(57)【要約】【課題】ノード装置を並列多重伝送路によってリング状に接続し、ノード装置においてパケットを所定の多重伝送路に送出することによって交換を行うネットワークシステムにおいて、並列した伝送路間の使用率のばらつきを低減しパケットの入れ替わり幅を小さくすることを目的とする。【解決手段】角チャネルのバッファに一時記憶されているパケット数を監視するバッファ監視部と、各バッファにおける一時記憶パケット数を元に任意のチャネルを抽出するチャネル抽出部と、ノード装置間でバッファ監視情報またはチャネル抽出情報を通信する制御情報通知部とを設け、隣接するパケット送出先のノード装置において一時記憶パケット数の少ないバッファが存在するチャネルに優先的にパケットを送出する。【選択図】        図１
2004248175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノード装置間を複数Ｎ個のチャネルで接続して信号の伝送を行うネットワークシステムを構成するためのノード装置において、
端末と接続されるＮ個のサブ伝送路と、
送信すべき信号を一時記憶するＮ個のバッファ手段と、
該各バッファ手段に一時記憶されている信号量を監視するバッファ監視手段と、
該バッファ監視手段によって観測されたバッファ使用状況を他のノード装置との間で送受信する制御情報通信手段と、
該制御情報通信手段を介して受信した他ノード装置のバッファ使用状況を元に該Ｎ個のチャネルの優先度づけを行う優先度決定手投と、
該各バッファ手段からの信号をＮ個のチャネルに送出できる送信手段と、
該送信手段を制御して、各バッファ手段からの信号を送出できるチャネルを、所定のチャネル変更パターンを元に、同時に同じチャネルに２つ以上のバッファ手段からの信号が送出されないようにして変更するチャネル変更制御手段と、
該各バッファ手段を制御して、該優先度決定手段により決定された優先度に応じて各チャネルに対応する記憶領域にパケットを書き込むとともに、各バッファ手段からの信号を送出できるチャネルが所望のチャネルに変更されるのに同期して、該所望のチャネルで読み出すべき信号を読み出すバッファ制御手段と、
該Ｎ個のチャネルをそれぞれ受信する受信手段と、
該受信手段で受信した信号流から、分離すべき信号を分離してサブ伝送路を介して接続される端末に出力する分離手段と、
該端末からサブ伝送路を介して伝送されてくる信号を前記受信手段で受信した信号流に挿入する挿入手段を有していることを特徴とするノード装置。
【請求項２】
複数のノード装置間を複数Ｎ個のチャネルで接続して信号の伝送を行うネットワークシステムを構成するためのノード装置において、
端末と接続されるＮ個のサブ伝送路と、
送信すべき信号を一時記憶するＮ個のバッファ手段と、
該各バッファ手段に一時記憶されている信号量を監視するバッファ監視手段と、
該バッファ監視手段により観測されたバッファ使用状況を元に該Ｎ個のチャネルの優先度づけを行う優先度決定手段と、
該優先度決定手段によって抽出されたチャネル情報を他のノード装置との間で送受信する制御情報通信手段と、
該各バッファ手投からの信号をＮ個のチャネルに送出できる送信手段と、
該送信手段を制御して、各バッファ手段からの信号を送出できるチャネルを、所定のチャネル変更パターンを元に、同時に同じチャネルに２つ以上のバッファ手段からの信号が送出されないようにして変更するチャネル変更制御手段と、
該各バッファ手段を制御して、該制御情報通信手段によって他ノード装置から受信した優先度に応じて各チャネルに対応する記憶領域にパケットを書き込むとともに、各バッファ手段からの信号を送出できるチャネルが所望のチャネルに変更されるのに同期して、該所望のチャネルで読み出すべき信号を読み出すバッファ制御手段と、
該Ｎ個のチャネルをそれぞれ受信する受信手段と、
該受信手段で受信した信号流から、分離すべき信号を分離してサブ伝送路を介して接続される端末に出力する分離手段と、
該端末からサブ伝送路を介して伝送されてくる信号を前記受信手段で受信した信号流に挿入する挿入手段を有していることを特徴とするノード装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のノード装置のバッファ監視手段において、
バッファ手段の各記憶領域に書き込まれたパケット数をカウントする書き込みカウンタと、
該記憶領域から読み出されたパケット数をカウントする読み出しカウンタと、書き込みカウンタと読み出しカウンタを比較して記憶領域中の一時記憶パケット数を算出するパケット数算出手段とからなり、
全チャネルの全記憶領域に対して、該書き込みカウンタと該読み出しカウンタと該パケット数算出手段とからなる組を有するバッブァ監視手段。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載のノード装置の優先度決定手段において、
各記憶領域の一時記憶パケット数から該記憶領域の空き領域を求め、該空き領域に外部からの情報に応じた任意の値を掛けた後加算することにより実効空き領域を算出する実効空き領域算出部と、
各チャネルの実効空き領域を比較して実効空き領域の多いバッファに対応するチャネルの優先度を高く、実効空き領域の少ないバッファに対応するチャネルの優先度を低く設定する比較手段からなる優先度決定手段。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信ネットワークに関し、更に詳しくは、ノード装置を並列多重伝送路によってリング状に接続し、ノード装置においてパケットを並列多重伝送路の所定のチャネルに送出することによって交換を行うネットワークシステムにおける交換制御手投に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、簡易な構成の大容量ネットワークシステムとして、ノード装置を並列多重伝送路でリング状に接続したネットワークシステムが検討されている。このネットワークシステムの詳細は、特開平８−１７２３９４号公報「ネットワークシステム及びノード装置及びコンセントレ一夕及びネットワークシステムにおける伝送制御方法」、特開平８−２３７３０６号公報「ネットワークシステム及びノード装置及び伝送制御方法」において述べられている。以下に、特開平８−２３７３０６号公報「ネットワークシステム及びノード装置及び伝送制御方法」で述べられているネットワークシステムを例として挙げる。
【０００３】
図９は従来のネットワークにおけるノード装置の構成図であり、ノード装置９００にサブ伝送路を介して端末９５１−９５８を接続している例を示している。符号９０１〜９０８は、分離挿入手段であるところの分離挿入部であり、並列多重伝送路から入力されるパケットのアドレスを検出し、サブ伝送路を介して端末へ伝送きせるパケットとバッファへ入力させるパケットに分社すると共に、端末から伝送されてくるパケットを、並列多重伝送路から入力されるパケット流に挿入する機能を有している。符号９１１〜９１８は、バッファ手段であるところのバッファであり、分離挿入部から出力されるパケットをスイッチ９４１の出力端に対応した記憶領域に一時記憶する機能を有している。符号９２１〜９２８、９３１〜９３８はノード間を接続するための並列多重伝送路であり、例えば空間的に分離された複数の光ファイバ伝送路であったり、あるいは１本の光ファイバ上に波長分割されて多重化された波長多重伝達路であったりする。符号９４１はスイッチであり、スイッチ制御部９４２に制御されて、入力端ＩＮｌ〜ＩＮ８に入力したパケットを任意の出力端ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８へ接続するものである。スイッチ９４１は、並列多重伝送掛に複数の光ファイバ伝送路を用いるときには、空間スイッチ等を用いて交換を行う。また、波長多重伝送路を用いる場合には、図９とは若干構成が異なるが、複数の可変波長レーザダイオードと合波器からなる送信部を波長多重伝送路へ接続し、波長多重伝送路の受信部で分波器により各波長を分離することでノード間でスイッチを構成し、可変波長レーザダイオードの送信波長を波長λ１〜λ８の任意の波長に設定することで交換を行う。符号９４２はスイッチ制御部であり、例えば図１２の制御パターンに従ってスイッチを制御する。符号９４３はバッファ制御部であり、各バッファに接続されたスイッチの入力端が所望の出力端に接続されたときに、バッファから記憶されているパケットを読み出すように制御するものである。
【０００４】
図１０は分離挿入部９０１−９０８の内部構成を示す図であり、１００１はパケットのヘッダから宛先アドレスを検出するヘッダ検出部、１００２、１００３は入力信号を出力または速断するためのゲート、１００４は２つの入力信号のどちらか一方を出力するセレクタ、１００５はパケットを一時記憶するためのＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）である。分離挿入部９０１〜９０８において、並列多重伝送路より入力したパケットはヘッダ検出部１００１においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりゲート１００２と１００３の開閉の処理を行う。ヘッダ検出部１００１にはあらかじめその分離挿入部に接続されている端末のアドレスが記憶されており、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致したときには、ゲート１００３を開き且つゲート１００２を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。また、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しない場合は、ゲート１００２を開き且つゲート１００３を閉じて、セレクタ１００４のみにそのパケットを出力してセレクタ１００４を通ってバッファへ送られる。一方端末から伝送されてきたパケットはＦＩＦＯｌ００５に一時記憶し、ゲート１００２からセレクタ１００４に入力したパケット流にすき間があるときにＦＩＦＯｌ００５から読み由され、セレクタ１００４を通ってバッファへ送られるように動作する。
【０００５】
図１１はバッファ９１１〜９１８の内部構成であり、１１０１はスイッチ９４１の出力端に対応した記憶領域１〜記憶領域８からなるバッファメモリ、１１０２はパケットのヘッダから宛先アドレスを検出するヘッダ検出部、１１０３はバッファメモリ１１０１に書き込みアドレスを供給するためのアドレスカウンタである。バッファ９１１、９１８において、分離挿入部より入力したパケットはヘッダ検出部１１０２においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりそのパケットを記憶する記憶領域が決定される。ヘッダ検出部１１０２にはあらかじめ隣接する下流ノードに接続される端末のアドレスが記憶されており、検出した宛先が記憶しているアドレスと一致したときには、その端末が接続されている伝送路つまりスイッチ９４１の出力端に対応した記憶領域を指定し、アドレスカウンタ１１０３より書き込みアドレスを発生させてバッファメモリ１１０１に記憶させる。また、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しないときには、任意の記憶領域にそのパケットを記憶させるごとく制御する。
【０００６】
図１２はスイッチ９４１の入出力の接続関係を示す制御パターンであり、制御アドレスＡｌ〜Ａ８によりスイッチの入出力接続関係が変更される。入力端ＩＮ１〜ＩＮ８はバッファ６１１〜６１８に対応しており、出力端ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８（または送信波長λ１〜λ８）は各バッファの記憶領域１〜記憶領域８に対応している。
【０００７】
図１３は、図９に示したノード装置を用いたネットワークシステムの構成例であり、４つのノード装置１３０１〜１３０４を並列多重伝送路１３０５〜１３０８によってリング型に接続し、各ノード装置にはそれぞれ８本のサブ伝送路を介して８台の端末が接続されている。端末１３１１〜１３１８は端末９５１−９５８に対応し、同様に１３２１−１３２８、１３３１〜１３３８、１３４１〜１３４８も端末９５１〜９５８に対応している。
【０００８】
図１４はこのネットワークの通信原理を説明するための図であり、１４０１〜１４０４はノード装置、１４０５〜１４０８はスイッチ９４１に対応した交換スイッチ、１４０９〜１４１２はバッファ９１１−９１８に対応したバッファ、１４２１−１４３６は端末、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはリングを成す並列伝送路である。
【０００９】
まず、図１４を用いてこのネットワークの通信原理について説明する。このネットワークは複数のリングＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有し、各リング間は交換スイッチ１４０５〜１４０８によって相互に接続されている。各端末は並列伝送路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ中の１つのリング伝送路に接続されており、他のリングに接続された端末と通信を行う瘍合は、少なくとも１回、任意の交換スイッチで他のリングに交換されることで通信が行われる。交換が行われる位置は特定されないが、宛先ノードの１つ手前のノードで宛先の伝送路へ乗り換えて、他のノードでは任意の伝送路へ乗り換えるようにすると通信制御が容易になる。このネットワークはノード装置を簡略化するため、交換スイッチ１４０５〜１４０８は入力信号とは無関係に入出力の接続関係を特定の巡回パターンにしたがって一定周期に変更し、バッファ１４０９〜１４１２で入力信号を一時蓄積して、交換スイッチの入出力接続関係が所望の関係になったときにバッファからパケットを読み出すようにして交換が行われる。
【００１０】
例えば、端末１４２２から端末１４３２へ通信する場合は、端末１４２２から出力されたパケットはノード１４０１のバッファ１４０９に蓄積され、スイッチ１４０５の入力端ＩＮ２が例えば出力端ＯＵＴ２に接続されたときにバッファから読み出されて伝送路Ｂに出力され、ノード１４０２のバッファ１４１０へ人力してスイッチ１４０６のＩＮ２とＯＵＴ４が接続されたときにバッファから読み出されることにより、伝送路Ｄへ出力されて端末１４３２へパケットが送られる。
【００１１】
このように、それぞれのノード装置で任意のリング伝送路に乗り換えることにより通信が行われる。
【００１２】
次に、図９、図１３を用いて詳細を説明する。説明において並列多重伝送路は空間的に分離された複数の光ファイバ伝送路、スイッチは空間スイッチとして説明するが、波長多重伝送路を用いる場合も上記原理に基づいており、ほほ同様の動作が行われる。仮に、端末１３１２から端末１３３５へ通信する場合の動作例について説明する。
【００１３】
端末１３１２からの送信データは固定長のパケットに分割され、各パケットのヘッダに宛先アドレスが記載されて出力される。出力されたパケットはサブ伝送路を通ってノード装置１３０１へ入力し、分離送入部９０２のＦＩＦＯｌ００５に一時記憶される。記憶されたパケットは、ゲート１００２からセレクタ１００４に入力したパケット流にすき間があるときにＦＩＦＯｌ００５から読み出され、セレクタ１００４を通ってバッファへ送られる。
【００１４】
バッファ９１２のヘッダ検出部１１０２は、入力したパケットのヘッダを検出すると検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しないので、任意の記憶領域を指定する。書き込みアドレスカウンタ１１０３はその情報を受けて書き込みアドレスを発生させ、そのパケットをバッファメモリ１１０１の記憶領域に書き込ませる。ここでは仮に記憶領域１に記憶されるとする。
【００１５】
バッファ制御部９４３はスイッチ９４１の入力端ＩＮ２が出力端ＯＵＴ１に接続されるまでそのパケットの読み出しを待機させ、接続された時にパケットを読み出す。
【００１６】
スイッチ制御部９４２は、図１２に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８と順次供給してスイッチ９４１の接続関係を変更させ、かつ制御アドレスを例えば１パケット長周期に供給することで、８パケット周期で同じパターンを繰り返すように制御している。その情報をバッファ制御部９４３へ通知することでバッファからの読み出しタイミングが制御される。ここではスイッチ９４１の入力端ＩＮ２が出力端ＯＵＴ１に接続されたときにバッファ９１２の記憶領域１からパケットが読み出されることにより、そのパケットはスイッチ９４１を通って伝送路９３１へ出力される。
【００１７】
伝送路９３１を伝送されたパケットは、ノード装置１３０２の分離送入部９０１に入力し、ヘッダ検出部１００１においてパケットのヘッダが検出される。検出した宛先アドレスは記憶しているアドレスと一致しないので、ゲート１００２を開きゲート１００３を閉じてセレクタ１００４へそのパケットを出力する。分離挿入部９０１のセレクタ１００４へ出力されたパケットは、セレクタ１００４を通りバッファ９１１へ入力する。
【００１８】
ヘッダ検出部１１０２はヘッダを検出すると検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しているので、宛先アドレスの端末が接続される伝送路に対応する記憶領域を指定する。ここでは宛先の端末が伝送路９３５に接続されているので記憶領域５に記憶させる。
【００１９】
バッファ制御部９４３はスイッチ９４１のＩＮｌがＯＵＴ５に接続されたときにバッファ９１１の記憶領域５からパケットを読み出すことで、パケットはスイッチ９４１を通って伝送路９３５へ出力される。伝送路を通ってノード装置１３０３の分離送入部９０５に入力したパケットは、ヘッダ検出部１００１でヘッダが検出され、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致したので、ゲート１００３を開き且つゲート１００２を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。分離挿入部９０５から端末方向へ出力されたパケットは、サブ伝送路を通って端末１３３５へ送られ受信される。
【００２０】
このようにして通信が行われる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例では特に伝送路を指定すべきパケットが多く存在するノード装置において各チャネルに対応するバッファに一時記憶されるパケット数のばらつきが大きくなり、パケット順序の入れ替わりが大きくなるという問題があった。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
各チャネルのバッファに一時記憶されているパケット数を監視するバッファ監視部と、各バッファにおける一時記憶パケット数を元に各チャネルに対する優先度を決定する優先度決定部と、ノード装置間でバッファ監視情報または優先度情報を通信する制御情報通知部とを設け、隣接するパケット送出先のノード装置において一時記憶パケット数の少ないバッファが存在するチャネルに優先的にパケットを送出する。
【００２３】
（作用）
各伝送チャネルに対応するバッファに一時記憶されるパケット数の差を小さくし、パケット順序の入れ替わり幅を小さくする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
図１は実施形態１のネットワークにおけるノード装置の構成図であり、ノード装置１００にサブ伝送路を介して端末１６１、１６４を接続している例を示している。符号１１１〜１１４は、分離挿入手段であるところの分離挿入部であり、並列多重伝送路から入力されるパケットのアドレスを検出し、サブ伝送路を介して端末に受信させるパケットとバッファへ入力させるパケットに分離すると共に、端末から伝送されてくるパケットを、並列多重伝送路から入力されるパケット流に挿入する機能を有している。符号１２１〜１２４は、バッファ手段であるところのバッファであり、分離挿入部から出力されるパケットをスイッチ１５１の入力端に対応した記憶領域に一時記憶する機能を有している。符号１３１〜１３４、１４１〜１４４はノード間を接続するための並列多重伝送路であり、例えば空間的に分離された複数の光ファイバ伝送路である。符号１５１はスイッチであり、スイッチ制御部１５２に制御されて、入力端ＩＮ１〜ＩＮ４に入力したパケットを任意の出力端ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４へ接続するものである。スイッチ１５１は、並列多重伝送路に複数の光ファイバ伝送路を用いるときには、空間スイッチ等を用いて交換を行う。符号１５２はスイッチ制御部であり、所定の制御パターンに従ってスイッチを制御する。符号１５３はバッファ制御部であり、優先度決定部１５６によって決定された各チャネルの優先度に応じて（例えば比例した頻度で）それぞれのチャネルに対応する記憶領域にパケットを書き込むように制御するとともに、バッファに接続されたスイッチの入力端が所望の出力端に接続されたときに、バッファから記憶されているパケットを読み出すように制御する。１５４はバッファ監視部であり、１２１〜１２４の各バッファに一時記憶されているパケット数を監視する。１５５は制御情報通知部であり、バッファ監視部１５４によるバッファ監視情報を隣接ノードへ送信し、隣接ノードのバッファ監視情報を受信する。１５６は優先度決定部であり、隣接ノードから受信したバッファ監視情報に基づき各チャネルの優先度を決定する。１５７は制御情報の伝送経路であり、制御情報通信部１５５が他ノードの制御情報通信部との間で情報の送受信を行うための伝送経路である。
【００２５】
図２は、図１に示したノード装置を用いたネットワークシステムの構成例であり、４つのノード装置２１１〜２１４を並列多重伝送路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄによってリング型に接続し、各ノード装置にはそれぞれ４本のサブ伝送路を介して４台の端末が接続されている。端末２２１〜２２４は端末１６１〜１６４に対応し、同様に２２５〜２２８、２２９〜２３２、２３３〜２３６も同様に端末１６１〜１６４に対応している。
【００２６】
図３は分離挿入部１１１〜１１４の内部構成を示す図であり、３０１はパケットのヘッダから宛先アドレスを検出するヘッダ検出部、３０２、３０３は入力信号を出力または遮断するためのゲート、３０４は２つの入力信号のどちらか一方を出力するセレクタ、３０５はパケットを一時記憶するためのＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）である。分離挿入部１１１〜１１４において、並列多重伝送路より入力したパケットはヘッダ検出部３０１においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりゲート３０２と３０３の開閉の処理を行う。ヘッダ検出部３０１にはあらかじめその分離挿入部に接続されている端末のアドレスが記憶されており、検出した宛先アドレスが記憶しでいるアドレスと一致したときには、ゲート３０３を開き且つゲート３０２を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。また、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しない場合は、ゲート３０２を開き且つゲート３０３を閉じて、セレクタ３０４のみにそのパケットを出力してセレクタ３０４を通ってバッファへ送られる。一方端末から伝送されてきたパケットはＦＩＦＯ３０５に一時記憶し、ゲート３０２からセレクタ３０４に入力したパケット流にすき間があるときにＦＩＦＯ３０５から読み出され、セレクタ３０４を通ってバッファへ送られるように動作する。
【００２７】
図４はバッファ１２１〜１２４の内部構成であり、４０１はスイッチ１５１の出力端に対応した記憶領域１、記憶領域４からなるバッファメモリ、４０２はパケットのヘッダから宛先アドレスを検出するヘッダ検出部、４０３はバッファメモリ４０１に書き込みアドレスを供給するためのアドレスカウンタである。バッファ１２１〜１２４において、分離挿入部より入力したパケットはヘッダ検出部４０２においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりそのパケットを記憶する記憶領域が決定される。ヘッダ検出部４０２にはあらかじめ隣接する下流ノードに接続される端末のアドレス（例えば、図２におけるノード２１１では、ノード２１２に接続されている端末２２５〜２２８のアドレス）が記憶されており、検出した宛先が記憶しているアドレスと一致したときには、その端末が接続されている伝送路つまりスイッチ１５１の出力端に対応した記憶領域を指定し、アドレスカウンタ４０３より書き込みアドレスを発生させてバッファメモリ４０１に記憶させる。また、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しないときには、任意の記憶領域にそのパケットを記憶させるか、または優先度決定部１５６により決定された優先度に応じて各チャネルに対応する記憶領域にそのパケットを記憶させるごとく制御する。
【００２８】
図５はスイッチ１５１の入出力の接続関係を示す制御パターンであり、制御アドレスＡ１、Ａ４によりスイッチの入出力接続関係が変更される。入力端ＩＮ１〜ＩＮ４はバッファ１２１〜１２４に対応しており、出力端ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４は各バッファの記憶領域１〜記憶領域４に対応している。
【００２９】
まず、図２を用いてこのネットワークの通信原理について説明する。このネットワークは複数のリング状伝送路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有し、各ノード間は交換スイッチ１５１によって相互に接続されている。各端末は並列伝送路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの１つのリング伝送路に接続されており、他のリングに接続された端末と通信を行う場合は、少なくとも１回、任意の交換スイッチで他のリングに交換されることで通信が行われる。交換が行われる位置は特定されないが、宛先ノードの１つ手前のノードで宛先の伝送路へ乗り換えて、他のノードでは任意の伝送路へ乗り換えるようにすると通信制御が容易になる。このネットワークはノード装置を簡略化するため、交換スイッチ１５１は入力信号とは無関係に入出力の接続関係を特定の巡回パターンにしたがって一定周期に変更し、バッファ１２１〜１２４で入力信号を一時蓄積して、交換スイッチの入出力接続関係が所望の関係になったときにバッファからパケットを読み出すようにして交換が行われる。
【００３０】
次に図２のネットワークシステムの元で端末２２１から端末２３２へ通信する場合を例に挙げ、図１、図３、図４、図５をともに用いて説明する。図２において端末２２１〜２２４、２２５〜２２８、２２９、２３２、２３３〜２３６は伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに接続されているものとする。各ノード装置２１１〜２１４のバッファ監視部１５４はバッファ１２１〜１２４の記憶領域１〜４に一時記憶されているパケット数を監視しており、監視情報を制御情報通億部１５５から制御情報伝送経路１５７を介して隣接する上流のノード装置２１４および２１１〜２１２へ送信している。端末２２１からの送信データは固定長のパケットに分割され、各パケットのヘッダに宛先アドレスが記載されて出力される。出力されたパケットはサブ伝送路を通ってノード装置２１１へ入力され、分離送入部１１１のＦＩＦＯ３０５に一時記憶される。記憶されたパケットは、ゲート３０２からセレクタ３０４に入力したパケット流にすき間があるときにＦＩＦＯ３０５から読み出され、セレクタ３０４を通ってバッファ１２１へ送られる。
【００３１】
バッファ１２１のヘッダ検出部４０２は、入力したパケットのヘッダを検出すると検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しないので、優先度決定部１５６が隣接する下流ノード装置２１２のバッファ監視情報を元に決定した優先度に従って各チャネルに対応する記憶領域を指定する。書き込みアドレスカウンタ４０３はその情報を受けて書き込みアドレスを発生させ、そめパケットをバッファメモリ４０１の記憶領域に書き込ませる。ここでは仮に各チャネルの優先度が０（低）〜３（高）の４段階に定められており、決定された優先度が３−０−０−０で、パケットは記憶領域１に記憶されるとする（また、例えば優先度が０−３−２−０であれば、パケットは記憶領域２と３に「記憶領域２へのパケット数＞記憶領域３へのパケット数」となる割合で振り分けられるものとする）。
【００３２】
バッファ制御部１５３はスイッチ１５１の人力端ＩＮ１が出力端ＯＵＴ１に接続されるまでそのパケットの読み出しを待機させ、接続された時にパケットを読み出す。
【００３３】
スイッチ制御部１５２は、図５に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４と順次供給してスイッチ１５１の接続関係を変更させ、かつ制御アドレスを例えば１パケット長周期に供給することで、４パケット周期で同じパターンを繰り返すように制御している。その情報をバッファ制御部１５３へ通知することでバッファからの読み出しタイミングが制御される。ここではスイッチ１５１の入力端ＩＮ１が出力端ＯＵＴ１に接続されたときにバッファ１２１の記憶領域１からパケットが読み出される．ことにより、そのパケットはスイッチ１５１を通って伝送路１４１（Ａ）へ出力される。伝送路Ａを伝送されたパケットは、ノード装置２１２の分離送入部１１１に入力し、ヘッダ検出部３０１においてパケットのヘッダが検出される。検出した宛先アドレスは記憶しているアドレスと一致しないので、ゲート３０２を開きゲート３０３を閉じてセレクタ３０４へそのパケットを出力する。分離挿入部１１１のセレクタ３０４へ出力されたパケットは、セレクタ３０４を通りバッファ１２１へ入力される。
【００３４】
ヘッダ検出部４０２はヘッダを検出すると検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しているので、優先度決定部１５６が抽出したチャネルとは関係なく宛先アドレスの端末が接続される伝送路に対応する記憶領域を指定する。ここでは宛先の端末が伝送路１４４（Ｄ）に接続されているので記憶領域４に記憶させる。
【００３５】
バッファ制御部１５３はスイッチ１５１のＩＮ１がＯＵＴ４に接続されたときにバッファ１２１の記憶領域４からパケットを読み出すことで、パケットはスイッチ１５１を通って伝送路１４４（Ｄ）へ出力される。伝送路を通ってノード装置２１３の分離送入部１１４に入力したパケットは、ヘッダ検出部３０１でヘッダが検出され、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致したので、ゲート３０３を開き且つゲート３０２を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。分離挿入部１１４から端末方向へ出力されたパケットはサブ伝送路を通って端末２３２へ送られ受信される。
【００３６】
〔実施形態２〕
図６は実施形態２のノード装置の構成図であり、ノード装置６００にサブ伝送路を介して端末１６１〜１６４を接続している例を示している。符号１１１〜１１４は、分離挿入手段であるところの分離挿入部であり、並列多重伝送路から入力されるパケットのアドレスを検出し、サブ伝送路を介して端末に受信させるパケットとバッファへ入力させるパケットに分離すると共に、端末から伝送されてくるパケットを、並列多重伝送路から入力されるパケット流に挿入する機能を有している。符号１２１〜１２４は、バッファ手段であるところのバッファであり、分離挿入部から出力されるパケットをスイッチ１５１の入力端に対応した記憶領域に一時記憶する機能を有している。符号１３１〜１３４、１４１〜１４４はノード間を接続するための並列多重伝送路であり、例えば空間的に分離された複数の光ファイバ伝送路である。符号１５１はスイッチであり、スイッチ制御部１５２に制御されて、入力端ＩＮ１−ＩＮ４に入力したパケットを任意の出力端ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４へ接続するものである。スイッチ１５１は、並列多重伝送路に複数の光ファイバ伝送路を用いるときには、空間スイッチ等を用いて交換を行う。符号１５２はスイッチ制御部であり、所定の制御パターンに従ってスイッチを制御する。符号１５３はバッファ制御部であり、隣接下流ノード装置の優先度決定部６２によって決定された優先度に応じて各チャネルに対応する記憶領域に優先してパケットを書き込むように制御するとともに、バッファに接続されたスイッチの入力端が所望の出力端に接続されたときに、バッファから記憶されているパケットを読み出すように制御する。１５４はバッファ監視部であり、１２１〜１２４の各バッファに一時記憶されているパケット数を監視する。６１は制御情報通知部であり、優先度決定部６２からの優先度情報を隣接ノードへ送信し、隣接ノードの優先度情報を受信する。６２は優先度決定部であり、バッファ監視部１５４からのバッファ監視情報に基づき各チャネルの優先度を決定する。６３は制御情報の伝送経路であり、制御情報通信部６１が他ノードの制御情報通信部との間で情報の送受信を行うための伝送経路である。
【００３７】
本実施形態のノード装置によるネットワークシステムの構成および動作は実施形態１の場合と同じであるが、いかに述べる点において異なる。実施形態１ではバッファ監視情報を隣接上流ノード装置に送信するとともに、隣接下流ノード装置から受信したバッファ監視情報を元にチャネルの優先度を決定していた。これに対し実施形態３ではバッファ監視情報を元にチャネルの優先度を決定した後、優先度情報を隣接上流ノード装置に送信するとともに、隣接下流ノード装置からは優先度情報を受信する。
【００３８】
〔実施形態３〕
図７はバッファ監視部の構成図である。符号７１１〜７１４は各チャネルのバッファ１２１〜１２４に対応する監視部であり、記憶領域１−４に対応する監視部が一組となっている。符号７２１〜７２４は記憶領域１〜４に対応する監視部である。符号７３は書き込みカウンタであり、記憶領域に書き込まれたパケット数をカウントする。符号７４は読み出しカウンタであり、記憶領域から読み出されたパケット数をカウントする。符号７５はパケット数算出部であり、書き込みカウンタ７３の値と読み出しカウンタ７４の値とを比較（減算）して記憶領域内に一時記憶されているパケット数を算出する。
【００３９】
〔実施形態４〕
図８は優先度決定部の構成図である。符号８１１〜８１４は各チャネルに対応する実効空き領域算出部であり、各記憶領域におけるパケット数から空き記憶領域を求めて加算を行いバッファ部毎の空き領域を算出する。符号８２は比較部であり、各バッファ部における空き領域の比較を行い、各チャネルに対して空き領域が多いチャネルには高い優先度を、また空き領域が少ないチャネルには低い優先度を設定する。
【００４０】
〔実施形態５〕
実施形態４の比較部８２において、空き領域最大のバッファから順にｎ（０≦ｎ≦４）個のチャネルの優先度を０以上の値に、他のチャネルの優先度を０に設定する。
【００４１】
〔実施形態６〕
実施形態４の比較部８２において、空き領域最大のバッファと、該バッファとの空き領域の差が一定値を超えないバッファに対応するチャネルの優先度を０以上の値に、その他のチャネルの優先度を０に設定する。
【００４２】
〔実施形態７〕
実施形態４の比較部８２において、空き領域が各バッファの平均一時記憶パケット数以上であるチャネルの優先度を０以上の値に、その他のチャネルの優先度を０に設定する。
【００４３】
〔実施形態８〕
実施形態４の比較部８２において、空き領域の大小にかかわらず、空き領域が同程度のチャネルの優先度を０以上の値に、その他のチャネルの優先度を０に設定する。
【００４４】
〔実施形態９〕
実施形態４の実効空き領域算出部８１１〜８１４において、バッファ１２１〜１２４の記憶領域１、４の空き領域にそれぞれ重み付けをした後にパケット数を算出する。例えばパケットを送出すべき各チャネルの優先度に応じて、優先度最高のチャネルに対応する記憶領域の空き領域は１倍し、最低のチャネルに対応する記憶領域の空き領域は０倍し、中間の優先度のチャネルに対応する記憶領域の空き領域にはそれぞれの優先度に応じて０〜１の間の値を掛けたのち、加算した億を実効空き領域として算出する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のネットワークシステムにおけるノード装置の構成図。
【図２】実施形態１のネットワークシステムの構成図。
【図３】図１のノード装置内の分離挿入部の内部構成図。
【図４】図１のノード装置内のバッファ部の内部構成図。
【図５】実施形態１のノード装置のスイッチの入出力の接続関係を示す制御パターン。
【図６】実施形態２のネットワークシステムにおけるノード装置の構成図。
【図７】バッファ監視部の内部構成図。
【図８】優先度決定部の内部構成図。
【図９】従来例のネットワークにおけるノード装置の構成図。
【図１０】図９のノード装置内の分離挿入部の内部構成図。
【図１１】図９のノード装置内のバッファ部の内部構成図。
【図１２】従来例のノード装置のスイッチの入出力の接続関係を示す制御パターン。
【図１３】従来例のネットワークシステムの構成図。
【図１４】従来例のネットワークの通信原理を説明するための図。
【符号の説明】
６１  スイッチ制御部
６２  制御情報通信部
６３  優先度決定部
６４  制御情報伝送経路
７３  書き込みカウンタ
７４  読み出しカウンタ
７５  パケット数算出部
８２  比較部
１００  ノード装置
１１１〜１１４  分離挿入部
１２１〜１２４  バッファ部
１３１〜１３４  伝送路
１４１〜１４４  伝送路
１５１  スイッチ
１５２  スイッチ制御部
１５３  バッファ制御部
１５４  バッファ監視部
１５５  制御情報通信部
１５６  優先度決定部
１５７  制御情報伝送経路
１６１〜１６４  端末装置
２１１〜２１４  ノード装置
２２１〜２３６  端末装置
３０１  ヘッダ検出部
３０２  ゲート
３０３  ゲート
３０４  セレクタ
３０５  ＦＩＦＯ
４０１  バッファメモリ
４０２  ヘッダ検出部
４０３  アドレスカウンタ
６００  ノード装置
７１１〜７１４  チャネルに対応監視ユニット
７２１〜７２４  記憶領域に対応した監視ユニット
８１１〜８１４  実効空き領域算出部
９００  ノード装置
９０１〜９０８  分離挿入部
９１１〜９１８  バッファ部
９２１〜９２８  伝送路
９３１〜９３８  伝送路
９４１  スイッチ
９４２  スイッチ制御部
９４３  バッファ制御部
１００１  ヘッダ検出部
１００２  ゲート
１００３  ゲート
１００４  セレクタ
１００５  ＦＩＦＯ
１１０１  バッファメモリ
１１０２  ヘッダ検出部
１１０３  アドレスカウンタ
１３０１〜１３０４  ノード装置
１３１１〜１３１８  端末
１３２１〜１３２８  端末
１３３１〜１３３８  端末
１３４１〜１３４８  端末
１３０５〜１３０８  並列多重伝送路
１４０１〜１４０４  ノード装置
１４０５〜１４０８  スイッチ
１４０９〜１４１２  バッファ部
１４２１〜１４３６  端末
Ａ〜Ｄ  並列多重伝送路
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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