored in the failure wavelength buffer is used. It is characterized in that the scheduler unit is instructed to transmit at the wavelength of the above, and the distribution of new data to the buffer of the failure wavelength is stopped.
  • the communication program of the present invention is characterized in that a computer or an integrated circuit is made to execute a process performed by the determination unit, the scheduler control unit, and the distribution control unit of the communication device.
  • the communication device, communication method, communication system, and communication program according to the present invention are connected to an optical ring network having wavelength division multiplexing, and control a plurality of optical transmission devices that perform time division multiplexing of optical signals for each wavelength.
  • an optical ring network having wavelength division multiplexing
  • control a plurality of optical transmission devices that perform time division multiplexing of optical signals for each wavelength.
  • an optical ring network system (corresponding to a communication system) in which a plurality of optical transmission devices (corresponding to a communication device) are connected by an optical ring network will be described.
  • FIG. 1 shows an example of an optical ring network system 100 according to an embodiment.
  • the optical transmission device 101-A, the optical transmission device 101-B, the optical transmission device 101-C, and the optical transmission device 101-D are ring-shaped networks (optical ring network 102) composed of optical fibers. ) Is connected.
  • the alphabet at the end of the reference numeral is omitted and the optical transmission device is omitted. It is described as 101.
  • an alphabet is added to the end of the reference numeral and the description is made, for example, optical transmission device 101-A.
  • An external NW 103 is connected to each optical transmission device 101, and communication between these external NW 103s is possible via the optical ring network 102.
  • the data received from the external NW 103 is distributed to optical signals having a plurality of wavelengths to be wavelength-multiplexed and transmitted to the optical transmission device 101 of the communication destination.
  • the external NW 103 is a NW connected to the above-mentioned optical ring network system, and a NW device or the like is connected to the external NW 103.
  • the optical ring network system 100 performs wavelength division multiplexing of optical signals for communication.
  • n optical signals having n wavelengths of ⁇ 1-n are wavelength-multiplexed.
  • the optical ring network system 100 uses burst optical ring network technology.
  • the plurality of optical transmission devices 101 perform time division multiplexing (optical TDMA (Time Division Multiple Access)) of optical signals for each wavelength and communicate on the optical ring network 102.
  • time division multiplexing optical TDMA (Time Division Multiple Access)
  • one optical transmission device 101 is a parent device (corresponding to a parent communication device), and the other optical transmission device 101 is a child device (corresponding to a child communication device). Operate.
  • the parent device controls the transmission timing of optical signals of all devices for each wavelength.
  • the parent device in the initial state is predetermined. For example, when the optical transmission device 101-A is the parent device, the optical transmission device 101-B, the optical transmission device 101-C, and the optical transmission device 101-D are used. It becomes a child device.
  • the optical transmission device 101 of the parent device determines the transmission timing of the optical signal of all the optical transmission devices 101 including the own device, and controls for assigning the transmission timing of the optical signal to the optical transmission device 101 of the child device.
  • Send a signal allocation signal
  • the optical transmission device 101 of the parent device transmits a control signal (search signal) for detecting whether or not the optical transmission device 101 of the child device is newly connected to the optical ring network 102. It is necessary to assign a transmission timing each time an optical signal is transmitted, and the assigned signal is periodically transmitted. Further, the search signal may be transmitted periodically or irregularly.
  • the assigned signal has information for allocating the transmission timing of the optical signal.
  • the assigned signal is a device identifier for distinguishing the optical transmission device 101 to be assigned, a transmission start time indicating the time when the optical signal is started to be transmitted, and a transmission time (transmission duration) indicating the time when the optical signal is being transmitted. ) And other information.
  • the search signal is a transmission start time indicating the time when the newly connected optical transmission device 101 starts transmitting the registration request signal for requesting registration from the parent device, and a transmission indicating the time when the registration request signal is being transmitted. Includes information such as time.
  • the optical transmission device 101 of the slave device transmits an optical signal at the transmission timing assigned by the assigned signal received from the parent device. Further, when the optical transmission device 101 of the child device is newly connected to the optical ring network 102, the optical transmission device 101 transmits a registration request signal to the parent device based on the search signal received from the parent device. As a result, the optical transmission device 101 of the child device newly connected to the optical ring network 102 can be registered in the parent device. Then, the optical transmission device 101 of the registered child device can transmit the optical signal at the transmission timing assigned by the assigned signal received from the parent device.
  • the optical transmission device 101 that functions as the parent device controls the timing at which all the optical transmission devices 101 including the own device transmit optical signals for each wavelength, and registers at the time of new connection.
  • the same optical transmission device 101 functions as a parent device at all wavelengths, but a different optical transmission device 101 may function as a parent device for each wavelength.
  • some wavelengths may be grouped so that the optical transmission device 101, which is different for each group, functions as a parent device.
  • the optical transmission device 101 has a function of continuing system operation by operating the optical transmission device 101 of the child device as the parent device when the optical transmission device 101 of the parent device cannot operate normally. Have.
  • the optical ring network system 100 Since the above processing is performed for each wavelength, if the parent device cannot operate normally at a specific wavelength (referred to as a failure wavelength), the failure wavelength is used until the child device operates on behalf of the parent device. Data is not transmitted, and the transmission delay of the data stored in the buffer occurs. Therefore, the optical ring network system 100 according to the embodiment has a function of transmitting data of a failure wavelength at another wavelength until the child device operates on behalf of the parent device. It is assumed that wavelengths other than the fault wavelength in the parent device are operating normally. Alternatively, instead of setting one and the same parent device for a plurality of wavelengths, different parent devices may be set for each wavelength. As a result, even if the master device of a certain wavelength fails, transmission by the master device of another wavelength is possible.
  • optical transmission device 101 (Configuration example of optical transmission device 101)
  • the four optical transmission devices 101 described with reference to FIG. 1 have the functions of both a parent device and a child device, and one of them is selected to operate as a parent device or a child device.
  • the optical transmission device 101-A when the function of the master device is selected, the optical transmission device 101-A operates as a master device, and when the function of the child device is selected, the optical transmission device 101-A operates as a child device.
  • the optical transmission device 101-A is in operation as a master device
  • the optical transmission device 101-B, the optical transmission device 101-C, and the optical transmission device 101-D are in operation as child devices.
  • communication of a specific wavelength cannot be normally performed due to a failure of the optical transmission device 101-A that operates as a parent device.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the optical transmission device 101-B shown in FIG. 1 that operates as a child device.
  • the optical transmission device 101-C and the optical transmission device 101-D which operate as the same child devices as the optical transmission device 101-B, operate in the same manner as the optical transmission device 101-B.
  • the optical transmission device 101-B has a layer 1 processing unit (L1 unit) 201, a layer 2 processing unit (L2 unit) 202, a switch unit (SW unit) 203, and an optical transmission unit (B-Tx unit) 204. It has an optical receiving unit (B-Rx unit) 205, an optical coupler 206, an optical coupler 207, a determination unit 209, a scheduler control unit 220, and a distribution control unit 221.
  • L1 unit layer 1 processing unit
  • L2 unit layer 2 processing unit
  • SW unit switch unit
  • B-Tx unit optical transmission unit
  • the L1 unit 201 has a function of processing the first layer (physical layer) of the OSI reference model.
  • the L2 unit 202 has a function of processing the second layer (data link layer) of the OSI reference model.
  • the L2 unit 202 has a signal detection unit 211 described later, and the signal detection unit 211 detects an assigned signal or a search signal from an optical signal received from the optical ring network 102.
  • the L2 unit 202 has the functions of both the parent device and the child device, and operates with either function based on the command of the determination unit 209 described later. In the case of the parent device, the transmission timing is controlled and the unregistered optical transmission device 101 is detected and registered.
  • the transmission timing of the optical signal transmitted from the B-Tx unit 204 is controlled according to the transmission start time and the transmission time instructed by the parent device, and the search signal is received from the parent device and registered. ..
  • the above processing is performed for each wavelength.
  • the SW unit 203 is an electric packet switch such as an L2-SW connected to the external NW103-B, and has a function of processing a packet transfer between the L2 unit 202 and the external NW103-B according to a preset rule. Have.
  • the SW unit 203 has a scheduler unit 251, a buffer unit 252, and a distribution unit 253.
  • the scheduler unit 251 has a scheduler 261 for each wavelength.
  • the scheduler 261 transmits the data stored in the buffer 262 for each wavelength from the B-Tx unit 204 at the transmission timing of the schedule specified in advance.
  • the transmission at the wavelength ⁇ 1 corresponds to the scheduler 261 (1)
  • the transmission at the wavelength ⁇ 2 corresponds to the scheduler 261 (2).
  • the scheduler 261 has a function of reading data stored in the buffer 262 other than the wavelength in charge and transmitting the data in the wavelength in charge.
  • the data stored in the buffer 262 (2) of the failure wavelength ⁇ 2 of the buffer unit 252 is read and transmitted by the scheduler 261 (1) of another wavelength ⁇ 1 that has not failed. Can be done.
  • the buffer unit 252 accumulates the data received from the distribution unit 253, and transmits the data according to the command of the scheduler unit 251.
  • the buffer unit 252 has a buffer 262 for each wavelength used.
  • the wavelength ⁇ 1 corresponds to the buffer 262 (1)
  • the wavelength ⁇ 2 corresponds to the buffer 262 (2).
  • the data of each wavelength stored in the buffer 262 can be transmitted from the scheduler 261 of any wavelength of the scheduler unit 251.
  • the data stored in the buffer 262 (1) having a wavelength ⁇ 1 can be read out and transmitted by the scheduler 261 (2) having a wavelength ⁇ 2.
  • the data stored in the buffer 262 (2) having a wavelength ⁇ 2 can be read out and transmitted by the scheduler 261 (1) having a wavelength ⁇ 1.
  • the distribution unit 253 distributes the transmission data input from the external NW103-B to the buffer 262 for each wavelength of the buffer unit 252.
  • the distribution unit 253 can prevent the transmission data input from the external NW103-B from being distributed to the buffer 262 of the failure wavelength of the buffer unit 252 by the command of the distribution control unit 221.
  • the B-Tx unit 204 is a transmission unit that intermittently outputs an optical signal, and transmits the signal transferred from the L1 unit 201 as an optical signal to the optical fiber via an optical coupler in a burst manner. Further, the B-Tx unit 204 has a transmission unit (Tx) for each of a plurality of wavelengths. For example, it has Tx204 (1) having a wavelength ⁇ 1, Tx204 (2) having a wavelength ⁇ 2, ..., Tx204 (n) having a wavelength ⁇ n (not shown). Specifically, for example, Tx204 (1) bursts the signal transferred from the L1 unit 201 as an optical signal having a wavelength of ⁇ 1.
  • the B-Rx unit 205 is a receiving unit that receives an intermittent optical signal, receives an optical signal in a burst from an optical fiber via an optical coupler, and transfers the signal to the L1 unit 201. Further, the B-Rx unit 205 has a receiving unit (Rx) for each of a plurality of wavelengths. For example, it has Rx205 (1) having a wavelength ⁇ 1, Rx205 (2) having a wavelength ⁇ 2, ..., Rx205 (n) having a wavelength ⁇ n (not shown). For example, Rx205 (1) receives an optical signal from an optical fiber in a burst and transfers the signal to the L1 unit 201.
  • the B-Tx unit 204 and the B-Rx unit 205 described above correspond to the communication unit.
  • the optical coupler 206 and the optical coupler 207 have a function of branching the power of the input optical signal.
  • the determination unit 209 receives a notification of the reception status of the assigned signal or the search signal from the signal detection unit 211 of the L2 unit 202, and determines whether or not the optical transmission device 101 of the parent device is operating normally. For example, if the determination unit 209 does not receive the allocation signal or the search signal transmitted from the parent device within a predetermined period, the determination unit 209 determines that the parent device is not operating normally. The determination is made for each wavelength. Then, when the determination unit 209 determines that the parent device is not operating normally due to a failure or the like, the determination unit 209 determines whether or not the own device should operate as the parent device.
  • the determination unit 209 instructs the L2 unit 202 whether the own device operates as a parent device or the own device operates as a child device.
  • the determination as to whether or not the own device should operate as the parent device is performed in parallel in all the child devices connected to the optical ring network 102. Note that a plurality of child devices are exclusively processed so as not to operate as a parent device at the same time, and one child device selected from the plurality of child devices becomes the parent device.
  • the signal detection unit 211 detects the assigned signal or the search signal received from the optical ring network 102 for each wavelength. Then, the signal detection unit 211 notifies the determination unit 209 of the reception status of the assigned signal or the search signal.
  • the information regarding the allocation signal or the search signal includes information such as a device identifier, a transmission start time, and a transmission time.
  • the reception status is information such as whether or not the assigned signal or the search signal is received and the reception time.
  • the determination unit 209 selects one child device to operate as a new parent device from a plurality of child devices based on this information, and when the own device is selected, the operation of the L2 unit 202. Is switched to the parent device, and the own device is operated as the parent device.
  • the scheduler control unit 220 instructs the scheduler unit 251 to stop the data transmission of the failure wavelength (transmission stop). Then, the scheduler control unit 220 instructs the scheduler 261 of another wavelength to transmit the data stored in the buffer 262 of the failure wavelength until the buffer amount of the buffer 262 of the failure wavelength of the buffer unit 252 becomes 0. do. Further, when the determination unit 209 notifies the scheduler unit 220 of the completion of switching to the parent device, the scheduler control unit 220 instructs the scheduler unit 251 to restart the data transmission of the failure wavelength (transmission restart).
  • the distribution control unit 221 instructs the distribution unit 253 to stop distributing data to the buffer 262 of the failure wavelength of the buffer unit 252. Further, when the determination unit 209 notifies the distribution control unit 221 that the switching to the parent device is completed, the distribution control unit 221 commands the distribution unit 253 to restart the distribution of the data to the buffer 262 of the failure wavelength of the buffer unit 252. do.
  • the optical transmission device 101 transmits the failure wavelength data and buffers the failure wavelength during the period until the child device starts operating as a new parent device instead of the parent device that cannot operate normally.
  • the transmission delay can be reduced by stopping the distribution of the data to the 262 and transmitting the data stored in the buffer 262 of the failure wavelength at another wavelength.
  • FIG. 3 shows an example of processing when the parent device cannot operate normally due to a failure or the like.
  • FIG. 3 is a process when the optical transmission device 101 is operating as a child device, and mainly the signal detection unit 211, the determination unit 209, and the scheduler control of the optical transmission device 101-B described with reference to FIG. It is executed by the unit 220 and the distribution control unit 221.
  • the program corresponding to the process described with reference to FIG. 3 may be executed by a computer or an integrated circuit such as an FPGA (Field Programmable Gate Array). Further, the program may be recorded on a storage medium and provided, or may be provided through a network.
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • step S101 the optical transmission device 101 operating as a child device starts processing when the parent device cannot operate normally due to a failure or the like.
  • step S102 the determination unit 209 determines whether or not the parent device is not operating normally due to a failure or the like (failure determination). For example, if the determination unit 209 does not receive the allocation signal or the search signal from the parent device within a predetermined period, the determination unit 209 determines that the parent device is out of order. If the parent device is determined to be faulty (Y), the process proceeds to step S103, and if the parent device is not faulty (N), the process of step S102 is repeatedly executed.
  • step S103 the scheduler control unit 220 commands the scheduler 261 of the failure wavelength of the scheduler unit 251 to stop scheduling. Further, when the distribution control unit 221 distributes the transmission data input from the external NW 103 to the buffer unit 252, the distribution control unit 221 stops the distribution of the failure wavelength to the buffer 262. For example, when the failure wavelength is the wavelength ⁇ 2, the scheduler control unit 220 instructs the scheduler 261 (2) of the scheduler unit 251 to stop scheduling. Further, when the failure wavelength is the wavelength ⁇ 2, the distribution control unit 221 stops the distribution of the transmission data to the buffer 262 (2) of the buffer unit 252.
  • step S104 the scheduler control unit 220 commands the scheduler 261 of a wavelength different from the failure wavelength to transmit data from the buffer 262 of the failure wavelength.
  • the scheduler control unit 220 commands the scheduler 261 (1) of the scheduler unit 251 to transmit the data stored in the buffer 262 (2) of the failure wavelength at the wavelength ⁇ 1.
  • step S105 the scheduler control unit 220 determines whether or not the buffer amount of the failure wavelength is 0.
  • the buffer amount of the failure wavelength 0 (Y)
  • the process proceeds to the process of step S106, and when the buffer amount of the failure wavelength is not 0 (N), the process returns to the process of step S104.
  • step S106 the determination unit 209 determines whether or not the own device or another child device has completed switching to the parent device in place of the failed parent device. If the switching to the parent device is completed (Y), the process proceeds to step S107, and if the switching to the parent device is not completed (N), the process of step S106 is repeated.
  • whether or not the switching to the parent device is completed can be determined by whether or not the assigned signal or the search signal can be received again from the parent device, for example, at the fault wavelength.
  • step S107 the scheduler control unit 220 instructs the scheduler 261 of the failure wavelength to restart scheduling. Further, the distribution control unit 221 instructs the distribution unit 253 to restart the distribution of the fault wavelength to the buffer 262. For example, when the failure wavelength is the wavelength ⁇ 2, the scheduler control unit 220 instructs the scheduler 261 (2) of the scheduler unit 251 to restart the scheduling. Further, the distribution control unit 221 instructs the distribution unit 253 to restart the distribution of the transmission data to the buffer 262 (2).
  • step S108 the process when the parent device cannot operate normally due to a failure or the like is terminated.
  • the optical transmission device 101 transmits the failure wavelength data and sends the failure wavelength data to the failure wavelength buffer 262 until the child device operates as a new parent device instead of the parent device that cannot operate normally.
  • the transmission delay can be reduced by stopping the distribution of the data of the above and transmitting the data stored in the buffer 262 of the failure wavelength at another wavelength.
  • FIG. 4 shows a comparative example optical ring network system 800.
  • the blocks having the same reference numerals as those in FIG. 1 operate in the same manner as in FIG.
  • the optical transmission device 801-A, the optical transmission device 801-B, the optical transmission device 801-C, and the optical transmission device 801-D are connected by the optical ring network 102.
  • the difference between the optical ring network system 800 of the comparative example of FIG. 4 and the optical ring network system 100 according to the embodiment of FIG. 1 is the function of the four optical transmission devices 801.
  • the optical transmission device 801 of the comparative example can operate as a parent device or a child device like the optical transmission device 101 according to the embodiment, and the child device operates as a new parent device in place of the parent device that cannot operate normally.
  • the optical transmission device 801 of the comparative example has a problem that a transmission delay occurs because the data of the failure wavelength is not transmitted until the child device operates as a new parent device.
  • FIG. 5 shows a configuration example of a comparative optical transmission device 801-B that operates as a child device shown in FIG.
  • the optical transmission device 801-C and the optical transmission device 801-D also operate in the same manner as the optical transmission device 801-B.
  • FIG. 4 it is assumed that the optical transmission device 801-A is in operation as a master device, the optical transmission device 801-B, the optical transmission device 801-C, and the optical transmission device 801-D are in operation as child devices. Then, it is assumed that the communication of a specific wavelength cannot be normally performed due to the failure of the optical transmission device 801-A of the parent device.
  • the child device is a new parent device instead of the parent device that cannot operate normally, as in the optical transmission device 101-B according to the embodiment of FIG. Has the function of operating as.
  • the optical transmission device 801-B includes an L1 unit 901, an L2 unit 902, a B-Tx unit 904, a B-Rx unit 905, an optical coupler 906, an optical coupler 907, a determination unit 909, and a signal detection unit 911.
  • the basic functions of the optical transmission device 801-B are the L1 section 201, L2 section 202, B-Tx section 204, and B-Rx section of the optical transmission device 101-B according to the embodiment described with reference to FIG. It is the same as 205, the optical coupler 206, the optical coupler 207, the determination unit 209, and the signal detection unit 211.
  • the operation of the SW unit 903 of the comparative example is different from that of the SW unit 203 of the embodiment of FIG.
  • the data distributed to the buffer 962 for each wavelength by the distribution unit 953 is transmitted by the scheduler 961 of each wavelength.
  • the data distributed to the buffer 262 for each wavelength by the distribution unit 253 is collected by the scheduler 261 of another wavelength based on the command of the scheduler control unit 220. It can be sent.
  • the SW unit 903 of the optical transmission device 801 of the comparative example has a scheduler unit 951, a buffer unit 952, and a distribution unit 953.
  • the scheduler unit 951 transmits the data stored in the buffer 962 of the buffer unit 952 for each wavelength according to a predetermined schedule. Therefore, the data stored in the buffer 962 of the failure wavelength cannot be transmitted until the child device operates as a new parent device instead of the parent device that cannot operate normally.
  • the distribution unit 953 distributes the transmission data input from the external NW103-B to the buffer 962 for each wavelength of the buffer unit 952. Therefore, data continues to be accumulated in the buffer 962 of the failure wavelength until the child device operates as a new parent device instead of the parent device that cannot operate normally.
  • the optical transmission device 801 of the comparative example does not transmit the data of the failure wavelength until the child device operates as a new parent device, and the data continues to be accumulated in the buffer 962. There is a problem that transmission delay occurs in the data.
  • the failure wavelength data is obtained during the period until the child device operates as a new parent device instead of the parent device that cannot operate normally. And the distribution of data to the buffer 262 of the fault wavelength is stopped. Further, the optical transmission device 101 according to the embodiment transmits the data stored in the buffer 262 of the failure wavelength at another wavelength. Thereby, the optical ring network system 100 according to the embodiment of FIG. 1 can reduce the data transmission delay at the failure wavelength.
  • a plurality of optical transmission devices including a parent device and a child device connected to a wavelength-multiplexed optical ring network are used for each wavelength. It is applied to systems that perform time division multiplexing and communication of optical signals. Then, the optical transmission device of the child device transmits the transmission data stored in the buffer of the failure wavelength at another wavelength until it operates as a new parent device instead of the parent device that cannot operate normally. The transmission delay can be reduced.
  • 100, 800 ... Optical ring network system 101,801 ... Optical transmission device; 102 ... Optical ring network; 103 ... External NW; 201,901 ... L1 part; 202,902 ... L2 part; 203,903 ... SW part; 204,904 ... B-Tx part; 205,905 ... B-Rx part; 206,207,906,907 ... Optical coupler; 209, 909 ... Judgment unit; 211,911 ... Signal detection unit; 220 ... Scheduler control unit; 221 ... Distribution control unit; 251,951 ... Scheduler unit; 252,952 ... Buffer Part; 253,953 ... Distribution part; 261,961 ... Scheduler; 262,962 ... Buffer

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Abstract

波長多重された光リングネットワークに接続され、波長ごとに光信号を時分割多重して通信を行うとともに、予め決められた期間に親の通信装置から送信される制御信号が受信されない場合、親の通信装置が正常に動作していないと判定された波長を故障波長として、スケジューラ部に故障波長のデータの送信中止を指令するとともに、故障波長のバッファに蓄積されているデータを他の波長で送信するようにスケジューラ部に指令し、故障波長のバッファへの新たなデータの振り分けを中止する。これにより、故障波長のデータの送信遅延を低減することができる。

Description

通信装置、通信方法、通信システムおよび通信プログラム
　本発明は、通信システムを構成する波長多重された光リングネットワークにおいて、波長ごとに光信号を時分割多重して通信を行う技術に関する。
　従来の光リングネットワークシステムは、光リングネットワークに接続される複数の光伝送装置のそれぞれに予め割り当てられた波長の光信号をＯＡＤＭ（Optical add-drop multiplexer）技術により多重して通信を行っている（例えば非特許文献１参照）。
　一方、ＯＡＤＭではなく、時分割多重により光信号を伝送するバースト光リングネットワーク技術が知られている。この技術では、光リングネットワークに接続される複数の光伝送装置のうち、１台の光伝送装置が親装置、他の光伝送装置が子装置、としてそれぞれ動作する。親装置は、割当信号と探索信号を送信することにより、自装置を含む子装置のデータ送信タイミングの制御と新たに光リングネットワークに接続される子装置の登録とを行う。このようにして、光リングネットワークに接続される複数の光伝送装置は、バースト光リングネットワーク技術により、光信号を時分割多重して通信することができる。
　ここで、バースト光リングネットワーク技術において、親装置が故障などで正常に動作できない場合、子装置が親装置の故障を検知して、新たな親装置として動作を開始することにより、システム運用を継続する方法が考えられる。
坂巻他，"より柔軟な光ノードを実現する光スイッチ技術，"ＮＴＴ技術ジャーナル，２０１３．１１．（https://www.ntt.co.jp/journal/1311/files/jn201311016.pdf）
　ところが、親装置の故障を検知した後、子装置が新たな親装置として動作を開始するまでの期間、送信されないデータが子装置のバッファに蓄積されるため、送信遅延が生じるという問題がある。
　本発明は、波長多重された光リングネットワークに接続され、波長ごとに光信号を時分割多重して通信を行う複数の光伝送装置を制御する親装置が正常に動作できない場合に、子装置が新たな親装置として動作するまでの期間の送信遅延を低減することができる通信装置、通信方法、通信システムおよび通信プログラムを提供することを目的とする。
　本発明の通信装置は、波長多重された光リングネットワークに接続され、波長ごとに光信号を時分割多重して通信を行うとともに、親の通信装置から送信される制御信号を受信する通信部と、予め決められた期間に前記制御信号が受信されない場合、前記親の通信装置が正常に動作していないことを波長ごとに判定する判定部と、送信するデータを波長ごとのバッファに振り分ける振り分け部と、波長ごとの前記バッファに蓄積されたデータを予め決められたスケジュールに従って波長ごとに送信するスケジューラ部と、前記親の通信装置が正常に動作していないと判定された波長を故障波長として、前記スケジューラ部に前記故障波長のデータの送信中止を指令するとともに、前記故障波長の前記バッファに蓄積されているデータを他の波長で送信するように前記スケジューラ部に指令するスケジューラ制御部と、前記故障波長の前記バッファへの新たなデータの振り分けを中止する振り分け制御部とを有することを特徴とする。
　また、本発明は、波長多重された光リングネットワークに接続される複数の通信装置のうち、１台を親の通信装置、その他を子の通信装置として、波長ごとに光信号を時分割多重して通信を行う通信システムで用いる通信方法であって、前記親の通信装置は、複数の前記子の通信装置に制御信号を送信し、前記子の通信装置は、予め決められた期間に前記親の通信装置から前記制御信号が受信されない場合、前記親の通信装置が正常に動作していないことを波長ごとに判定し、前記親の通信装置が正常に動作していないと判定された波長を故障波長として、前記故障波長のデータの送信を制御するスケジューラ部に対してデータの送信中止を指令し、前記故障波長のバッファに蓄積されているデータがある場合、前記故障波長の前記バッファに蓄積されているデータを他の波長で送信するように前記スケジューラ部に指令し、前記故障波長の前記バッファへの新たなデータの振り分けを中止することを特徴とする。
　また、本発明は、波長多重された光リングネットワークに接続される複数の通信装置のうち、１台を親の通信装置、その他を子の通信装置として、波長ごとに光信号を時分割多重して通信を行う通信システムにおいて、前記親の通信装置は、複数の前記子の通信装置に制御信号を送信し、前記子の通信装置は、予め決められた期間に前記親の通信装置から前記制御信号が受信されない場合、前記親の通信装置が正常に動作していないことを波長ごとに判定し、前記親の通信装置が正常に動作していないと判定された波長を故障波長として、前記故障波長のデータの送信を制御するスケジューラ部に対してデータの送信中止を指令し、前記故障波長のバッファに蓄積されているデータがある場合、前記故障波長の前記バッファに蓄積されているデータを他の波長で送信するように前記スケジューラ部に指令し、前記故障波長の前記バッファへの新たなデータの振り分けを中止することを特徴とする。
　また、本発明の通信プログラムは、前記通信装置の前記判定部、前記スケジューラ制御部および前記振り分け制御部が行う処理をコンピュータもしくは集積回路に実行させることを特徴とする。
　本発明に係る通信装置、通信方法、通信システムおよび通信プログラムは、波長多重された光リングネットワークに接続され、波長ごとに光信号を時分割多重して通信を行う複数の光伝送装置を制御する親装置が正常に動作できない場合に、子装置が新たな親装置として動作するまでの期間の送信遅延を低減することができる。
実施形態に係る光リングネットワークシステムの一例を示す図である。 子装置として動作する光伝送装置の構成例を示す図である。 親装置が故障などで正常に動作できないときの処理例を示す図である。 比較例の光リングネットワークシステムを示す図である。 比較例の光伝送装置の構成を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明に係る通信装置、通信方法、通信システムおよび通信プログラムの実施形態について説明する。なお、実施形態では、複数の光伝送装置（通信装置に対応）が光リングネットワークで接続される光リングネットワークシステム（通信システムに対応）について説明する。
　図１は、実施形態に係る光リングネットワークシステム１００の一例を示す。
　図１の例では、光伝送装置１０１－Ａ、光伝送装置１０１－Ｂ、光伝送装置１０１－Ｃおよび光伝送装置１０１－Ｄが、光ファイバで構成されるリング型のネットワーク（光リングネットワーク１０２）で接続されている。
　ここで、光伝送装置１０１－Ａ、光伝送装置１０１－Ｂ、光伝送装置１０１－Ｃおよび光伝送装置１０１－Ｄに共通する説明を行う場合は、符号末尾のアルファベットを省略して光伝送装置１０１と記載する。複数の光伝送装置１０１のうち、特定の装置を指す場合は、符号末尾にアルファベットを付加して、例えば光伝送装置１０１－Ａと記載する。外部ＮＷ（NetWork）１０３－Ａ、外部ＮＷ１０３－Ｂ、外部ＮＷ１０３－Ｃおよび外部ＮＷ１０３－Ｄについても同様に記載する。
　各光伝送装置１０１には、外部ＮＷ１０３がそれぞれ接続され、光リングネットワーク１０２を介して、これらの外部ＮＷ１０３間での通信が可能である。ここで、外部ＮＷ１０３から受信するデータは、波長多重される複数の波長の光信号に振り分けられ、通信先の光伝送装置１０１に送信される。
　外部ＮＷ１０３は、上述の光リングネットワークシステムに接続されるＮＷであり、ＮＷ装置などが接続される。
　ここで、実施形態に係る光リングネットワークシステム１００は、光信号を波長多重して通信を行う。例えば、図１では、λ１－ｎのｎ個（ｎは正の整数）の波長の光信号が波長多重されている。
　さらに、光リングネットワークシステム１００は、バースト光リングネットワーク技術を用いる。これにより、複数の光伝送装置１０１は、波長ごとに光信号を時分割多重（光ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access））して、光リングネットワーク１０２上で通信を行う。
　図１において、複数の光伝送装置１０１のうち、１台の光伝送装置１０１が親装置（親の通信装置に対応）、他の光伝送装置１０１が子装置（子の通信装置に対応）として動作する。親装置は、波長ごとに全装置の光信号の送信タイミングなどを制御する。ここで、初期状態における親装置は予め決められており、例えば光伝送装置１０１－Ａが親装置である場合、光伝送装置１０１－Ｂ、光伝送装置１０１－Ｃおよび光伝送装置１０１－Ｄは子装置となる。
　親装置の光伝送装置１０１は、自装置を含む全ての光伝送装置１０１の光信号の送信タイミングを決定し、子装置の光伝送装置１０１に対して、光信号の送信タイミングを割り当てるための制御信号（割当信号）を送信する。また、親装置の光伝送装置１０１は、子装置の光伝送装置１０１が新たに光リングネットワーク１０２に接続されたか否かを検出するための制御信号（探索信号）を送信する。なお、光信号を送信するごとに送信タイミングを割り当てる必要があり、割当信号は定期的に送信される。また、探索信号は、定期的に送信されてもよいし、不定期に送信されてもよい。
　ここで、割当信号は、光信号の送信タイミングを割り当てるための情報を有する。例えば割当信号は、割り当て対象の光伝送装置１０１を区別するための装置識別子、光信号の送信を開始する時刻を示す送信開始時刻、光信号を送信している時間を示す送信時間（送信継続時間）などの情報を含む。探索信号は、新たに接続された光伝送装置１０１が親装置に登録を要求するための登録要求信号の送信を開始する時刻を示す送信開始時刻、登録要求信号を送信している時間を示す送信時間などの情報を含む。
　子装置の光伝送装置１０１は、親装置から受信する割当信号により割り当てられた送信タイミングで光信号を送信する。また、子装置の光伝送装置１０１は、新たに光リングネットワーク１０２に接続する場合、親装置から受信する探索信号に基づいて、登録要求信号を親装置に送信する。これにより、新たに光リングネットワーク１０２に接続された子装置の光伝送装置１０１は、親装置に登録することができる。そして、登録された子装置の光伝送装置１０１は、親装置から受信する割当信号により割り当てられた送信タイミングで光信号を送信することができる。
　このように、親装置として機能する光伝送装置１０１は、波長ごとに自装置を含む全ての光伝送装置１０１が光信号を送信するタイミングの制御および新規接続時の登録などを行う。ここで、実施形態では、全ての波長において同じ光伝送装置１０１が親装置として機能するものとして説明するが、波長ごとに異なる光伝送装置１０１が親装置として機能するようにしてもよい。あるいは、いくつかの波長をグループ化して、グループごとに異なる光伝送装置１０１が親装置として機能するようにしてもよい。
　ここで、図１に示す光リングネットワークシステム１００において、親装置が故障などで正常に動作できない場合、割当信号および探索信号の送信が行われないため、システム運用が継続できないという問題がある。そこで、実施形態に係る光伝送装置１０１は、親装置の光伝送装置１０１が正常に動作できない場合に、子装置の光伝送装置１０１が親装置として動作することにより、システム運用を継続できる機能を有する。
　なお、上述の処理は波長ごとに行われるので、親装置が特定の波長（故障波長と称する）で正常に動作できない場合、子装置が親装置に代わって動作するまでの期間に、故障波長でのデータが送信されず、バッファに蓄積されたデータの送信遅延が発生する。このため、実施形態に係る光リングネットワークシステム１００は、子装置が親装置に代わって動作するまでの期間、故障波長のデータを他の波長で送信する機能を有する。なお、親装置における故障波長以外の他の波長は、正常に動作しているものとする。あるいは、複数の波長に対して一つの同じ親装置が設定されるのではなく、波長ごとに異なる親装置が設定されてもよい。これにより、ある波長の親装置が故障した場合でも他の波長の親装置による送信が可能である。
　（光伝送装置１０１の構成例）
　図１で説明した４つの光伝送装置１０１は、親装置と子装置の両方の機能を有し、いずれか一方を選択して親装置または子装置として動作する。例えば親装置の機能が選択された場合は、光伝送装置１０１－Ａは親装置として動作し、子装置の機能が選択された場合は、光伝送装置１０１－Ａは子装置として動作する。
　ここで、以降の説明では、光伝送装置１０１－Ａが親装置、光伝送装置１０１－Ｂ、光伝送装置１０１－Ｃおよび光伝送装置１０１－Ｄが子装置として運用中であるものとする。そして、親装置として動作する光伝送装置１０１－Ａの故障により、特定波長の通信が正常に行えない状態になった場合を想定する。
　図２は、子装置として動作する図１に示す光伝送装置１０１－Ｂの構成例を示す。なお、光伝送装置１０１－Ｂと同じ子装置として動作する光伝送装置１０１－Ｃおよび光伝送装置１０１－Ｄは、光伝送装置１０１－Ｂと同様に動作する。
　図２において、光伝送装置１０１－Ｂは、レイヤ１処理部（Ｌ１部）２０１、レイヤ２処理部（Ｌ２部）２０２、スイッチ部（ＳＷ部）２０３、光送信部（Ｂ－Ｔｘ部）２０４、光受信部（Ｂ－Ｒｘ部）２０５、光カプラ２０６、光カプラ２０７、判定部２０９、スケジューラ制御部２２０および振分制御部２２１を有する。
　Ｌ１部２０１は、ＯＳＩ参照モデル第１層（物理層）を処理する機能を有する。
　Ｌ２部２０２は、ＯＳＩ参照モデル第２層（データリンク層）を処理する機能を有する。実施形態では、Ｌ２部２０２は、後述の信号検知部２１１を有し、信号検知部２１１は、光リングネットワーク１０２から受信する光信号から割当信号または探索信号を検知する。また、Ｌ２部２０２は、親装置と子装置の両方の機能を有し、後述の判定部２０９の指令に基づいて、いずれかの機能で動作する。親装置の場合は、送信タイミングの制御および未登録の光伝送装置１０１の検知・登録を行う。子装置の場合は、親装置から指示された送信開始時刻および送信時間に従い、Ｂ－Ｔｘ部２０４から送信する光信号の送信タイミングを制御するとともに、親装置から探索信号を受信して登録を行う。なお、上述の処理は、波長ごとに行われる。
　ＳＷ部２０３は、外部ＮＷ１０３－Ｂに接続されるＬ２－ＳＷなどの電気パケットスイッチであり、予め設定されたルールに従い、Ｌ２部２０２と外部ＮＷ１０３－Ｂとの間のパケット転送を処理する機能を有する。実施形態では、ＳＷ部２０３は、スケジューラ部２５１、バッファ部２５２および振り分け部２５３を有する。
　スケジューラ部２５１は、波長ごとにスケジューラ２６１を有する。スケジューラ２６１は、予め指定されたスケジュールの送信タイミングで、波長ごとのバッファ２６２に蓄積されたデータをＢ－Ｔｘ部２０４から送信する。例えば、波長λ１での送信はスケジューラ２６１（１）、波長λ２での送信はスケジューラ２６１（２）がそれぞれ対応する。なお、実施形態では、スケジューラ２６１は、担当する波長以外のバッファ２６２に蓄積されたデータを読み出して、担当する波長で送信する機能を有する。例えば、スケジューラ制御部２２０の指令により、バッファ部２５２の故障波長λ２のバッファ２６２（２）に蓄積されているデータを故障していない他の波長λ１のスケジューラ２６１（１）が読み出して送信することができる。
　バッファ部２５２は、振り分け部２５３から受け取るデータを蓄積し、スケジューラ部２５１の指令によりデータの送信を行う。なお、バッファ部２５２は、使用する波長ごとにバッファ２６２を有する。例えば、波長λ１はバッファ２６２（１）、波長λ２はバッファ２６２（２）がそれぞれ対応する。なお、実施形態では、バッファ２６２に蓄積されている各波長のデータは、スケジューラ部２５１のどの波長のスケジューラ２６１からでも送信可能である。例えば、図２の点線で示すように、波長λ１のバッファ２６２（１）に蓄積されているデータは、波長λ２のスケジューラ２６１（２）で読み出して送信することができる。同様に、波長λ２のバッファ２６２（２）に蓄積されているデータは、波長λ１のスケジューラ２６１（１）で読み出して送信することができる。不図示の他の波長についても同様である。
　振り分け部２５３は、外部ＮＷ１０３－Ｂから入力する送信データをバッファ部２５２の波長ごとのバッファ２６２に振り分ける。実施形態では、振り分け部２５３は、振分制御部２２１の指令により、外部ＮＷ１０３－Ｂから入力する送信データをバッファ部２５２の故障波長のバッファ２６２に振り分けないようにすることができる。
　Ｂ－Ｔｘ部２０４は、光信号を断続的に出力する送信部で、光カプラを介して光ファイバに対して、Ｌ１部２０１から転送された信号を光信号としてバースト的に送信する。また、Ｂ－Ｔｘ部２０４は、複数の波長ごとに送信部（Ｔｘ）を有する。例えば波長λ１のＴｘ２０４（１）、波長λ２のＴｘ２０４（２）、・・・、波長λｎのＴｘ２０４（ｎ）（不図示）を有する。具体的には、例えばＴｘ２０４（１）は、Ｌ１部２０１から転送された信号を波長λ１の光信号としてバースト的に送信する。
　Ｂ－Ｒｘ部２０５は、断続的な光信号を受信する受信部で、光カプラを介して、光ファイバから光信号をバースト的に受信し、Ｌ１部２０１に信号を転送する。また、Ｂ－Ｒｘ部２０５は、複数の波長ごとに受信部（Ｒｘ）を有する。例えば波長λ１のＲｘ２０５（１）、波長λ２のＲｘ２０５（２）、・・・、波長λｎのＲｘ２０５（ｎ）（不図示）を有する。例えばＲｘ２０５（１）は、光ファイバから光信号をバースト的に受信し、Ｌ１部２０１に信号を転送する。ここで、先に説明したＢ－Ｔｘ部２０４およびＢ－Ｒｘ部２０５は、通信部に対応する。
　光カプラ２０６および光カプラ２０７は、入力される光信号のパワーを分岐する機能を有する。
　判定部２０９は、Ｌ２部２０２の信号検知部２１１から割当信号または探索信号の受信状況の通知を受け、親装置の光伝送装置１０１が正常に動作しているか否かを判定する。例えば、判定部２０９は、予め決められた期間に親装置から送信される割当信号または探索信号が受信されない場合、親装置が正常に動作していないと判定する。なお、判定は、波長ごとに行われる。そして、判定部２０９は、親装置が故障などで正常に動作していないと判定した場合、自装置が親装置として動作すべきか否かを判断する。そして、判定部２０９は、自装置が親装置として動作するか、自装置が子装置として動作するかをＬ２部２０２に指示する。ここで、自装置が親装置として動作すべきか否かの判断は、光リングネットワーク１０２に接続される全ての子装置において並行して行われている。なお、複数の子装置が同時に親装置として動作しないように排他的に処理され、複数の子装置から選択された１台の子装置が親装置になる。
　信号検知部２１１は、光リングネットワーク１０２から受信する割当信号または探索信号を波長ごとに検知する。そして、信号検知部２１１は、割当信号または探索信号の受信状況を判定部２０９に通知する。ここで、割当信号または探索信号に関する情報には、装置識別子、送信開始時刻、送信時間などの情報が含まれている。また、受信状況は、例えば、割当信号または探索信号の受信の有無や受信時刻などの情報である。なお、判定部２０９は、これらの情報に基づいて、複数の子装置から新たな親装置として動作すべき１台の子装置を選択し、自装置が選択された場合は、Ｌ２部２０２の動作を親装置に切り替えて、自装置を親装置として動作させる。
　スケジューラ制御部２２０は、判定部２０９により親装置が故障したと判定された場合、スケジューラ部２５１に対して故障波長のデータ送信の中止を指令する（送信中止）。そして、スケジューラ制御部２２０は、バッファ部２５２の故障波長のバッファ２６２のバッファ量が０になるまで、他の波長のスケジューラ２６１に故障波長のバッファ２６２に蓄積されているデータを送信するように指令する。また、スケジューラ制御部２２０は、判定部２０９により親装置への切り替え完了が通知された場合、スケジューラ部２５１に対して故障波長のデータ送信の再開を指令する（送信再開）。
　振分制御部２２１は、判定部２０９により親装置が故障したと判定された場合、バッファ部２５２の故障波長のバッファ２６２へのデータの振り分けを中止するように、振り分け部２５３に指令する。また、振分制御部２２１は、判定部２０９により親装置への切り替え完了が通知された場合、バッファ部２５２の故障波長のバッファ２６２へのデータの振り分けを再開するように、振り分け部２５３に指令する。
　このように、実施形態に係る光伝送装置１０１は、正常に動作できない親装置の代わりに子装置が新たな親装置として動作を開始するまでの期間、故障波長のデータの送信と故障波長のバッファ２６２へのデータの振り分けを中止するとともに、故障波長のバッファ２６２に蓄積されたデータを他の波長で送信することにより、送信遅延を低減することができる。
　（親装置の故障判定時の処理）
　図３は、親装置が故障などで正常に動作できないときの処理例を示す。ここで、図３は、光伝送装置１０１が子装置として動作している場合の処理であり、図２で説明した光伝送装置１０１－Ｂの主に信号検知部２１１、判定部２０９、スケジューラ制御部２２０および振分制御部２２１により実行される。なお、図３で説明する処理に対応するプログラムをコンピュータもしくはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路で実行するようにしてもよい。また、プログラムは、記憶媒体に記録して提供されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。
　ステップＳ１０１において、子装置として動作中の光伝送装置１０１は、親装置が故障などで正常に動作できないときの処理を開始する。
　ステップＳ１０２において、判定部２０９は、親装置が故障などで正常に動作していないか否かを判定する（故障判定）。例えば、判定部２０９は、予め決められた期間に親装置から割当信号または探索信号を受信しなかった場合、親装置が故障であると判定する。親装置が故障と判定された場合（Ｙ）は、ステップＳ１０３の処理に進み、親装置が故障ではない場合（Ｎ）は、ステップＳ１０２の処理を繰り返し実行する。
　ステップＳ１０３において、スケジューラ制御部２２０は、スケジューラ部２５１の故障波長のスケジューラ２６１にスケジューリングの中止を指令する。また、振分制御部２２１は、外部ＮＷ１０３から入力する送信データをバッファ部２５２に振り分けるときに、故障波長のバッファ２６２への振り分けを中止する。例えば故障波長が波長λ２である場合、スケジューラ制御部２２０は、スケジューラ部２５１のスケジューラ２６１（２）にスケジューリングの中止を指令する。また、故障波長が波長λ２である場合、振分制御部２２１は、バッファ部２５２のバッファ２６２（２）への送信データの振り分けを中止する。
　ステップＳ１０４において、スケジューラ制御部２２０は、故障波長とは異なる他の波長のスケジューラ２６１に指令して、故障波長のバッファ２６２からデータを送信させる。例えば故障波長が波長λ２である場合、スケジューラ制御部２２０は、スケジューラ部２５１のスケジューラ２６１（１）に指令して、故障波長のバッファ２６２（２）に蓄積されたデータを波長λ１で送信させる。
　ステップＳ１０５において、スケジューラ制御部２２０は、故障波長のバッファ量が０であるか否かを判別する。故障波長のバッファ量＝０である場合（Ｙ）は、ステップＳ１０６の処理に進み、故障波長のバッファ量＝０でない場合（Ｎ）は、ステップＳ１０４の処理に戻る。
　ステップＳ１０６において、判定部２０９は、故障した親装置の代わりに自装置または他の子装置が親装置への切り替えを完了したか否かを判別する。親装置への切替完了である場合（Ｙ）は、ステップＳ１０７の処理に進み、親装置への切替完了でない場合（Ｎ）は、ステップＳ１０６の処理を繰り返す。ここで、親装置への切り替えが完了したか否かは、例えば故障波長において、親装置から割当信号または探索信号を再び受信できるようになったか否かにより判別できる。
　ステップＳ１０７において、スケジューラ制御部２２０は、故障波長のスケジューラ２６１にスケジューリングの再開を指令する。また、振分制御部２２１は、振り分け部２５３に故障波長のバッファ２６２への振り分けの再開を指令する。例えば故障波長が波長λ２である場合、スケジューラ制御部２２０は、スケジューラ部２５１のスケジューラ２６１（２）にスケジューリングの再開を指令する。また、振分制御部２２１は、振り分け部２５３にバッファ２６２（２）への送信データの振り分けの再開を指令する。
　ステップＳ１０８において、親装置が故障などで正常に動作できないときの処理を終了する。
　このように、実施形態に係る光伝送装置１０１は、正常に動作できない親装置の代わりに子装置が新たな親装置として動作するまでの期間、故障波長のデータの送信と故障波長のバッファ２６２へのデータの振り分けを中止するとともに、故障波長のバッファ２６２に蓄積されたデータを他の波長で送信することにより、送信遅延を低減することができる。
　［比較例］
　図４は、比較例の光リングネットワークシステム８００を示す。なお、図４において、図１と同符号のブロックは図１と同様に動作する。
　図４の比較例では、光伝送装置８０１－Ａ、光伝送装置８０１－Ｂ、光伝送装置８０１－Ｃおよび光伝送装置８０１－Ｄが、光リングネットワーク１０２で接続されている。
　図４の比較例の光リングネットワークシステム８００と、図１の実施形態に係る光リングネットワークシステム１００との違いは、４つの光伝送装置８０１の機能である。比較例の光伝送装置８０１は、実施形態に係る光伝送装置１０１と同様に、親装置または子装置として動作可能であり、正常に動作できない親装置の代わりに子装置が新たな親装置として動作する機能を有する。しかし、比較例の光伝送装置８０１は、子装置が新たな親装置として動作するまでの期間、故障波長のデータの送信が行われないので、送信遅延が発生するという問題がある。
　図５は、図４に示す子装置として動作する比較例の光伝送装置８０１－Ｂの構成例を示す。なお、光伝送装置８０１－Ｃおよび光伝送装置８０１－Ｄについても光伝送装置８０１－Ｂと同様に動作する。ここで、図４において、光伝送装置８０１－Ａが親装置、光伝送装置８０１－Ｂ、光伝送装置８０１－Ｃおよび光伝送装置８０１－Ｄが子装置として運用中であるものとする。そして、親装置の光伝送装置８０１－Ａの故障により、特定の波長の通信が正常に行えない状態になった場合を想定する。ここで、図５の比較例の光伝送装置８０１－Ｂは、図２の実施形態に係る光伝送装置１０１－Ｂと同様に、正常に動作できない親装置の代わりに子装置が新たな親装置として動作する機能を有する。
　図５において、光伝送装置８０１－Ｂは、Ｌ１部９０１、Ｌ２部９０２、Ｂ－Ｔｘ部９０４、Ｂ－Ｒｘ部９０５、光カプラ９０６、光カプラ９０７、判定部９０９および信号検知部９１１を有する。ここで、光伝送装置８０１－Ｂの基本的な機能は、図２で説明した実施形態に係る光伝送装置１０１－ＢのＬ１部２０１、Ｌ２部２０２、Ｂ－Ｔｘ部２０４、Ｂ－Ｒｘ部２０５、光カプラ２０６、光カプラ２０７、判定部２０９および信号検知部２１１と同じである。但し、比較例のＳＷ部９０３の動作が図２の実施形態のＳＷ部２０３と異なる。
　ＳＷ部９０３では、振り分け部９５３により波長ごとのバッファ９６２に振り分けられたデータは、各波長のスケジューラ９６１により送信される。これに対して、図２の実施形態に係るＳＷ部２０３では、振り分け部２５３により波長ごとのバッファ２６２に振り分けられたデータは、スケジューラ制御部２２０の指令に基づいて、他の波長のスケジューラ２６１により送信可能である。
　比較例の光伝送装置８０１のＳＷ部９０３は、スケジューラ部９５１、バッファ部９５２および振り分け部９５３を有する。
　スケジューラ部９５１は、予め決められたスケジュールに従って、波長ごとにバッファ部９５２のバッファ９６２に蓄積されたデータを送信する。このため、正常に動作できない親装置の代わりに子装置が新たな親装置として動作するまでの期間、故障波長のバッファ９６２に蓄積されたデータの送信ができなくなる。
　振り分け部９５３は、外部ＮＷ１０３－Ｂから入力する送信データをバッファ部９５２の波長ごとのバッファ９６２に振り分ける。このため、正常に動作できない親装置の代わりに子装置が新たな親装置として動作するまでの期間、故障波長のバッファ９６２にデータが蓄積され続ける。
　このように、比較例の光伝送装置８０１は、子装置が新たな親装置として動作するまでの期間、故障波長のデータの送信が行われず、データがバッファ９６２に蓄積され続けるので、故障波長のデータに送信遅延が発生するという問題がある。
　これに対して、図２および図３で説明した実施形態に係る光伝送装置１０１は、正常に動作できない親装置の代わりに子装置が新たな親装置として動作するまでの期間、故障波長のデータの送信と故障波長のバッファ２６２へのデータの振り分けを中止する。さらに、実施形態に係る光伝送装置１０１は、故障波長のバッファ２６２に蓄積されたデータを他の波長で送信する。これにより、図１の実施形態に係る光リングネットワークシステム１００は、故障波長におけるデータの送信遅延を低減することができる。
　以上のように、本発明に係る通信装置、通信方法、通信システムおよび通信プログラムは、波長多重された光リングネットワークに接続される親装置と子装置とからなる複数の光伝送装置が波長ごとに光信号を時分割多重して通信を行うシステムに適用される。そして、子装置の光伝送装置は、正常に動作できない親装置の代わりに新たな親装置として動作するまでの期間、故障波長のバッファに蓄積された送信データを他の波長で送信することにより、送信遅延を低減することができる。
１００，８００・・・光リングネットワークシステム；１０１，８０１・・・光伝送装置；１０２・・・光リングネットワーク；１０３・・・外部ＮＷ；２０１，９０１・・・Ｌ１部；２０２，９０２・・・Ｌ２部；２０３，９０３・・・ＳＷ部；２０４，９０４・・・Ｂ－Ｔｘ部；２０５，９０５・・・Ｂ－Ｒｘ部；２０６，２０７，９０６，９０７・・・光カプラ；２０９，９０９・・・判定部；２１１，９１１・・・信号検知部；２２０・・・スケジューラ制御部；２２１・・・振分制御部；２５１，９５１・・・スケジューラ部；２５２，９５２・・・バッファ部；２５３，９５３・・・振り分け部；２６１，９６１・・・スケジューラ；２６２，９６２・・・バッファ

Claims (7)

  1. 　波長多重された光リングネットワークに接続され、波長ごとに光信号を時分割多重して通信を行うとともに、親の通信装置から送信される制御信号を受信する通信部と、
    　予め決められた期間に前記制御信号が受信されない場合、前記親の通信装置が正常に動作していないことを波長ごとに判定する判定部と、
    　送信するデータを波長ごとのバッファに振り分ける振り分け部と、
    　波長ごとの前記バッファに蓄積されたデータを予め決められたスケジュールに従って波長ごとに送信するスケジューラ部と、
    　前記親の通信装置が正常に動作していないと判定された波長を故障波長として、前記スケジューラ部に前記故障波長のデータの送信中止を指令するとともに、前記故障波長の前記バッファに蓄積されているデータを他の波長で送信するように前記スケジューラ部に指令するスケジューラ制御部と、
    　前記故障波長の前記バッファへの新たなデータの振り分けを中止する振り分け制御部と
    　を有することを特徴とする通信装置。
  2. 　請求項１に記載の通信装置において、
    　前記判定部は、正常に動作していない前記親の通信装置の代わりに自装置を含む他の通信装置のいずれかが新たな親の通信装置として動作を開始したことを判定し、
    　前記スケジューラ制御部は、前記スケジューラ部に前記故障波長のデータの送信再開を指令し、
    　前記振り分け制御部は、前記振り分け部に前記故障波長の前記バッファへの新たなデータの振り分け再開を指令する
    　ことを特徴とする通信装置。
  3. 　波長多重された光リングネットワークに接続される複数の通信装置のうち、１台を親の通信装置、その他を子の通信装置として、波長ごとに光信号を時分割多重して通信を行う通信システムで用いる通信方法であって、
    　前記親の通信装置は、
    　複数の前記子の通信装置に制御信号を送信し、
    　前記子の通信装置は、
    　予め決められた期間に前記親の通信装置から前記制御信号が受信されない場合、前記親の通信装置が正常に動作していないことを波長ごとに判定し、
    　前記親の通信装置が正常に動作していないと判定された波長を故障波長として、前記故障波長のデータの送信を制御するスケジューラ部に対してデータの送信中止を指令し、
    　前記故障波長のバッファに蓄積されているデータがある場合、前記故障波長の前記バッファに蓄積されているデータを他の波長で送信するように前記スケジューラ部に指令し、前記故障波長の前記バッファへの新たなデータの振り分けを中止する
    　ことを特徴とする通信方法。
  4. 　請求項３に記載の通信方法において、
    　前記子の通信装置は、
    　正常に動作していない前記親の通信装置の代わりに自装置を含む他の通信装置のいずれかが新たな親の通信装置として動作を開始したことを判定し、
    　前記故障波長の前記スケジューラ部に前記故障波長のデータの送信再開を指令し、
    　前記振り分け部に前記故障波長の前記バッファへの新たなデータの振り分け再開を指令する
    　ことを特徴とする通信方法。
  5. 　波長多重された光リングネットワークに接続される複数の通信装置のうち、１台を親の通信装置、その他を子の通信装置として、波長ごとに光信号を時分割多重して通信を行う通信システムにおいて、
    　前記親の通信装置は、
    　複数の前記子の通信装置に制御信号を送信し、
    　前記子の通信装置は、
    　予め決められた期間に前記親の通信装置から前記制御信号が受信されない場合、前記親の通信装置が正常に動作していないことを波長ごとに判定し、
    　前記親の通信装置が正常に動作していないと判定された波長を故障波長として、前記故障波長のデータの送信を制御するスケジューラ部に対してデータの送信中止を指令し、
    　前記故障波長のバッファに蓄積されているデータがある場合、前記故障波長の前記バッファに蓄積されているデータを他の波長で送信するように前記スケジューラ部に指令し、前記故障波長の前記バッファへの新たなデータの振り分けを中止する
    　ことを特徴とする通信システム。
  6. 　請求項５に記載の通信システムにおいて、
    　前記子の通信装置は、
    　正常に動作していない前記親の通信装置の代わりに自装置を含む他の通信装置のいずれかが新たな親の通信装置として動作を開始したことを判定し、
    　前記故障波長の前記スケジューラ部に前記故障波長のデータの送信再開を指令し、
    　前記振り分け部に前記故障波長の前記バッファへの新たなデータの振り分け再開を指令する
    　ことを特徴とする通信システム。
  7. 　請求項１または請求項２に記載の前記通信装置の前記判定部、前記スケジューラ制御部および前記振り分け制御部が行う処理をコンピュータもしくは集積回路に実行させることを特徴とする通信プログラム。
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