(57)【要約】【課題】ツリー構造の伝送経路を自動的に構築可能な光スイッチを提供する。【解決手段】ネットワークを伝送する光信号の経路を光のままスイッチング可能な複数のポートを有する光スイッチにおいて、各ポートを通過する光信号の伝送状態に関する情報を検出する検出手段と、各スイッチ間で当該伝送状態に関する情報を交換し、各スイッチ間における当該伝送状態に関する情報の差分に基づいて、光信号が伝送する複数の経路の中から一つの経路が選択されるように、ポートを制御する制御手段とを備える光スイッチが提供される。上記伝送状態に関する情報は、例えば、光信号のパワーであって、各スイッチ間における前記差分、又は、伝送ルートの途中に少なくとも一つのスイッチが介在する場合は、各スイッチ間における前記差分の累積が最小になる伝送ルートを選択することにより、光ネットワークシステムにおいて、手動で行っていたツリー構造構築を自動で設定することが可能になり、時間的・人的コストの削減が実現される。【選択図】図３
2005277689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号の経路を光のままスイッチング可能な複数のポートを有する複数の光スイッチを備えて構成されるネットワークシステムにおいて、
各スイッチは、
各ポートを通過する光信号の伝送状態に関する情報を検出する検出手段と、
各スイッチ間で当該伝送状態に関する情報を交換し、各スイッチ間における当該伝送状態に関する情報の差分に基づいて、光信号が伝送する複数の経路の中から一つの経路が選択されるように、ポートを制御する制御手段とを備えることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
請求項１において、
前記伝送状態に関する情報は、光信号のパワーであって、各スイッチ間における前記差分、又は、伝送ルートの途中に少なくとも一つのスイッチが介在する場合は、各スイッチ間における前記差分の累積が最小になる伝送ルートが選択されることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項３】
光信号の経路を光のままスイッチング可能な複数のポートを有する複数の光スイッチを備えて構成されるネットワークシステムにおいて、
各スイッチは、
各ポートに入力する光信号の伝送状態に関する情報を検出する検出手段と、
各ポートで検出される光信号の伝送状態に関する情報に基づいて、光信号が伝送する複数の経路の中から一つの経路が選択されるように、ポートを制御する制御手段とを備えることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項４】
請求項３において、
前記伝送状態に関する情報は、光信号のパワーであって、最も高いパワーの光信号を受信したポートに光信号が入力される伝送ルートが選択されることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記制御手段は、STP(Spanning Tree Protocol)プロトコルのBDPU(Bridge Protocol Data Unit)フォーマットに、前記伝送状態に関する情報のためのフィールドを追加した拡張BDPUフォーマットにより、各スイッチとの間で前記伝送状態に関する情報を送受信し、
前記制御手段によるポートの制御により、STPプロトコルによるツリートポロジーが構築されることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項６】
請求項５において、
前記制御手段は、光信号が伝送する経路を構成するネットワークとは別の信号線ネットワークを介して、前記伝送状態に関する情報を送受信することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記制御手段は、光信号を伝送する光信号回線とは別の電気信号を伝送する電気信号回線を介して、前記伝送状態に関する情報を交換することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項８】
ネットワークを伝送する光信号の経路を光のままスイッチング可能な複数のポートを有する光スイッチにおいて、
各ポートを通過する光信号の伝送状態に関する情報を検出する検出手段と、
各スイッチ間で当該伝送状態に関する情報を交換し、各スイッチ間における当該伝送状態に関する情報の差分に基づいて、光信号が伝送する複数の経路の中から一つの経路が選択されるように、ポートを制御する制御手段とを備えることを特徴とする光スイッチ。
【請求項９】
ネットワークを伝送する光信号の経路を光のままスイッチング可能な複数のポートを有する複数の光スイッチにおいて、
各ポートに入力する光信号の伝送状態に関する情報を検出する検出手段と、
各ポートで検出される光信号の伝送状態に関する情報に基づいて、光信号が伝送する複数の経路の中から一つの経路が選択されるように、ポートを制御する制御手段とを備えることを特徴とする光スイッチ。
【請求項１０】
光信号の経路を光のままスイッチング可能な複数のポートを有する複数の光スイッチを備えて構成されるネットワークシステムにおける光信号の経路設定方法において、
各光スイッチにおいて、
各ポートを通過する光信号の伝送状態に関する情報を検出するステップと、
各スイッチ間で当該伝送状態に関する情報を交換するステップと、
各スイッチ間における当該伝送状態に関する情報の差分に基づいて、光信号が伝送する複数の経路の中から一つの経路が選択されるように、ポートを制御するステップとを備えることを特徴とする経路設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
光信号をスイッチングする光スイッチ及び光スイッチを備えて構成されるネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Layer2で動作するEthernet (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet 10Gigabit Ethernetを含む)はLAN (Local Area Network)で用いられていた。現在は、広域Ethernetサービスが普及しつつあるように、LANに限らず、MAN(Metro area network), WAN(Wide area network)の領域にも領域が拡大してきており、さらに、SAN(Storage area network)のメトロエリアへの拡大も議論されている。また、インターネットの普及によりデータ処理速度が上昇し、GbE、10GbEおよびSANに適用されるFiber channelなどの光インターフェイスが標準化され、近い将来に10GbE級の超高速インターフェイスにより、光信号を光信号のままスイッチングする光スイッチによるネットワークが普及する可能性が高い。
【０００３】
電気スイッチでは、ループ現象を回避しながら、ネットワークの冗長性を確保するために、spanning tree protocol (STP) を用いている。STPは、Layer2で動作するスイッチネットワークにおいて、すべてのスイッチに対して到着可能なツリー構造を構成し、すべての宛先に対して一つの経路しか存在しないようにする手法である。これにより、障害時の冗長経路を確保しつつ、パケットループの発生によるネットワークのダウンが生じないように、論理的配線を決定することができる。
【０００４】
STPでは、ツリーの中心にあるスイッチをルートブリッジ(root bridge)といい、そのスイッチには、それぞれのブリッジＩＤ（ブリッジ識別番号）の値が最小のスイッチが選択される。ルートブリッジ以外のスイッチでは、ルートブリッジに対するルートパスコストを計算し、ルートパスコストの最も小さい経路をフォワーディング(Forwarding)状態（データフレームを転送する状態）にし、それよりルートパスコストの大きい経路をブロッキング(Blocking)状態（データフレームの転送を停止する状態）にする。各スイッチ間のリンクのパスコストは、リンクの伝送速度により決められる。各スイッチのポートは、ブロッキング状態から、リスニング(listening)状態、さらには、ラーニング(learning)状態を経て、フォワーディング状態に遷移する。各状態については、次に示す図１において説明する。
【０００５】
図１は、各スイッチのポートの状態遷移を説明する図である。各ポートは、ブロッキング状態、リスニング状態、ラーニング状態、フォワーディング状態及びディスエイブル(disable)状態を取り得る。ブロッキング状態では、データトラフィックは送受信されず、破棄され、ＢＰU(Bridge Protocol Data Unit)の受信のみが行われる。リスニング状態では、データトラフィックは送受信されず、破棄され、BPDUは送受信され、STPのツリートポロジーが形成される。ラーニング状態では、データトラフィックは送受信されず、破棄され、ＭＡＣアドレスの学習、ＭＡＣアドレステーブルの作成が行われる。すなわち、スイッチの各ポートに接続されている機器のＭＡＣアドレスをポートと対応付けて保持する。この状態に遷移することで、データフレーム転送の準備が整う。フォワーディング状態では、データトラフィック及びBPDUの送受信が可能となる。ディスエイブル状態は、上記４つの状態以外の状態であって、ポートが有効になっていないか、又はSTPが動作していない状態である。各状態間の遷移は、図１の各矢印に付された参照番号(1)、(2)、(3)、(4)、(5)に対応する状況に基づいて行われる。具体的には、参照番号(1)は、ポートが有効になった場合、又は初期化された場合、参照番号(2)は、ポートが無効になった場合、参照番号(3)は、ポートが指定ポート又はルートポートに選択された場合、参照番号(4)は、ポートがブロッキングポートに選択された場合、参照番号(5)は、所定時間（フォワードディレイ(Forward Delay)：ラーニング状態やフォワーディング状態に遷移するための時間）が経過した場合、である。
【０００６】
図２は、STPのツリートポロジー構築例を示す図である。図２（ａ）に示される物理トポロジーを有するネットワークにおいて、BPDUの交換により、経路を決定し、図２（ｂ）に示される論理的なトポロジーを構築する手順を以下に説明する。
【０００７】
（１）ルートブリッジの選択
まず、ブリッジＩＤ（１６ビットのプライオリティ(priority)とそれぞれのスイッチのＭＡＣアドレス（４８ビット）の組み合わせで構成される６４ビットの数字）の値が最も小さいスイッチがルートブリッジに選択される。
【０００８】
（２）ルートポートの選択
ルートブリッジ以外のスイッチでは、ルートブリッジに最も近いポートであるルートポート（Root Port）を選択する。まずルートパスコスト（root path cost）=0としたBPDUがルートブリッジから下流のスイッチに向けて送信される。BPDUを受信したスイッチは受信したポートのパスコストをBPDUに付加する。そしてそのBPDUをさらに下流のスイッチへ送信する。この作業を繰り返すことにより、各スイッチは複数のBPDUを受信し、最もルートパスコスト値の小さいBPDUを受信したポートがルートポートに選択される。
【０００９】
（３）指定ポートの選択
ルートブリッジの全ポートは必ず指定ポート（Designated Port）に選ばれる。また各セグメント（Segment: スイッチ間のリンク）の各ポートのうち、ルートブリッジに対して最短の経路を取るポートが指定ポートに選ばれる。
【００１０】
（４）フォワーディングポートの設定
ルートポート及び指定ポートに選ばれたポートをすべてフォワーディングポートに設定する。
【００１１】
（５）ブロッキングポートの設定
ルートポートにも指定ポートにもならなかったポートをすべてブロッキングポートに設定する。
【００１２】
このようにして、電気スイッチのネットワークについて、STPのツリー構造による論理的トポロジー（ツリートポロジー）が構築される。
【特許文献１】特開２００３−２８３５０６
【特許文献２】特開２００３−２０９５１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
超高速信号の光電変換は技術的に非常に難しいため、光信号を光電変換せずに光のまま経路変更可能な光スイッチは、鍵となる技術であり、電気スイッチと比較して、プロトコルフリー（Ethernet, Fiber Channel）、任意のビットレートの信号を通すことができる、などの特徴があり、将来のネットワークを構築するスイッチの有力な候補である。しかし、光スイッチでは上記STPで用いるBPDUの制御フレームの交換が想定されておらず、STP機能を実現することが困難であり、複数の光スイッチから構成されるネットワークを構築した場合、パケットループが形成される可能性がある。また、現状において、光スイッチは、BPDUの中身まで見てスイッチングを行っておらず、BPDUを流したとしても、その解析は不可能な状況である。そのためツリー構造の構築も手動設定が主であり、多くの時間的、人的コストを要している。
【００１４】
従って、本発明の目的は、ツリー構造の伝送経路を自動的に構築可能な光スイッチ及びその光スイッチを備えて構成されるネットワークシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するための本発明の第一の光スイッチは、ネットワークを伝送する光信号の経路を光のままスイッチング可能な複数のポートを有する光スイッチにおいて、各ポートを通過する光信号の伝送状態に関する情報を検出する検出手段と、各スイッチ間で当該伝送状態に関する情報を交換し、各スイッチ間における当該伝送状態に関する情報の差分に基づいて、光信号が伝送する複数の経路の中から一つの経路が選択されるように、ポートを制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
第一の光スイッチにおいて、例えば、上記伝送状態に関する情報は、光信号のパワーであって、各スイッチ間における前記差分、又は、伝送ルートの途中に少なくとも一つのスイッチが介在する場合は、各スイッチ間における前記差分の累積が最小になる伝送ルートが選択される。
【００１７】
上記目的を達成するための本発明の第二の光スイッチは、ネットワークを伝送する光信号の  経路を光のままスイッチング可能な複数のポートを有する複数の光スイッチにおいて、
各ポートに入力する光信号の伝送状態に関する情報を検出する検出手段と、各ポートで検出される光信号の伝送状態に関する情報に基づいて、光信号が伝送する複数の経路の中から一つの経路が選択されるように、ポートを制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
第二の光スイッチにおいて、例えば、上記伝送状態に関する情報は、光信号のパワーであって、最も高いパワーの光信号を受信したポートに光信号が入力される伝送ルートが選択される。
【００１９】
好ましくは、制御手段は、STP(Spanning Tree Protocol)プロトコルのBDPU(Bridge Protocol Data Unit)フォーマットに、前記伝送状態に関する情報のためのフィールドを追加した拡張BDPUフォーマットにより、各スイッチとの間で前記伝送状態に関する情報を送受信し、制御手段によるポートの制御により、STPプロトコルによるツリートポロジーが構築される。
【００２０】
また、制御手段は、光信号が伝送する経路を構成するネットワークとは別の信号線ネットワークを介して、前記伝送状態に関する情報を送受信する。
【００２１】
さらに、上記した本発明の光スイッチを備えて構成されるネットワークシステム及び当該光スイッチにより実行される経路設定方法が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
電気スイッチではSTPを用いることでツリー構造構築を行っているが、従来の光スイッチでは光を光のままスイッチングするため信号の中身を読み取ることができず、同様の方法を用いてツリー構造を構築することはできない。本発明の光スイッチは、光パワー（強度：intensity）の情報を用いることにより、光ネットワークでツリー構造を構築する手法を提供する。これにより、従来、光ネットワークシステムにおいて、手動で行っていたツリー構造構築を自動で設定することが可能になり、時間的・人的コストの削減が実現できる。また、障害発生時には、光パワーの監視により障害の早期発見を実現できるため、電気スイッチを用いた場合と比較して、冗長経路への切替えを高速に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲が、本実施の形態に限定されるものではない。
【００２４】
本発明の実施の形態では、複数の光スイッチから構成されるネットワークの論理的なツリートポロジーを構築する場合において、各光スイッチ間を伝送する光信号を電気信号に変換することなく、光信号のパワー（光強度：intensity）を監視し、光パワーの損失(dB)に基づいた光パスコストを計算し、その光パスコストを基準に、光スイッチのツリー構造の論理的トポロジーを構築する。
【００２５】
図３は、本発明の実施の形態における複数の光スイッチによるネットワーク構成（物理的なトポロジー）の例である。図３のネットワークは、４つの光スイッチOSWa（光ブリッジID:1）、OSWb（光ブリッジID:2）、OSWc（光ブリッジID:3）、OSWd（光ブリッジID:4）により構成され、それぞれには、電気スイッチESWa、ESWb、ESWc、ESWdが接続されている。また、光スイッチOSWaは、ポートa1、a2を有し、光スイッチOSWbは、ポートb1、b2、b3を有し、光スイッチOSWcは、ポートc1、c2、c3を有し、光スイッチOSWdは、ポートd1、d2を有する。
【００２６】
光スイッチOSWaとOSWbは、光リンクL4で結ばれ、その光リンクL1のパスコスト（光リンクパスコスト）は、例えば6(dB)とする。光リンクパスコストは、光リンクのパワー損失差である。同様に、光スイッチOSWaとOSWcは、光リンクL1で結ばれ、その光リンクロスは、3(dB)、光スイッチOSWcとOSWdは、光リンクL2で結ばれ、その光リンクロスは、4(dB)、光スイッチOSWbとOSWdは、光リンクL3で結ばれ、その光リンクロスは、3(dB)、光スイッチOSWcとOSWbは、光リンクL5で結ばれ、その光リンクパスコストは、4(dB)とする。なお、各リンクは、実際は、上り用回線と下り用回線から構成され、図３に示される各リンクロスは、例えば、上り用回線の光リンクロスと下り用回線の光リンクロスの平均である。
【００２７】
図４は、本発明の実施の形態における光スイッチの内部構成を示す図であり、一例として、光スイッチOSWaの内部構成が示される。他の光スイッチも同様の構成である。光スイッチOSWaは、複数の入力ポート(input ports)１２と複数の出力ポート(output ports)１３とを切り替え可能に接続するスイッチ部１４に加えて、入力ポート１２又は出力ポート１３の少なくともいずれか一方から光信号の一部（図４では、入力ポートから分岐）を分岐する光分岐部１５と、分岐された光信号を受光し、光パワーを測定する受光部１６、さらには、受光部１６が測定する光パワー及び他のスイッチから取得する光パワーの情報に基づいてポートの接続を制御し、光信号の経路を決定する制御部１７とを備える。制御部１７は、他のスイッチが測定する光信号パワーの情報を取得して、スイッチ間の光リンクのパスコスト（光リンクパスコスト）を計算し、ポートのスイッチング制御を行う。なお、図４における１対の入力ポートと出力ポートの組み合わせが、図３におけるポート（ルートポート、指定ポート、ブロッキングポートのいずれか）に対応する。
【００２８】
上述した光リンクパスコスト及び光スイッチパスコストを含め、光スイッチで構成されるネットワークのツリートポロジーを構築するために、以下の内容を規定する。
【００２９】
（i）光スイッチの光ブリッジＩＤは、任意の値を設定可能とする。これにより、ネットワ
ークを構成する複数の光スイッチのうちの任意の一つを、光ルートブリッジにすることがで  きる。光ブリッジＩＤは、後述するControl Plane を利用して、BPDUにて各スイッチ間で交  換される。
【００３０】
（ii）光リンクを通過する前後の光信号のパワー差（リンクロス）（損失(dB)）を光リンク
パスコストとする。
【００３１】
（iii）光ルートブリッジに至るまでに光信号が通過する経路に存在する光リンクの光リンク
パスコストの合計値を、光ルートパスコストとする。
【００３２】
そして、このような規定の基で、光スイッチのツリートポロジーは、次のような手順で構築される。
【００３３】
（１）光ルートブリッジの選択
光ブリッジＩＤの値が最も小さい光スイッチを光ルートブリッジとして選択する。
【００３４】
（２）光ルートポートの選択
各光スイッチにおいて、光ルートブリッジから送られ、受信された光信号の光パワーを測定することにより、その光スイッチの光ルートパスコストを求める。最も光ルートパスコスト値の小さいポートをルートポートに設定する。
【００３５】
（３）光指定ポートの設定
光ルートブリッジの全ポートを光指定ポートとする。また、各光リンクに隣接する各ポートのうち、光ルートパスコストの値が小さいポートを光指定ポートとする。
【００３６】
（４）光フォワーディングポートの設定
光ルートポートおよび光指定ポートに選ばれたポートをすべて光フォワーディングポートに設定する。
【００３７】
（５）光ブロッキングポートの設定
光ルートポートにも光指定ポートにもならなかったポートをすべて光ブロッキングポートに設定する。
【００３８】
この手順により、光スイッチのネットワークにおけるツリートポロジーを構築することができる。すなわち、各光スイッチが、自己のポートの設定を上述の手順で行うことで、自律的にネットワーク全体におけるツリーポロジーが構築される。このツリートポロジーの構築手順を実現するために、例えば、ネットワーク上でデータが光信号で伝送されるData Planeに加えて、光パワーを利用した光パスコストを伝達するためのControl Planeが用意される。Control Planeは、Data Planeとは物理的に別の信号線で構成されるネットワークであって、Data Plane上で伝送する光信号のパワーの情報（光パワー情報）を電気信号で伝送する。
【００３９】
図５は、Data PlaneとControl Planeの概念図である。図５において、各光スイッチOSWa、OSWb、OSWc、OSWdにより光信号が伝送されるData Planeのネットワークに対応するControl Planeのネットワークが提供される。Control Planeでは、各光スイッチOSWa、OSWb、OSWc、OSWdのそれぞれ制御部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ（ここでは、各スイッチの制御部１７を識別するために、添字ａ、ｂ、ｃ、ｄが付加されている）が、Control Plane上で、光パワー情報を記憶するとともに、他の光スイッチと光パワー情報を交換する。
【００４０】
図６は、Control Planeにおいて記憶及び伝送される光パワー情報の例を示す図である。図６において、各スイッチの制御部１７は、各ポートに対して入力パワー、出力パワー（上り信号と下り信号それぞれのパワー）及び光リンクパスコストを対応付けたテーブル（Table A、Table B、Table C、Table D）を所定の記憶領域にそれぞれ記憶し、各光スイッチOSWa、OSWb、OSWc、OSWdのそれぞれ制御部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、Control Plane上で、以下に説明する電気スイッチにおけるSTPに用いられるBPDUを拡張した拡張BPDUを用いて、各テーブルに格納された制御情報を交換する。図６に示される各矢印に対応付けて、上り信号及び下り信号それぞれにおいて、スイッチ間で交換される制御情報（光パワー情報）が例示されている。
【００４１】
図７は、電気スイッチのSTPのBPDUのフォーマットを説明する図である。BPDUの種類に応じて、"Message Type"の値が変更される。電気スイッチのSTPに対しては、Configuration BPDU (Message Type: 00000000b)とTopology Change Notification (TCN)BPDU (Message Type: 10000000b)とがある。
【００４２】
光スイッチのネットワークにおけるツリートポロジーの構築において、本実施の形態例では、その構築前に、光リンクパスコストの値が、各光スイッチの各ポートに割り当てられている必要がある。そこで、本実施の形態では、そのための新たなMessage Typeを追加し、その名前を例えばOptical Configuration BPDU (Message Type: 10000000b,00000000b以外の値、例えば、00001000bとする)とする。また、光リンクパスコスト値を取得するためには、各光スイッチで測定された光パワー情報を、光スイッチ間で交換する必要がある。そのために、BPDUのフォーマットに新たなフィールドが追加される。
【００４３】
図８は、BPDUフォーマットに新たに追加されるフィールドの例である。図８に示されるように、ポートに入力される光信号のパワー値"Port Input Power"とポートから出力される光信号のパワー値"Port Output Power"のためのフィールドが追加される。
【００４４】
図９は、本発明の実施の形態における拡張BPDUフォーマットの構成例である。拡張BPDUフォーマットは、図７のBPDUフォーマットに、図８のフィールドが追加されたものである。光スイッチは、各入出力ポートでの光パワーを測定し、その値を拡張BPDUフォーマットの"Port Input Power"及び"Port Output Power"フィールドの値として、他の光スイッチに送信する。この値を送受信することで、光リンクパスコストの計算が実現される。
【００４５】
上記図３で示した光スイッチのネットワークを例に、スイッチ間の光パワー情報の交換及び光リンクパスコストの計算について説明する。
【００４６】
まず、各光スイッチは、拡張BPDUフォーマットのMessage Type値を00001000bに設定し、他の光スイッチに拡張BPDUフレームを送信する。スイッチOSWaのポートa1とスイッチOSWbのポートb1に着目する。図１０に、ポートa1が送受信するフレーム、図１１に、ポートOSWb1が送受信するフレームを示す。スイッチOSWaでは、スイッチOSWbから得られたポートb1の送受信光パワーの情報と、自スイッチの制御部１７の記憶領域に格納されたポートa1の送受信光パワーの情報から、送信側（上り）リンクの光リンクパスコストが6dB、受信側（下り）リンクのパスコストが6dBと計算される。この場合、送信側と受信側の光リンクパスコストが同じなので、このリンクL4の光リンクパスコストは6dBとなる。送信側と受信側の光リンクパスコストが異なる場合は、例えば平均値が、その光リンクの光リンクパスコストとなる。
【００４７】
スイッチOSWb側でも同様の計算を行い、送信側リンクの光リンクパスコストが6dB、受信側リンクの光リンクパスコストが6dBであると計算される。以上により、スイッチOSWa及びスイッチOSWbには、光送受信パワー及び各送受信ポートの光リンクパスコスト値が格納される。同様に全スイッチ間で光パワー情報のやり取りを行い、各ポートに接続されたリンクでの損失、すなわち光リンクパスコストをスイッチに保持することができる（図６のTable A、Table B、Table C、Table D参照）。
【００４８】
そして、各ポート光リンクパスコストが決定した光スイッチは、拡張BPDUのMessage Type値をConfiguration BPDUを宣言する値（00000000b）に設定し、上述した（１）〜（５）の処理を行うことで、光スイッチのネットワークにおけるツリー構造の論理的トポロジーを構築することができる。
【００４９】
上述の実施の形態では、各スイッチにおける光パワーに基づいた光リンクパスコストを計算して、光信号の伝送経路を一義的に決定するツリー構造を構築したが、光リンクパスコストに加えて、光スイッチ内部の光信号損失（「光スイッチパスコスト」と称する）が考慮されてもよい。光スイッチ自体も光信号の伝送路の一部であり、光信号が光スイッチに入力して出力するまでの損失は、各スイッチにより異なる。従って、光リンクパスコストに加えて、光スイッチパスコストを考慮して、光信号の伝送ルートを決定することで、より正確なルート決定、より好ましいツリー構造の構築が可能となる。
【００５０】
上述の実施の形態では、光信号のパワーを測定することにより、各スイッチが光リンクパスコスト（及び光スイッチパスコスト）を計算し、記憶した後に、ツリー構造の構築が行われたが、各リンク毎の光リンクパスコストを計算しないで、ツリー構造を構築することも可能である。具体的には、あらかじめルートブリッジを決めた後に、ルートブリッジとそれ以外のスイッチとの経路を順次決めていく際、ルートブリッジと経路選択の対象となっているスイッチ（経路選択対象スイッチ）との間とを接続する全ての伝送ルートを使って、ルートブリッジから光信号を出力する。経路選択対象スイッチは、最も高い光パワーを受信したポートをルートポートに設定する。そして、ルートポートに設定されたポート以外のポートについては、そのポートでの光パワーと、そのポートと光リンクを介して接続する他のスイッチのポートでの光パワーとが比較され、より光パワーが高いポートが、指定ポートに設定される。ルートポートと指定ポートに設定された以外のポートは、ブロッキングポートに設定される。これにより、ツリー構造を構築することができる。
【００５１】
光ルートブリッジから送出される光信号の経路の切り替え、光ルートブリッジでない光スイッチで測定される光パワーの情報の交換は、上述した拡張BPDUを用いてControl Plane上での信号交換により行われる。
【００５２】
また、上述の実施の形態では、光パワーに基づいて、パスコストを計算し、ツリートポロジーを構築する手法について説明したが、光パワー以外の量が採用されてもよい。例えば、光スイッチに、スペクトラムアナライザを用いることにより、光SN比（Signal to Noise Ratio）を光スイッチにて測定することができる。光を信号媒体とするシステムでは、光SN比の値が信号品質を決定する重要な値である。そこで、光スイッチで光SN比を測定し、その値を光リンクパスコストとして用いることが可能である。光SN比の良好な光リンクを信号経路として採用することで、信号品質がよく、システムの信頼性の高いツリートポロジーを構築することができる。このほかに、信号のビットレート、伝送媒体となる光ファイバの種類、光ファイバの長さ、途中で挿入される光電気-電気光変換器の数なども、パスコストとして用いることができる。また、これらを2つ以上組み合わせて用いることも可能である。
【００５３】
さらに、本実施の形態は、光バッファを備え、パケットのあて先を光処理で求めるパケットスイッチが実現された場合にも適用が可能である。この場合には、Control PlaneとData Planeの2段構成に加え、Data Planeネットワークのみで運用することも可能となる。基本的な動作は電気スイッチのSTPと同一であるが、光パワー測定値より計算した光リンクパスコストの値をツリー構築の指標とするために、BPDUは電気スイッチのものではなく、図９に示した拡張BPDUが採用される。まず、Optical Configuration BPDUの交換により、光リンクパスコスト値を計算し、各スイッチの記憶領域に保持する。次に、Configuration  BPDUの交換により、ツリー構造を構築する。この際にパスコストとして、Optical Configuration BPDUの交換により得られた光リンクパスコストの値を用いる。パケットスイッチの場合においても、上述したように、光リンクパスコストを計算しながらツリートポロジーを構築していく方法、光パワー以外の情報を光リンクパスコストとして採用する方法も適用可能である。
【００５４】
（付記１）
光信号の経路を光のままスイッチング可能な複数のポートを有する複数の光スイッチを備えて構成されるネットワークシステムにおいて、
各光スイッチは、
各ポートを通過する光信号の伝送状態に関する情報を検出する検出手段と、
各スイッチ間で当該伝送状態に関する情報を交換し、各スイッチ間における当該伝送状態に関する情報の差分に基づいて、光信号が伝送する複数の経路の中から一つの経路が選択されるように、ポートを制御する制御手段とを備えることを特徴とするネットワークシステム。
【００５５】
（付記２）
付記１において、
前記伝送状態に関する情報は、光信号のパワーであって、各スイッチ間における前記差分、又は、伝送ルートの途中に少なくとも一つのスイッチが介在する場合は、各スイッチ間における前記差分の累積が最小になる伝送ルートが選択されることを特徴とするネットワークシステム。
【００５６】
（付記３）
光信号の経路を光のままスイッチング可能な複数のポートを有する複数の光スイッチを備えて構成されるネットワークシステムにおいて、
各スイッチは、
各ポートに入力する光信号の伝送状態に関する情報を検出する検出手段と、
各ポートで検出される光信号の伝送状態に関する情報に基づいて、光信号が伝送する複数の経路の中から一つの経路が選択されるように、ポートを制御する制御手段とを備えることを特徴とするネットワークシステム。
【００５７】
（付記４）
付記３において、
前記伝送状態に関する情報は、光信号のパワーであって、最も高いパワーの光信号を受信したポートに光信号が入力される伝送ルートが選択されることを特徴とするネットワークシステム。
【００５８】
（付記５）
付記１乃至４のいずれかにおいて、
前記制御手段は、STP(Spanning Tree Protocol)プロトコルのBDPU(Bridge Protocol Data Unit)フォーマットに、前記伝送状態に関する情報のためのフィールドを追加した拡張BDPUフォーマットにより、各スイッチとの間で前記伝送状態に関する情報を送受信し、
前記制御手段によるポートの制御により、STPプロトコルによるツリートポロジーが構築されることを特徴とするネットワークシステム。
【００５９】
（付記６）
付記５において、
前記制御手段は、光信号が伝送する経路を構成するネットワークとは別の信号線ネットワークを介して、前記伝送状態に関する情報を送受信することを特徴とするネットワークシステム。
【００６０】
（付記７）
付記１乃至６のいずれかにおいて、
前記制御手段は、光信号を伝送する光信号回線とは別の電気信号を伝送する電気信号回線を介して、前記伝送状態に関する情報を交換することを特徴とするネットワークシステム。
【００６１】
（付記８）
ネットワークを伝送する光信号の経路を光のままスイッチング可能な複数のポートを有する光スイッチにおいて、
各ポートを通過する光信号の伝送状態に関する情報を検出する検出手段と、
各スイッチ間で当該伝送状態に関する情報を交換し、各スイッチ間における当該伝送状態に関する情報の差分に基づいて、光信号が伝送する複数の経路の中から一つの経路が選択されるように、ポートを制御する制御手段とを備えることを特徴とする光スイッチ。
【００６２】
（付記９）
付記８において、
前記伝送状態に関する情報は、光信号のパワーであって、各スイッチ間における前記差分、又は、伝送ルートの途中に少なくとも一つのスイッチが介在する場合は、各スイッチ間における前記差分の累積が最小になる伝送ルートが選択されることを特徴とする光スイッチ。
【００６３】
（付記１０）
ネットワークを伝送する光信号の経路を光のままスイッチング可能な複数のポートを有する複数の光スイッチにおいて、
各ポートに入力する光信号の伝送状態に関する情報を検出する検出手段と、
各ポートで検出される光信号の伝送状態に関する情報に基づいて、光信号が伝送する複数の経路の中から一つの経路が選択されるように、ポートを制御する制御手段とを備えることを特徴とする光スイッチ。
【００６４】
（付記１１）
付記１０において、
前記伝送状態に関する情報は、光信号のパワーであって、最も高いパワーの光信号を受信したポートに光信号が入力される伝送ルートが選択されることを特徴とするネットワークシステム。
【００６５】
（付記１２）
付記８乃至１１のいずれかにおいて、
前記制御手段は、STP(Spanning Tree Protocol)プロトコルのBDPU(Bridge Protocol Data Unit)フォーマットに、前記伝送状態に関する情報のためのフィールドを追加した拡張BDPUフォーマットにより、各スイッチとの間で前記伝送状態に関する情報を送受信し、
前記制御手段によるポートの制御により、STPプロトコルによるツリートポロジーが構築されることを特徴とする光スイッチ。
【００６６】
（付記１３）
付記１２において、
前記制御手段は、光信号が伝送する経路を構成するネットワークとは別の信号線ネットワークを介して、前記伝送状態に関する情報を送受信することを特徴とする光スイッチ。
【００６７】
（付記１４）
付記８乃至１３のいずれかにおいて、
前記制御手段は、光信号を伝送する光信号回線とは別の電気信号を伝送する電気信号回線を介して、前記伝送状態に関する情報を交換することを特徴とする光スイッチ。
【００６８】
（付記１５）
光信号の経路を光のままスイッチング可能な複数のポートを有する複数の光スイッチを備えて構成されるネットワークシステムにおける光信号の経路設定方法において、
各光スイッチにおいて、
各ポートを通過する光信号の伝送状態に関する情報を検出するステップと、
各スイッチ間で当該伝送状態に関する情報を交換するステップと、
各スイッチ間における当該伝送状態に関する情報の差分に基づいて、光信号が伝送する複数の経路の中から一つの経路が選択されるように、ポートを制御するステップとを備えることを特徴とする経路設定方法。
【００６９】
（付記１６）
付記１５において、
前記伝送状態に関する情報は、光信号のパワーであって、各スイッチ間における前記差分、又は、伝送ルートの途中に少なくとも一つのスイッチが介在する場合は、各スイッチ間における前記差分の累積が最小になる伝送ルートが選択されることを特徴とする経路設定方法。
【００７０】
（付記１７）
光信号の経路を光のままスイッチング可能な複数のポートを有する複数の光スイッチを備えて構成されるネットワークシステムにおける光信号の経路設定方法において、
各光スイッチにおいて、
各ポートに入力する光信号の伝送状態に関する情報を検出するステップと、
各ポートで検出される光信号の伝送状態に関する情報に基づいて、光信号が伝送する複数の経路の中から一つの経路が選択されるように、ポートを制御するステップとを備えることを特徴とする経路設定方法。
【００７１】
（付記１８）
付記１７において、
前記伝送状態に関する情報は、光信号のパワーであって、最も高いパワーの光信号を受信したポートに光信号が入力される伝送ルートが選択されることを特徴とする経路設定方法。
【００７２】
（付記１９）
付記１５乃至１８のいずれかにおいて、
STP(Spanning Tree Protocol)プロトコルのBDPU(Bridge Protocol Data Unit)フォーマットに、前記伝送状態に関する情報のためのフィールドを追加した拡張BDPUフォーマットにより、各スイッチとの間で前記伝送状態に関する情報が送受信され、
前記制御手段によるポートの制御により、STPプロトコルによるツリートポロジーが構築されることを特徴とする経路設定方法。
【００７３】
（付記２０）
付記１９において、
光信号が伝送する経路を構成するネットワークとは別の信号線ネットワークを介して、前記伝送状態に関する情報が送受信されることを特徴とする経路設定方法。
【００７４】
（付記２１）
付記１５乃至２０のいずれかにおいて、
前記伝送状態に関する情報は、光信号を伝送する光信号回線とは別の電気信号を伝送する電気信号回線を介して交換されることを特徴とする経路設定方法。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】各スイッチのポートの状態遷移を説明する図である。
【図２】STPのトポロジー構築例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における複数の光スイッチによるネットワーク構成（物理的なトポロジー）の例である。
【図４】本発明の実施の形態における光スイッチの内部構成を示す図である。
【図５】Data PlaneとControl Planeの概念図である。
【図６】Control Planeにおいて記憶及び伝送される制御情報の例を示す図である。
【図７】電気スイッチのSTPのBPDUのフォーマットを示す図である。
【図８】BPDUフォーマットに新たに追加されるフィールドの例である。
【図９】本発明の実施の形態における拡張BPDUフォーマットの構成例である。
【図１０】ポートa1が送受信するフレームの例である。
【図１１】ポートb1が送受信するフレームの例である。
【符号の説明】
【００７６】
OSWa、OSWb、OSWc、OSWd：光スイッチ、１４：スイッチ部、１５：光分岐部、１６：受光部、１７：制御部
【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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