(57)【要約】  ジャストインタイム（ＪＩＴ）信号送信及び進歩したデータ送信並びにメモリ・アクセス及び管理を有する光バースト・スイッチ・ネットワーク・システム及び方法。該システム及び方法は、アナログ及びディジタル信号型のような任意の信号型を有する同時データ送信を許容し、それにおいて、ＪＩＴ信号送信は、電気・光変換を必要としない光信号の引き続く同時送信を許容する。システムは、受動星型カプラを有する光信号バスを含む。光信号バスと光通信し、かつネットワーク端末デバイスとネットワーク通信する複数のネットワーク・アダプタが提供される。ネットワーク・アダプタは、受信器、送信器、及び端末設備とネットワーク・システムとの間のバーストとしてのデータ信号の双方向の移動を許容する制御ロジックを含む。送信器及び受信器は、固定であっても調整可能であっても良い。
2007502598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号結合デバイスを含む光信号バスと、
光信号バスと光通信状態にありかつネットワーク端末デバイスとネットワーク通信状態にある複数のネットワーク・アダプタであって、該ネットワーク・アダプタの各々は、端末設備に結合され、かつ受信器、送信器、及び端末設備とネットワーク・システムとの間のバーストとしてデータ信号の双方向送信を許容する制御ロジックを含む、前記複数のネットワーク・アダプタと、
要求している光アダプタによって開始されたリクエストに基づいて、要求しているネットワーク・アダプタと、要求されたネットワーク・アダプタとの間の信号通信を確立するよう、光信号バスから受信された信号を処理するための、光信号バスと光通信する光バス・コントローラと、
を備えた光バースト・スイッチ（ＯＢＳ）ネットワーク・システム。
【請求項２】
信号結合システムは、受動星型カプラもしくはアレイ導波管格子である請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
ネットワーク・システムは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）である請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
光アダプタは、コンピュータに結合される請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
光信号バスと光通信しかつ１つまたは複数の外部ネットワークとネットワーク通信するよう構成された光ネットワーク・インターフェースをさらに含む請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
受信器及び送信器は、固定または調整可能である請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
受信器及び送信器の少なくとも一方は、調整可能である請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
光バースト・スイッチ（ＯＢＳ）ネットワーク・システムにおいて使用するための光信号バスであって、
複数の光フィルタであって、各フィルタは、入力光信号を受信する入力と、光バス・コントローラに制御チャンネル信号を送信するよう構成された第１の出力と、個々の波長でデータ信号を送信するよう構成された第２の出力とを有する前記複数の光フィルタと、
信号結合デバイスであって、
複数の光フィルタの第２の出力と光通信する複数の入力、及び
結合されたデータ信号を個々の波長で送信する複数の出力、を含む信号結合デバイスと、
複数の光カプラであって、該カプラの各々が、
光バス・コントローラによって開始された制御チャンネル信号を受信する第１の入力、
信号結合デバイスからの結合されたデータ信号を受信する第２の入力、及び
出力光信号を送信するよう構成された出力、を含んだ前記複数の光カプラと、
を備えた光信号バス。
【請求項９】
信号結合デバイスは、受動星型カプラ及び／またはアレイ導波管格子である請求項８に記載のバス。
【請求項１０】
光バースト・スイッチ（ＯＢＳ）ネットワーク・システムにおいて使用するための光バス・ネットワーク・アダプタであって、
光フィルタであって、
入力された光信号を受信するための入力、
データ信号を送信するための第１の出力、及び
制御信号を送信するための第２の出力、を含む前記光フィルタと、
光フィルタからのデータ信号を受信するための入力、及びデータ信号を送信するための出力、を有するデータ・チャンネル受信器と、
光フィルタからの制御信号を受信するための入力、及びデータ信号を送信するための出力、を有する制御チャンネル受信器と、
物理層インターフェースであって、
制御チャンネル受信器からの制御信号を受信するための第１の入力、
データ・チャンネル受信器からのデータ信号を受信するための第２の入力、
制御信号を送信するための第１の出力、及び
データ信号を送信するための第２の出力、を含む前記物理層インターフェースと、
物理層インターフェースからの制御信号を受信するための第１の入力、及び制御メッセージを送信するための出力を有する制御メッセージ・プロセッサであって、少なくとも１つの制御基準を決定するためにバッファ・メモリ及びアダプタ制御プロセッサと通信する前記制御メッセージ・プロセッサと、
バックプレーン・インターフェースであって、
物理層インターフェースからのデータ信号を受信するための第１の入力、
制御メッセージ・プロセッサからの制御メッセージを受信するための第２の入力、及び
データ信号及び制御メッセージを送信するための出力、を含む前記バックプレーン・インターフェースと、
を備えたネットワーク・アダプタ。
【請求項１１】
光バースト・スイッチ（ＯＢＳ）ネットワーク・システムにおいて履行される光バス・コントローラであって、
複数の光・電気変換器であって、該変換器の各々が、光信号を受信するための入力、及び電気信号を送信するための出力を含む、前記複数の光・電気変換器と、
複数のイングレス・メッセージ・エンジンであって、該イングレス・エンジンの各々が、光・電気変換器の１つの出力を受信するための入力を有し、光・電気変換器の１つの出力をパースして、現在の状態及びプロトコル応答に基づいて動作する前記複数のイングレス・メッセージ・エンジンと、
転送情報をイングレス・メッセージ・エンジンに提供するよう、複数のイングレス・メッセージ・エンジンと通信するよう構成されたアドレス・レゾルーション・テーブルと、
イングレス・エンジン及びアドレス・レゾルーション・テーブルからの入力に基づいて転送スケジュールを決定するよう、複数のイングレス・エンジンと通信するためのチャンネル・アービトレーション・デバイスと、
複数のエグレス・メッセージ・エンジンであって、該エグレス・エンジンの各々が、チャンネル・アービトレーション・デバイスからの通信を受信するための入力、及びスケジューリング・データを送信するための出力を有する、前記複数のエグレス・メッセージ・エンジンと、
複数の電気・光変換器であって、該変換器の各々が、エグレス・エンジンからのデータを受信するための入力、及び光信号バスにデータを送信するための出力を有する、前記複数の電気・光変換器と、
を備えた光バス・コントローラ。
【請求項１２】
光バースト・スイッチ（ＯＢＳ）ネットワーク・システムであって、
信号結合デバイスを含む光信号バスと、
光信号バスと光通信しかつネットワーク端末デバイスとネットワーク通信するよう構成された複数のネットワーク・アダプタであって、該ネットワーク・アダプタの各々は、端末設備に結合され、かつ端末設備とＯＢＳネットワーク・システムとの間のバーストとしてデータ信号の双方向の移動を許容する、受信器、送信器、及び制御デバイスを含む、前記複数のネットワーク・アダプタと、
所定の通信プロトコルに基づいて、要求するネットワーク・アダプタと、要求されたネットワーク・アダプタとの間の通信を確立するよう、光信号バスからの信号を処理するための、光信号バスと光通信する光バス・コントローラと、
を備え、バースト通信が用意されているということを示すために、ネットワークに結合されたネットワーク・アダプタの１つに信号送信するよう、ジャストインタイム信号送信プロトコルを履行する光バースト・スイッチ・ネットワーク・システム。
【請求項１３】
信号結合デバイスは、受動星型カプラまたはアレイ導波管格子である請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
ネットワーク・システムは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）である請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
受信器及び送信器は、固定または調整可能である請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
受信器及び送信器の少なくとも一方は、調整可能である請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
複数のノードを有する光ネットワークにおける透明なデータ送信のための方法であって、
光バースト・スイッチ・アーキテクチャを履行する光学的に包括的なローカル・エリア・ネットワークを提供する段階と、
引き続くデータ送信メッセージのための光経路をセットアップするためにノードから信号送信メッセージを送信する段階と、
行われている電気・光変換でネットワーク内の１つのノードにおける信号送信メッセージを処理する段階と、
ローカル・エリア・ネットワークにおける光経路を介して、データの任意の型を含むデータ送信メッセージを送信する段階と、
を含む方法。
【請求項１８】
ローカル・エリア・ネットワークにおけるジャストインタイム（ＪＩＴ）プロトコルを履行する段階をさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
光学的に包括的なネットワークにおける単一波長のデータ送信のための方法であって、
光バースト・スイッチ・ネットワークを提供する段階と、
光バースト・スイッチ・ネットワーク内に複数のネットワーク・アダプタを提供する段階であって、複数のネットワーク・アダプタの各々が光データ送信のための独特かつ専用の波長を有するものである前記段階と、
ネットワーク・アダプタの１つと関連した独特かつ専用の波長で複数のネットワーク・アダプタの１つからデータを送信する段階と、
データ送信を受信するためにもう１つのネットワーク・アダプタの送信波長に複数のネットワーク・アダプタの１つを電子的に調整する段階と、
を含む方法。
【請求項２０】
光バースト・スイッチ・ネットワークにおけるジャストインタイム（ＪＩＴ）プロトコルを履行する段階をさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
複数のネットワーク・ノードを含む光バースト・スイッチ・ネットワークにおけるメモリ・アクセスのための方法であって、
光バースト・スイッチ・ネットワークを提供する段階と、
送信先アドレス・フィールド内のメモリのアドレスを含むセットアップ・メッセージをネットワーク・ノードの１つにおいて構成する段階と、
メモリ場所によって識別されたメモリと関連するもう１つのネットワーク・ノードにセットアップ・メッセージをネットワーク・ノードの１つから送信する段階と、
メモリと関連したもう１つのネットワーク・ノードにおいてセットアップ・メッセージを受信し、該セットアップ・メッセージをパースする段階と、
セットアップ・メッセージによって要求されたメモリが現在アクセス可能であるか否かを決定する段階と、
メモリがアクセス可能であるということを示す決定する段階での結果に応答してメモリにアクセスする段階と、
を含む方法。
【請求項２２】
光バースト・スイッチ・ネットワークにおけるジャストインタイム（ＪＩＴ）プロトコルを履行する段階をさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
メモリにアクセスする段階は、メモリからのデータを読取るかまたはメモリにデータを書き込むかのいずれかを含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
光バースト・スイッチ・ネットワークにおける階層的アドレス指定のための方法であって、
任意の長さの第１のアドレスの組を第１の管理上のエンティティにおいて割り当てる段階と、
任意の長さのｎ番目のアドレスの組を（ｎ＋１）番目の管理上のエンティティにおいて割り当てる段階と、
を含む方法。
【請求項２５】
光バースト・スイッチ・ネットワークは、ジャストインタイム信号送信プロトコルを履行する請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、以下の特許出願からの優先権の特典を主張するものである。
“光バースト・スイッチのローカル・エリア・ネットワーク・アーキテクチャ”と言う名称の米国仮特許出願第６０／４７２,６３０号；
“光バースト・スイッチ、ローカル・エリア・ネットワークにおけるデータ送信及びメモリ記憶のための方法”と言う名称の米国仮特許出願第６０／４７２,６３３号；及び
“光バースト・スイッチのワイド及びローカル・エリア・ネットワーク・アーキテクチャにおけるジャストインタイム信号送信プロトコルの履行”と言う名称の米国仮特許出願第６０／４７２,６３４号、
であり、これらのすべては、２００３年５月２２日に出願された。上述の特許出願の開示は、その全体において、参照によりここに組み込まれる。
【０００２】
開示の分野
本発明は、高度の光通信ネットワークの新規なアーキテクチャに関し、特に、ジャストインタイム（ＪＩＴ）信号送信及び追加の高度のデータ・アクセス特徴を有するワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）及び／またはローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）のような光バースト・スイッチング（ＯＢＳ）ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００３】
高密度波長多重（ｄＷＤＭ）を用いた光ネットワークは、光媒体を用いたデータ送信のための膨大な帯域幅容量を提供する。ｄＷＤＭは、光媒体内で利用可能な超広帯域幅と、一層低い電子スイッチング速度との間のギャップを橋渡しする。ｄＷＤＭは、単一モード・ファイバの莫大な情報搬送容量を、アナログ及びディジタル・データの双方を搬送する各々が異なった波長上の幾つものチャンネルに分割して、一秒につきテラビット程度の集合的なスループットを配信することを可能とする。そのようなものとして、ｄＷＤＭは、一層高速なネットワーキングのインフラストラクチャを提供することができる。光ネットワーク及びｄＷＤＭを採用する現在の通信技術は、一般に、データ転送のためのエンドポイント間にセットアップされる永久もしくは静的に設けられる回路を有した波長経路付けを用いる。しかしながら、永久もしくは静的に設けられる回路は、価格を増し、かつ柔軟性を欠く。
【０００４】
光通信リンクは、中心部及び都市圏（メトロポリタン）のネットワークにおいては共用であるが、ローカル・エリア・データ送信及びアクセス、特に、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮｓ）においては、その進行は、一層緩慢になってきている。結果として、遠隔通信産業は、概して、ＧｉｇＥ（ギガビット・イーサネット（登録商標））及び１０ＧｉｇＥ（１０ギガビット・イーサネット（登録商標））基準のようなその新しい基準を採用することによって、イーサネット（登録商標）のようなポイントツーポイント・ネットワークの成功上に拡張することを好む。さらに、ホストの境界内での通信は、利用可能な帯域幅が制限されるので、電子バスを介して達成される。すべての光ＬＡＮが、調整可能なレーザ、調整可能なフィルタ、増幅を行う受動スター・カプラ、等のような完全に新しいセットの構成要素を必要とすると言う現実を含めた多くの要因によって、産業界での不本意があおられてきている。
【０００５】
従って、全光ローカル・エリア・ネットワーク内のノード間の通信を容易にし、従来の光ネットワークで必要とされる永久または静的に設けられる回路の複雑さ及び非柔軟性を減少するスイッチング技術を用いたローカル・エリア・ネットワークのための全光アーキテクチャを開発することが必要である。また、データの透明性を提供する光学的に包括的なローカル・エリア・ネットワークを開発する必要もあり、すなわち、（レーダ、ＮＴＳＣビデオ、センサ信号、等のような）アナログ信号、ディジタル信号、信号変調、及びデータ送信を履行するために用いられるであろう任意の他の型の信号フォーマットを含む、任意の信号の型の同時送信を行うことができるネットワークを開発する必要もある。所望のネットワークは、また、シームレスなメモリ・アクセスをも包含し、それにより、ネットワーク内のノードが他のノードのメモリをシームレスにアドレス指定することができるであろう。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書は、ジャストインタイム（ＪＩＴ）の信号送信や、任意の信号データ送信、メモリ・アクセス、単一波長送信／受信通信及び統合された完全アドレス・スケーリングのような追加の高度の特徴を有する、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）またはワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）のような光バースト・スイッチ（ＯＢＳ）ネットワークの高度な方法及びアーキテクチュアを記載している。光バースト・スイッチ（ＯＢＳ）のワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）またはローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）は、低い待ち時間及び搬送波とは独立したデータ経路を提供する。さらに、本明細書によれば、ＯＢＳネットワークは、信号の型及びフォーマットに対しては不可知論的である。従って、ネットワークは、広範囲のアナログ及びディジタル・フォーマットを同時に搬送することができる。
【０００７】
光バースト・スイッチ（ＯＢＳ）ネットワークの例示的アーキテクチャは、受動星型カプラまたはアレイ導波管格子のような信号結合デバイスを含む光信号バスと、光信号バスと光通信状態にありかつネットワーク端末デバイスとネットワーク通信状態にある複数のネットワーク・アダプタとを備える。該ネットワーク・アダプタは、調整可能（同調可能）な受信器、送信器、及び端末設備とＯＢＳネットワークとの間でバーストとしてデータ信号の双方向送信を許容する制御ロジックを含み得る。さらに、ＯＢＳネットワークは、データ・チャンネルからの帯域外の単一または多数の波長またはチャンネルを介して、光信号バスと光通信する光バス・コントローラを含み、光信号バスからの信号を処理して、所定のユーザ対ネットワークのプロトコルに従って、要求されたネットワーク・アダプタを、要求しているネットワーク・アダプタに接続する。
【０００８】
一実施形態において、光信号バスはＬＡＮとして履行され得、ネットワーク・アダプタは、ＬＡＮをクライアントまたはサーバ・コンピュータの内部バスに接続することにより、通常のネットワーク・インターフェース・カード（ＮＩＣ）の役割を取る。端末ホストのオペレーティング・システムにおけるデバイス・ドライバは、ＴＣＰ／ＩＰ及びネットワーク・アダプタのようなレガシ・ネットワーク・プロトコル間の、またはレガシ・ネットワーク・プロトコルとして用いられ得る任意の他の型のプロトコル間のリンケージを提供する。ファイバ・チャンネルのような、もしくはＪＩＴネットワークに対して限定される新しく出現するトランスポート層プロトコルのような代替的なプロトコル・スタックも支援され得る。
【０００９】
もう１つの実施形態においては、光信号バスは、複数の光フィルタを含み、各フィルタは、入力光信号を受信する入力と、光バス・コントローラに制御チャンネル信号を送信する第１の出力と、個々の波長でデータ信号を送信する第２の出力とを有する。光データ信号バスは、ネットワークのための中央ハブとして作用する、星型カプラのような信号結合デバイスを含む。星型カプラは、複数の光フィルタの第２の出力と光通信する複数のデータ入力、及び結合されたデータ信号を個々の波長で送信する複数の出力、を含む。結合されたデータ信号は、複数の光カプラの入力によって受信され、各カプラは、光バス・コントローラから送信された制御チャンネル信号を受信する第１の入力と、星型カプラから送信された結合されたデータ信号を受信する第２の入力と、出力光信号を送信する出力と、を含む。
【００１０】
さらにもう１つの実施形態によれば、光バースト・スイッチ（ＯＢＳ）ネットワークにおいて履行するための光バス・ネットワーク・アダプタは、光フィルタを含み、該光フィルタは、入力された光信号を受信する入力と、データ信号を送信する第１の出力と、制御信号を送信する第２の出力と、を含む。アダプタは、また、光フィルタから送信されたデータ信号を受信する入力、及びデータ信号を送信する出力、を有するデータ・チャンネル受信器と、光フィルタから送信された制御信号を受信する入力、及びデータ信号を送信する出力、を有する制御チャンネル受信器と、を含む。アダプタには、物理層インターフェースが含まれ、該物理層インターフェースは、制御チャンネル受信器からの制御信号を受信する第１の入力と、データ・チャンネル受信器からのデータ信号を受信する第２の入力と、制御信号を送信する第１の出力と、データ信号を送信する第２の出力と、を含む。
【００１１】
アダプタは、また、物理層インターフェースからの制御信号を受信する第１の入力、及び制御メッセージを送信する出力を有する制御メッセージ・プロセッサを含み、ここに、該制御メッセージ・プロセッサは、制御基準を決定するためにバッファ・メモリ及びアダプタ制御プロセッサと通信し、電子バックプレーン・インターフェースは、物理層インターフェースからのデータ信号を受信する第１の入力、制御メッセージ・プロセッサからの制御メッセージを受信する第２の入力、及びデータ信号及び制御メッセージを送信する出力、を含む。
【００１２】
例示的な光バースト・スイッチ（ＯＢＳ）ネットワークにおいて履行される光バス・コントローラは、複数の光・電気変換器を含み、該変換器の各々が、光信号を受信する入力、及び電気信号を複数のイングレス・メッセージ・エンジンに送信する出力を含み、該イングレス・エンジンの各々が、光・電気変換器の出力を受信する入力を有し、ここに、イングレス・メッセージ・エンジンは、該メッセージをパースして、現在の状態及びプロトコル応答に基づいて動作する。バス・コントローラは、転送情報をイングレス・メッセージ・エンジンに提供するよう、複数のイングレス・メッセージ・エンジンと通信するアドレス・レゾルーション・テーブルと、イングレス・エンジン及びアドレス・レゾルーション・テーブルからの入力に基づいて転送スケジュールを決定するよう、複数のイングレス・エンジンと通信するチャンネル・アービトレーション・ロジックと、を含む。コントローラは、また、複数のエグレス・メッセージ・エンジンを含み、該エグレス・エンジンの各々が、チャンネル・アービトレーション・ロジックからの通信を受信する入力、及びスケジューリング・データを送信する出力を有し、そしてコントローラは、また、複数の電気・光変換器を含み、該変換器の各々が、エグレス・エンジンからのデータを受信する入力、及び光信号バスにデータを送信する出力を有する。
【００１３】
例示的な方法は、任意の信号の型のＯＢＳネットワークを介して同時信号送信を管理する。例えば、ディジタル信号、アナログ信号、変調された信号、等が、ＯＢＳネットワークを介して同時に送信される。該方法は、データの透明性を可能とするネットワークを実現するために、ジャストインタイム信号送信プロトコルと共に、光スイッチ・バス（ＯＢＳ）アーキテクチャを用いる。
【００１４】
本発明のさらにもう１つの実施形態において、ネットワーク管理方法は、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）における包括的なメモリ・アクセスを提供する。例示的な方法によれば、ネットワークにおけるノードは、ネットワークを備える他のノードのメモリをシームレスにアドレス指定するよう構成される。該管理方法は、ＯＢＳネットワークが、ＷＡＮ／ＬＡＮアプリケーション及びストレージ・エリア・ネットワーク（ＳＡＮ）アプリケーションを併合するのを許容する。
【００１５】
もう１つの実施形態によれば、ネットワーク管理方法が提供されて、単一波長での光信号の送受信を許容し、ネットワーク・アーキテクチャにおける光信号送信の構成要素に対する必要性を除去する。例えば、該方法は、ネットワーク・アダプタごとに１つの波長を許容することによって履行され得、このことは、能動スイッチング構成要素ではなく、受動デバイスの履行を提供する。ＯＢＳネットワークにおいて履行されるとき、受動星型カプラもしくはアレイ導波管格子が、受動の非ブロッキング・スイッチとして働き得る。例示的な方法は、さらに、ＯＢＳアーキテクチャと結合して、ＣＰＵアドレス空間からワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）への統一された全域アドレス指定スケーリングを許容し得る。従来の固定長のアドレス指定とは反対に、この方法は、ネットワーク・アドレス指定の一層効率的な手段を提供する。
【００１６】
ここに開示された方法及びシステムのさらに他の長所は、単に説明のためだけであり制限の目的ではない以下の詳細な説明から容易に明瞭となるであろう。認識されるであろうように、方法及びシステムをプラニングする能力は、他の異なった実施形態を可能とし、それらの幾つかの詳細は、すべて、本発明から逸脱することなく、種々の自明な観点において変更を可能とする。従って、図面及び説明は、本質的に説明のためとして見なされるべきであり、制限のためとして見なされるべきではない。
【００１７】
本明細書に組み込まれて本明細書の部分を構成する添付図面は、例示的な実施形態を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下の記載において、説明の目的で、本開示の充分な理解を与えるために、多くの特定の詳細を述べている。しかしながら、本方法及びシステムは、それらの特定の詳細が無くても実行され得るということが当業者には明瞭であろう。他の事例においては、良く知られた構造及び装置は、本開示を不必要にあいまいにするのを避けるために、ブロック図形態で示されている。
【００１９】
本開示による例示的ネットワークは、ネットワークを管理して履行するために、高度のバースト・スイッチング技術及びジャストインタイム信号送信プロトコルを用いており、このことは、スイッチング・ネットワークが、可変のサイズのパーセルでデータを配信して切換えるのを許容し、そして永久にまたは静的に設けられる回路の必要性を実質的に除去する。バースト・スイッチングは、ネットワークの内側でバッファリングを必要としない。むしろ、可変サイズのバーストのスイッチングが、予約機構を用いることによって、作動中に行われることができる。中間スイッチは、バーストを通過するのにちょうど充分な短期間の間構成されるだけであり、すぐ後に他のバーストをスイッチングするために利用可能である。パケット・スイッチング・パラダイムからの主な違いは、バッファリングが無いことであり、非常に短いもの（すなわち、“パケット”）から非常に長いもの（すなわち、“回路”）まで、バースト長さが非常に広範であることである。
【００２０】
ＯＢＳ  ＬＡＮは、ネットワークが広範な種類のアナログ及びディジタル・フォーマットを同時に搬送することができるように、信号の型及びフォーマットに対して不可知論的である。ＯＢＳ  ＬＡＮは、光ファイバ内で搬送されることができる多数の波長を用いる。ファイバは、単一のファイバ接続内に多数のデータ経路を含む。ＯＢＳ  ＬＡＮは、ＩＰ、ｉＳＣＳＩ、及び他のプロトコルが、これらの波長を介して、個々にアドレス指定可能なネットワーク・アダプタ（ＮＡ）に搬送されるか、または幾つかのネットワーク・アダプタに同報通信されるのを許容する。ネットワーク・アダプタは、電話、コンピュータ、サーバ、レガシー・ネットワーク・インターフェース、等の、ネットワーク端末設備とネットワークとの間のインターフェースを提供する。さらに、ネットワーク・アダプタは、端末設備とネットワークとの間のバーストとしてのデータ信号の双方向の移動を許容するハードワイヤード制御ロジック、並びに、データ信号のバーストフィケーション（burstification）制御及びデータ信号の送信及び受信のためのタイミングを提供するデータ信号バッファを提供する。ネットワーク・アダプタは、また、ベクトル・マッピングされたダイレクト・メモリ・アクセス（ＤＭＡ）及びワイヤー速度フォワード・エラー修正（ＦＥＣ）を含む上層機能を支持するためのロジックと、データ信号送信及び受信機能のための分離光チャンネルを提供しつつ、ユーザ・ネットワーク信号送信機能を支持するネットワーク・インターフェースとをも提供する。ＯＢＳ  ＬＡＮアーキテクチュアは、ネットワークの直径よりも短い保持時間を有する同期信号バーストと、ネットワークの直径よりも長い保持時間を有する切換え光経路との双方を支持する。該アーキテクチャは、単一のチャンネル上での帯域外れの信号送信を提供する。信号送信チャンネルは、信号送信情報を中間スイッチに利用可能とさせるために各ノードにおいて電気−光変換を受ける。ＯＢＳ  ＬＡＮアーキテクチャにおいて、データ・チャンネル／経路は、中間のネットワーク・エンティティに対して透明であり、すなわち、どんな電気−光変換も、ハブ、受動星形結合（ＰＳＣＳ）アレイ波長ガイド格子のような中間ノードにおいては起こらず、データ・レートまたは信号変調に関するどんな仮定も為されない。該アーキテクチュアは、ほとんどの処理タスクがエッジ・ノードにおいてのみ支持されるようなものであり、コア・スイッチ、ハブ及び／またはＰＳＣＳが簡単な状態に保たれる。さらに、アーキテクチャの簡単さは、ノード間での全体的な時間同期を提供しないことによって一層達成される。
【００２１】
ジャストインタイムの信号送信は、バーストとして情報転送に言及する。バーストの長さは、時間について決定され、数ナノ秒から数時間または数日までの範囲に及び得る。ＪＩＴは、また、アナログまたはディジタルであって良いバースト内の情報フォーマットに関するどんな仮定も行わない。さらに、変調方法または情報密度（ビット・レイトまたは帯域幅）に関するどんな仮定も行わない。ジャストインタイム（ＪＩＴ）信号送信プロトコルを履行するネットワークにおいて、信号送信メッセージは、中間スイッチに知らせるために、データのすぐ前で送られる。共通のスレッド(thread)は、情報が送信される前のラウンド・トリップ待ち時間の除去である。テル・アンド・ゴー・アプローチ(tell-and-go approach)とも称されるＪＩＴアプローチにおいて、ネットワークのスイッチの内側のスイッチング素子は、バーストが受信されたということを第１の受信された信号送信メッセージが知らせるや否や、入ってくるバーストのために構成される。
【００２２】
ＯＢＳ  ＬＡＮアーキテクチュアと共に、ＪＩＴ信号送信は、帯域外で行われ、データは中間のネットワーク・エンティティに対して透明である。この透明性は、受動星型カプラ（ＰＳＣ）、アレイ導波管格子、ハブまたはスイッチのような中間ノードにおいて、どんな電気光変換も行われないということを意味し、データ・レートまたは変調方法に関し、ノードにおいてどんな仮定も為されない。ＪＩＴ履行されるネットワークにおいて、信号送信メッセージは、すべての中間ノードによって処理され、このようなものとして、電気光変換が行われる。光通信は、単一の高容量信号送信チャンネル／波長がファイバごとに割り当てられるように行われる。アーキテクチュアの基本的な仮定は、バースト内で集合化されたデータが、データ到着のすぐ前で光経路をセットアップすることにより、１つの点から他の点に転送されることができるということである。この仮定は、光通信経路をセットアップするよう、データの前に信号送信メッセージを送ることにより達成され得る。データ転送の通信が完了すると、接続は、タイムアウトするか、またはプロトコルによって解放されるかのいずれかが行われる。
【００２３】
基本的なスイッチ・アーキテクチュアは、幾つもの入力及び出力データの存在及び／または各々が多数の波長を搬送する信号送信ポートを仮定する。各々のこのポート上の別々の波長は、ＪＩＴ信号送信プロトコルを搬送することに専用とされる。入ってくるポート上の（信号送信チャンネル波長を除く）任意の波長は、任意の出て行くポート上の同じ波長（波長変換が無い）か、または出て行くポート上の任意の波長（部分的もしくは全波長変換）かのいずれかに切換えられ得る。切換え時間は、１マイクロ秒以下の範囲にあるように仮定される。このアーキテクチュアにおいて、バーストが１つのエンド・ポイントから他のエンド・ポイントまで走行する経路をセットアップしようとしている信号送信メッセージは、ＷＡＮの全ての中間スイッチまたは構成要素に、バーストの到着について知らせなければならず、それらがそれらの光クロス接続構成をセットアップするのを許容し、データ波長の１つ上に該データを流す。それは、また、任意選択的に、それらにバーストの期間について知らせることができる。代表的には、ネットワークにおける各スイッチはスケジューラで構成され、該スケジューラは、波長使用のようなスイッチング構成の追跡を維持して、関係されたノード間でデータが通過するのを許容するよう時間上でそれらを割り当てる。
【００２４】
ハードウェア・アーキテクチャ
図１は、ＪＩＴ信号送信プロトコルを履行する例示的なＯＢＳ  ＬＡＮを示す。ネットワークは、折りたたまれたものとして特徴付けられ、完全に重複されたネットワークである。ＯＢＳ  ＬＡＮ１００は、光信号バス２００と、光バス・コントローラ３００と、複数のネットワーク・アダプタ４００とを備える。集合的には、光バス・コントローラ３００及び光信号バス２００は、ハブと称される。さらに、光信号バス２００は、代表的には、１つまたは複数の光ネットワーク・インターフェース・デバイス５００とのネットワーク通信にあり、該デバイス５００は、ＯＢＳ  ＬＡＮ１００の外側にあって、外部のネットワークへのネットワーク・インターフェースを提供する。例えば、ネットワーク・アダプタは、ＵＮＩ（ユーザ対ネットワーク・インターフェース）デバイスであって良く、ネットワーク・インターフェース・デバイス５００は、ＮＮＩ（ネットワーク対ネットワーク・インターフェース）デバイスであって良い。
【００２５】
光信号バス２００は、光バス・コントローラ３００及び複数のネットワーク・アダプタ４００とのネットワーク通信にある。ネットワーク・アダプタ４００は、サーバ・システム、電話、コンピュータ、レガシ・ネットワーク・インターフェース、等のような端末設備へのネットワーク接続を提供する。送信及び受信ファイバから成るファイバ対は、複数のネットワーク・アダプタ４００を光信号バス２００と相互接続する。対における各ファイバは、２つの光信号を搬送する：（１）制御信号を送信及び／または受信するためのディジタル制御チャンネル、及び（２）ネットワーク内の１つのノードから他のノードにデータを送信及び／または受信するためのデータ・チャンネル、とである。システム内の制御チャンネルは、すべて同じ波長を使用し、各ネットワーク・アダプタ４００と光バス・コントローラ３００との間に専用の経路を提供する。各ネットワーク・アダプタ４００は、データ・チャンネルを渡って送信するようそれが用いる独自の波長を有する。各アダプタのレシーバは、それが通信することを望む他のアダプタの送信波長に、電子的にまたは光学的にのいずれでも、急速にチューニングすることができる。光信号バス２００は、バス２００に接続されるすべてのアダプタに送信アダプタからの光信号を配分する。光バス・コントローラ３００は、アダプタの受信チャンネルの使用のためにコンテンション・レゾルーション（回線争奪の調停解決）プロトコルを提供する。各アダプタは独自の送信波長を有するので、各トランスミッタが異なった送信先を追い求める場合には、すべてのアダプタが接続無しでバス２００を同時に用いることが実現可能であり得る。
【００２６】
（１）光信号バス
図１に示される例示的なＯＢＳ  ＬＡＮ１００は、中央ハブとして受動星型カプラまたはアレイ導波管格子を用いる。図２は、本開示の実施形態による、ＯＢＳ  ＬＡＮ１００の光信号バス２００のためのアーキテクチャのブロック図を示す。光信号バス２００は、折りたたまれない完全に重複されたネットワークとして特徴付けられる。光信号バス２００は、星型カプラ２１０、複数の光フィルタ２２０、及び複数の光カプラ２３０を含む。光バス・コントローラ３００は、信号送信メッセージを発生して処理し、そして状態を維持する。データは、状況情報を有するホストに通される。
【００２７】
複数の光フィルタ２２０及び光カプラ２３０は、対応のネットワーク・アダプタ４００（図２には示されていない）と一対一の関係にある。ファイバ２４０は、複数のネットワーク・アダプタ４００（図２には示されていない）のトランスミッタと、複数の光フィルタ２２０との間のネットワーク接続を提供する。複数の光フィルタ２２０は、アダプタ送信信号から、専用の波長である制御チャンネル、すなわち、信号送信チャンネルを分割し、該制御チャンネルを制御チャンネル送信ファイバ２５０を介して光バス・コントローラ３００（図２には示されていない）に通すように働く。さらに、複数の光フィルタ２２０は、アダプタ送信信号のデータ信号部分を分割し、そして該データ信号部分をファイバ２６０を介して星型カプラ２１０に通すように働く。
【００２８】
星型カプラ２１０は、複数のネットワーク・アダプタ４００から送信されているデータ信号を結合するように働き、各データ信号は、別々の波長で送信されている。データ信号が結合されると、星型カプラ４００は、結合された信号を分割し、そして該結合された信号をファイバ２７０を介して複数の光カプラ２３０の各々に配分する。複数の光カプラ２３０は、ファイバ２８０を介して光バス・コントローラ３００から送信される出力制御チャンネル信号と、複数のネットワーク・アダプタ４００の１つのレシーバに接続されるファイバ２９０上の対応のデータ・チャンネル信号とを結合するように働く。
【００２９】
星型カプラ２１０は、ネットワーク・アダプタ４００の最小数がＯＢＳ  ＬＡＮ１００内で用いられる場合には、受動デバイスであり得る。例えば、ネットワーク１００内で８またはそれより少ないネットワーク・アダプタが用いられる場合には、用いられるチャンネルの数を８またはそれより少ない値に制限し、星型カプラ２１０は、受動デバイスであり得る。それ以上のネットワーク・アダプタ４００、従ってそれ以上のチャンネルが用いられる場合には、次に、分割等に起因する信号の損失を克服するために、光増幅が星型カプラ２１０内に必要とされ得る。
【００３０】
（２）ネットワーク・アダプタ
図３は、本開示の実施形態によるＯＢＳ  ＬＡＮ１００内で履行されるネットワーク・アダプタ４００のブロック図を示す。ネットワーク・アダプタ４００は、ネットワークと、ＯＢＳ  ＬＡＮ１００に結合する、電話、コンピュータ、サーバ、レガシ・ネットワーク・インターフェース、等のようなネットワーク端末設備との間のインターフェースを提供する。さらに、ネットワーク・アダプタ４００は、データ信号の送信及び受信に対するタイミングを提供するデータ信号バッファと、ネットワークと、端末設備との間でバーストとしてのデータ信号の双方向移動を許容するハードワイヤード制御ロジックを提供する。ネットワーク・アダプタ４００は、また、データ信号送信及び受信機能のために別々の光チャンネルを提供しつつユーザのネットワーク信号送信機能を支援するネットワーク・
インターフェース、フォワード・エラー修正（ＦＥＣ）、ベクトル・マッピングされたダイレクト・メモリ・アクセス（ＤＭＡ）及びワイヤ速度を含む上層機能を支援するためのロジックをも提供する。
【００３１】
ネットワーク・アダプタ４００は、制御チャンネル・トランスミッタ及びレシーバ４１０、並びにデータ・チャンネル・トランスミッタ及びレシーバ４２０に対応する２つのセットのトランスミッタ及びレシーバを備えている。送信側では、光カプラ４３０が制御チャンネル信号をデータ・チャンネル信号と結合し、該結合された信号をファイバ２４０上に送る。受信側では、光フィルタ４４０が、ファイバ２９０から受信されたデータ・チャンネル信号から制御チャンネル信号を分離する。
【００３２】
制御チャンネル及びデータ・チャンネル・レシーバは、固定のレシーバであっても良く、調整（同調）可能なレシーバであっても良い。例として、調整（同調）可能なレシーバは、波長フィルタ・デバイスを備えていて良く、該波長フィルタ・デバイスは、レシーバがＯＥ変換を行い、かつレシーバの出力が電子的に切換えられる、高密度波長多重（ｄＷＤＭ）光波長のアレイに出力する。調整（同調）可能なレシーバ機能を提供する他の手段も用いることができ、本開示の範囲内にある。制御チャンネル及びデータ・チャンネル・エミッタは、固定または調整（同調）可能なトランスミッタであって良い。制限された実施形態においては、送信レーザは、固定波長に調整（同調）され得る。しかしながら、ほとんどの場合において、大規模のネットワーク化された調整（同調）可能レーザは、ＯＢＳ  ＬＡＮ１００内のデータ・フローを管理するために必要とされる。一例においては、制御チャンネル・レシーバ及びトランスミッタの一方が調整（同調）可能である。同様に、データ・チャンネル・レシーバ及びトランスミッタの一方が調整（同調）可能である。
【００３３】
制御チャンネル・トランスミッタ及びレシーバ４１０は、ジャストインタイムのユーザからネットワークへのプロトコルを介して通信の送信及び受信の調整（同調）を制御する。制御チャンネルは、光経路を介して提供され、代表的には、フレーミング構造を必要とする。ビット・ストリームのＤＣバランスを確実にするコーディング（符合化）機構は、データ・ビットをフレームに変換するために用いられる。フレームの開始におけるプレアンブル（前段）は、レシーバ端においてフレーム同期のために用いられる。
【００３４】
例えば、６４／６６Bまたは８／１０Ｂのコーディング機構が、データ・ビットをフレームに変換するために用いられる。６４／６６Ｂ機構は、一層低い帯域幅のオーバヘッドの利点を提供するので好ましい。リンク同期を維持するために、アイドル・パターンは、データが送られていないときに、制御チャンネルから光信号バス２００に送信され得る。さらに、データ・オクテットは、代表的には、既知のスクランブリング機構を用いて送信前にスクランブルされる。
【００３５】
制御チャンネルは、代表的には、信号のスループット遅延を最小にするために、約５００ＭＨｚまたは１Ｇｂｐｓより大きい周波数で動作する。制御チャンネルは、別々の光ファイバを介してもしくはデータ経路ファイバ内の専用の国際遠隔通信ユニット（ＩＴＵ）ｄＷＤＭ波長として搬送され得る。データ経路ファイバ内の波長を介して搬送されているとき、制御チャンネルは、逆多重化され、ハブへの入力及び出力ポート・インターフェースにおいて、光から電気への変換を受ける。
【００３６】
動作中、ネットワーク・アダプタ４００が、ＯＢＳ  ＬＡＮ１００の光信号バス２００に接続されると、ネットワーク・アダプタ４００は、バス２００にフレーム・アップし、そして次に、制御チャンネルを介してノードが存在するパケットをアサートする。光信号バス２００は、リンクを確認し、アドレスを新しいノードに割り当てる。ネットワーク・アダプタ４００は、すべてのさらなる通信のためにこのアドレスを用いる。可変のアドレス長さを有する階層的ノード・アドレス指定を用いた代表的なアドレス指定機構が用いられ得る。
【００３７】
制御チャンネル・トランスミッタ及びレシーバ４１０並びにデータ・チャンネル・トランスミッタ及びレシーバ４２０は、物理層（ＰＨＹ）インターフェース４５０との通信にある。物理層インターフェース４５０は、データ通信設備（ＤＣＥ）及びデータ端末設備（ＤＴＥ）間の電気的及び機械的相互接続を提供する。ＰＨＹインターフェース４５０は、光トランスミッタ及びレシーバを履行する一連のモジュールを含む。
【００３８】
データ・チャンネル・トランスミッタ及びレシーバ４２０から受信されたデータは、物理層インターフェース４５０を介して電子バックプレーン・インターフェース４６０に直接通される。制御チャンネル・トランスミッタ及びレシーバ４１０は、物理層インターフェース４５０を介して制御メッセージ・プロセッサ４７０との通信にある。制御プロセッサ４７０は、所定のＯＢＳ  ＬＡＮプロトコル、代表的には、光バースト・スイッチ通信を行うことができるジャストインタイム（ＪＩＴ）プロトコルまたは別の適切なプロトコルを履行する。制御メッセージ・プロセッサ４７０は、アダプタ制御プロセッサ４８０及びバッファ・メモリ４９０との通信にあり、該バッファ・メモリ４９０は、ＯＢＳ  ＬＡＮ１００内のデータ通信の送信及び受信のタイミングを制御するように働く。バッファ・メモリ４９０は、データ・リクエストをキュー化（待ち行列化）するために必要とされる。
【００３９】
フォワード・エラー修正（ＦＥＣ）４９２は、本開示のネットワーク・アダプタ２００の特定の実施形態において、任意選択的に履行される。コア・ネットワークにおけるブロッキングに起因して喪失したバーストのために、ネットワークにおいて、ビット・エラーが検出されたとき、データ・バーストの再送信のための必要性を最小にすることが望ましい。例えば、チップからチップへかつボードからボードへの通信において、フォワード・エラー修正を有することは必要でないかも知れない。さらに、ＦＥＣは、ビット・エラー・レート（ＢＥＲ）が高くなった場合のローカル・エリア・ネットワーク及びワイド・エリア・ネットワーク環境において、必要とされ得る。
【００４０】
（３）光バス・コントローラ
図４は、本開示の実施形態によるＯＢＳ  ＬＡＮ１００において履行される光バス・コントローラ３００のブロック図を示す。バス・コントローラ３００は、信号チャンネルを処理するためにハードウェア・プロトコル加速を用いる。コントローラ３００は、ユーザからネットワークへのプロトコルに従って、要求されたネットワーク・アダプタ４００を、要求するネットワーク・アダプタ４００に接続するために、信号送信チャンネルを処理する。光バス・コントローラ３００は、トランスミッタ及びレシーバ調整情報を、要求されたネットワーク・アダプタ４００に送る。調整情報に基づいて、要求されたネットワーク・アダプタ４００は、要求するネットワーク・アダプタ４００によって開始されたデータ・バーストを適正に受信するよう、そのレシーバを調整する。バス・コントローラ３００は、また、ＬＡＮ相互接続を支持するために、ＪＩＴネットワーク対ネットワーク・プロトコルを履行する。
【００４１】
光バス・コントローラ３００は、複数のイングレス（進入）・エンジン３１０（制御チャンネルにつき１つかもしくは多数の制御チャンネルを横切って共通）、複数のエグレス（退出）・エンジン３２０（制御チャンネルにつき１つかもしくは多数の制御チャンネルを横切って共通）を備える。光バス・コントローラ３００は、さらに、アービトレーション（調停）回路３３０、電気から光への（Ｅ／Ｏ）変換器３４０、光から電気への（Ｏ／Ｅ）変換器３５０、転送データ・テーブル３６０、及び埋設されたプロセッサ３７０を含む。
【００４２】
ＪＩＴプロトコル・メッセージは、光信号バス３００からの信号チャンネル上で受信され、Ｏ／Ｅ変換器３５０を介して光電変換を受ける。変換プロセスが完了した後、イングレス（進入）・エンジン３１０は、ＪＩＴメッセージをパース（構文解析）し、接続テーブル（ハッシュ・テーブル等）に格納された現在の状態情報に基づいて、並びにＪＩＴプロトコルによる有限の状態マシンで限定されるようなプロトコル応答に基づいて、動作を起す。ほとんどのメッセージは、転送（フォワーディング）テーブル３６０からの転送（フォワーディング）情報を検索することを必要とし、アービトレーション・ロジック３３０を介して１つまたは複数のエグレス（退出）・エンジン３２０との通信を必要とする。幾つかのメッセージは、イングレス（進入）・エンジン３１０によって取り扱われることができず、一層関連した時間集中決定機能及び動作のために、埋設されたプロセッサ３７０に通される。
【００４３】
アービトレーション・ロジック３３０は、転送（フォワーディング）テーブル３６０の検索（ルックアップ）の結果に基づいて、イングレス・エンジン３１０からエグレス・エンジン３２０にメッセージを通す回路である。多数のリクエストが同じエグレス・エンジン３２０に同時に行く場合には、チャンネル・アービトレーション・ロジック３３０は、どのリクエストを働かせる（サーブする）べきかを決定する。要求されたエグレス・エンジン３２０がもう１つのリクエストをサーブしていてビジーであるというこれらの事例において、アービトレーション・ロジック３３０は、イングレス・エンジン３１０にビジー信号を伝達する。
【００４４】
転送（フォワーディング）テーブル３６０は、システムの物理ポートに論理システム・アドレスをマッピングする情報を含む。このことは、システム内の物理ポートへのシステム・アドレスの任意の割り当てを許容する。それは、また、バスに直接接続されるそれらの外側のアドレスに定められた情報を正しい場所に方向付けするために用いられる。この点に関して、転送（フォワーディング）テーブル３６０は、代表的には、光バス・コントローラ・アーキテクチャの外側にあるソフトウェア・コントローラ３８０との通信状態にある。
【００４５】
ＪＩＴプロトコル
上述したように、この開示の実施形態によれば、ＯＢＳ  ＬＡＮ１００は、ジャストインタイム制御プロトコルのような光バーストを用いてデータ通信を履行する。ジャストインタイムは、バーストとしてすべての情報転送に言及している。バーストの長さは、時間について決定され、数ナノ秒から数時間または数日までの範囲に及び得る。ＪＩＴは、また、バースト内の情報フォーマットに関してどんな仮定も行わない。従って、バースト内の情報は、アナログまたはディジタルであり得る。変調方法または情報密度（ビット・レートまたは帯域幅）に関するどんな仮定も行わない。
【００４６】
バスを用いるためのリクエストは、バーストのオリジネータによって光バス・コントローラ３００に送られるＳＥＴＵＰメッセージで開始される。ＳＥＴＵＰメッセージは、接続に関連したパラメータを搬送する。これらのパラメータは、バースト・デスクリプタ、クオリティ・オブ・サービス（ＱｏＳ）デスクリプタ、エンドツーエンド接続パラメータ、接続参照番号、及び波長を含み、経路に沿った波長変換及びワイヤレス・ネットワークとの相互運用性を許容する。光バス・コントローラ３００は、送信先アドレスに基づいて遅延評価機構と相談して、ＳＥＴＵＰ  ＡＣＫメッセージを用いることにより発信元（オリジネータ）に更新された遅延情報を戻し、同時にＳＥＴＵＰメッセージの受領を通知する。ＳＥＴＵＰ  ＡＣＫメッセージは、また、発信ノードすなわちバーストの発信元（オリジネータ）に、データ・バーストを送る際にどのチャンネル／波長が用いられるべきかを知らせる。
【００４７】
発信元（オリジネータ）は、光バス・コントローラ３００へのラウンド・トリップ時間のその知識に基づいて、必要な時間量を待ち、次に、その送信波長でバーストを送る。ＳＥＴＵＰメッセージは、同時に、バス制御チャンネルを横切って移行しつつあり、送信先にバーストの到着について知らせつつある。経路上にどんなブロッキングも生じないならば、ＳＥＴＵＰメッセージは、送信先ノードに達し、該ノードは、次に、その後まもなく、入ってくるバーストを受信する。ＳＥＴＵＰメッセージを受信すると、送信先ノードは、成功裏の接続を通知するＣＯＮＮＥＣＴメッセージを送るよう選択し得る。
【００４８】
図５は、本開示の実施形態による、ＪＩＴ信号送信を履行する例示的ＯＢＳネットワークにおけるデータ送信を行うための例示的な方法を示す。ステップ１０００において、ＪＩＴ信号送信プロトコルを履行する光学的に包括的なＯＢＳ  ＬＡＮが提供される。ＪＩＴ信号送信は、中間ネットワーク・エンティティに対して透明である送信されたデータとは帯域的にずれて行われる信号送信を特徴とする。この透明性は、電気光変換が中間ノードにおいて行われるということを意味する。ステップ１０１０において、ＪＩＴ信号送信メッセージは、ＯＢＳネットワーク上のノードによって送られ、引き続くデータ送信メッセージのための光経路をセットアップする。ステップ１０２０において、ＪＩＴ信号送信メッセージは、電気光変換が行われているネットワーク内の中間ノードによって処理される。ステップ１０３０において、任意の型のデータ送信メッセージが、ＯＢＳ  ＬＡＮアーキテクチャを介して送信される。任意のメッセージは、アナログ・データ送信、ディジタル・データ送信、変調、等であって良い。データ送信はネットワークを介して送信されるので、電気光変換は是認できず、データ・レートまたは変調方法に関し、中間ノード
を含むノードにおいて、どんな仮定も為されない。データの送信とは異なって、信号送信メッセージは、ハブ及び受動星型カプラ（ＰＳＣｓ）またはアレイ導波管格子のような中間ノードによって処理され、このようなものとして、電気光変換が行われる。光通信は、高容量の信号送信チャンネル／波長がファイバごとに割り当てられるように行われる。アーキテクチュアの基本的仮定は、バースト内に集合化されるデータが、データ到着のすぐ前に光経路をセットアップすることにより、一方の点から他方の点に転送され得るということである。この仮定は、光通信経路をセットアップするようデータの前で信号送信メッセージを送ることにより、達成され得る。データ転送の通信が完了すると、接続は、タイムアウトされる。
【００４９】
ＪＩＴ信号送信は、可変長アドレスを有する階層的なアドレス指定機構を用いる。各アドレス・フィールドは、アドレスＬＶ（長さ、値）の組によって表される。（バイトにおけるような）アドレスの長さは、８ビットを割り当てられ、従って、２０４８ビットのアドレス長さの最大を許容する。階層的アドレス指定の考えは、異なった管理上のエンティティがアドレス階層の部分を割り当てるための責任を有し得、分別は、アドレス空間の長さ及びさらなる階層的な副分割に任される、と仮定している。ＪＩＴ信号送信は、固定の長さのアドレス指定機構とは反対であり、固定の長さのアドレス指定機構では、アドレスのブロックが異なったエンティティに対して割り当てられなければならず、それ故、アドレス空間の不充分な使用に帰結する。
【００５０】
図６は、本開示の実施形態による、ＯＢＳ  ＬＡＮ／ＷＡＮと共に履行されるジャストインタイム（ＪＩＴ）信号送信のための信号送信機構図を示す。図６において、接続の系統立てられたセットアップ及び取り外しが行われる。呼び出しホストによって送られるＳＥＴＵＰメッセージの形態の信号送信メッセージは、スイッチまたはＰＳＣを有するハブのような中間ノード、すなわち、呼び出しスイッチ及び呼び出されるスイッチ、をトリガして、入ってくる接続のためのクロスコネクトを構成する。ＲＥＬＥＡＳＥメッセージの形態のさらなる信号送信メッセージは、クロスコネクト要素が新しい接続のために利用可能であるときを知らせる。
【００５１】
バスを用いるためのリクエストは、（ハブのような）光バス・コントローラ３００に、バーストに埋設されたデータを送り出すようにスケジューリングされた呼び出しホスト（ネットワーク・アダプタ４００のような）によって送られているＳＥＴＵＰメッセージ１０で開始される。光バス・コントローラ３００は、送信先アドレスに基づいて、前述したアドレス調停解決（レゾリューション）テーブル及びイングレス・エンジンのような遅延評価機構と相談し、そしてＳＥＴＵＰメッセージの受領を通知するＳＥＴＵＰ  ＡＣＫメッセージ２０を送ることにより、呼び出しホストに、更新された遅延情報を戻す。ＳＥＴＵＰ  ＡＣＫメッセージは、また、データ・バーストを送るときに、どのチャンネル／波長が使われるべきかを、発信ノードに知らせる。
【００５２】
呼び出しホストは、光バス・コントローラへのラウンド・トリップ時間のその知識に基づいて送信遅延時間（ＸＭＴ  ＤＥＬＡＹ）４０の必要な量を待機し、そして次に、その送信波長で光バーストを送る。ＳＥＴＵＰメッセージ１２、１４、１６は、同時に、バス制御チャンネルを横切って走行し、送信先にバーストの到着を知らせる。
【００５３】
どんなブロッキングも経路上に生じないならば、ＳＥＴＵＰメッセージ１２は、呼び出されたホストに達し、該ホストは、次に、入って来る光バーストをそのすぐ後に受信する。ＳＥＴＵＰメッセージは、光バースト接続に関連したパラメータをそれと共に運ぶ。これらのパラメータは、それらに制限されるわけではないが、バースト・ディスクリプタと、必要とされる接続帯域幅及び優先順位を含むサービスの品質（ＱｏＳ）ディスクリプタと、符合化スキーム、変調スキーム、及び信号の型を含むエンドツーエンド接続パラメータと、呼び出しホストに独特の接続参照番号と、経路に沿った波長変換及び無線ネットワークとの相互動作可能性を許容する指定された波長とを含む。
【００５４】
ＳＥＴＵＰメッセージ１２を受信すると、呼び出されたホストは、接続の成功裏の完了を通知するＣＯＮＮＥＣＴメッセージ６０を送るよう選択し得る。呼び出されたホストによるＳＥＴＵＰの受信は、接続が創設されたということを示すだけであり、接続が一層高い優先順位の接続によって経路に沿ったどこかで予め無意味にされ（preempted）得るので、その成功裏の完了を保証するものではない。ＯＢＳ  ＬＡＮは、ＷＡＮにつながり得、そしてネットワークの直径よりも短い保持時間を有する非同期単一バーストと、ネットワークの直径よりも長い保持時間を有する切換え光経路との双方を支援する。アーキテクチュアは、別のチャンネル上に帯域はずれの信号送信を提供する。信号送信チャンネルは、信号送信情報を中間ハブに利用可能とさせるために各ノードにおいて電気光変換を受ける。ＯＢＳ  ＬＡＮアーキテクチュアにおいて、データは中間ネットワーク・エンティティにとって透明であり、すなわち、どんな光変換も中間ハブにおいて起こらず、そしてデータ・レートもしくは信号変調に関するどんな仮定も為されない。ほとんどのメッセージ処理は、エッジ・スイッチにおいてのみ支持され、コア・スイッチは、比較的単純に保たれる。さらに、ノードにおける高速クロック回復を必要とするノード間で完全な時間同期を提供しないことにより、アーキテクチュアの単純さが一層達成される。
【００５５】
基本スイッチ・アーキテクチュアは、幾つかの入力及び出力ポートが設けられ、その各々が多数の波長を搬送するということを仮定する。各ポートにおける別の波長は、ＪＩＴ信号送信プロトコルを搬送することに専用化される。入ってくるポート上の任意の波長は、任意の出て行くポート上の同じ波長（波長変換が無い）または任意の出て行くポート上の任意の波長（部分的または全体的な波長変換）のいずれかに切換えられ得る。切換えは、ＭＥＭＳ（マイクロ電気機械システム）マイクロミラー・アレイ、ＳＯＡ、ＴＩＲ、等のような当業者に既知の適切な切換え技術を用いることによって行われ得る。切換え時間は、１マイクロ秒以下の範囲内に有ると推定される。このアーキテクチュアにおいて、バーストが１つのエンド・ポイントから他方のエンド・ポイントに移行するための経路をセットアップすることを試みている信号送信メッセージは、すべての中間スイッチにバーストの到着を知らせ、それらがミラー構成（コンフィギャレーション）のようなそれらの構成をセットアップするのを許容して、データ波長の１つ上にデータをチャンネル化しなければならない。それは、また、任意選択的に、それらにバーストの期間を知らせることもできる。代表的には、ネットワークにおける各スイッチは、スケジューラでもって構成され、該スケジューラは、波長を切換え構成のトラックを保つことができ、そしてそれらを時間通りに切換えることができて、データを通すのを許容する。
【００５６】
代替的な実施形態において、単一の光波長送信及び受信のための方法が図７に記載されている。ステップ１１００において、ＪＩＴ信号送信プロトコルを履行するＯＢＳネットワークが設けられる。ステップ１１１０において、複数のネットワーク・アダプタがＯＢＳネットワーク内に設けられ、各アダプタは、光データ送信に対して、独特かつ専用の波長を有する。ステップ１１２０において、複数のネットワーク・アダプタの１つは、独特かつ専用の波長上でデータ送信を通信する。ステップ１１３０において、該ネットワーク・アダプタは、他のネットワーク・アダプタからのデータ送信を受信する目的で、もう１つのネットワーク・アダプタの送信波長に電子的に同調される。光バスは、送信アダプタから、光バスに接続されるネットワークにおけるすべてのアダプタに、光信号を配分することができる。光バス・コントローラは、アダプタの受信チャンネルの使用のために、回線争奪調停解決（a contention resolution）プロトコルを提供する。各アダプタは、独特の送信波長を有するので、ネットワークにおけるすべてのアダプタは、各トランスミッタが独特の送信先を追及するならば、接続無しでバスを同時に使用することができる。
【００５７】
一実施形態において、上述のＪＩＴプロトコルは、ＯＢＳ  ＬＡＮと共に光バス相互接続プロトコルとして用いられる。このことは、通常のバス・アーキテクチャのものよりも一層利用可能なメモリ帯域幅を提供するという利点を有する。さらに、ＪＩＴ信号送信プロトコルは、大量のメモリを、ローカル・メモリとして異なったアプリケーションに利用可能とさせる。ＯＢＳ  ＬＡＮアーキテクチャと共にＪＩＴプロトコルを用いれば、ＬＡＮまたはＷＡＮ、及び記憶領域ネットワーキング（ＳＡＮ）アプリケーションの継ぎ目の無い併合を提供するということも有益である。
【００５８】
本開示のもう１つの実施形態によれば、ＪＩＴ信号送信を履行するＯＢＳネットワークにおけるメモリ・アクセスのための方法が図８に示されている。ステップ１２００において、ジャストインタイムの信号送信プロトコルを履行する光バースト・スイッチ・ネットワークが提供される。ステップ１２１０において、ネットワーク・ノードは、送信先アドレス・フィールド内のメモリ場所のアドレスを含むＪＩＴ信号送信プロトコル・セットアップ・メッセージを構成する。ステップ１２２０において、ネットワーク・ノードは、メモリと関連した送信先ネットワーク・ノードにセットアップ・メッセージを送信する。ステップ１２３０において、メモリと関連したネットワーク・ノードは、セットアップ・メッセージを受信し、メモリ・リクエストをパースする。ステップ１２４０において、要求された（リクエストされた）メモリが現在アクセス可能であるか否かの決定が為される。ステップ１２５０において、もし、メモリがアクセス可能であるならば、対応のデータがメモリから読取られるか、またはメモリに書き込まれる。
【００５９】
現在のＪＩＴプロトコルは、これらのノードの内側の個々のバイトへのアクセスを支援することができる、２０４８ビットまでのアクセス・フィールドを有する。一実施形態において、ＤＲＡＭＳは、バンク内に配列され、メモリ・リクエストは、対応のバンクが空いている場合にのみ受容され得る。従って、４バンクからなる１ＧＢメモリ・チップに対して、送信先アドレスは、バイト・レベル・アドレスの３０ビットを含むことを必要としない。それは、それがアクセスする必要があるバンクを特定することだけが必要であり、このことは、単に２ビットを用いて行われ得る。
【００６０】
図９は、ＪＩＴ信号送信を履行する光バス・スイッチ・ネットワークのもう１つの実施形態のブロック図を示す。光バス・コントローラ３００は、ネットワーク・アダプタ４００を履行する複数のノードと信号送信チャンネル通信にある。さらに、スター（星型）カプラ２１０は、複数のネットワーク・アダプタ４００とデータ・チャンネル通信にある。ノードＮ３及びＮ５のためのネットワーク・アダプタ４００が大量のメモリと通信状態にあると仮定する。例えば、バス・アダプタ・ノードＮ３及びＮ５は、ＬＡＮにおける幾つかのまたはすべてのネットワーク・ノードに奉仕する通常のメモリ６００（例えば、ＤＤＲ  ＤＲＡＭＳ）の大きいアレイからなり得る。ノードＮ３及びＮ５に対応する送信先アドレス・フィールドは、参照されているメモリ場所のアドレスを含む。残りのノードＮ１、Ｎ２、Ｎ４及びＮ６は、Ｎ３及びＮ５に記憶されているメモリにアクセスするネットワーク・アダプタ・ノードである。ネットワーク・アダプタ・ノード４００は、ＳＥＴＵＰのような信号送信メッセージをメモリ・ノードＮ３、Ｎ５に送り、メモリをアクセスする。
【００６１】
例示的ＪＩＴプロトコルは、ノードＮ３、Ｎ５の内側で個々のバイトへのアクセスを支持することができる２０４８ビットまでのアクセス・フィールドを有する。一実施形態において、ＤＲＡＭＳは、バンク内に配列され、メモリ・リクエストは、対応のバンクが空いている場合にのみ受容されることができる。従って、４バンクからなる１ＧＢメモリ・チップに対して、送信先アドレスは、バイト・レベル・アドレスの３０ビットを含むことを必要としない。それは、それがアクセスする必要があるバンクを特定することだけが必要であり、このことは、単に２ビットを用いて達成され得る。ノードＮ３及びＮ５のためのコントローラは、ＳＥＴＵＰメッセージをパースし、リクエストされたバンクがビジーであるか否かに依存して、リクエストが否定されたかまたは受容されたかを決定する。リクエストが受容されたならば、バンクは、対応のデータが読取られるまたは書き込まれるまで、ビジーとマークされる。換言すれば、メモリ・バンクは、ネットワークにおける他のノードと正確に同じ態様で働く。
【００６２】
図１０は、本開示の実施形態による、メモリ・ノード（図９のノードＮ３及びＮ５）及び関連のメモリのブロック図を示す。ネットワーク・アダプタ４００は、多数の通常のバス・チャンネルをＪＩＴ光バスに接続するバス・インターフェース４０２と通信状態にある。バス・インターフェース４０２は、入ってくるＪＩＴ光バス・リクエストを変換して、対応のメモリ・バンク４０４にアクセスする。例として、メモリの大きいブロックに読取り／書込みするために、ＳＥＴＵＰメッセージは、まず、リクエストされたバンクがビジーであるか否かをチェックするバス・インターフェース４０２に送られる。バンクが利用可能であるならば、バス・インターフェース４０２は、入って来るデータ・ストリームを逆多重化し、メモリ・バンク４０４への読取り／書込みを可能とするために対応のアドレスを生成する。バンクは、リクエストされたブロックが読取り／書込みされてしまったときに再度空きとなる。
【００６３】
本開示のもう１つの実施形態において、ＪＩＴ信号送信処理を履行するＯＢＳ  ＬＡＮにおける統一された全域的アドレス指定のための方法を、図１１のフロー図によって説明する。ステップ１３００において、第１の管理上のエンティティは、光信号に、任意の長さの第１のアドレスの組を割り当てる。ステップ１３１０において、第２の管理上のエンティティは、任意の長さの第２のアドレスの組を割り当てる。このプロセスは、階層的なアドレスが光信号送信メッセージに割り当てられるまで、すべての管理上のエンティティにおいて続けられる。アドレスの長さは、８ビットが割り付けられ、それ故、２０４８ビットのアドレス長さの最大を許容する。この方法は、アドレスのブロックが異なったエンティティに対して割り付けられなければならず、それ故、アドレス空間の非効率的な使用となる、固定長のアドレス指定スキームとは反対のものである。
【００６４】
本開示のもう１つの実施形態において、光バースト・バスは、ＬＡＮとして用いられ、ネットワーク・アダプタは、クライアントの内部バスもしくはサーバ・コンピュータにつながる、通常のネットワーク・インターフェース・カードの役割を取る。端末ホストのオペレーティング・システムにおけるデバイス・ドライバは、ＴＣＰ／ＩＰのようなレガシ・ネットワーク・プロトコルとネットワーク・アダプタとの間のリンケージを提供する。ファイバ・チャンネル、もしくはＪＩＴネットワークに対して定義される新しく出現する輸送層プロトコルのような、代替的なプロトコル・スタックも支援され得る。本開示のもう１つの実施形態によれば、上述したＪＩＴプロトコルを用いた光バースト・ネットワーク・システムが、衛星及び／または無線ネットワークを用いて全体的にまたは部分的に履行される。
【００６５】
本開示の多くの変更及び他の実施形態は、以上の説明及び関連図面において提起された教示の恩恵を有する本開示が関連する技術に熟達したものの心に浮かぶであろう。従って、本開示は、開示された特定の実施形態に制限されるべきではなく、変更及び他の実施形態が特許請求の範囲内に含まれるよう意図されているということが理解されるべきである。ここでは特定の用語を用いたけれども、それらは、一般的かつ説明的な意味においてのみ用いられており、制限の目的で用いられたものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】例示的な光バースト・スイッチ（ＯＢＳ）ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）のブロック図である。
【図２】ＯＢＳ  ＬＡＮにおいて用いるための例示的な光信号バスのブロック図を示す。
【図３】例示的なＯＢＳ  ＬＡＮの例示的な光バス・ネットワーク・アダプタの構成要素のブロック図を示す。
【図４】ＯＢＳ  ＬＡＮにおいて用いるための例示的な光バス信号コントローラのブロック図である。
【図５】ＪＩＴ信号送信プロトコルを履行するＯＢＳ  ＬＡＮを介した任意の信号型の同時データ送信のための方法を示すフロー図である。
【図６】本発明の実施形態によるＯＢＳ  ＬＡＮまたはＷＡＮと共に履行されるジャス・イン・タイム（ＪＩＴ）信号送信のための信号送信体系図である。
【図７】ＪＩＴ信号送信を履行するＯＢＳ  ＬＡＮにおけるアダプタごとの単一波長での光データの送受信のための例示的な方法のフロー図である。
【図８】ＪＩＴ信号送信を履行するＯＢＳ  ＬＡＮにおけるメモリ・アクセスのための例示的な方法のステップを示すフロー図である。
【図９】ＪＩＴ信号送信と共に用いるための例示的な光バス・スイッチのブロック図を示す。
【図１０】例示的なメモリ・ノード及び関連のメモリのブロック図を示す。
【図１１】ＪＩＴ信号送信を履行するＯＢＳ  ＬＡＮにおける統一された全域的なアドレス体系のための方法のステップを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
２００      光信号バス
２１０      星型カプラ
２２０      光フィルタ／スプリッタ
２３０      光カプラ
３００      光バス・コントローラ
３１０      イングレス・メッセージ・エンジン
３２０      エグレス・メッセージ・エンジン
３３０      チャンネル・アービトレーション・ロジック・インターフェース
３４０          電気・光Ｉ／Ｆ
３５０      光・電気Ｉ／Ｆ
３６０      アドレス・レゾルーション・テーブル
３７０      埋設プロセッサ
３８０      ソフトウェア・コントローラ
３９０      ハッシュ
４００      ネットワーク・アダプタ
４１０      制御チャンネル送受信器
４２０      データ・チャンネル送受信器
４３０      光カプラ／スプリッタ
４４０      光フィルタ／スプリッタ
４５０      ＰＨＹインターフェース
４６０      電子バックプレーン・インターフェース
４７０      制御メッセージ・プロセッサ
４８０      アダプタ制御プロセッサ
４９０      制御メッセージ・バッファ・メモリ
４９２      ＦＥＣ
４９４      データ・バッファ
５００      光ネットワーク・インターフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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