(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光スイッチノードと、端末ノードとを備え、
前記光スイッチノードは、光スイッチ処理部および分配クロック発生部を含み、
前記光スイッチ処理部は、
すべての入力ポートに同じスイッチタイミングを設定して、前記入力ポートから入力した信号は同一タイミングでスイッチ処理を行い、
光ダミーパケットを受信した場合は、前記光ダミーパケットを前記スイッチタイミングにもとづく光スイッチ動作によって送信元ノードへ返信し、
光連続信号を受信した場合は、前記光連続信号を前記スイッチタイミングにもとづく光スイッチ動作によって切り出し、切り出された前記光ダミーパケットを送信元ノードへ返信し、
前記端末ノードが自光スイッチノードに接続した際に送信される信号光を、初期設定時の前記光ダミーパケットまたは前記光連続信号と認識し、
前記分配クロック発生部は、分配クロックを前記端末ノードへ送信し、
前記端末ノードは、ダミーパケット格納部、光ダミーパケット読み出し送信部、ダミーパケット変換部および時間差補正部を含み、
前記ダミーパケット格納部は、自端末ノードと前記光スイッチノードが接続しての初期設定時、電気信号であるダミーパケットを生成、格納し、
前記光ダミーパケット読み出し送信部は、前記初期設定時に前記光連続信号を前記光スイッチノードへ送信し、または前記初期設定時に前記光ダミーパケットを前記光スイッチノードへ送信する場合は、前記ダミーパケット格納部から、前記分配クロックから生成した読み出しタイミングにもとづいて前記ダミーパケットを読み出し、読み出した前記ダミーパケットを光信号に変換して、前記光ダミーパケットを生成して前記光スイッチ処理部へ送信し、
前記ダミーパケット変換部は、スイッチ処理された前記光ダミーパケットを受信して電気信号の前記ダミーパケットに変換し、
前記時間差補正部は、スイッチ処理後のループバックされた前記光ダミーパケットの同期検出を行い、同期外れを認識した場合は、同期がとれるまで前記読み出しタイミングを変化させ、前記光ダミーパケットが前記スイッチタイミングに同期してスイッチ処理が行われるように、時間差の補正制御を行い、
前記端末ノードは、運用時には時間補正後に得られた前記読み出しタイミングを用いて、光パケットを前記光スイッチ処理部へ送信し、
前記端末ノードが前記光スイッチノードに接続した場合は、接続した前記端末ノードは、自律的に前記光ダミーパケットまたは前記光連続信号を出力して、運用開始前の前記時間差の補正制御を行い、かつ前記時間差の補正制御は、前記光スイッチノードにすでに接続している他の端末ノードと独立して行う、
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
前記光ダミーパケット読み出し送信部は、前記光ダミーパケットの同期検出を行うための光ダミーパケット位置検出情報を、前記光ダミーパケットの先頭と末尾に付加することを特徴とする請求項１記載の光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムに関し、特に光スイッチ処理をして光伝送を行う光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光インターコネクトと呼ばれる技術が研究・開発されている。光インターコネクトとは、極めて短い距離の光データ通信の総称であって、通常はＬＡＮの伝送よりも短い距離の光通信を指す。
【０００３】
光インターコネクトは、装置間（パソコン同士の通信など）、ボード間（プリント基板同士の通信）、ボード内（プリント基板内の通信）の大きく３つの光配線に分類される。従来の金属配線では、伝送損失や伝送帯域の制約が問題となるが、光ファイバを用いることで、信号強度の減衰量及び伝送帯域は著しく改善されることになる。
【０００４】
一方、近年では、ＣＰＵの性能が際立って進歩しているが、ＣＰＵなどのＬＳＩチップの進化速度と、プリント基板上の電気配線における周辺技術の進化速度との間に大きな溝ができている。また、ＬＳＩチップの能力が飛躍的に向上し続けると同時に、信号のやりとりに必要な入出力ピン数も数千本と増大している。
【０００５】
このような膨大なピン数を現状の電気配線の延長技術で実現することは不可能であるため、配線ボトルネックの問題を解決するブレークスルーとして、ボード内光インターコネクトが注目されている。
【０００６】
また、他の適用分野としては、スーパーコンピュータなどを接続した並列計算機システムや高速ルータ内の信号スイッチングに対し、電気配線技術のボトルネック（帯域、物量）を回避するために、広帯域特性を有する光インターコネクトの適用が検討されている。
【０００７】
現在までに導入されている、光インターコネクトシステムにおいて、スイッチング技術に関しては、一旦、光信号を電気に変換してスイッチングを行うものが多い。ただし、このような構成では、帯域の増加に伴ってスイッチングのポート数の増加を招いてしまうことになるので、スイッチ規模の縮小化を図るために、スイッチングについても光信号のまま行う光パケットスイッチの検討が進められている。
【０００８】
従来の光スイッチ関連の技術として、光通信網の同期化を行い、ノードで受信するフレームタイミングの変動を減少させる技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平２−１８６８９８号公報（第６４６頁〜第６４８頁，第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のような光インターコネクトのシステム上で、光パケットのスイッチングを行う場合、光スイッチの各入力ポート間では光パケットの到着時間差が生じることになる。
光パケットを光のまま保持でき、任意の到着時間差が補償可能なバッファ素子（遅延素子）といったものは存在しないため、転送パケット間で到着時間差を補正するためには、従来、ガードタイムを設けて光パケットの転送制御が行われていた。しかし、ガードタイムは情報を含まない無送信時間であり、到着時間差が大きいとこのガードタイムを増加することになるので、光パケット伝送効率が著しく低下してしまうといった問題があった。
【００１０】
図１１は光パケットの到着時間差により生じる問題点を示す図である。光伝送システム５は、送信部５１〜５３、受信部５４〜５６、光スイッチ５７を含み、送信部５１〜５３から送信された光パケットは、光スイッチ５７でスイッチングされて受信部５４〜５６へ送られる。なお、送信部５１〜５３から送信される光パケットには、先頭と末尾の箇所にガードタイムが設けられている。
【００１１】
また、光スイッチ５７は、どのポートから入力された光パケットに対しても同じスイッチタイミングでスイッチ処理を行う。図に示す点線の矩形は、タイミングｔ１で光パケットのスイッチングを行った場合に、タイミングｔ２でその光パケットが出力されることを示しており、どの入力ポートでも同じスイッチタイミングでスイッチ処理される様子を示している。
【００１２】
ここで、送信部５１から送信された光パケットｐ１は、光パケットｐ１の両端に設けられたガードタイムまで含めてタイミングｔ１内に収まるので、タイミングｔ１でスイッチングされ、タイミングｔ２で受信部５４へ出力されて、正常にスイッチングが行われることがわかる。
【００１３】
一方、送信部５２から送信された光パケットｐ２は、光パケットｐ１に比べて時間ｄ１だけ遅れて光スイッチ５７に到達しているので、光パケットｐ２のペイロード領域の後半部分は削れ、前半部分だけがタイミングｔ１内に収まり、この前半ペイロード領域がスイッチングされて、タイミングｔ２で受信部５５へ送信されることになる。
【００１４】
また、送信部５３から送信された光パケットｐ３は、光パケットｐ１に比べて時間ｄ２だけ早く光スイッチ５７に到達しているので、光パケットｐ３のペイロード領域の前半部分は削れ、後半部分だけがタイミングｔ１内に収まり、この後半ペイロード領域だけがスイッチングされて、タイミングｔ２で受信部５６へ送信されることになる。
【００１５】
上記のような、光パケットｐ２、ｐ３に対して、ペイロード領域が削られずに正常にスイッチ処理が行われるためには、光パケットのペイロード領域をあらかじめ小さくしてガードタイム区間を長くとらなければならない。
【００１６】
このように、従来の光伝送システム５の構成では、光スイッチ５７の各入力ポートのスイッチタイミングに対して、光パケットの到着時間差が大きいと、到着時間差の補正のためのガードタイム区間を長く設定することが必要となり、その分、送信できるデータ量が少なくなってしまうため、データ転送効率が低下してしまうといった問題があった。
【００１７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、光パケットの到着時間差が大きい場合でも、ガードタイムを増加せずに到着時間差の補正を行って、光パケット伝送効率の向上を図った光伝送システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、光伝送システムが提供される。光伝送システムは、光スイッチノードと、端末ノードとを備え、前記光スイッチノードは、光スイッチ処理部および分配クロック発生部を含み、前記光スイッチ処理部は、すべての入力ポートに同じスイッチタイミングを設定して、前記入力ポートから入力した信号は同一タイミングでスイッチ処理を行い、光ダミーパケットを受信した場合は、前記光ダミーパケットを前記スイッチタイミングにもとづく光スイッチ動作によって送信元ノードへ返信し、光連続信号を受信した場合は、前記光連続信号を前記スイッチタイミングにもとづく光スイッチ動作によって切り出し、切り出された前記光ダミーパケットを送信元ノードへ返信し、前記端末ノードが自光スイッチノードに接続した際に送信される信号光を、初期設定時の前記光ダミーパケットまたは前記光連続信号と認識し、前記分配クロック発生部は、分配クロックを前記端末ノードへ送信し、前記端末ノードは、ダミーパケット格納部、光ダミーパケット読み出し送信部、ダミーパケット変換部および時間差補正部を含み、前記ダミーパケット格納部は、自端末ノードと前記光スイッチノードが接続しての初期設定時、電気信号であるダミーパケットを生成、格納し、前記光ダミーパケット読み出し送信部は、前記初期設定時に前記光連続信号を前記光スイッチノードへ送信し、または前記初期設定時に前記光ダミーパケットを前記光スイッチノードへ送信する場合は、前記ダミーパケット格納部から、前記分配クロックから生成した読み出しタイミングにもとづいて前記ダミーパケットを読み出し、読み出した前記ダミーパケットを光信号に変換して、前記光ダミーパケットを生成して前記光スイッチ処理部へ送信し、前記ダミーパケット変換部は、スイッチ処理された前記光ダミーパケットを受信して電気信号の前記ダミーパケットに変換し、前記時間差補正部は、スイッチ処理後のループバックされた前記光ダミーパケットの同期検出を行い、同期外れを認識した場合は、同期がとれるまで前記読み出しタイミングを変化させ、前記光ダミーパケットが前記スイッチタイミングに同期してスイッチ処理が行われるように、時間差の補正制御を行い、前記端末ノードは、運用時には時間補正後に得られた前記読み出しタイミングを用いて、光パケットを前記光スイッチ処理部へ送信し、前記端末ノードが前記光スイッチノードに接続した場合は、接続した前記端末ノードは、自律的に前記光ダミーパケットまたは前記光連続信号を出力して、運用開始前の前記時間差の補正制御を行い、かつ前記時間差の補正制御は、前記光スイッチノードにすでに接続している他の端末ノードと独立して行う。
【発明の効果】
【００２０】
インサービス時に端末ノードの追加や交換等が可能になり保守運用効率の向上を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は光伝送システムの原理図である。光伝送システム１は、光スイッチノード１０と、端末ノード２０−１〜２０−ｎを有し、光スイッチノード１０と、端末ノード２０−１〜２０−ｎ（総称する場合は端末ノード２０）は、光ファイバでそれぞれ接続して、光インターコネクトが適用可能なシステムである。また、任意の端末ノードから出力された光パケットは、光スイッチノード１０で光信号のままスイッチングされて、所定の端末ノードへ伝送される。
【００２２】
光スイッチノード１０は、光スイッチ部１１を有し、光スイッチ部１１は、光スイッチ処理部１１ｂを含む。光スイッチ処理部１１ｂは、すべての入力ポートＰ１〜Ｐｎに同じスイッチタイミングを設定して、入力ポートＰ１〜Ｐｎから入力した信号は同一タイミングでスイッチ処理を行う。
【００２３】
また、パケット単位に端末ノード２０−１〜２０−ｎから送信される光ダミーパケットを受信した場合は、光ダミーパケットを、設定されたスイッチタイミングにもとづく光スイッチ動作によって送信元ノードへ返信する。さらに、光連続信号を受信した場合は、光連続信号を、設定されたスイッチタイミングにもとづく光スイッチ動作によって切り出し、切り出された所望の光ダミーパケットを送信元ノードへ返信する。なお、光連続信号から生成された光ダミーパケットの返信動作については図２で後述する。
【００２４】
端末ノード２０（スーパーコンピュータ等に該当）は、時間差調整制御部２０ａを含み、時間差調整制御部２０ａは、ダミーパケット変換部（Ｏ／Ｅ）２２ａ、ダミーパケット格納部２３ａ、光ダミーパケット読み出し送信部（Ｅ／Ｏ）２４ａ、時間差補正部２５ａから構成される。
【００２５】
ダミーパケット変換部２２ａは、スイッチ処理された光ダミーパケットを受信して電気信号のダミーパケットに変換する（光ダミーパケットは光信号、ダミーパケットは電気信号である）。ダミーパケット格納部（バッファ）２３ａは、ダミーパケットを生成、格納する。
【００２６】
光ダミーパケット読み出し送信部２４ａは、初期設定時に光連続信号を光スイッチノード１０へ送信し、または初期設定時に光ダミーパケットを光スイッチノード１０へ送信する場合は、ダミーパケット格納部２３ａから、読み出しタイミングにもとづいてダミーパケットを読み出し、読み出したダミーパケットを光信号に変換して、光ダミーパケットを生成して光スイッチ部１１へ送信する。
【００２７】
時間差補正部２５ａは、スイッチ処理後のループバックされた光ダミーパケットの同期検出を行う。同期外れを認識した場合は、同期がとれるまで読み出しタイミングを変化させることで、光スイッチ部１１のスイッチタイミングの範囲内に光ダミーパケットが収まって正常なスイッチ処理が行われるように、時間差の補正を行う。
【００２８】
このようにして、時間差の補正が行われると、その後のシステム運用時においては、時間補正後に得られた読み出しタイミングを用いて、光パケット（光ダミーパケットではなく、実際のサービス情報を含むパケット）を光スイッチ部１１へ送信して、通常の光伝送が実施される。
【００２９】
図２は光連続信号から生成された光ダミーパケットの返信動作を示す図である。端末ノード２０から送信された光連続信号は、光スイッチ処理部１１ｂによって、指定されたスイッチタイミング（図では１、３）で端末ノード２０へ折り返される。この光スイッチ処理部１１ｂのスイッチタイミングと、複数の光ダミーパケットから構成される光連続信号の光スイッチ処理部１１ｂに対する入力タイミングとがずれると、スイッチ動作によって切り出された光ダミーパケットの先頭または末尾の部分が落とされた光ダミーパケットが折り返されてくることになり、端末ノード２０では、同期外れと認識して後述の時間補正を行うものである。
【００３０】
次に光スイッチノード１０と端末ノード２０の全体構成について説明する。図３は光スイッチノード１０と端末ノード２０の全体構成を示す図である。図１に示したように、端末ノード２０−１〜２０−ｎはそれぞれ、光ファイバで光スイッチノード１０と接続され、光ファイバを通じて、主信号である光パケットと制御信号とが、端末ノード２０−１〜２０−ｎと光スイッチノード１０との間でやりとりされる（制御信号は、光ファイバとは別に電気ケーブルを配線して通信してもよい）。
【００３１】
光スイッチノード１０は、図１で示した光スイッチ部１１と、光伝送制御部１２とから構成され、光伝送制御部１２は、光スイッチ側接続制御部１２ａ（以下、アービタ部１２ａと呼ぶ）、基準クロック源１２ｂから構成され、光スイッチ部１１と端末ノード２０−１〜２０−ｎとのシステムの全体制御（光パケット経路情報の集中制御を含む）を行う。
【００３２】
アービタ部１２ａは、光スイッチノード１０と端末ノード２０−１〜２０−ｎとのポート間接続処理や、光スイッチ部１１に対するスイッチ駆動制御などを行う。基準クロック源１２ｂは、システムのマスタクロックであって、基準クロック源１２ｂから生成されたクロック信号は、端末ノード２０−１〜２０−ｎ及び光スイッチ部１１へ分配され、システム内の各構成要素は、この分配クロックに同期して動作する。
【００３３】
端末ノード２０は、光送受信部２−１と計算処理部２−２から構成され、光送受信部２−１は、図１で示した時間差調整制御部２０ａと、端末側接続制御部２０ｂから構成される。なお、光送受信部２−１は、例えば、ラインカードのような構成を持つもので、端末ノード２０−１〜２０−ｎに対して、自由に挿入・取り外しが可能である。
【００３４】
計算処理部２−２は、ユーザインタフェースを有し、多様な情報処理を行う端末ノード２０の中央コンピュータ部分に該当する。端末側接続制御部２０ｂは、光スイッチノード１０と自端末ノードとのポート間接続処理を行う。時間差調整制御部２０ａは、図１で上述したので説明は省略する。
【００３５】
ここで、端末ノード２０と光スイッチ部１１とのポート間接続の概要について説明する。端末側接続制御部２０ｂは、運用前の初期設定時、アービタ部１２ａにポート間接続要求を送信する。各ポート（各端末ノード）からの接続要求を受け取ったアービタ部１２ａは、接続要求をもとに、接続経路を決定し、ポート接続可否情報を該当端末ノードの端末側接続制御部２０ｂに返信する。
【００３６】
端末側接続制御部２０ｂは、ポート接続可否情報を受信して、ポート接続が可能な場合、許可されたポートから光パケットを光スイッチ部１１へ送信する。アービタ部１２ａは、各端末ノードに現在接続されているポート間接続状態を通知し、光スイッチ部１１のスイッチ経路の駆動制御を行って、光スイッチ部１１のすべての入力ポートに対して同一タイミングでスイッチ処理を行う。
【００３７】
次にシステムのサービス運用前に時間差調整制御部２０ａで行われる、端末ノード２０から送信された光パケットの光スイッチ部１１への到着タイミングと、スイッチタイミングとの時間差補正の制御について説明する。
【００３８】
図４は光ダミーパケットの構成を示す図である。光ダミーパケットＰａにはペイロード領域の先頭と末尾に、光ダミーパケットＰａの同期検出を行うための光ダミーパケット位置検出情報が設けられる。また、光ダミーパケット位置検出情報の両端にはガードタイムが設けられる（このガードタイムは、データのわずかな揺れ幅を補償するために付加した極短区間のものであり、従来のような時間差補正を行うために設けられている長区間のガードタイムとは異なる）。なお、光ダミーパケット位置検出情報及びガードタイムは、光ダミーパケット読み出し送信部２４ａ（図１）によって付加される。
【００３９】
図５は時間差補正を説明する図である。光スイッチ部１１に端末ノード２０−１、２０−２が接続されており、光伝送制御部１２からは分配クロックが、端末ノード２０−１、２０−２、光スイッチ部１１へ供給される。なお、光スイッチ部１１の入力ポート＃１in、＃２inのスイッチタイミングは同一タイミングであり、図中点線矩形で示す。
【００４０】
端末ノード２０−１、２０−２は、光スイッチノード１０と接続すると、自律的に光ダミーパケットまたは光ダミーパケットが連続した光連続信号を出力する。光スイッチ部１１内の光スイッチ処理部１１ｂ（図１）で光連続信号または光ダミーパケットがスイッチ処理された後に、光ダミーパケットは該当端末ノードへ返信される。
【００４１】
（１）端末ノード２０−１の時間差補正制御について（スイッチタイミングと時間差がなく、正常スイッチング可能な場合）。
端末ノード２０−１内の時間差調整制御部２０ａは、光スイッチ部１１でスイッチ処理されて折り返し送信された光ダミーパケットを受信すると、光ダミーパケットを電気信号のダミーパケットに変換しバッファに格納する。
【００４２】
そして、現在の読み出しタイミング（分配クロックから作り出されたタイミングである）にもとづいて、ダミーパケットを読み出し、読み出したダミーパケットを光信号に変換して、光ダミーパケットを生成して光スイッチ部１１へ送信する。
【００４３】
光スイッチ部１１は、入力ポート＃１inで受信した光ダミーパケットをスイッチ処理して、出力ポート＃１outを介して端末ノード２０−１へループバックする。時間差調整制御部２０ａは、スイッチ処理後のループバックされた光ダミーパケットの同期検出を行う（具体的には、光ダミーパケットの先頭・末尾に設けられている光ダミーパケット位置検出情報の検出を行う）。
【００４４】
図では、同期がとれている様子を示している。時間差調整制御部２０ａが光ダミーパケットの先頭・末尾に設けられている光ダミーパケット位置検出情報を正常に検出することができれば、端末ノード２０−１から送信された光ダミーパケットは、光ダミーパケットの両端に設けられたガードタイムまで含めて入力ポート＃１inのスイッチタイミング内に収まっていることになり、光スイッチ部１１で正常にスイッチ処理されたことを示すことになる。
【００４５】
したがって、このことは、端末ノード２０−１から送信された光ダミーパケットの光スイッチ部１１への到着タイミングと、光スイッチ部１１のスイッチタイミングとに時間差はないということなので、端末ノード２０−１において、現在の読み出しタイミングで光パケットを運用時に出力すればよいことがわかる。
【００４６】
（２）端末ノード２０−２の時間差補正制御について（スイッチタイミングと時間差があり、正常スイッチング不可能な場合）。
端末ノード２０−２内の時間差調整制御部２０ａは、光スイッチ部１１でスイッチ処理されて折り返し送信された光ダミーパケットを受信すると、光ダミーパケットを電気信号のダミーパケットに変換しバッファに格納する。
【００４７】
そして、現在の読み出しタイミング（分配クロックから作り出されたタイミングである）にもとづいて、ダミーパケットを読み出し、読み出したダミーパケットを光信号に変換して、光ダミーパケットを生成して光スイッチ部１１へ送信する。
【００４８】
光スイッチ部１１は、入力ポート＃２inで受信した光ダミーパケットをスイッチ処理して、出力ポート＃２outを介して、端末ノード２０−２へループバックする。時間差調整制御部２０ａは、スイッチ処理後のループバックされた光ダミーパケットの同期検出を行う（具体的には、光ダミーパケットの先頭・末尾に設けられている光ダミーパケット位置検出情報の検出を行う）。
【００４９】
図では、同期がとれていない様子を示している。スイッチタイミング内に１つの光ダミーパケットが存在せずに、スイッチングタイミングをまたがった状態でスイッチ処理されている様子が示されている。
【００５０】
時間差調整制御部２０ａは、同期がとれていないことを認識すると、同期がとれるまで読み出しタイミングを変化させ、スイッチタイミングの範囲内に光パケットが収まって正常なスイッチ処理が行われるようにする。図の場合、分配クロックを２クロック分遅らせることで、スイッチタイミングの範囲内に光パケットが収まるので、光ダミーパケットの送信タイミング（読み出しタイミング）を２クロック分ずらすことになる。
【００５１】
この結果、端末ノード２０−２から送信された光ダミーパケットの光スイッチ部１１への到着タイミングと、光スイッチ部１１のスイッチタイミングとの時間差をなくすことができる。したがって、端末ノード２０−２では、時間補正後に得られた読み出しタイミングにもとづいて、光パケットを運用時に出力すればよいことになる。
【００５２】
次に複数の端末ノードから送信される光パケットと、光スイッチ部１１のスイッチ処理との間でタイムスロット間での調整ずれが発生する場合について説明する。上記では、１台の端末ノード２０と光スイッチ部１１における、光スイッチ部１１のスイッチタイミングに対する時間差調整を行うものであったが、複数の端末ノードから送信される光パケットと、光スイッチ部１１のスイッチ処理との間で、タイムスロット間での調整ずれが生じる可能性があるため、同一システムにおいてタイムスロット間のずれ調整も行う必要がある。
【００５３】
図６は光パケットのタイムスロット調整ずれを説明するための図である。光スイッチ部１１に端末ノードＮ１〜Ｎ４が接続する。端末ノードＮ１は、端末ノードＮ３宛の光パケットを光スイッチ部１１へ送信する。端末ノードＮ２は、端末ノードＮ３宛の光パケットと、端末ノードＮ４宛の光パケットを光スイッチ部１１へ送信する。
【００５４】
光スイッチ部１１は、受信した光パケットをスイッチ処理して該当の宛先端末ノードへ出力する。この場合、入力タイムスロットＴ１、Ｔ２において、端末ノードＮ１から出力された光パケットは端末ノードＮ３宛（Ｎ１→Ｎ３）であり、端末ノードＮ２から出力された光パケットは端末ノードＮ４宛（Ｎ２→Ｎ４）であるので、スイッチ処理時に競合することなく、出力タイムスロットＴ１、Ｔ２でそれぞれの光パケットが該当の宛先へ送信される。
【００５５】
ところが、入力タイムスロットＴ０では、端末ノードＮ１からの出力光パケットは端末ノードＮ３宛（Ｎ１→Ｎ３）であり、端末ノードＮ２からの出力光パケットも端末ノードＮ３宛（Ｎ２→Ｎ３）であるので、このタイムスロットでのスイッチ処理では競合が生じてしまうことになる。
【００５６】
図では、出力タイムスロットＴ０で、光パケット（Ｎ２→Ｎ３）が端末ノードＮ３へスイッチ処理されて出力しており、光パケット（Ｎ１→Ｎ３）は消失してしまっている様子が示されている。本来各端末ノードからパケット送信要求が、アービタ部１２ａに送信され、ポート間での競合がおきないように調停制御を行っているため、このようなパケット消失はタイムスロットがずれて送信されてきていることに起因して発生する。
【００５７】
したがって、本発明の光伝送システム１においては、図１〜図５で上述した各端末ノード毎での時間差調整制御に加えて、さらに複数の端末ノードから送信される光パケットと、光スイッチ部１１のスイッチ処理との間で発生する可能性があるタイムスロットずれに対する調整制御も行う必要がある。
【００５８】
次にタイムスロットずれの調整制御を行う光伝送システム１の構成と動作について説明する。図７は光スイッチノード１０と端末ノード２０との構成を示す図である。なお、図１、図３で図示した同じ構成要素には同符号を付け、またタイムスロットずれの調整制御に必要な構成要素を中心に図示して説明する（各ノードには図１、図３で示した構成要素も含まれるが図示は省略する）。
【００５９】
アービタ部１２ａは、スイッチ駆動部１２ａ−１、タイミング調整信号生成部１２ａ−２から構成される。スイッチ駆動部１２ａ−１は、端末ノード２０からのポート間接続要求を受信して、ポート接続可否を判断し、ポート接続可否情報を送信する。また、ポート間接続要求には、宛先端末ノードを示す宛先情報が含まれており、スイッチ駆動部１２ａ−１は、この宛先情報から光スイッチ部１１のスイッチ接続経路を決定し、光スイッチ部１１のスイッチ駆動制御を行う。
【００６０】
タイミング調整信号生成部１２ａ−２は、端末ノード２０から送信されたタイミング調整要求信号を受信すると、光スイッチ部１１の入力ポートで競合を生じさせる送信タイミングで光パケットを送信している該当端末ノード２０に対して、タイミング調整信号を生成し出力する。
【００６１】
端末側接続制御部２０ｂは、接続要求送信部２１ｂ、光パケット送信部２２ｂ、タイムスタンプ解析部２３ｂ、タイミング補正部２４ｂから構成される。接続要求送信部２１ｂは、送信すべき光パケットの宛先ノードを認識し、ポート間接続要求を宛先情報と共に送信する。
【００６２】
光パケット送信部２２ｂは、光スイッチ部１１とポート間接続が可能な場合に、光パケットにタイムスタンプを付加して光スイッチ部１１へ送信する。タイムスタンプ解析部２３ｂは、スイッチ処理後の光パケットを受信してタイムスタンプの連続性を解析し、解析結果から各端末ノード間でのタイムスロットのずれが生じていることを認識するとタイミング調整要求信号をタイミング調整信号生成部１２ａ−２へ送信する。タイミング補正部２４ｂは、光スイッチノード１０から送信されたタイミング調整信号を受信して、光パケットの送信タイミングを補正する。
【００６３】
次に具体例を示して動作について説明する。図８はタイムスタンプが付加された光パケットのスイッチ処理を示す図である。光スイッチ部１１に端末ノードＮ１〜Ｎ３が接続する。端末ノードＮ１、Ｎ２は、端末ノードＮ３宛の光パケットにタイムスタンプを付加して、光スイッチ部１１へ送信する。
【００６４】
端末ノードＮ１は、タイムスタンプ＃０ａ、＃１ａ、・・・を光パケットに付加して光スイッチ部１１へ送信する。本来は、端末ノードＮ１から出力された光パケットは、入力タイムスロットＴ０にタイムスタンプ＃０ａの光パケットが到着し、入力タイムスロットＴ１にタイムスタンプ＃１ａの光パケットが到着し、入力タイムスロットＴ２にタイムスタンプ＃２ａの光パケットが到着するといったような流れとなるのだが、図では、１タイムスロット分早くずれて送出されている様子が示されている。すなわち、入力タイムスロットＴ０にタイムスタンプ＃１ａの光パケットが到着し、入力タイムスロットＴ１にタイムスタンプ＃２ａの光パケットが到着し、入力タイムスロットＴ２にタイムスタンプ＃３ａの光パケットが到着している。
【００６５】
また、端末ノードＮ２に関しては、タイムスタンプ＃０ｂを光パケットに付加し、タイムスタンプ＃０ｂの光パケットは、入力タイムスロットＴ０で光スイッチ部１１に到着している（正常送信である）。
【００６６】
なお、タイムスタンプは、どの端末ノードから送信された光パケットかがわかるものであり（ここの例では、“ａ”の符号から端末ノードＮ１が、“ｂ”の符号から端末ノードＮ２がわかる）、かつ連続性を持つ番号である（例えば、０〜ｎの順に番号を付ける）。
【００６７】
ここで、入力タイムスロットＴ０では、端末ノードＮ３宛の光パケットが２つあるため競合してしまい、出力タイムスロットＴ０では、タイムスタンプ＃１ａの光パケットが消失して、タイムスタンプ＃０ｂの光パケットが出力されたものとする。
【００６８】
図９はタイミング調整制御の動作を示すフローチャートである。図８でタイムスタンプ＃１ａの光パケット（Ｎ１→Ｎ３）が消失したことを認識した以降の制御を示す。
〔Ｓ１〕端末ノードＮ３のタイムスタンプ解析部２３ｂは、スイッチ処理後のタイムスタンプ＃０ｂの光パケットと、タイムスタンプ＃２ａ、＃３ａの光パケットとを受信して、これら光パケットのタイムスタンプの連続性を解析する。
【００６９】
ここでは、タイムスタンプ＃０ｂの光パケットの次にタイムスタンプ＃２ａの光パケットを受信しており、タイムスタンプは０〜ｎの順に付けると定義してあるので、＃１ａが消失していることがわかり（“ａ”から端末ノードＮ１から送出された光パケットであることもわかる）、タイムスタンプ＃１ａ、＃０ｂの光パケットのスイッチ処理時（すなわち、入力タイムスロットＴ０）にタイムスロットずれが生じていることを認識する。
【００７０】
〔Ｓ２〕タイムスタンプ解析部２３ｂは、タイミング調整要求信号を光スイッチノード１０のタイミング調整信号生成部１２ａ−２へ送信する。なお、タイミング調整要求信号は、光パケットの送信タイミングの補正が必要な端末ノードＮ１の識別子と、タイムスタンプが抜け落ちている個数（ここでは１つ）が含まれる。
【００７１】
〔Ｓ３〕タイミング調整信号生成部１２ａ−２は、タイミング調整要求信号を受信すると、送信タイミングの補正が必要なノードは端末ノードＮ１であることと、及び１タイムスロットの補正が必要であることを認識し、タイムスロットの補正数を含むタイミング調整信号を生成して、該当の端末ノードＮ１へ送信する。
【００７２】
〔Ｓ４〕端末ノードＮ１のタイミング補正部２４ｂは、受信したタイミング調整信号にもとづいて、タイムスロット単位に光パケットの送信タイミングを補正する。ここでは１タイムスロット遅延させることになる。
【００７３】
図１０はタイムスロットずれ調整後の光パケットの流れを示す図である。図１０の動作フローによって端末ノードＮ１は、端末ノードＮ３宛の光パケットを現状の送信タイミングよりも１タイムスロット遅らせて送信するので、入力タイムスロットＴ０で競合することがなくなり、正常なスイッチ処理が実施されることになる。
【００７４】
以上説明したように、本発明によれば、光インターコネクトシステム上で、スイッチ切り替え時間における光パケット信号間のガードタイムが削減可能であり、実効的な通信帯域を損なうことなく通信を行うことが可能になる。さらに、端末ノード２０は、光スイッチノード１０と接続すると、自律的にかつ独立して時間差の補正制御を行うので、インサービス（運用中）で端末ノードの追加や交換等が可能になる。
【００７５】
また、複数の端末ノードから送信される光パケットと、光スイッチ部１１のスイッチ処理との間で競合が発生するような場合でも、自動的に送信タイミング補正が必要な端末ノードが検出され、効果的な調停制御が行われることにより、光パケット通信の運用性及び信頼性の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】光伝送システムの原理図である。
【図２】光連続信号から生成された光ダミーパケットの返信動作を示す図である。
【図３】光スイッチノードと端末ノードの全体構成を示す図である。
【図４】光ダミーパケットの構成を示す図である。
【図５】時間差補正を説明する図である。
【図６】光パケットのタイムスロット調整ずれを説明するための図である。
【図７】光スイッチノードと端末ノードとの構成を示す図である。
【図８】タイムスタンプが付加された光パケットのスイッチ処理を示す図である。
【図９】タイミング調整制御の動作を示すフローチャートである。
【図１０】タイムスロットずれ調整後の光パケットの流れを示す図である。
【図１１】光パケットの到着時間差により生じる問題点を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  光伝送システム
１０  光スイッチノード
１１  光スイッチ部
１１ｂ  光スイッチ処理部
２０−１〜２０−ｎ、２０  端末ノード
２０ａ  時間差調整制御部
２２ａ  ダミーパケット変換部
２３ａ  ダミーパケット格納部
２４ａ  光ダミーパケット読み出し送信部
２５ａ  時間差補正部
Ｐ１〜Ｐｎ  入力ポート
【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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