(57)【要約】      （修正有）【課題】多数のノードを経由して、例えば、波長、使用時間などを多く使用したＴＤＢバーストに高い優先順位を付与し、以前ノードで発生したＳＨＧバーストには、低い優先順位を付与することによって、全体的なシステム性能を向上させることができる光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法を提供する。【解決手段】ノードで、前ノードから転送されたバースト制御パケットＢＣＰを含むバーストのうち多数のノードを経由してネットワークリソースを多く使用したＴＤＢバーストと前ノードで発生したＳＨＧバーストとが特定の出力チャネルを占有するために競争する場合、ＴＤＢバーストがＳＨＧバーストより高い優先順位を有するようにして、出力チャネルが占有されるようにスケジューリングすることによって、ネットワークノードでバースト損失を最小化することができ、全体的なシステム性能を向上させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のノードがメッシュ形態の網からなる光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法であって、
（ａ）以前ノードから転送されたバースト制御パケット（Burst Control Packet；ＢＣＰ）を用いて入力されたバーストがＴＤＢ（Transit Data Burst）またはＳＨＧ（Several Hop Going）バーストであるか否かを判断する段階と、
（ｂ）前記段階（ａ）での判断結果、前記入力されたバーストがＴＤＢバーストである場合に、使用しようとする出力チャネルが特定のＳＨＧバーストにより既に占有されていれば、当該バーストが占有され得るように当該出力チャネルを再割当する段階と、
（ｃ）前記段階（ａ）での判断結果、前記入力されたバーストがＳＨＧバーストである場合に、使用しようとする出力チャネルが他のバーストにより既に占有されていれば、当該バーストを損失させる段階と、を含むことを特徴とする光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法。
【請求項２】
前記段階（ｂ）で、前記使用しようとする出力チャネルが他のＴＤＢバーストにより既に占有されている場合、当該バーストを損失させることを特徴とする請求項１に記載の光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法。
【請求項３】
前記段階（ｂ）で、前記使用しようとする出力チャネルの使用可能時、当該バーストを占有させることを特徴とする請求項１に記載の光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法。
【請求項４】
前記段階（ｂ）で、前記ＳＨＧバーストにより占有された出力チャネルを除去し、すぐに以前ノードに再転送要請信号を転送し、当該ＳＨＧバーストを再転送することを特徴とする請求項１に記載の光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法。
【請求項５】
前記段階（ｃ）で、前記使用しようとする出力チャネルの使用可能時、当該バーストを占有させることを特徴とする請求項１に記載の光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法。
【請求項６】
前記段階（ｃ）で、当該バーストが損失される場合、すぐに以前ノードに再転送要請信号を転送し、当該バーストを再転送することを特徴とする請求項１に記載の光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法。
【請求項７】
多数のノードがメッシュ形態の網からなる光バースト交換システムにおいてのバー
ストスケジューリング方法であって、
現在ノードで以前ノードから転送されたバースト制御パケット（Burst Control Packet；ＢＣＰ）を含むバーストのうち多数のノードを経由してネットワークリソースを多く使用したＴＤＢ（Transit Data Burst）バーストと前記以前ノードで発生したＳＨＧ（Several Hop Going）バーストとが特定の出力チャネルを占有するために競争する場合、前記ＴＤＢバーストが前記ＳＨＧバーストより高い優先順位を有するようにして、当該出力チャネルが占有されるようにスケジューリングすることを特徴とする光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の方法をコンピュータで実行させることができるプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法に関し、より詳細には、メッシュ形態の網を有する光バースト交換システムにおいてバースト間の公正性を保証できるように、ネットワークリソースを多く使用したバーストに高い優先順位を付与することによって、ネットワークノードでバースト損失を最小化することができ、全体的なシステム性能を向上させることができる光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、光バースト交換システム（Optical Burst System Networks；ＯＢＳ）においては、バーストが生成されれば、バースト制御パケット（Burst Control Packet；ＢＣＰ）をまず送信した後、一定の時間後に実際データを転送するためのバーストであるデータバースト（Data Burst；ＤＢ）を転送するようになる。この時間差をオフセット時間と呼ぶ。
【０００３】
このような光バースト交換システム（ＯＢＳ）において従来技術のバーストスケジューリング方法は、現在ノード（Current Node）を経由して次のノード（Next Node）に転送されるバースト、すなわちＴＤＢ（Transit Data Burst）バーストと現在ノードから出発するバーストとが同時に出力チャネル占有を試みて、オフセット時間が大きいバーストが出力チャネルを占有する確率が高いように設計されている。
【０００４】
しかし、メッシュ形態の網を有するネットワークでは、目的地ノードに到達するために経由しなければならないノードの数によってオフセット時間が多様なので、同じ優先順位を有するバーストであるとしても、オフセット時間が互いに異なる。これは、バースト間の公正性を阻害する要因であって、これに対する改善が必要である。
【０００５】
このような問題点を解決するために、多数のノードを経て目的地ノードに到達するバースト、すなわちＳＨＧ（Several Hop Going）バーストは、専用の波長を使用して次のノードに転送し、目的地ノードが次のノードであるバースト、すなわちＯＨＧ（One Hop Going）バーストは、以前ノードから転送され、競争で生存したバースト、すなわちＴＤＢ（Transit Data Burst）バーストの間に挿入して転送される方法が提案された。このように提案された従来の方法は、ＯＨＧバーストの性能を向上させることができるという長所がある。
【０００６】
このような従来の方法は、ＯＨＧバーストの性能を向上させることができるという長所があるが、以前ノードから転送され、次のノードに転送されるＳＨＧバーストの性能を向上させることができる方法について提示されていないので、これに対する改善が必要である。
【０００７】
一方、全体光バースト交換システム（ＯＢＳ）のトラフィックにおいてＯＨＧトラフィックが占める比率は、約１／Ｎとなり、実際システム性能を向上させるためには、ＴＢＤまたはＳＨＧバーストの損失を減少することが重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述した問題点を解決するために案出されたものであって、その目的は、多数のノードを経由してネットワークリソース（例えば、波長、使用時間など）を多く使用したＴＤＢバーストに高い優先順位を付与し、以前ノードで発生したＳＨＧバーストには、低い優先順位を付与することによって、全体的なシステム性能を向上させることができる光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１態様に係る光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法は、多数のノードがメッシュ形態の網からなる光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法であって、（ａ）以前ノードから転送されたバースト制御パケット（Burst Control Packet；ＢＣＰ）を用いて入力されたバーストがＴＤＢ（Transit Data Burst）またはＳＨＧ（Several Hop Going）バーストであるか否かを判断する段階と、（ｂ）前記段階（ａ）での判断結果、前記入力されたバーストがＴＤＢバーストである場合に、使用しようとする出力チャネルが特定のＳＨＧバーストにより既に占有されていれば、当該バーストが占有され得るように当該出力チャネルを再割当する段階と、（ｃ）前記段階（ａ）での判断結果、前記入力されたバーストがＳＨＧバーストである場合に、使用しようとする出力チャネルが他のバーストにより既に占有されていれば、当該バーストを損失させる段階と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記段階（ｂ）で、前記使用しようとする出力チャネルが他のＴＤＢバーストにより既に占有されている場合、当該バーストを損失させることが好ましい。
【００１１】
好ましくは、前記段階（ｂ）で、前記使用しようとする出力チャネルの使用可能時、当該バーストを占有させる。
【００１２】
好ましくは、前記段階（ｂ）で、前記ＳＨＧバーストにより占有された出力チャネルを除去し、すぐに以前ノードに再転送要請信号を転送し、当該ＳＨＧバーストを再転送する。
【００１３】
好ましくは、前記段階（ｃ）で、前記使用しようとする出力チャネルの使用可能時、当該バーストを占有させる。
【００１４】
好ましくは、前記段階（ｃ）で、当該バーストが損失される場合、すぐに以前ノードに再転送要請信号を転送し、当該バーストを再転送する。
【００１５】
本発明の第２態様に係る光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法は、多数のノードがメッシュ形態の網からなる光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法であって、現在ノードで以前ノードから転送されたバースト制御パケット（Burst Control Packet；ＢＣＰ）を含むバーストのうち多数のノードを経由してネットワークリソースを多く使用したＴＤＢ（Transit Data Burst）バーストと前記以前ノードで発生したＳＨＧ（Several Hop Going）バーストとが特定の出力チャネルを占有するために競争する場合、前記ＴＤＢバーストが前記ＳＨＧバーストより高い優先順位を有するようにして、当該出力チャネルが占有されるようにスケジューリングすることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第３態様は、前述した光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法によれば、メッシュ（Ｍｅｓｈ）形態の網を有する光バースト交換システムにおいてバースト間の公正性を保証できるように、ネットワークリソースを多く使用したバーストに高い優先順位を付与することによって、ネットワークノードでバースト損失を最小化することができ、全体的なシステム性能を向上させることができるという利点がある。
【００１８】
また、本発明によれば、現在ノードのすぐ以前で発生したＳＨＧバーストの損失率が高い短所を改善するために、これらＳＨＧバーストに再転送方法を適用することによって、全体システムのスループット（Throughput）を向上させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、下記実施例は、様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が後述する実施例に限定されるものではない。本発明の実施例は、この技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【００２０】
図１は、本発明の一実施例に係る光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法を具現するための光バースト交換機の構造を示すブロック構成図であり、同じ優先順位を有するバースト間の公正性（Fairness）を保証するための光バースト交換機の構造を示す図である。
【００２１】
図１を参照すれば、本発明の一実施例に係る光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法を具現するための光バースト交換機は、大きく、信号を処理するための制御モジュール１００と、バーストペイロードを処理するためのバースト処理モジュール２００とで構成されている。
【００２２】
ここで、制御モジュール１００は、入力制御チャネルＩＣＣを介して入力されるバースト制御パケット（Burst Control Packet；ＢＣＰ）を解読し、オフセット時間後に到着するバーストのオフセット時間とバーストの大きさに対するルーティング情報を獲得する。このようなルーティング情報に基づいて到着するバーストのチャネル占有を決定するようになる。
【００２３】
また、制御モジュール１００で処理されるバースト制御パケットＢＣＰは、制御モジュール１００の入出力制御チャネルＩＣＣ、ＯＣＣに各々連結された光／電変換部（Optical to Electric；Ｏ／Ｅ）及び電／光変換部（Electric to Optical；Ｅ／Ｏ）を介して光／電及び電／光変換を行う。
【００２４】
すなわち、光／電変換部Ｏ／Ｅは、各ノード別に入力制御チャネルＩＣＣを介して入力されるバースト制御パケットＢＣＰを光信号から電気信号に変換する機能を行う。
【００２５】
電／光変換部Ｅ／Ｏは、各ノード別に出力制御チャネルＯＣＣを介して出力されるバースト制御パケットＢＣＰを電気信号から利用可能な出力リソースに該当する光信号に変換する機能を行う。
【００２６】
他方、入出力データチャネルＩＤＣ／ＯＤＣを使用して転送されるバーストは、光／電及び電／光変換をせずに、次のノードに変換するようになる。このような差異点に起因してオフセット時間が発生する。
【００２７】
そして、バースト処理モジュール２００は、バーストの生成、分類及びスケジューリングなどの全体的な処理のためのモジュールであって、制御モジュール１００から獲得されたバースト制御パケットＢＣＰに対するルーティング情報によってバーストが所望の目的地ノードに伝達され得るように入力データチャネルＩＤＣを出力データチャネルＯＤＣにスイッチングする機能を行う。
【００２８】
このようなバースト処理モジュール２００は、バッファ（Buffer）２１０、バースト制御機（Bursts Controller）２２０、バースト分類器（Bursts Classifier）２３０、及びバーストスケジューラー（Bursts Scheduler）２４０などを備えて構成されている。
【００２９】
ここで、バッファ２１０は、入力されるパケットを一定の時間の間にキュー（Queue）に格納する機能を行う。
【００３０】
バースト制御機２２０は、バッファ２１０の出力端に連結されていて、バッファ２１０のキュー内に待機中のパケットのトータル長さが既設定された臨界値を超過する場合、バーストを生成し、制御モジュール１００から出力された所定の制御信号を提供され、前記生成されたバーストを目的地ノードによって分類し、異なる方式で転送されるようにスケジューリングする機能を行う。
【００３１】
すなわち目的地ノードがすぐ次のノードであるバースト、すなわちＯＨＧ（One Hop Going）バーストである場合には、生存されたバースト（Survived Bursts）間の空き空間を使用して次のノードに転送される。この場合、目的地ノードがすぐ次のノードであるから、バースト制御パケット（ＢＣＰ）を必要としない。
【００３２】
他方、目的地ノードに到着するために多数のノードを経由しなければならない場合には、バースト制御パケットＢＣＰが必要であり、専用の波長を使用して次のノードに転送される。この専用の波長を使用するバーストのオフセット時間は多様であり、互いに衝突が発生しないようにスケジューリングを行う。このようなバーストをＳＨＧ（Several Hop Going）バーストと称する。
【００３３】
そして、バースト分類器２３０は、各ノード別に入力データチャネルＩＤＣに各々連結されていて、以前ノードからバースト間の衝突なく次のノードに転送されたＳＨＧバーストをオフセット時間別に分離し、バーストスケジューラー２４０に転送する機能を行う。
【００３４】
そして、バーストスケジューラー２４０は、オフセット時間１〜ｋ別に各々１つずつ備えられていて、バースト分類器２３０から転送されたＳＨＧバースト以外に以前ノードから競争過程を経て現在ノードに入力されるバースト、すなわちＴＤＢ（Transit Data Burst）バーストが同時に入力される。このようなＴＤＢバーストは、オフセット時間が同一であり、次のノードへの転送のために専用の波長を使用するので、バースト間の公正性が保証される。
【００３５】
このようなバーストスケジューラー２４０は、同時に入力されるＴＤＢ及びＳＨＧバースト間に互いに異なる優先順位を有するようにスケジューリング機能を行う。すなわち多数のノードを経由してネットワークリソースを多く使用したＴＤＢバーストと以前ノードで発生したＳＨＧバーストとが使用しようとする出力データチャネルＯＤＣを占有するために競争する場合、前記ＴＤＢバーストが前記ＳＨＧバーストより高い優先順位を有するようにして当該出力データチャネルＯＤＣが占有されるようにスケジューリング機能を行う。
【００３６】
このようにＴＤＢバーストとＳＨＧバーストの優先順位を異にする理由は、前記ＴＤＢバーストは、ネットワークリソースを多く使用するのに対し、前記ＳＨＧバーストは、すぐに以前ノードで生成され、ネットワークリソースを少なく使用したので、前記ＴＤＢバーストに高い優先順位を付与することによって、全体的なシステム性能を向上させることができる。
【００３７】
一方、前述したように構成された本発明の一実施例に適用された光バースト交換機は、エッジノード（Edge Node）及びコアノード（Core Node）の機能を共に有しながら、公正性を提供できる交換機を考慮している。
【００３８】
図２は、本発明の一実施例に係る光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法を説明するための全体的な流れ図であり、特別な説明がない限り、バーストスケジューラー２４０が主体になって行うことを明らかにする。
【００３９】
図２を参照すれば、まず、以前ノードで受信したバースト制御パケットＢＣＰを解読した後（ステップＳ１００）、入力されたバーストがＴＤＢバーストであるか、ＳＨＧバーストであるかを判断する（ステップＳ２００）。
【００４０】
前記ステップＳ２００での判断結果、前記入力されたバーストがＴＤＢバーストである場合に、使用しようとする出力チャネルが他のＴＤＢバーストによって既に占有されているか否かを確認した後（ステップＳ３００）、他のＴＤＢバーストによって既に占有されていれば、当該バーストを損失させ（ステップＳ４００）、それとも、特定のＳＨＧバーストによって占有されていれば、特定のＳＨＧバーストにより占有された出力チャネルを除去し、ＴＤＢバーストに出力チャネルを再割当したり、使用しようとする出力チャネルを誰も使用しないと、すなわち出力チャネルの使用可能時、当該出力チャネルを占有する（ステップＳ５００）。
【００４１】
一方、前記ステップＳ２００での判断結果、前記入力されたバーストがＳＨＧバーストである場合に、使用しようとする出力チャネルが他のバースト（ＴＤＢまたはＳＨＧバースト）によって既に占有されているか否かを確認した後（ステップＳ６００）、他のバーストによって既に占有されていれば、当該バーストを損失させ（ステップＳ７００）、そうでない場合、すなわち当該出力チャネルの使用可能時、当該出力チャネルを占有する（ステップＳ８００）。
【００４２】
前述のような方式で全ての受信するバーストによって優先順位を異にして、スケジューリング処理することによって、全体的なシステムの性能を向上させることができる。
【００４３】
本発明の一実施例に係る光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法を使用してシステムを具現する場合、初期に光バースト交換システムに入力されるＳＨＧバーストの損失率が増加するという問題点がある。
【００４４】
すなわち、一度競争で出力チャネルを占有すれば、目的地ノードまで損失なく到達することができるのに対し、前記ＳＨＧバーストは、前記ＴＤＢバーストとの競争に押し流される現象が発生する。
【００４５】
このような問題点を解決するために、本発明では、損失されたＳＨＧバーストに対して再転送を実施する。このように再転送をする理由は、前記ＳＨＧバーストに対する再転送は、すぐに以前ノードに再転送信号を転送すればよいので、時間が少なく所要され、簡単に具現することができるからである。一方、全てのバーストに対して再転送を実施する場合、具現が複雑であり、全てのノードに対して再転送信号が転送され、所望の時間に再転送をすることができなくなる。
【００４６】
図３は、本発明と従来技術の方法を使用して性能分析を比較するためにトラフィックロードによるブロッキング率を示すグラフであり、本発明と従来技術の方法を使用して数学的に性能分析を行った結果を示す。
【００４７】
図３を参照すれば、性能分析のために使用した入力ノードの数は、４個に設定し、オフセット時間の数は、８個に設定し、出力波長の数は、４個に設定して、性能分析をした。
【００４８】
図３に示されたように、従来技術の方法に比べて本発明で提案された方法でスケジューリングする場合にバースト損失が減少することが分かる。
【００４９】
一方、本発明の実施例に係る光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータが読み出すことができるコードで具現されることが可能である。コンピュータが読み出すことができる記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取り可能なデータが格納される全ての種類の記録装置を含む。
【００５０】
例えば、コンピュータが読み出すことができる記録媒体としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、移動式格納装置、非揮発性メモリ（Flash Memory）、光データ格納装置などが挙げられ、また、キャリアウェーブ（例えば、インターネットを介した転送）の形態で具現されるものをも含む。  
【００５１】
また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータ通信網で連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式で読み出すことができるコードとして格納され、実行されることができる。
【００５２】
前述した本発明に係る光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法に関する好ましい実施例について説明したが、本発明は、これに限定されるものでなく、特許請求範囲と発明の詳細な説明及び添付の図面の範囲内で様々に変形して実施することが可能であり、これもまた本発明に属する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例に係る光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法を具現するための光バースト交換機の構造を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施例に係る光バースト交換システムにおいてのバーストスケジューリング方法を説明するための全体的な流れ図である。
【図３】本発明と従来技術の方法を使用して性能分析を比較するためにトラフィックロードによるブロッキング率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１００  制御モジュール
２００  バースト処理モジュール
２１０  バッファ
２２０  バースト制御機
２３０  バースト分類器
２４０  バーストスケジューラー
Ｏ／Ｅ  光／電変換部
Ｅ／Ｏ  電／光変換部
ＢＣＰ  バースト制御パケット
ＴＤＢバースト  現在ノードを経由して次のノードに転送されるバースト
ＳＨＧバースト  多数のノードを経由して目的地ノードに到達するバースト
ＯＨＧバースト  入力ノードから出発するバーストであって、次のノードで終了するバースト
【図１】
2008283657.tif 000003
【図２】
2008283657.tif 000004
【図３】
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