(57)【要約】パケットリングを構成するＲＰＲノードが、ノードＩＤ，リングＩＤ，ＩＰアドレスおよびリングトポロジとに基づいて外部ネットワークとの間においてＩＰパケットを送受信するラインカードと受信したノードＩＤとＩＰパケットの送信先アドレスとに基づいてリングパケットおよびＩＰパケットをそれぞれラインカード側又はパケットリング側との間において入出力し相互に接続された２枚のＲＰＲ部と、２枚のＲＰＲ部からのリングパケットとラインカードからのＩＰパケットとの各転送経路をスイッチするパケット処理部とをそなえ、ＲＰＲカード交換時に継続通信でき、ＲＰＲカード数の削減等によるコストダウンが図れ、ＲＰＲカードの冗長化およびパケットリングの冗長化のいずれの構成を用いた場合においても、ネットワーク形態に適した冗長化ができ、最短経路選択，最適経路選択と最短経路選択，最適経路選択とを可能とする。
2005015851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードが多重リング伝送路を介して接続されたリング伝送路のリングパケットと、複数の第２伝送路の第２パケットとをスイッチするノードであって、
該リングパケットの送信元ノードを表すノード識別子と、該多重リング伝送路の各リング伝送路を表すリング識別子と、該第２パケットの送信元装置のアドレス情報と、該複数のノードの接続状態を表すリングトポロジとに基づいて、該第２伝送路との間において該第２パケットを送受信するラインカードと、
受信した該リングパケットのノード識別子と該ラインカードにて受信された該第２パケットの送信先アドレスとに基づいて該リングパケットおよび該第２パケットをそれぞれ該ラインカード側又は該多重リング伝送路側との間において入出力し相互に接続された複数のプロトコル処理部と、
該複数のプロトコル処理部から該ラインカード側に出力された該リングパケットと該ラインカードから該複数のプロトコル処理部側に出力された該第２パケットとの各転送経路をスイッチするパケット処理部とをそなえて構成されたことを特徴とする、ノード。
【請求項２】
該複数のプロトコル処理部と、該パケット処理部とを設けたＲＰＲインタフェースカードを複数そなえ、
上記の複数のＲＰＲインタフェースカードのうちの少なくとも１枚が、
該多重リング伝送路の第１方向と第２方向とのそれぞれに設けられた複数のポートのうちの第１方向のポートに接続された第１カードと、該複数のポートのうちの第２方向のポートに接続された第２カードとが分離して設けられた分離型カードとして構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項記載のノード。
【請求項３】
該複数のプロトコル処理部と、該パケット処理部とを設けたＲＰＲインタフェースカードをそなえ、
上記のＲＰＲインタフェースカードが、
該多重リング伝送路の第１方向および第２方向にそれぞれ設けられた複数のポートの全てに接続された一体型カードとして構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項記載のノード。
【請求項４】
該複数のプロトコル処理部が、それぞれ、該多重リング伝送路のうちの一部のリング伝送路との間において該リングパケットを入出力する第１プロトコル処理部と、該多重リング伝送路のうちの残りのリング伝送路との間において該リングパケットを入出力する第２プロトコル処理部とを有し、
上記の複数のＲＰＲインタフェースカードのうちの同一のＲＰＲインタフェースカードに設けられた該第１プロトコル処理部と該第２プロトコル処理部とが内部メイトインタフェースを介して接続されるとともに、該複数のＲＰＲインタフェースカードのうちの別個のＲＰＲインタフェースカードに設けられた該第１プロトコル処理部と該第２プロトコル処理部とが外部メイトインタフェースを介して接続されて構成されたことを特徴とする、請求の範囲第２項又は第３項記載のノード。
【請求項５】
該複数のプロトコル処理部が、それぞれ、
該リングパケットの送信先アドレスに基づいて自ノード宛／他ノード宛を判定し、自ノード宛と判定した場合は該リングパケットの受信リング伝送路と異なる他のリング伝送路に対して該リングパケットを折り返すとともに、他ノード宛と判定した場合は該リングパケットを該多重リング伝送路にスルー処理を行なうように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第４項記載のノード。
【請求項６】
ハッシュ演算の演算結果と該リング識別子とを対応づけた対応データを保持するハッシュ演算結果保持部を設け、
該多重リング伝送路における障害発生時に、該ハッシュ演算結果保持部に保持された該対応データを更新することにより、障害が発生したリング伝送路を介したブロードキャストパケット配信を停止し、かつ該ブロードキャストパケット配信の負荷分散を継続するように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項記載のノード。
【請求項７】
該ラインカードが、
該ノード識別子と、該リング識別子と、該第２パケットの送信元装置のアドレス情報とを対応づけて保持する学習テーブルと、該複数のノードの接続状態を表すリングトポロジを保持するリングトポロジテーブルとをそなえ、
該学習テーブルが、
該多重リング伝送路が４重以上の場合において、ブロードキャストパケットの送信元ノードのノード識別子と該リングトポロジとに基づいて、最短経路を経由して転送されたリングパケットを取得するとともにブロードキャストパケットを廃棄することにより、該ブロードキャストパケットを転送するための最短経路を学習するように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項記載のノード。
【請求項８】
複数のノードが多重リング伝送路を介して接続されたリング伝送路のリングパケットと、複数の第２伝送路の第２パケットとをスイッチするＲＰＲインタフェースカードであって、
受信した該リングパケットのノード識別子と該複数の第２伝送路から受信された該第２パケットの送信先アドレスとに基づいて該リングパケットおよび該第２パケットをそれぞれ該複数の第２伝送路側又は該多重リング伝送路側との間において入出力し相互に接続された複数のプロトコル処理部と、
該複数のプロトコル処理部から該複数の第２伝送路側に出力された該リングパケットと該複数の第２伝送路から該複数のプロトコル処理部側に出力された該第２パケットとの各転送経路をスイッチするパケット処理部とをそなえ、
該多重リング伝送路の第１方向と第２方向とのそれぞれに設けられた複数のポートのうちの第１方向のポートに接続された第１カードと、該複数のポートのうちの第２方向のポートに接続された第２カードとが分離して設けられた分離型カードとして構成されたことを特徴とする、ＲＰＲインタフェースカード。
【請求項９】
複数のノードが多重リング伝送路を介して接続されたリング伝送路のリングパケットと、複数の第２伝送路の第２パケットとをスイッチするＲＰＲインタフェースカードであって、
受信した該リングパケットのノード識別子と該複数の第２伝送路から受信された該第２パケットの送信先アドレスとに基づいて該リングパケットおよび該第２パケットをそれぞれ該複数の第２伝送路側又は該多重リング伝送路側との間において入出力し相互に接続されたプロトコル処理部と、
該プロトコル処理部から該複数の第２伝送路側に出力された該リングパケットと該複数の第２伝送路から該プロトコル処理部側に出力された該第２パケットとの各転送経路をスイッチするパケット処理部とをそなえ、
該多重リング伝送路の第１方向および第２方向にそれぞれ設けられた複数のポートの全てに接続された一体型カードとして構成されたことを特徴とする、ＲＰＲインタフェースカード。
【請求項１０】
複数のノードが多重リング伝送路を介して接続されたリング伝送路のリングパケットと、複数の第２伝送路の第２パケットとをスイッチするノードを設けた光ネットワークシステムであって、
上記の複数のノードのうちの少なくとも１基のノード又は該リング伝送路が、
受信した該リングパケットのノード識別子と該複数の第２伝送路から受信された該第２パケットの送信先アドレスとに基づいて該リングパケットおよび該第２パケットをそれぞれ該複数の第２伝送路側又は該多重リング伝送路側との間において入出力し相互に接続された複数のプロトコル処理部と、該複数のプロトコル処理部から該複数の第２伝送路側に出力された該リングパケットと該複数の第２伝送路から該複数のプロトコル処理部側に出力された該第２パケットとの各転送経路をスイッチするパケット処理部とを設けたＲＰＲインタフェースカードをそなえ、
該多重リング伝送路の第１方向と第２方向とのそれぞれに設けられた複数のポートのうちの第１方向のポートに接続された第１カードと、該複数のポートのうちの第２方向のポートに接続された第２カードとが分離して設けられた分離型カードと、該多重リング伝送路の第１方向および第２方向にそれぞれ設けられた複数のポートの全てに接続された一体型カードとを混在させて構成されたことを特徴とする、光ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、例えばＲＰＲ（Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒｉｎｇ：レジリアント［復旧が早い］・パケット・リング）プロトコルが適用されたパケットリングにおけるＲＰＲノード（ノード）のパケットリングインタフェース回路，最短経路の選択および最適経路の選択に用いて好適な、ノード，ＲＰＲインタフェースカードおよび光ネットワークシステムに関する。
【背景技術】  インターネットにおいて転送されるイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ：商標）パケットおよびＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケット等のトラフィックが増加し、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）ネットワークを利用するユーザ（加入者，一般個人又は企業等）数が急増し、また、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）技術を用いたネットワーク等が台頭している。
（Ｘ１）光伝送システムおよび光ネットワークシステムの一例
図２９は光伝送システムの構成例を示す図である。この図２９に示す光伝送システム５００は、広範な地域に設けられたノード（通信装置，ＲＰＲノード，ノード装置又はリングノード）が光ファイバ等により接続されて構成され、高速かつ大容量のパケット（ＩＰパケット，ＩＰデータグラム又はＩＰフレーム）を伝送するものであって、基幹系のＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）ネットワーク１０１と、このＷＤＭネットワーク１０１に接続されたサブネットワークとしてのＡＤＳＬネットワーク１０２ａ，ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｏｐｔｉｃａｌ  ＮＥＴｗｏｒｋ／Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ：同期光通信網／同期ディジタルハイアラーキ）ネットワーク１０２ｂ，インターネット１０２ｃおよび光ネットワークシステムとしてのＲＰＲシステム１０２ｄをそなえて構成されている。ここで、ＷＤＭネットワーク１０１は、複数のノードが複数本の光ファイバにより接続されて構成された多重パケットリングである。パケットの多重化方法は、例えば時間多重であって、複数のユーザをそれぞれタイムスロットに割り当てるようにしている。また、ＡＤＳＬネットワーク１０２ａは、電話用メタリックケーブルを用いて、ユーザから電話局への上り伝送速度がその逆の下り伝送速度よりも大きい伝送ネットワークである。また、インターネット１０２ｃは、大容量のパケットを多重化して伝送するものである。このインターネット１０２ｃを用いて音声データを送受信するＶｏＩＰ技術が用いられることも多く、これにより、例えば企業が有するＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）又はＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を用いた内線電話およびインターネット電話等が実用化されている。
さらに、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨシステム１０２ｂは、各ノード（通信装置）が光ファイバを介して接続されたものであり、パケットを双方向に高速伝送可能なものである。このＳＯＮＥＴ／ＳＤＨシステム１０２ｂは、各チャネルに帯域を割り当てして伝送サービスを提供し、また、障害発生時には、チャネル切り替えを短時間に行ない、高い信頼性を有する。この半面、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨシステム１０２ｂは、帯域の利用効率が不便になることがあり、光ファイバを個別に管理することができず、さらに、トラフィック量の増大に応じてシステムを拡張することが費用および技術的の各観点から極めて困難である。
このため、近年、パケットリングネットワークが注目されている。このパケットリングは、リング自身が直接パケットを処理し、かつパケットトラフィックの帯域を管理し統計多重効果（パケットトラフィックに応じてネットワークの資源を効率的に割り当てて負荷を分散させること。）を引き出すことができる。
特に、メトロエリア等の都市圏においては、パケットリングを導入する傾向が顕著である。このため、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）は、２００３年１２月を目標にＩＥＥＥ８０２．１７ＲＰＲ（パケットリングシステムの標準仕様を規定したもの）の標準化作業を進めている。従来から、パケットリングにおいて各ノードがトークンを用いてパケットを送受信する方法は、トークンリング又はＦＤＤＩ（Ｆｉｂｅｒ−Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｄａｔａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）リングとして知られているが、近年のパケットリングは、トークンリング等と区別するため、一般に、ＲＰＲネットワークと呼ばれている。
図２９に示すＲＰＲネットワーク１０２ｄは、ＷＤＭネットワーク１０１と双方向の２重リングに用いられており、６基のノード＃Ａ〜＃Ｆがリング型に接続されて構成されており、例えばノード＃Ｄはパケットリングとインターネット１０２ｃとに接続されている。ここで、ノード＃Ｄの機能は、（ｉ）隣接するノード＃Ｅ又はノード＃Ｃからのリングパケットをドロップして例えばＩＰパケットに変換しそのＩＰパケットをインターネット１０２ｃに送信する。（ｉｉ）ノード＃Ｅ又はノード＃Ｃからのリングパケットをスルーしてノード＃Ｃ又はノード＃Ｅに中継する。（ｉｉｉ）インターネット１０２ｃのサーバ（図示省略）からのＩＰパケットをアッドしてリングパケットに変換してパケットリングに送信する。（ｉｖ）サーバからのＩＰパケットを転送する。
また、ＲＰＲネットワーク１０２ｄは帯域の利用効率が高く、各ノード＃Ａ〜＃Ｆ内に設けられた装置架（図示省略）に後述するＲＰＲカード（ＲＰＲインタフェースカード）を差し込むことにより、運用可能になっている（これをプラグアンドプレイ機能と称する。）。また、ＲＰＲネットワーク１０２ｄがサポートするレイヤはＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤであって、各種の物理レイヤを導入できる。
（Ｘ２）パケットフォーマット例
図３０（ａ），図３０（ｂ）はそれぞれＲＰＲネットワークに用いられるパケットフォーマットの一例を示す図であり、パケット例としてＭＡＣパケットおよびＲＭＡＣ（ＲＰＲ  ＭＡＣ）パケットを表す。このＭＡＣパケットは、ＩＥＥＥ８０２．３に規定されたイーサネット（登録商標）のパケットであり、ＲＭＡＣパケットは、ＩＥＥＥ８０２．１７で規定されたＲＰＲＭＡＣヘッダを有するものである。ここで、各フィールドに書き込まれる情報について概略的に説明する。図３０（ａ）に示すＭＡＣパケットは、よく知られているように、ＭＡＣ送信先アドレス，ＭＡＣ送信元アドレス，イーサタイプ，ペイロード（ユーザデータ部）および誤り検出のためのＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ  Ｃｈｅｃｋ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の各フィールドを有する。
また、図３０（ｂ）に示すＲＰＲヘッダのＴｉｍｅ  Ｔｏ  Ｌｉｖｅ（以下、ＴＴＬと表す。）はパケットの活動時間を表し、パケットは１ノードを中継される毎に「−１」され、ＴＴＬが「０」になると廃棄される。ＲＩ（Ｒｉｎｇｒｅｔ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）は双方向のリングのうちの片方のリングに付与された識別ビットであって、そのパケットが本来伝送するリングを表す。例えばパケットが本来、外回り方向のリング又は内回り方向のリングを伝送する場合、それぞれ、０又は１に設定される。ＦＥ（Ｆａｉｒｎｅｓｓ  Ｅｌｉｇｉｂｌｅ）はそのパケットがフェアネス制御の対象か否かを表す。ＰＴ（Ｐａｃｋｅｔ  Ｔｙｐｅ）はパケット属性を表し例えばＲＰＲ制御パケット，データパケット等を表す。ＳＣ（Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｃｌａｓｓ）はクラスを識別するためのものである。ＷＥ（Ｗｒａｐ  Ｅｎａｂｌｅ）はラップ（ラッピング）機能の有無を表す。Ｒは予約用である。ペイロードの前には、ヘッダエラーチェックビット用のフィールドが設けられている。
このように、ＲＭＡＣパケットは、ＭＡＣパケットに含まれる各情報を網羅し、ＩＰパケットとリングパケットとは相互に変換される。
（Ｘ３）ラップおよびステアリングを用いたプロテクション機能
光リングネットワークとしてのＲＰＲネットワーク１０２ｄにおいて障害が発生した場合は、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、受信したパケットの転送リング（転送ルート）を切り替え処理（折り返し処理）するようになっている。
（Ｘ４）ＲＰＲネットワーク１０２ｄのノード
パケットリングを構成する各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、ＲＰＲネットワーク１０２ｄであるパケットリングと、ＲＰＲネットワーク１０２ｄと異なる外部ネットワーク（例えばインターネット１０２ｃ）とをインタフェースするものであって、ＲＰＲカードを設けている。このＲＰＲカードのハードウェアは主に２種類ある。
図３２はＲＰＲネットワーク１０２ｄの例えばノード＃Ｄに設けられた分離型カードの構成図である。ＲＰＲネットワーク１０２ｄの各パケットリングは、一般に、ラップおよびステアリングにおけるプロテクションを実現するために、外部リング１０３ａと内部リング１０３ｂとからなるデュアルリング（２重リング伝送路又は２重パケットリング）を形成している。
また、図３２に示すノード＃Ｄは、ＥａｓｔポートとＷｅｓｔポートとが分離された構成（以下、分離型ハードウェアと称する。）であり、また、図３３に示すノード＃Ｄは、ＥａｓｔポートとＷｅｓｔポートとが一体化された構成（以下、一体型ハードウェアと称する。）である。
（Ｘ５）ＲＰＲカード
図３２に示すノード＃Ｄは、Ｅａｓｔ側のＲＰＲカードと、Ｗｅｓｔ側のＲＰＲカードと、スイッチ部（ＳＷ部）と、ｎ枚（ｎは自然数を表す。）のラインカードとをそなえて構成されている。分離型カード（Ｅａｓｔ側のＲＰＲカードおよびＷｅｓｔ側のＲＰＲカード）は、Ｅａｓｔ側の終端機能とＷｅｓｔ側の終端機能とがそれぞれ別個のＲＰＲカードに設けられている。そして、スイッチ部は、ＲＰＲネットワーク１０２ｄ側のパケットと、外部ネットワーク側のパケットとの各方路を切り替えるものである。ラインカードは、１０Ｍｂｐｓ，１００Ｍｂｐｓおよび１Ｇｂｐｓ等の各種の伝送仕様に対応したものである。
一方、図３３に示す一体型カードは、Ｅａｓｔ側とＷｅｓｔ側との各終端機能が同一のＲＰＲカードに設けられている。
（Ｘ６）ＲＰＲカード内のデータパス
図３４は従来の分離型ＲＰＲカード内のデータパスを示す図であり、図３５は従来の一体型ＲＰＲカード内のデータパスを示す図であり、それぞれ、パケットリングにおけるデータパスが表示されている。そして、図３４に示すＲＰＲカード２００ａ，２００ｂと、図３５に示すＲＰＲカード２１０とは、いずれも、図３２，図３３にそれぞれ示す外部リング１０３ａと内部リング１０３ｂとのデュアルリングの組み合わせになっている。そして、ノード＃Ｄ（図３２）と、ノード＃Ｄ（図３３）とのそれぞれにおいてドロップされないリングパケットは、ＲＰＲカード２００ａ，２００ｂと、ＲＰＲカード２１０を介してＥａｓｔ側およびＷｅｓｔ側との間においてスルーされパケットリングに送信されるようになっている。
従って、リングからのパケットは、スイッチ部（ＳＷ部）７側に送信されず、各ＲＰＲカード２００ａ，２００ｂと、ＲＰＲカード２１０においてそれぞれ処理される。このリングスルーパスのルートを一般的にメイトインタフェースと呼ぶ。
分離型カードおよび一体型カードの各構成における特徴を以下の（Ｙ１），（Ｙ２）に示す。
（Ｙ１）分離型カードの特徴
分離型カードのメリットは、ＲＰＲカードの障害時にＲＰＲカード単体（Ｅａｓｔカード又はＷｅｓｔカード）毎に保守交換が可能である点である。例えばＥａｓｔカードの障害等によって保守交換が必要になると、ノード（例えばノード＃Ｄ）にはＷｅｓｔカードが実装されたままの状態である。このため、ラッププロテクション機能が動作し、システム全体がリングから切り離されずに通信を継続できる。
また、従来の技術を用いると、ＲＰＲカードの構成が異なるので、ラインカードとＲＰＲカードとの間のパケット転送においても以下に示す相違点がある。
（Ｙ２）一体型カードの特徴
一体型カードのメリットは、ノードが１枚のＲＰＲカードを用いてパケットリングに接続できる。このため、一体型カードを設けたノードは、分離型カードを設けたノードと比較して、パケットリングおよびノードのコストダウンが可能となる。また、ＲＰＲカードを収容するスロットの消費も削減することが可能なため、ラインカードも含めたノード全体のポート数の増加が図れる。
そして、ノードが一体型カードを用いる場合は、その一体型のＲＰＲカードは、リングトポロジテーブル等を設け、このテーブルを用いた送信先リングの選択機能を有する。従って、ラインカードは、外部リング又は内部リングのいずれかのリングに対してパケット送信すべきか否かを特に意識することなく、ＲＰＲカードにパケットを送信し、そして、ＲＰＲカードがリングトポロジテーブルを用いて最短方路となるリングにパケットを送信していた。すなわち、ＲＰＲカードは、パケットを送信すべきＥａｓｔポート又はＷｅｓｔポートを特に意識することなく、ＲＰＲカードに対し単にパケットを送信するだけでよい。
なお、回路基板に関し、２枚のプリント板を設けた回線ドライバ・レシーバ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、回線ドライバ・レシーバ装置に関し、異なるインタフェースに対しても回線制御部を回線制御用のプリントと、ドライバ・レシーバ用プリント板とに分離することにより、これらを共用可能とする。これにより、異なるインタフェース間の変更が極めて簡単になる。
また、ＰＩＯユニットとの接続チャネルを２系統以上そなえたバス変換カードが、ＣＰＵユニット内に実装されたプログラムコントローラが開示されている（例えば、特許文献２参照）。これにより、ＰＩＯインタフェース部とＰＩＯバスの２重化と非２重化の設定とを容易に変更可能となり、用途に応じて、高い信頼性が要求されるシステムと、接続可能なＰＩＯカードを多数必要とするシステムとを自在に構築でき、自由度の高いプログラマブルコントローラが得られる。
【特許文献１】特開平１−１２９５５４号公報
【特許文献２】特開２０００−８２０１８号公報
しかしながら、分離型カードと一体型カードとは、以下の（Ｙ３），（Ｙ４）に示すデメリットを有し、また、全ＲＰＲカードがパケットの廃棄処理を行なう場合は（Ｙ５）に示す課題を有する。
（Ｙ３）一体型カード
一体型カードのデメリットは、ＲＰＲカードの障害時および保守交換時等において、各ノードが、パケットリングから完全に切り離されてしまう。このため、一体型カードは、信頼性よりもコストダウンを重要視する小規模ネットワーク等に適用される。
（Ｙ４）分離型カード
分離型カードを用いた場合のデメリットは主に２点ある。第１に、ＲＰＲカードが分離されており、各ノード＃Ａ〜＃ＦがＲＰＲカードを最低２枚実装する必要があるので、一体型カード構成のノードと比較してリングを構成するためのコストがアップする点である。第２の点は、ノードに設けられた全ポート数（ポート収容数）のうちのＲＰＲカードを挿し込む（ＲＰＲカードを収容する）ための物理的なスロットに割り当てられたポート数が消費され、加えて、ラインカードを挿し込むための物理スロットに割り当てられたポート数も消費されるので、ノードが使用可能な全ポート数が低下することである。このため、分離型カードは、コストダウンよりも信頼性を重要視する通信事業者（通信キャリア）等が保有するキャリアネットワーク等に適用される。
また、従来技術によると、ＲＰＲカードの構成の相違に起因し、ラインカードとＲＰＲカードとの間におけるパケット転送においても以下のような相違がある。
一体型カードを用いた場合、ラインカードがＲＰＲカードに対してパケットを送信するときに、最短方路となるＲＰＲカードを選択する必要がある。このため、ラインカードに送信先リングの選択機能（リングトポロジテーブル等）が設けられ、この選択機能により最短方路となるリングが選択されていた。すなわち、ラインカード自身がパケットを送信すべきＥａｓｔポート又はＷｅｓｔポートを選択し、選択したポートに接続されたＲＰＲカードへ対してパケットを送信する機能を要する。
一方、分離型カードを用いた場合、ラインカードがＲＰＲカードに対してパケットを送信するときに、最短方路となるＲＰＲカードを選択し、パケットを送信する必要がある。このため、ラインカードは、ラインカードの内部に送信先リングを選択する機能（リングトポロジテーブル等）を有し、最短方路となるリングを選択していた。すなわち、ラインカード自身が、パケットを送信すべきＥａｓｔポートとＷｅｓｔポートとを判断して適切なＲＰＲカードに対してパケットを送信する機能が必要となる。
（Ｙ５）これらの方法以外に、ラインカードが、２枚又はそれ以上のＲＰＲカードに対してパケットを送信し、ＲＰＲカードが自律的に最短方路でないパケットを廃棄する方法もあるが、ラインカードは、常時、両方又は全部のＲＰＲカードに対してパケットをマルチキャスト送信する必要がある。このため、ラインカード，スイッチ（ＳＷ）カードおよびＲＰＲカードは、不要なパケットを転送するので、パケット処理部４の負荷が上昇し、ノードのパケット処理能力の低下を引き起こす。
このように、従来のＲＰＲシステムにおけるラインカードおよびＲＰＲカードとの間のパケット転送方法について、一体型カードと分離型カードとは元々違いがあるので、ノード自体のパケット転送方法に関するアーキテクチャーが異なる。
従って、従来、ＲＰＲシステムの開発において、ＲＰＲカードの構成形態を一体型又は分離型のうちのいずれか一方を採用すると、開発者は、個々のユーザのパケットリングに対して、信頼性および価格面において、必ずしも最適なＲＰＲシステムを提供できない場合が存在するという課題を有する。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、パケットリングを構成するノードにおいて、ＲＰＲカード交換時に通信断を回避し継続的に通信でき、インタフェースカード数の削減等によるコストダウンが図れるとともに、インタフェースカードの冗長化およびリングの冗長化のいずれの構成を用いた場合においてもネットワーク形態に適した冗長化が可能な、ノード，ＲＰＲインタフェースカードおよび光ネットワークシステム提供することを目的とする。
【発明の開示】
（１）このため、本発明のノードは、複数のノードが多重リング伝送路を介して接続されたリング伝送路のリングパケットと、複数の第２伝送路の第２パケットとをスイッチするノードであって、リングパケットの送信元ノードを表すノード識別子と、多重リング伝送路の各リング伝送路を表すリング識別子と、第２パケットの送信元装置のアドレス情報と、複数のノードの接続状態を表すリングトポロジとに基づいて、第２伝送路との間において第２パケットを送受信するラインカードと、受信したリングパケットのノード識別子とラインカードにて受信された第２パケットの送信先アドレスとに基づいてリングパケットおよび第２パケットをそれぞれラインカード側又は多重リング伝送路側との間において入出力し相互に接続された複数のプロトコル処理部と、複数のプロトコル処理部からラインカード側に出力されたリングパケットとラインカードから複数のプロトコル処理部側に出力された第２パケットとの各転送経路をスイッチするパケット処理部とをそなえて構成されたことを特徴としている。
従って、このようにすれば、同一のＲＰＲインタフェースカードにより、ＲＰＲノードが分離型カードと一体型カードとを設けることができ、これらのカード構成のいずれの場合においても、冗長化，最短経路選択および最適経路選択が可能となり、また、クワッドリング以上のリング冗長においても最短経路選択と最適経路選択とが可能となる。
さらに、部品数の減少によりノードの低廉化が図れる。ＲＰＲインタフェースカード交換時の通信断が回避されて継続的な通信が可能となる。さらに、カードの製造，カードの設置に関し、多数の部品を汎用的に用いることができ、カードのコストを低廉化でき、ＲＰＲインタフェースカード数の削減等によりシステム構築のコストダウンが図れる。
そして、ＲＰＲインタフェースカードの冗長化およびリングの冗長化のいずれの構成であっても確実に冗長化できる。
（２）そして、複数のプロトコル処理部と、パケット処理部とを設けたＲＰＲインタフェースカードを複数そなえ、上記の複数のＲＰＲインタフェースカードのうちの少なくとも１枚が、多重リング伝送路の第１方向と第２方向とのそれぞれに設けられた複数のポートのうちの第１方向のポートに接続された第１カードと、複数のポートのうちの第２方向のポートに接続された第２カードとが分離して設けられた分離型カードとして構成されてもよく、このようにすれば、リングネットワークと接続されるＲＰＲインタフェースカードが、例えばＥａｓｔ（第１方向）ポートと例えばＷｅｓｔ（第２方向）ポートとに分離され、保守運用時のＲＰＲインタフェースカードの交換時にパケットリングシステムがリングネットワークから切り離されることなく通信が継続できる。
（３）上記のＲＰＲインタフェースカードは、多重リング伝送路の第１方向および第２方向にそれぞれ設けられた複数のポートの全てに接続された一体型カードとして構成されてもよく、このようにすれば、信頼性の高いパケットリングネットワークと、ＥａｓｔポートおよびＷｅｓｔポートとが一体化されＲＰＲインタフェースカード数の削減等によるコストダウン効果の高いパケットリングネットワークとの両パケットリングネットワークを共通のハードウェアを用いて実現できる。
（４）複数のプロトコル処理部が、それぞれ、多重リング伝送路のうちの一部のリング伝送路との間においてリングパケットを入出力する第１プロトコル処理部と、多重リング伝送路のうちの残りのリング伝送路との間においてリングパケットを入出力する第２プロトコル処理部とを有し、上記の複数のＲＰＲインタフェースカードのうちの同一のＲＰＲインタフェースカードに設けられた第１プロトコル処理部と第２プロトコル処理部とが内部メイトインタフェースを介して接続されるとともに、複数のＲＰＲインタフェースカードのうちの別個のＲＰＲインタフェースカードに設けられた第１プロトコル処理部と第２プロトコル処理部とが外部メイトインタフェースを介して接続されて構成されてもよく、このようにすれば、分離型カードと一体型カードとのいずれが用いられても、スイッチ部およびラインカードを共用でき、また、コストダウンが図れる。
（５）複数のプロトコル処理部が、それぞれ、リングパケットの送信先アドレスに基づいて自ノード宛／他ノード宛を判定し、自ノード宛と判定した場合はリングパケットの受信リング伝送路と異なる他のリング伝送路に対してリングパケットを折り返すとともに、他ノード宛と判定した場合はリングパケットを多重リング伝送路にスルー処理を行なうように構成することもでき、このようにすれば、保守運用時のカード交換時にパケットリングシステムがリングネットワークから切り離されることなく通信を継続でき、システムに対する信頼性が向上し、さらに、ＲＰＲインタフェースカードの設置枚数の削減によるコストダウンが図れる。
（６）さらに、ハッシュ演算の演算結果とリング識別子とを対応づけた対応データを保持するハッシュ演算結果保持部を設け、多重リング伝送路における障害発生時に、ハッシュ演算結果保持部に保持された対応データを更新することにより、障害が発生したリング伝送路を介したブロードキャストパケット配信を停止し、かつブロードキャストパケット配信の負荷分散を継続するように構成してもよく、このようにすれば、障害発生リングへのブロードキャストパケット配信が停止しかつブロードキャストパケット配信の負荷分散が継続する。
（７）本発明のＲＰＲインタフェースカードは、受信したリングパケットのノード識別子と複数の第２伝送路から受信された第２パケットの送信先アドレスとに基づいてリングパケットおよび第２パケットをそれぞれ複数の第２伝送路側又は多重リング伝送路側との間において入出力し相互に接続された複数のプロトコル処理部と、複数のプロトコル処理部から複数の第２伝送路側に出力されたリングパケットと複数の第２伝送路から複数のプロトコル処理部側に出力された第２パケットとの各転送経路をスイッチするパケット処理部とをそなえ、多重リング伝送路の第１方向と第２方向とのそれぞれに設けられた複数のポートのうちの第１方向のポートに接続された第１カードと、複数のポートのうちの第２方向のポートに接続された第２カードとが分離して設けられた分離型カードとして構成されたことを特徴としている。
従って、このようにすれば、ＲＰＲインタフェースカードの冗長構成およびリング冗長構成のいずれにおいても、ネットワークトポロジに適した冗長機能が得られる。さらに、各ノードが動的にリングトポロジテーブルを管理するので、常時、パケットリングにおいて最短経路でパケットを転送できる。
（８）また、本発明のカードは、受信したリングパケットのノード識別子と複数の第２伝送路から受信された第２パケットの送信先アドレスとに基づいてリングパケットおよび第２パケットをそれぞれ複数の第２伝送路側又は多重リング伝送路側との間において入出力し相互に接続されたプロトコル処理部と、プロトコル処理部から複数の第２伝送路側に出力されたリングパケットと複数の第２伝送路からプロトコル処理部側に出力された第２パケットとの各転送経路をスイッチするパケット処理部とをそなえ、多重リング伝送路の第１方向および第２方向にそれぞれ設けられた複数のポートの全てに接続された一体型カードとして構成されたことを特徴としている。
従って、このようにすれば、一体型カードと分離型カードとを用いることができ、各ノードは、共通のハードウェアを用いて製造でき、さらに、ＲＰＲインタフェースカードの冗長およびリングの冗長のそれぞれについて、ネットワーク形態に適した冗長機能が得られる。
（９）ラインカードが、ノード識別子と、リング識別子と、第２パケットの送信元装置のアドレス情報とを対応づけて保持する学習テーブルと、複数のノードの接続状態を表すリングトポロジを保持するリングトポロジテーブルとをそなえ、学習テーブルが、多重リング伝送路が４重以上の場合において、ブロードキャストパケットの送信元ノードのノード識別子とリングトポロジとに基づいて、最短経路を経由して転送されたリングパケットを取得するとともにブロードキャストパケットを廃棄することにより、ブロードキャストパケットを転送するための最短経路を学習するように構成することもでき、このようにすれば、ラインカードの学習テーブルには最短経路となるパケットリングについて学習可能となり、効率的に伝送可能となる。
（１０）本発明の光ネットワークシステムは、上記の複数のノードのうちの少なくとも１基のノード又はリング伝送路が、受信したリングパケットのノード識別子と複数の第２伝送路から受信された第２パケットの送信先アドレスとに基づいてリングパケットおよび第２パケットをそれぞれ複数の第２伝送路側又は多重リング伝送路側との間において入出力し相互に接続された複数のプロトコル処理部と、複数のプロトコル処理部から複数の第２伝送路側に出力されたリングパケットと複数の第２伝送路から複数のプロトコル処理部側に出力された第２パケットとの各転送経路をスイッチするパケット処理部とを設けたＲＰＲインタフェースカードをそなえ、多重リング伝送路の第１方向と第２方向とのそれぞれに設けられた複数のポートのうちの第１方向のポートに接続された第１カードと、複数のポートのうちの第２方向のポートに接続された第２カードとが分離して設けられた分離型カードと、多重リング伝送路の第１方向および第２方向にそれぞれ設けられた複数のポートの全てに接続された一体型カードとを混在させて構成されたことを特徴としている。
従って、このようにすれば、各ノードにおけるパケット処理に関して共通の処理方法を用いることができ、ラインカードおよびスイッチカードの共用も可能となる。さらに、各ノードはカード冗長，最短経路選択および最適経路選択が可能となる。さらに、４重以上のパケットリングにおいても最短経路選択と最適経路選択とが可能となる。
【図面の簡単な説明】  図１は本発明の第１実施形態に係る光ネットワークシステムの構成図である。
図２は本発明の第１実施形態に係るＲＰＲネットワークの概略的な構成図である。
図３は本発明の第１実施形態に係る分離型カードを設けたノードのブロック図である。
図４は本発明の第１実施形態に係るＲＰＲインタフェースカードのブロック図である。
図５は本発明の第１実施形態に係る分離型カード構成におけるスイッチ処理を説明するための図である。
図６（ａ）〜図６（ｃ）はいずれも本発明の第１実施形態に係るパケットフォーマットを示す図である。
図７は本発明の第１実施形態に係るリングトポロジテーブルを説明するための図である。
図８は本発明の第１実施形態に係る一体型カードを設けたノードのブロック図である。
図９は本発明の第１実施形態の第１変形例に係るノードのブロック図である。
図１０は本発明の第１実施形態の第１変形例に係るＲＰＲインタフェースカードのブロック図である。
図１１は本発明の第１実施形態の第１変形例に係るノードのブロック図である。
図１２は本発明の第２実施形態に係るパケットリングの構成図である。
図１３は本発明の第２実施形態に係るハッシュ演算部のブロック図である。
図１４は本発明の第２実施形態に係るリングトポロジテーブルの一例を示す図である。
図１５（ａ）は本発明の第２実施形態に係る３重パケットリングの構成図である。
図１５（ｂ）は本発明の第２実施形態に係るリングセレクトテーブルの一例を示す図である。
図１６（ａ）は本発明の第２実施形態に係る障害発生時の３重パケットリングを説明するための図である。
図１６（ｂ）は本発明の第２実施形態に係るリングセレクトテーブルの一例を示す図である。
図１７（ａ）は本発明の第２実施形態に係る他の３重パケットリングの一例を示す図である。
図１７（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る他のリングセレクトテーブルの一例を示す図である。
図１８（ａ）は本発明の第２実施形態に係る障害発生時における３重パケットリングの一例を示す図である。
図１８（ｂ）は本発明の第２実施形態に係るリングセレクトテーブルの一例を示す図である。
図１９は本発明の第２実施形態の第１変形例に係るパケットリングの構成図である。
図２０（ａ）は本発明の第２実施形態の第１変形例に係るブロードキャストレジスタの項目を示す図である。
図２０（ｂ）は本発明の第２実施形態の第１変形例に係るブロードキャストレジスタの設定例を示す図である。
図２１は本発明の第２実施形態の第２変形例に係るクワッドリングの構成図である。
図２２は本発明の第２実施形態の第２変形例に係るブロードキャストレジスタの一例を示す図である。
図２３は本発明の第２実施形態の第２変形例に係るブロードキャストレジスタの第２の例を示す図である。
図２４は本発明の第２実施形態の第３変形例に係るクワッドリングの構成図である。
図２５は本発明の第２実施形態の第３変形例に係るリングトポロジテーブルの一例を示す図である。
図２６は本発明の第２実施形態の第４変形例に係るリングトポロジテーブルの一例を示す図である。
図２７は本発明の第３実施形態に係るセンターラップを説明するための図である。
図２８は本発明の第３実施形態に係るエッジラップを説明するための図である。
図２９は光ネットワークシステムの構成例を示す図である。
図３０（ａ），図３０（ｂ）はそれぞれＲＰＲネットワークに用いられるパケットフォーマットの一例を示す図である。
図３１（ａ）〜図３１（ｃ）はそれぞれ多重リング伝送路を説明するための図である。
図３２はＲＰＲネットワークのノードに設けられた分離型ＲＰＲインタフェースカードの構成図である。
図３３はＲＰＲネットワークのノードに設けられた一体型ＲＰＲインタフェースカードの構成図である。
図３４は従来の分離型ＲＰＲインタフェースカード内のデータパスを示す図である。
図３５は従来の一体型ＲＰＲインタフェースカード内のデータパスを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  （Ａ）本発明の第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態に係る光伝送システムの構成図である。この図１に示す光伝送システム１００は、広範な地域間を光ファイバ等により接続された高速および高帯域のネットワークシステムであって、ＷＤＭネットワーク１０１と、ＲＰＲネットワーク（光ネットワークシステム）１０２と、サブネットワーク１０２ａ〜１０２ｃとをそなえて構成されている。
ここで、ＷＤＭネットワーク１０１は、広範な地域（例えば北米全域）に設けられたノードが光ファイバ等により接続されて構成され、高速かつ大容量のパケットを伝送するものであって、基幹系の光ネットワークとして機能するものである。また、サブネットワーク１０２ａ〜１０２ｃは、それぞれ、ＡＤＳＬネットワーク，ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨネットワーク，インターネット等の各種の仕様のネットワークプロトコルを有するものである。
（１）ＲＰＲネットワーク１０２
ＲＰＲネットワーク１０２は、本発明が適用される光ネットワークシステムであって、例えば大都市間においてパケットを伝送するものである。このＲＰＲネットワーク１０２は、各大都市におけるギガビットイーサネット等の複数のＬＡＮが接続され、ユーザに対してＭＡＮ，ＷＡＮ等の環境を提供するようになっている。ユーザは、ＲＰＲネットワーク１０２を利用することにより、ローカルネットワークの簡便性および利用効率等のサービスを提供される。
さらに、ＲＰＲネットワーク１０２には、例えばインターネット等の外部ネットワーク１０７（後述）が接続されている。
（１−１）多重パケットリング（多重リング伝送路．多重ＲＰＲリング又は多重リングネットワーク）の構成
図２は本発明の第１実施形態に係るＲＰＲネットワーク１０２の概略的な構成図である。この図２に示すＲＰＲネットワーク１０２は、例えば６基のノード（ＲＰＲノード又はリングノード）＃Ａ〜＃Ｆが、２重化された光ファイバ（一対の光ファイバ）を用いてリング状に接続されたデュアルリング（２重リング伝送路）が構成されている。
（１−２）外部ネットワーク１０７
ノード＃Ａ〜＃Ｆに接続された１又は複数の外部ネットワーク１０７は、例えば、イーサネット，インターネット，ＬＡＮ，ＷＡＮ又はＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｌａｂｅｌ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）ネットワーク（又はユーザ回線，回線ネットワーク）である。なお、ＭＰＬＳとはＭＰＬＳネットワークにおけるルータ（図示省略）が、受信パケットにＩＰアドレスの代わりにラベルを付与し、ＭＰＬＳネットワークに設けられた各ルータがそのラベルだけを参照してＭＰＬＳパケットを転送する技術である。
これにより、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、パケットリングから受信したリングパケットを終端し、その終端したパケットを外部ネットワーク１０７におけるフォーマットのパケットに変換し、その変換したパケットを外部ネットワーク１０７に対して送信する。また、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、外部ネットワーク１０７から受信したパケットを終端し、リングパケットのフォーマットに変換して送信する。従って、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、パケットリングにおけるパケットと、外部ネットワーク１０７におけるパケットとをインタフェースし、パケットをスイッチしている。
すなわち、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、インタフェースの種別にかかわらずパケットをスイッチでき、また、物理レイヤの種別に依存しないでパケットのスイッチ又はインタフェースを行なえる。
なお、以下、特に断らない場合、外部ネットワーク１０７をインターネットとして説明する。また、ＲＰＲネットワーク１０２は、物理レイヤのプロトコルに依存せず、ＭＡＣレイヤのパケットを処理できる。
図１に示すＲＰＲネットワーク１０２は、複数の外部ネットワーク（イーサネット，インターネット，ＬＡＮ，ＷＡＮ又はＭＰＬＳネットワーク等）１０７が接続されており、これらのイーサネット，インターネット，ＬＡＮ，ＷＡＮ又はＭＰＬＳネットワーク等が処理又は転送するパケットが、複数の第２伝送路の第２パケットとして機能している。
（１−３）リングの多重化および方向の説明
図３１（ａ）〜図３１（ｃ）はそれぞれ多重リング伝送路（多重パケットリング）を説明するための図であって、いずれも、「パイプ状」に表示されたものが１本の光ファイバを表す。この図３１（ａ）に示すパケットリングは、外部リング＃１（Ｔｘ，Ｒｘ）と内部リング＃２（Ｔｘ，Ｒｘ）とがデュアルリングとして構成されている。すなわち、１リングは２光ファイバからなる。そして、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、リング毎に、パケットの伝送帯域を動的に割り当て可能となっている。なお、Ｔｘ，Ｒｘは、各々送信用，受信用を表す。
また、図２に示す外回り（第１方向）の光ファイバが外部リング（外部パケットリング）であり、内回り（第２方向）の光ファイバが内部リング（内部パケットリング）に相当する。このリング多重数は、図３１（ｂ）および図３１（ｃ）にそれぞれ示すように、３重（後述する図１５（ａ）等参照），４重に拡張可能である。すなわち、各ノード＃Ａ〜＃Ｆが２重〜４重のパケットリングを介して接続されている。これにより、トラフィックの増大に応じてパケット量を拡張できる。
さらに、以下の説明において、ノード＃Ａからみてノード＃Ｆ側をＷｅｓｔ側と称し、ノード＃Ｂ側をＥａｓｔ側と称する。ノード＃Ｂ〜＃Ｆについてもノード＃Ａと同様である。なお、ＷｅｓｔおよびＥａｓｔは逆方向に定義することもできる。
（１−４）冗長構成（プロテクション）
このデュアルリングによってパケットリングが冗長化されており、外部リング＃１，内部リング＃２が、それぞれ、現用として機能している。ここで、障害発生時、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、障害発生リングに対するパケット送信を回避すべく、ラッププロテクションを起動し、また、正常ルートを選択するようにパケットの経路を選択する。なお、外部リング＃１，内部リング＃２のいずれかに対してパケットを送信するかについては種々変更可能である。
そして、３重および４重の各パケットリングもデュアルリングの切り替えと同様に切り替えられ。これらの冗長構成によって障害時の復旧時間が比較的短く、また、伝送距離の短縮化が図られている。
（１−５）多重パケットリングの特徴
各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、以下に詳述するＲＰＲカード（ＲＰＲインタフェースカード，インタフェースカード又はＩＦ［Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ］カード又はカード）を有し、このＲＰＲカードがパケットリングとインターネット等の外部ネットワーク１０７との間を接続している。各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、パケットリングおよび外部ネットワーク１０７の双方と異なるネットワークと接続されていないので、設置を要するポート数を少なくすることができ、このポート数の削減により低廉化が図れる。
さらに、各ノード＃Ａ〜＃ＦのＲＰＲカードはプラグアンドプレイ機能を有するので、ＲＰＲネットワーク１０２は、ノード数の増減が容易になり、また、管理者（オペレータ）による回線設定の手間が軽減され、ＲＰＲネットワーク１０２の維持管理が簡素化される。
加えて、ＲＰＲネットワーク１０２は、統計多重機能を有する。この統計多重機能の定義例は、パケットトラフィックに応じてネットワークの資源を効率的に割り当てて負荷を分散させることである。
（２）分離型カードを設けたノードの構成
各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、６基のノード＃Ａ〜＃Ｆが多重パケットリングを介して接続されたパケットリングのリングパケットと、以下に述べるｎ枚（ｎは自然数を表す。）のラインカード８を介して接続された外部ネットワーク１０７とをスイッチするものである。また、各ノード＃Ａ〜＃Ｆに設けられたＲＰＲカードは、それぞれ、ＲＰＲカードを２枚設けた分離型カードとして構成されている。
図３は本発明の第１実施形態に係る分離型カードを設けたノード＃Ａのブロック図である。この図３に示すノード＃Ａは、パケットリング（リング）＃１〜＃４が４多重されたクワッドリングを介してノード＃Ｂ，＃Ｆとリングパケットを送受信するようになっており、第１ＲＰＲカード１ａと、第２ＲＰＲカード１ｂと、ｎ枚のラインカード８と、スイッチ部（ＳＷ部）７と、ＣＰＵバス（バスライン）１２ａと、ＣＰＵ部１２とをそなえて構成されている。また、ノード＃Ｂ〜＃Ｆの全部又は一部もノード＃Ａと同一構成であるので、ノード＃Ｂ〜＃Ｆについて重複説明を省略する。
（２−１−１）ＲＰＲカード１ａ，１ｂ
ＲＰＲカード１ａ，１ｂは、ともに、２個のＲＰＲ部（プロトコル処理部）３ａ，３ｂと、パケット処理部４とを設けたものである。
これらのＲＰＲカード１ａ，１ｂは、それぞれ、リング＃１，＃２とリング＃３，＃４との両方に接続されており、リング＃１〜＃４からのリングパケットと、ラインカード８からのＩＰパケットとをスイッチ又はインタフェースする。ここで、第１ＲＰＲカード１ａのＲＰＲ部３ａと第２ＲＰＲカード１ｂのＲＰＲ部３ａとは、メイトインタフェース（後述する外部メイトインタフェース６）を介して相互に接続されており、この点で、カードの内部にメイトインタフェースを設けたＲＰＲカードと異なる。
また、クワッドリングは、２対のデュアルリングによって構成されている。なお、リング＃１，＃２のみが伝送に使用されている場合、リング＃３，＃４は未使用とすることも可能である。
また、ＲＰＲカード１ａ，１ｂの構成については、後述する。
（２−１−２）ラインカード８
ｎ枚のラインカード８は、それぞれ、リングパケットの送信元ノードを表すノードＩＤ（ノード識別子）と、２重〜３重等の多重パケットリングの各パケットリングを表すリングＩＤ（リング識別子）と、ＩＰパケットの送信元装置のＭＡＣアドレス等のアドレス情報と、６基のノード＃Ａ〜＃Ｆの接続状態を表すリングトポロジとに基づいて、外部ネットワーク１０７との間においてＩＰパケットを送受信するものである。
そして、各ラインカード８は、外部ネットワーク１０７とも接続されており、外部ネットワーク１０７のプロトコルとＲＰＲプロトコルとを相互に終端するとともに、リングパケットとＩＰパケットとをスイッチ又はインタフェースするようになっている。
なお、ｎの値は加入者の増減に応じて変更可能である。すなわち、１枚のラインカード８が収容（又は多重化）できる回線数とユーザ数とに基づいて枚数が増減される。
各ラインカード８は、例えば回路基板（スイッチカード）であって、回路部品，回路パターン，接続端子等を有するほかに、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ），ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ），ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）およびＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等のチップ又はデバイスを設け、これらによってインタフェース機能が発揮される。
また、ラインカード８の構成についても後述する。
（２−１−３）スイッチ部７
スイッチ部７は、ＲＰＲカード１ａ，１ｂとｎ枚のラインカード８との間におけるパケット転送においてパケットのスイッチ（インタフェース又は交換）機能を有するものであり、例えばスイッチカードにより実現される。
なお、スイッチ部７は、ＲＰＲカード１ａ，１ｂとラインカード８とが直接バックボード（図示省略）経由で接続されるノード＃Ａ〜＃Ｆにおいては、必ずしも設ける必要はない。また、スイッチ部７の枚数は増減可能であり、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、所望の枚数のスイッチカードを設けることもできる。
（２−１−４）ＣＰＵ部１２
ＣＰＵ部１２は、ノード＃Ａの装置全体を制御するものであって、ノード＃Ａに設けられたデータ通路のＣＰＵバス１２ａを介して各インタフェースカード，ラインカード８を制御するものであって、具体的には、ＣＰＵバス１２ａを介して、分離型又は一体型の各ＲＰＲカードを設定する。このＣＰＵ部１２の機能は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびＲＯＭ，ＲＡＭ（図示省略）等によって実現され、１枚の回路基板上にＣＰＵ，ＲＯＭ又はＲＡＭ等が設けられたＣＰＵカードとして形成されている。
なお、ノード＃Ａは、２枚以上のＣＰＵカードを設けたり、１枚のＣＰＵカードに２個以上のＣＰＵ等を設けることもできる。ＣＰＵカードの枚数又はＣＰＵ自体の個数は増減可能であり、負荷の大きさに応じて処理容量を拡張又は縮小できる。
（２−１−５）パケット伝送の概略的な説明
これにより、図１に示すノード＃Ａに接続された外部ネットワーク１０７からノード＃Ｂに接続された外部ネットワーク１０７に対するパケットは、ノード＃Ａのラインカード８においてフォーマット処理されてからノード＃Ａのスイッチ部７においてパケットの送信先に応じて選択されたノード＃ＡのＲＰＲカード１ａ又はＲＰＲカード１ｂにスイッチされる。このスイッチされたパケットは、パケットリングを伝送するときのフォーマットに変換されリングに送信される。
ノード＃Ｂは、パケットを受信すると、パケットフォーマットを変換し、変換した例えばＩＰパケットをノード＃Ｂのスイッチ部７を介して所望のラインカード８に入力し、ノード＃Ｂに接続された外部ネットワーク１０７に対して送信する。また、ＲＰＲカード１ｂにスイッチされたパケットも同様である。
（３）ＲＰＲカード１ａ，１ｂ
図４は本発明の第１実施形態に係るＲＰＲカード１ａ，１ｂのブロック図であり、ＲＰＲカード１ａ，１ｂは同一構成である。この図４に示すＲＰＲカード１ａは、Ｗｅｓｔ側のノード＃ＦおよびＥａｓｔ側のノード＃Ｂのそれぞれとポートおよび光ファイバを介して接続されるとともに、１以上の外部ネットワーク１０７と接続されている。そして、以下に示すスルー機能およびスイッチ機能を用いることにより、パケットリングにおけるＲＰＲパケットをインタフェースする。
（３−１）スルー，スイッチおよび折り返し
上記のパケット転送ルートを用いて、ＲＰＲカードは、ともに、スルー，スイッチおよび折り返しの各機能を発揮する。
スルーとは、ノードにてドロップされないパケットをパケットリングに送信することを意味する。すなわち、Ｅａｓｔ側又はＷｅｓｔ側からのパケットのうちの自ノード以外のノードの送信先を有するものは、内部メイトインタフェース５又は外部メイトインタフェース６を介して、Ｗｅｓｔ側又はＥａｓｔ側に再度送信される。
具体的には、例えばノード＃Ａが、リングパケットの送信先情報に基づいて、後述するリングトポロジテーブル（図７参照）に保持されたトポロジデータによって認識した隣接するノード＃Ｆからのリングパケットを隣接する他方のノード＃Ｂに対して送信するとともに、外部ネットワーク１０７からのＭＡＣパケットを外部ネットワーク１０７に対して送信する。
さらに、スイッチとは、外部ネットワーク１０７からのパケットをフォーマット変換してそのパケットの送信先に基づいて、２本又は４本の光ファイバに対して方路切り替えするとともに、パケットリングからのパケットをフォーマット変換してそのパケットの送信先に基づいて外部ネットワーク１０７に対して方路切り替えすることを意味する。
そして、折り返しとは、ノード間を接続する光ファイバ又は各ノード＃Ａ〜＃Ｆにおいて障害が発生したときのプロテクション動作（プロテクション機能）であって、受信パケットの廃棄又は消失を防止するために、その受信パケットを、受信リングと異なる他の一方のリングに対して折り返すことである。具体的には、プロテクション動作時に、外部リング１０３ａ又は内部リング１０３ｂの一方から受信されたパケットは、ＲＰＲカード１において、他方の内部リング１０３ｂ又は外部リング１０３ａに再度転送されるようになっている。
これにより、ＲＰＲ部３ａは、例えばパケットリング＃１Ｒｘからのパケットを、内部メイトインタフェース５をスルーしては隣接するＲＰＲカード３ａに送信し、また、障害時においては、パケットリング＃１Ｒｘからのパケットを折り返して再度パケットリング＃１Ｔｘに送信する。すなわち、パケットの通過および折り返しに用いられる。
また、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、内部メイトインタフェース５と外部メイトインタフェース６とを排他制御可能なメイトインタフェース管理部４ａを設けており、このメイトインタフェース管理部４ａの排他制御管理によって、内部メイトインタフェース５および外部メイトインタフェース６の両方が同時に通電（又は動作）されることが禁止されるようになっている。このメイトインタフェース管理部４ａの設置場所は、ＲＰＲ部３ａ，３ｂ，パケット処理部４又はＲＰＲカード１ａ，１ｂの外側のいずれに設けてもよい。図４に示すメイトインタフェース管理部４ａは、パケット処理部４に設けられた場合のものである。
なお、内部メイトインタフェース５又は外部メイトインタフェース６のいずれのものを使用するかについては管理者の設定により選択可能である。
これにより、パケットリングからのパケットは、スイッチ側に送信されず、このリングスルーパスのルートを経由してＲＰＲカード１にて処理される。なお、内部メイトインタフェース５と外部メイトインタフェース６との両方を両メイトインタフェースと称する。
（３−２）ＲＰＲカード１ａ，１ｂの構成
ＲＰＲカード１ａ，１ｂは例えばカード型の回路基板であって、回路部品，回路パターン，接続端子，ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＩＣおよびＬＳＩ等のチップ又はデバイスを設け、これらによってスイッチング機能が発揮される。
ＲＰＲカード１ａ，１ｂは、２個のＰＨＹ部２ａ，２ｂと、２個のＲＰＲ部３ａ，３ｂと、パケット処理部４と、内部メイトインタフェース５と、１又は複数の外部メイトインタフェース６とをそなえて構成されている。また、ＲＰＲカード１ａ，１ｂは、外部リング１０３ａと内部リング１０３ｂとの２重のパケットリングに接続されている。
（３−３）ＰＨＹ部２ａ，２ｂ
各ＰＨＹ部２ａ，２ｂは、物理レイヤを制御するものである。本発明のＲＰＲカード１ａ，１ｂが処理可能な物理レイヤは各種のプロトコルである。なお、ＰＨＹ部２ａ，２ｂの機能は、いずれも、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等によって発揮される。
（３−４）ＲＰＲ部３ａ，３ｂ
各ＲＰＲ部３ａ，３ｂは、受信したリングパケットのノードＩＤとラインカード８にて受信されたＩＰパケットの送信先アドレスとに基づいてリングパケットおよびＩＰパケットをそれぞれラインカード８側又は多重パケットリング側との間において入出力し相互に接続されている。また、ＲＰＲ部３ａ，３ｂは、ＲＰＲレイヤ処理をするものであって、同一のものが設けられている。
なお、ＲＰＲ部３ａ，３ｂは、ＬＳＩ又はＦＰＧＡ等によって構成することもでき、このようにすれば、２個のＲＰＲ部３ａ，３ｂの機能を、物理的に１個のＬＳＩ又はＦＰＧＡを用いて実現可能である。
図５は本発明の第１実施形態に係る分離型カード構成におけるスイッチ処理を説明するための図である。この図５に示すＲＰＲカード１ａのＲＰＲ部３ａと、ＲＰＲカード１ｂのＲＰＲ部３ａとは、それぞれ、ノード＃Ａに設けられており、このノード＃Ａの内部において、それぞれ外部メイトインタフェース６により接続されるようになっている。また、ＲＰＲカード１ａのＲＰＲ部３ｂと、ＲＰＲカード１ｂのＲＰＲ部３ｂとがそれぞれ外部メイトインタフェース６を用いて接続されている。また、ノード＃Ｂ〜＃Ｆについてもこの図５に示すノード＃Ａと同一構成になっており、重複した説明を省略する。
これにより、ノード＃Ａに、４本のパケットリング＃１〜＃４から、パケットリングが入力されると、このノード＃Ａに設けられた各ＲＰＲカード１ａ，１ｂ，外部メイトインタフェース６をそれぞれ介してスルーされるのである。
具体的には、ＲＰＲカード１ａがリング＃１（Ｒｉｎｇ  ＃１  Ｒｘ）からパケットを受信すると、そのパケットは、ＲＰＲ部３ａにて送信先の例えばノード＃ＢのノードＩＤが抽出され、その抽出されたノードＩＤがノード＃Ａ自身又は他のノード＃Ｂであるか否かが判定される。そして、パケットの送信先ノードがノード＃Ｂの場合、ＲＰＲ部３ａは、外部メイトインタフェース６を介してＲＰＲカード１ｂに設けられたＲＰＲ部３ａに入力される。そして、ＲＰＲ部３ａにてそのパケットがスイッチされて、リング＃１に送信されスルーされる。
また、リング＃２からパケットがノード＃Ａに入力された場合においても、ＲＰＲカード１ａがノード＃Ａに入力された処理と同一処理をするので、重複した説明を省略する。
さらに、リング＃３からのリングパケットがノード＃Ａに入力されると、ＲＰＲカード１ａに設けられたＲＰＲ部３ｂが、そのパケットのヘッダを参照して、そのパケットを外部メイトインタフェース６に送信し、ＲＰＲカード１ｂのＲＰＲ部３ｂに入力され、ＲＰＲ部３ｂに入力されたパケットは、リング＃３に対して再度送信され、これにより、スルー機能が発揮される。
加えて、リング＃４からのパケットがノード＃Ａに入力された場合には、ＲＰＲカード１ｂのＲＰＲ部３ｂから外部メイトインタフェース６を介してＲＰＲカード１ａのＲＰＲ部３ｂに入力され、このＲＰＲ部３ｂからリング＃４に送信されるのである。
換言すれば、ノード＃ＡのＲＰＲ部３ａ，３ｂは、それぞれ、ＰＨＹ部２ａ，２ｂからの受信パケットのアドレス情報に基づいて自ノード宛／他ノード宛を判定し、自ノード＃Ａ宛と判定した場合はリングパケットの受信パケットリングと異なる他のリングに対してリングパケットを折り返すとともに、他ノード宛と判定した場合はリングパケットを多重パケットリングにスルー処理を行なう。
このように、ノード＃Ａは、デュアルリングにおいて、いずれかの光ファイバからパケットを受信した場合においても、各パケットのヘッダを参照することにより、各送信先を正確に認識でき、かつスイッチ又はインタフェースを確実に行なえる。
一方、外部ネットワーク１０７側からリング方向においても、ＲＰＲ部３ａ，３ｂは、パケット処理部４からの受信パケットを各々ＰＨＹ部２ａ，２ｂに送信する。
（３−５）パケット処理部４
パケット処理部４は、例えば２枚のＲＰＲ部３ａ，３ｂからラインカード８側に出力されたリングパケットとラインカード８から２個のＲＰＲ部３ａ，３ｂ側に出力されたＩＰパケットとの各転送経路をスイッチするものである。
パケット処理部４は、ＲＰＲパケットの生成，分解およびヘッダの付け替え等の終端処理を行なうようになっており、また、リングパケットをパケットリングに送信するためのパケット生成機能と、パケットリングから受信したリングパケットについて分解（解凍，抽出）機能とを有する。
具体的には、リングパケットを送信する例えばノード＃Ａにおけるパケット処理部４は、リングパケットに、ＩＰパケットの送信元装置のアドレス情報と、ノードＩＤとを書き込む。一方、パケット処理部４は、ノードＩＤ，リングＩＤおよびＩＰパケットの送信元装置のアドレス情報と、リングトポロジとに基づいてリングパケットの転送経路をスイッチするとともに、一体型カードおよび分離型カード間において共通のパケット転送処理を行なう。
なお、パケット処理部４は、例えばパケットを保持するメモリ（図示省略），ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＩＣおよびＬＳＩからなる。
（３−６）内部メイトインタフェース５
内部メイトインタフェース５のハードウェアは、ＲＰＲカード１の回路パターン，接続端子等およびワイヤ線等の導電性部材等（以下、配線と称する。）からなる。内部メイトインタフェース５は、ＲＰＲカード１ａ，１ｂの２個のＲＰＲ部３ａ，３ｂを相互に接続するものである。
（３−７）外部メイトインタフェース６
１又は複数の外部メイトインタフェース６は、それぞれ、隣接する他のＲＰＲカード１ａ，１ｂのＲＰＲ部３ａ，ＲＰＲ部３ｂと接続するものである。
そして、２枚のＲＰＲ部３ａ，３ｂが、それぞれ、多重パケットリングのうちの一部のパケットリングとの間においてリングパケットを入出力する第１ＲＰＲ部３ａと、多重パケットリングのうちの残りのパケットリングとの間においてリングパケットを入出力する第２ＲＰＲ部３ｂとを有し、上記の２枚のＲＰＲカード１のうちの同一のＲＰＲカード１に設けられた第１ＲＰＲ部３ａと第２ＲＰＲ部３ｂとが内部メイトインタフェース５を介して接続されるとともに、２枚のＲＰＲカード１のうちの別個のＲＰＲカード１に設けられた第１ＲＰＲ部３ａと第２ＲＰＲ部３ｂとが外部メイトインタフェース６を介して接続されている。
（３−８）パケットの転送ルートの説明
次に、ＲＰＲカード１について、Ｅａｓｔ側の外部リング＃１（Ｒｘ）およびリング＃２（Ｔｘ）間と、Ｗｅｓｔ側のリング＃２（Ｒｘ）およびリング１＃（Ｔｘ）間とのそれぞれについて説明する。
Ｅａｓｔ側の外部リング＃１（Ｒｘ）からのパケットは、ＰＨＹ部２ａを介してＲＰＲ部３ａに入力され、ＲＰＲ部３ａにて受信パケットの送信先が自ノード又は他のノードのいずれか否かが判定される。そして、パケットが自ノードの場合、ＲＰＲ部３ａはパケットを取得し、また、パケットが他ノードの場合はパケットを隣接するＲＰＲカードのＲＰＲ部３ａに入力される。
さらに、ＲＰＲ部３ａは隣接するＲＰＲカードのＥａｓｔ側のＲＰＲ部３ａからのパケットを受信すると、パケットの送信先（自ノード又は他ノード）を判定し、自ノード宛のパケットを取得するとともに、隣接するＲＰＲカードからのパケットを外部リング＃２（Ｔｘ）に対して送信する。
Ｗｅｓｔ側の転送についても同様である。
Ｗｅｓｔ側の外部リング＃２（Ｒｘ）からのパケットは、ＰＨＹ部２ｂを介してＲＰＲ部３ｂに入力され、ＲＰＲ部３ｂにて受信パケットの送信先が自ノード又は他のノードのいずれか否かが判定される。そして、パケットが自ノードの場合はＲＰＲ部３ｂはパケットを取得し、また、パケットが他ノードの場合はパケットを隣接するＲＰＲカードのＲＰＲ部３ｂに入力される。
さらに、ＲＰＲ部３ｂは隣接するＲＰＲカードのＲＰＲ部３ｂからのパケットを受信すると、パケットの送信先（自ノード又は他ノード）を判定し、自ノード宛のパケットを取得するとともに、隣接するＲＰＲカードからのパケットを外部リング＃１（Ｔｘ）に対して送信する。
従って、各外部メイトインタフェース６は、それぞれ、ＲＰＲカード１の外部に接続されている。
（４）ラインカード８
ラインカード８は、学習テーブル１０と、パケット処理部９と、リングトポロジテーブル１１とをそなえて構成されている。
ここで、パケット処理部９は、ラインカード８におけるパケット転送処理を制御するものである。
また、学習テーブル１０は、ノードＩＤと、リングＩＤと、ＩＰパケットの送信元装置のアドレス情報とを対応づけて保持するものである。そして、学習テーブル１０は、ＲＰＲカードからラインカード８方向（以下、Ｉｎｇｒｅｓｓ方向）のパケット転送において、パケットのクライアント情報を表す送信元アドレス（例えば送信元ノードのＭＡＣアドレス）と、ＲＰＲパケット情報を表すノードＩＤおよびリングＩＤとをリンクさせて学習する。ラインカード８からＲＰＲカード方向（以下、Ｅｇｒｅｓｓ方向）のパケット転送においては、パケットのクライアント情報である送信先アドレス（例えば、送信先ＭＡＣアドレス）より、学習テーブル１０を検索し、学習済みのノードＩＤとリングＩＤを取り出す。
リングトポロジテーブル１１は６基のノード＃Ａ〜＃Ｆの接続状態を表すリングトポロジを保持するものであり、常時、リングのトポロジ状態が管理される。
（５）パケットフォーマット
図６（ａ）〜図６（ｃ）はいずれも本発明の第１実施形態に係るパケットフオーマットを示す図である。ここで、図６（ａ）〜図６（ｃ）はそれぞれクライアントパケット，装置内部パケットおよびＲＰＲバケットを表し、各パケットフォーマットの相対関係が表示されている。
図６（ａ）に示すクライアントパケットは、ラインカード８と外部ネットワーク１０７との間において入出力されるパケットであり、通常のイーサネットパケット，ＩＰパケット又はＭＰＬＳパケット等である。なお、ＭＰＬＳとは、各種のクライアントパケットについて、ルータが、ＩＰアドレスの代わりにラベルを付与し、各ルータがそのラベルだけを参照してパケットを転送する技術である。
また、図６（ｂ）に示す装置内部パケットは、各ノード＃Ａ〜＃Ｆの内部で使用されるものであって、ＲＰＲカードとラインカード８との間において送受信される。ここで、装置内部ヘッダはＲＰＲカードとラインカード８との間で必要なパケット情報を格納している。送信先カードビットマップは、スイッチ部７が処理するフィールドであり、収容するインタフェースカードの枚数分のビットが割り当てられている。そして、ビットマップ形式により、マルチキャスト転送が可能となっている。
例えば、８枚のインタフェースカードを設置できる場合、送信先ビットマップのフィールドは８ビットとなり、各ビットは、割り当てられたインタフェースカード送信先のオン又はオフを示す。リングＩＤとノードＩＤは、ＲＰＲカードからラインカード８方向では、そのパケットの送信元リングＩＤと送信元ノードＩＤを示し、ラインカード８からＲＰＲカード方向では、送信先リングＩＤと送信先ノードＩＤを示す。
従って、ＲＰＲカードからラインカード８方向では、ＲＰＲパケットの送信元アドレスに格納されているノードＩＤが、装置内部パケットのノードＩＤフィールドに格納され、ラインカード８からＲＰＲカード方向では、装置内部パケットのノードＩＤが、ＲＰＲパケットの送信先アドレスフィールドに格納されることになる。
また、図６（ｂ）に示すＥ，ＷはそれぞれＥａｓｔビット，Ｗｅｓｔビットを表し、リングＩＤが示すリングに対して、そのパケットをＥａｓｔ経路を経由した転送と、Ｗｅｓｔ経路を経由した転送とを識別する。また、Ｅａｓｔ側およびＷｅｓｔ側の両経路に送信可能なようにＥとＷとは独立したビットマップ形式が用いられている。ＥとＷとの両方のビットがオンの場合は、そのパケットをＥａｓｔ側およびＷｅｓｔ側の両方のリングに送信する。
ＴＴＬ−ＥａｓｔとＴＴＬ−Ｗｅｓｔとはそれぞれ、Ｅａｓｔ経路，Ｗｅｓｔ経路に対してパケットを送信するときに使用する活動時間である。ラインカード８からＲＰＲカード方向では、装置内部パケット（図６（ｂ））のＴＴＬ−ＥａｓｔとＴＴＬ−Ｗｅｓｔとがパケット送信経路に従い、ＲＰＲパケット（図６（ｃ））のＴＴＬフィールドに挿入される。
ＣＲＣおよびＦＣＳにはパケットの正常性を示すＣＲＣ情報等が格納される。
さらに、図６（ｃ）に示すＲＰＲパケットはパケットリングにおいて送受信されるパケットフォーマットである。ＲＰＲパケットヘッダにはＲＰＲパケットの情報が格納されている。送信先アドレスはパケットが到達すべきノードＩＤが格納されており、ブロードキャスト時はブロードキャストを示す情報が格納される。なお、通常、例えばオール「１」が挿入される。
送信元アドレスは、パケットのクライアント情報である送信元アドレスを表し、例えば、インターネットに接続された各種のサーバ（サーバ装置）の送信元ＭＡＣアドレスが書き込まれる。
ＴＴＬはパケットの活動時間が格納される。ブロードキャストパケットについては、パケット処理部４が、リングパケットの活動時間を表す値を所望の値に設定することにより、ブロードキャストパケットの転送経路を変更するようになっている。
ＣｏＳ（Ｃｌａｓｓ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）はパケットのクラスを示している。ＩＰアドレスのＴｏＳフィールド，ＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  ＬＡＮ）タグのＰｒｉｏｒｉｔｙおよびＭＰＬＳのＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  Ｕｓｅ等が光ネットワークシステムのポリシーに従って格納される。
ＴｙｐｅはＲＰＲパケットのタイプを示すものであり、そのＲＰＲパケットが格納するデータが、例えば情報データ，制御データ，リングトポロジテーブル更新用データ又はプロテクション用データ等の各タイプを表す。ＨＥＣ（Ｈｅａｄｅｒ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｈｅｃｋ）はＲＰＲパケットヘッダの正常性を示すものであり、ＣＲＣビットやパリティビットが格納される。ＣＲＣおよびＦＣＳにはパケットの正常性を示すＣＲＣ情報量が格納される。
このように、図６（ｂ）に示す装置内部パケットを図６（ｃ）に示すフォーマットにすることによって、一体型でも分離型でも装置内部で同一のパケットフォワーディング処理が可能となる。
なお、これらの情報は、本発明に必要な情報についてのものであり、装置内部パケットおよびＲＰＲパケットの各ヘッダ情報は上記の内容以外にも適用するシステムや適用するＲＰＲプロトコルに応じて他の情報も格納することもできる。
（６）リングトポロジテーブル１１
図７は本発明の第１実施形態に係るリングトポロジテーブル１１を説明するための図である。この図７に示すリングトポロジテーブル１１は図２に示すノード＃Ａのリングトポロジテーブル１１を表し、リングＩＤ，ノードＩＤ，Ｅａｓｔホップ数，Ｗｅｓｔホップ数，Ｅａｓｔ経路選択およびＷｅｓｔ経路選択の各項目を有する。
ここで、リングＩＤはリングの識別情報であり、図３１（ａ）〜図３１（ｃ）に示すデュアルリング又はクワッドリングの物理的なリングを表す。また、リングトポロジテーブル１１は、デュアルリングであるため、ノード＃Ａ〜＃Ｆは、全てリングＩＤ＃１が格納されている。
ノードＩＤはパケットリングに存在する各ノード＃Ａ〜＃Ｆの識別情報であり、各ノード＃Ａ〜＃Ｆが、トポロジデータを生成するために送受信するトポロジメッセージに挿入したＩＤ（＃Ａ〜＃Ｆ）が格納されている。
Ｅａｓｔホップ数およびＷｅｓｔホップ数はいずれも、ノード＃Ａを基準（起点）としてノード＃Ａから他のノード＃Ｂ〜＃Ｆへのホップ数を表し、各ホップ数はトポロジメッセージのＴＴＬより算出される。例えば、ノード＃ＢのＥａｓｔホップ数およびＷｅｓｔホップ数はそれぞれ１，５である。この「１」はノード＃ＡのＥａｓｔ側から時計回りにカウントしたノード＃Ｂへのホップ数が１であることを示し、また、「５」はノード＃ＡのＷｅｓｔ側から反時計回りにカウントしたノード＃Ｂへのホップ数が５であることを示す。ノード＃ＡのＥａｓｔホップ数およびＷｅｓｔホップ数はいずれも０が格納されている。
Ｅａｓｔ経路選択およびＷｅｓｔ経路選択は、いずれも、ノード＃Ａがパケットを送信する経路を表す。すなわち、Ｅａｓｔホップ数およびＷｅｓｔホップ数に基づいて、ノード＃Ａから各ノード＃Ｂ〜＃Ｆに対するパケットをＥａｓｔおよびＷｅｓｔのうちのいずれの経路に送信すべきか否かが設定される。例えば、ノード＃Ｂについては、Ｅａｓｔ側が近いのでＥａｓｔ経路選択がオン（ＯＮ）に設定され、Ｗｅｓｔ経路選択はオフ（ＯＦＦ）に設定されている。ここで、オンが選択、オフが非選択を表す。
従って、リングトポロジテーブル１１は、最短経路を基準にして経路を選択するようになっている。なお、経路選択の基準は種々の方法を用いることができる。
すなわち、パケット処理部４が、ノードＩＤ，リングＩＤおよびＩＰパケットの送信元装置のアドレス情報と、リングトポロジとに基づいてリングパケットの転送経路をスイッチするとともに、一体型カードおよび分離型カード間において共通のパケット転送処理を行なうのである。
これにより、各ノードは定期的又は障害発生時において、トポロジメッセージをパケットリングにブロードキャスト配信する。このトポロジメッセージには、通常、自分のノードＩＤとＴＴＬ（パケットの活動時間）最大値が格納されている。各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、このトポロジメッセージを受信して、リングトポロジテーブル１１を生成する。
このように、各ノード＃Ａ〜＃Ｆが、動的にリングトポロジテーブル１１を管理するので、常時、パケットリングにおいて最短経路でパケットを転送できる。
また、本発明のＲＰＲネットワーク（光ネットワークシステム）１０２は、例えば６基のノード＃Ａ〜＃Ｆが多重パケットリングを介して接続されたパケットリングのリングパケットと、複数の外部ネットワーク１０７のＩＰパケットとをスイッチするノード＃Ａ〜＃Ｆを設けたものである。そして、上記の６基のノード＃Ａ〜＃Ｆのうちの１基以上のノード＃Ａ〜＃Ｆが、受信したリングパケットのノードＩＤと複数の外部ネットワーク１０７から受信されたＩＰパケットの送信先アドレスとに基づいてリングパケットおよびＩＰパケットをそれぞれ複数の外部ネットワーク１０７側又は多重パケットリング側との間において入出力し相互に接続された２個のＲＰＲ部３ａ，３ｂと、２個のＲＰＲ部３ａ，３ｂから複数の外部ネットワーク１０７側に出力されたリングパケットと複数の外部ネットワーク１０７から２個のＲＰＲ部３ａ，３ｂ側に出力されたＩＰパケットとの各転送経路をスイッチするパケット処理部４とを設けたＲＰＲカード１を２枚そなえている。そして、ＲＰＲネットワーク１０２は、多重パケットリングの外回りと内回りとのそれぞれに設けられたｍ個（ｍは自然数を表す。）のポートのうちの半分のポートに接続された第１ＲＰＲカードと、ｍ個のポートのうちの残りの半分のポートに接続された第２ＲＰＲカードとが分離して設けられた分離型カードと、多重パケットリングの外回りおよび内回りにそれぞれ設けられたｍ個のポートの全てに接続された一体型カードとを混在させて構成されている。
これにより、パケットリングと接続されるインタフェースカードが、ＥａｓｔポートとＷｅｓｔポートとに分離され、保守運用時のＲＰＲカードを交換するときに、そのＲＰＲカードを交換されたいずれかのノード＃Ａ〜＃Ｆがパケットリングから切り離されることなく通信が継続できる。
さらに、本発明のＲＰＲカード１によれば、信頼性の高いパケットリングネットワークとＥａｓｔポートおよびＷｅｓｔポートとが一体化され、インタフェースカード数の削減等によるコストダウン効果の高いパケットリングを共通のハードウェアで提供できる。
加えて、本発明のＲＰＲカード１によれば、インタフェースカードの冗長構成およびリング冗長構成のいずれにおいても、ネットワークトポロジに適した冗長機能が提供される。
（７）分離型カードを設けたノードの動作説明
このような構成により、例えばノード＃Ａの動作を説明する。ノード＃Ｂ〜Ｆの動作はノード＃Ａの動作と同一なので重複説明を省略する。
ノード＃Ａが、パケットリングからパケットを受信すると、その受信パケットは、ＰＨＹ部２ａ，２ｂからＲＰＲ部３ａ，３ｂに対して転送される。ＲＰＲ部３ａ，３ｂは、受信パケットの送信先アドレスをチェックして、その送信先アドレスが自ノード宛であれば、パケット処理部４に対してその受信パケットを転送し、自ノード宛でなければ、外部メイトインタフェース６を経由させてパケットをスルーし、再度リングに送信する。
また、ブロードキャストパケットの場合、ノード＃Ａは、自ノード内にパケットを取り込むとともに、外部メイトインタフェース６を用いてパケットを再度リングに送信する。パケット処理部４において受信パケットは、そのヘッダ等を取り除かれ、スイッチ部７に送信される。
このとき、ノード＃Ａは、リング上へのパケット送信元である送信元ノードのノードＩＤと、どのパケットリング（Ｒｉｎｇ）＃１〜４から受信したか否かを示すリングＩＤを付与してスイッチ部７に送信する。ラインカード８はスイッチ部７からパケットを受信すると、パケット処理部９にてそのパケットのクライアント送信元アドレス（例えば送信元ＭＡＣアドレス）と、ノードＩＤとリングＩＤとをともに学習テーブル１０に学習する。
次に、ノード＃Ａが、パケットリングにパケットを送信する場合は次のようになる。ラインカード８のパケット処理部９が、外部からパケットを受信するとパケットのクライアント送信先アドレス（例えば、送信先ＭＡＣアドレス）に基づいて学習テーブル１０を検索する。そして、この学習テーブル１０の検索によって、リングＩＤとノードＩＤとが学習テーブル１０より取り出される。
パケット処理部９は、学習テーブル１０の検索により取り出されたリングＩＤとノードＩＤとに基づいて、リングトポロジテーブル１１を検索する。これにより、パケット処理部９は、所望のノード＃Ｂ〜＃Ｆへのパケット送信において、Ｅａｓｔ又はＷｅｓｔのいずれかのＲＰＲカード１に対してパケットを送信すべきか否かについて、Ｅａｓｔ経路選択ビットとＷｅｓｔ経路選択ビットとを用いて判断する。そして、パケット処理部９は、Ｅａｓｔ経路選択ビットとＷｅｓｔ経路選択ビットとの各情報に基づいてパケットをスイッチ部７に送信する。
スイッチ部７はその情報に従って、パケットを送信すべきＲＰＲカードに対して転送する。ここで、スイッチ部７は、パケットに、そのパケットがＥａｓｔ宛かＷｅｓｔ宛か否かを示す情報も付したままで送信する。
一方、パケットを受信したＲＰＲカード１は自カード宛のパケットであることを確認した後、パケットをリングに送信する。
これにより、パケットは最短経路となるリングを経由して目的のノードに到着する。
なお、学習テーブル１０の検索において、所望の送信先アドレスが学習テーブル１０に保持されていない場合は、送信先不明のパケットとしてフラッディング処理の対象となる。このフラッディングとは、ルータ等のスイッチ装置が、未知の送信先アドレスを有するパケットを受信した場合に、パケットが入力されたポートを除き、そのスイッチ装置自身に設けられた全ての出力ポートにそのパケットを複製して送信することを意味する。
また、ラインカード８は、フラッディング時において、両方のＲＰＲカード１ａ，１ｂにブロードキャストパケットとしてパケットを送信する。そして、受信したＲＰＲカード１ａ，１ｂのうちのいずれか一方のＲＰＲカードがブロードキャストパケットをリングに対して転送する。一方、両方のＲＰＲカードがリングへブロードキャストパケットを転送した場合は、受信側のノードがパケットを２重に受信することを回避するため、いずれか一方のＲＰＲカードのみがブロードキャストパケットを受信するようになっている。また、２種類のＲＰＲカードのうちの転送処理するＲＰＲカードは、装置内部パケットヘッダの設定に基づいて選択される。
（８）一体型カードを設けたノードの構成
図８は本発明の第１実施形態に係る一体型カードを設けたノードのブロック図である。この図８に示すノード＃Ａの一体型のＲＰＲカード１ｃが、図３に示す分離型のＲＰＲカード１と異なる点は、一体型カード１ｃの外部メイトインタフェース６が他のＲＰＲカードと接続されていない点であり、この点以外の点については同一である。ここで、上述したものと同一符号を有するものは、それらと同一のもの又は同一機能を有するものである。
ノード＃Ａは、クワッドリングの外回りおよび内周りにそれぞれにｍ個のポート（図示省略）を設けている。一体型カード１ｃは、そのｍ個のポートの全てに接続された一体型カードとして構成されている。換言すれば、ノード＃Ａは、２個のＲＰＲ部３ａ，３ｂと、パケット処理部４とを設けたＲＰＲカード１ｃをそなえ、ＲＰＲカード１ｃが、多重パケットリングの外回りおよび内回りにそれぞれ設けられたｍ個のポートの全てに接続された一体型カードとして構成されているのである。また、ノード＃Ｂ〜＃Ｆもこのノード＃Ａと同一構成であるので、重複した説明を省略する。
さらに、上記の一体型のＲＰＲカード１ｃと上記の分離型のＲＰＲカード１ａ，１ｂとが、例えばバックボード（図示省略）等の装置架に脱着可能に挿入するための結合部を共用するようにもなっている。これにより、カードの製造，カードの設置に関し、多数の部品を汎用的に用いることができ、カードのコストを低廉化できる。
従って、本発明の一体型カード１ｃは、例えば６基のノード＃Ａ〜＃Ｆが多重パケットリングを介して接続されたパケットリングのリングパケットと、複数の外部ネットワーク１０７のＩＰパケットとをスイッチするＲＰＲカードであって、受信したリングパケットのノードＩＤと複数の外部ネットワーク１０７から受信されたＩＰパケットの送信先アドレスとに基づいてリングパケットおよびＩＰパケットをそれぞれ複数の外部ネットワーク１０７側又は多重パケットリング側との間において入出力し相互に接続された２個のＲＰＲ部３ａ，３ｂと、２個のＲＰＲ部３ａ，３ｂから複数の外部ネットワーク１０７側に出力されたリングパケットと複数の外部ネットワーク１０７から２個のＲＰＲ部３ａ，３ｂ側に出力されたＩＰパケットとの各転送経路をスイッチするパケット処理部４とをそなえている。そして、一体型カードは、多重パケットリングの外回りおよび内回りにそれぞれ設けられたｍ個のポートの全てに接続された一体型カードとして構成されたことになる。
このように、ノード＃Ａは、２枚のＲＰＲカード１ａ，１ｂの代わりに、１枚のＲＰＲカード１ｃをそなえ、分離型の２枚のＲＰＲカード１ａ，１ｂが有する機能を一体化して形成されている。従って、ＲＰＲカード１ｃは、一体型と分離型との両機能を提供できる。
また、このように、本発明は、同一のパケット転送機能が実現するアーキテクチャーを採用することより、分離型カードと一体型カードとのいずれが用いられても、スイッチ部７およびラインカード８を共用できる。これにより、コストダウンが図れる。
（９）変形例
（Ａ１）第１変形例
なお、分離型カードと一体型カードとを組み合わせることにより、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、種々の構成をとることができる。図９〜図１１を参照して説明する。なお、図９〜図１１において上述したものと同一符号を有するものは、それらと同一のもの又は同一機能を有する。
図９は本発明の第１実施形態の第１変形例に係るノード＃Ａのブロック図である。この図９に示すノード＃Ａは、図８に示す一体型カード１ｃを２枚設け、クワッドリングに用いられるものである。従って、一体型カード１ｃを用いて冗長化することも可能である。
図１０は本発明の第１実施形態の第１変形例に係るＲＰＲカードのブロック図である。この図１０に示すＲＰＲカード１ｄとしての機能を有する回路基板は、図３に示す２枚のＲＰＲカード１ａ，１ｂのうちの１ポート分に相当する部品だけが設けられており、ＰＨＹ部２ｂ，ＲＰＲ部３ｂに相当する部品は設けられていない。そして、Ｅａｓｔ又はＷｅｓｔいずれか一方（例えばＥａｓｔ側）のＰＨＹ部２ａおよびＲＰＲ部３ａだけが動作するようになっている。さらに、ノード＃Ａは、２枚のＲＰＲカード１ｃ間を接続する外部メイトインタフェース６のうちの一方が用いられておらず、又は外部メイトインタフェース６の一方が元々設けられていない。加えて、ノード＃Ａは、外部メイトインタフェース６以外のものを代用して他のＲＰＲカードと接続されていない。図９に示すノード＃Ａは、図３に示すノード＃Ａに設けられた２枚のＲＰＲカード１ａ，１ｂ間に外部メイトインタフェース６が設けられている点で異なる。
これにより、図１０に示すＲＰＲカード１ｄは、部品数が少なくなり、ノードの低廉化が図れる。
次に、このＲＰＲカード１ｄを用いて構成したノードを図１１に示す。
図１１は本発明の第１実施形態の第１変形例に係るノード＃Ａのブロック図である。この図１１に示すノード＃Ａは図１０に示す分離型カード１ｄを２枚設けて構成されている。この分離型カード１ｄは、他のＲＰＲカードと接続されていないので、リングの冗長化が不要となる。
従って、リング冗長が行なわれない場合には、分離型カード１ｄを設けることにより、コストダウン効果のあるデュアルリングを構成可能である。
（Ａ２）第２変形例
同一ノード又は光ネットワークシステムに一体型カードと分離型カードとの２種類のインタフェースカードを混在させることもでき、さらに、同一リングに一体型カードと分離型カードとを混在させることもできる。
具体的には、２個のＲＰＲ部３ａ，３ｂと、パケット処理部４とを設けた２枚のＲＰＲカード１が、多重パケットリングの外回りと内回りとのそれぞれに設けられたｍ個のポートのうちの外回りのポートに接続された第１ＲＰＲカードと、ｍ個のポートのうちの内回りのポートに接続された第２ＲＰＲカードとが分離して設けられた分離型カードとして、あるいは、多重パケットリングの外回りおよび内回りにそれぞれ設けられたｍ個のポートの全てに接続された一体型カードとして構成することもできる。
この場合、パケット処理部４が、センターラップとエッジラップとを含むｍ１（ｍ１は自然数を表す。）種類の障害復旧手順を、一体型カード又は分離型カードに応じて選択するように構成することができる。
さらに、本発明の光ネットワークシステムは、多重パケットリングのうちの同一のパケットリングに一体型カードと分離型カードとを混在させて構成されたことになる。
このように、ＲＰＲカード交換時の通信断が回避されて継続的な通信が可能となる。さらに、ＲＰＲカード数の削減等によりシステム構築のコストダウンが図れるとともに、ＲＰＲカードの冗長化およびリングの冗長化のいずれの構成であっても確実に冗長化が可能となる。
そして、このようにして、ＲＰＲ冗長方法により同一のＲＰＲカードが分離型と一体型とにおいてもＲＰＲカード冗長、最短経路選択、最適経路選択を可能とし、さらに、４重以上のパケットリングにおいても最短経路選択と最適経路選択との双方が可能になる。
（Ｂ）本発明の第２実施形態の説明
第２実施形態の各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、パケットの転送経路（Ｅａｓｔ側又はＷｅｓｔ側）を動的に変更するようにしている。また、第２実施形態の光ネットワークシステムは、図１に示す光伝送システム１００と同一である。
図１２は本発明の第２実施形態に係るパケットリングの構成図である。この図１２に示すパケットリングは、例えば６基の偶数個のノード＃Ａ〜＃Ｆが設けられたものである。第１実施形態における各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、リングトポロジテーブル１１（図７参照）のＥａｓｔ経路選択およびＷｅｓｔ経路選択のうちのいずれか一方を排他的に選択している。この場合、ノード＃Ａは、例えばホップ数３に相当するノード＃Ｄについての選択経路を固定しており、選択されたＥａｓｔ側又はＷｅｓｔ側の一方だけの負荷が重くなる。例えば、ノード＃Ｄがセンター局の場合、大量のパケットについての処理負荷が固定的に選択された側だけが高まる。
このため、第２実施形態におけるノード＃Ａ〜＃Ｆの一部又は全部は、転送経路を選択するために、ハッシュ演算を用いてパケット転送処理の負荷を分散させるようになっている。例えば、ノード＃Ａがハッシュ演算機能を有する場合、ノード＃Ａは、ハッシュ演算結果に基づいて、リングパケットの送信元ノード（例えばノード＃Ａ）を基準として、Ｅａｓｔ側からのホップ数とＷｅｓｔ側からのホップ数とが等しいノード（例えばノード＃Ｄ）に対してパケットを転送するのである。
図１３は本発明の第２実施形態に係るハッシュ演算部のブロック図である。この図１３に示すハッシュ演算部５０は、ハッシュ演算に用いる生成多項式とハッシュ演算方法とを複数保持する生成多項式保持部５０ａと、リングパケットの転送処理に関する負荷を監視する監視部５０ｂと、監視部５０ｂにて監視された負荷が分散されるように生成多項式保持部５０ａに保持された生成多項式およびハッシュ演算方法を選択する選択部５０ｃとをそなえて構成されている。なお、ブロードキャストレジスタ５０ｆについては、図１９等を参照して後述する。
選択部５０ｃは、送信元ノードの例えばノード＃Ａを起点としデュアルリング又はクワッドリング等の多重パケットリングの外回りと内回りとのそれぞれについて、ノード＃Ａと送信先ノード（例えばノード＃Ｄ）との間におけるリングパケットの中継ノードのホップ数が等しいノード＃Ｄについてハッシュ演算により生成多項式を選択するようになっている。ここで、中継ノードは、ノード＃Ｂ，＃Ｃ又はノード＃Ｅ，＃Ｆが相当し、ホップ数は３である。
ハッシュ演算に用いる生成多項式はｍ２（ｍ２は自然数を表す。）種類があるので、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、例えばパケット処理部４又はハッシュ演算に特化した生成多項式保持部５０ａを設け、ハッシュ演算に用いるｍ１種の生成多項式をこの生成多項式保持部５０ａに予め登録する。そして、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、リングに送信されるパケット量を統計情報として監視し、その負荷分散結果に大きな偏りが発生している場合（および発生する可能性が高い場合）は、ハッシュ演算に用いる生成多項式を別の生成多項式に変更し、動的に生成多項式およびハッシュ演算に必要な値に変更するようになっている。
なお、リングセレクトテーブル（ハッシュ演算結果保持部）５０ｄは、図１５（ａ）等を参照して後述する。また、図１３に示すハッシュ演算部５０は、パケット処理部４に設けられているが、ＲＰＲカード１内においてパケット処理部４とは別に設けてもよい。なお、第２実施形態におけるＲＰＲカード１は、上述したＲＰＲカード１と同一又は同様のものであり、また、ＲＰＲカード１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを用いることができる。
以下、ノード数は６として説明するが、ノード数が８，１０等の偶数の場合においても、ノード数６の場合と同様のパケット送信についての負荷分散処理が行なわれる。なお、各ノード＃Ａ〜＃Ｆのうちの一部のノードにリングトポロジテーブル１１ａが設けられるようにもできる。そして、第２実施形態においても、ＲＰＲカード１は、一体型と分離型とのうちの一方の機能又は両機能を有する。
図１４は本発明の第２実施形態に係るリングトポロジテーブルの一例を示す図であり、第２実施形態における各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、この図１４に示すリングトポロジテーブル１１ａに追加した「ハッシュ演算」の項目を参照して、ハッシュ演算実施の有無を選択している。
また、Ｅａｓｔ方路選択，Ｗｅｓｔ方路選択およびハッシュ演算の各項目はそれぞれ排他的に設定されるようになっている。具体的には、Ｅａｓｔ方路選択がオフ，Ｗｅｓｔ方路選択がオフ，ハッシュ演算がオンの場合に、ノード＃Ａは、リングパケットの送信先アドレスおよび送信元アドレスを対象としてハッシュ演算を行ない、そのハッシュ演算の結果に基づいてＥａｓｔ又はＷｅｓｔのいずれかの方路を選択する。
また、各ノード＃Ａ〜＃Ｆがハッシュ演算に要する情報は、リングパケットに含まれる各種のフィールド情報のうちの一情報に固定せずに、所望の情報を用いるようにしている。この理由は、各ノード＃Ａ〜＃Ｆが、光ネットワークシステム１００および各種のサブネットワークシステムの仕様に応じて、ハッシュ演算に適する情報を用いて演算するためである。演算対象の情報は、例えばＭＡＣアドレス又はＩＰアドレス等であり、これらのうちのいずれをも選択できる。
これにより、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、等しいホップ数のノードに対してパケットを送信するときに、一方向だけの負荷が過大となることを回避し、負荷分散可能となる。さらに、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、リングネットワークにおける負荷分散を動的に制御できる。
以上の説明は、ハッシュ演算の演算結果を用いて、通常のパケットについて転送経路を選択する方法である。
一方、ハッシュ演算の演算結果は、ブロードキャストパケットの経路選択およびブロードキャストパケットの転送リングの選択についても利用可能である。
各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、ブロードキャストパケットの配信についても、ハッシュ演算を用いて負荷を分散させることができる。また、ハッシュ演算は多重数に依存しない。以下、３重のパケットリングが用いられた場合におけるハッシュ演算について説明する。
図１５（ａ）は本発明の第２実施形態に係る３重パケットリングの構成図である。この図１５（ａ）に示す３重パケットリングは、リング＃１，＃２，＃３を有する。
ここで、ハッシュ演算部５０（図１３参照）に設けられたリングセレクトテーブル５０ｄは、ハッシュ演算の演算結果とリングＩＤとを対応づけた対応データを保持するものであり、ハッシュ演算結果保持部として機能している。
また、図１５（ｂ）は本発明の第２実施形態に係るリングセレクトテーブルの一例を示す図であり、この図１５（ｂ）に示すリングセレクトテーブル５０ｄは、ハッシュ演算により得られた演算結果（余り）を表す「０」と、リングＩＤ「リング＃１」とを対応付けて保持している。そして、各ノード＃Ａ〜＃Ｆに設けられたパケット処理部４は、多重パケットリングにおける障害発生時に、リングセレクトテーブル５０ｄに保持された対応データを更新することにより、障害が発生したパケットリングを介したブロードキャストパケット配信を停止し、かつブロードキャストパケット配信の負荷分散を継続するようになっている。
換言すれば、本発明のノード＃Ａ〜＃Ｆは、例えば６基等の偶数個のノード＃Ａ〜＃Ｆがパケットリングに存在する場合において、ハッシュ演算の演算結果は、ブロードキャストパケットの経路選択に用いられるようになっている。
また、本発明のノード＃Ａ〜＃Ｆは、例えば３重等の多重パケットリングが構成されている場合において、ハッシュ演算の演算結果が、ブロードキャストパケットの転送リングの選択に用いられている。
本発明のノード＃Ａ〜＃Ｆは、例えば６基等の偶数個のノード＃Ａ〜＃Ｆがパケットリングに存在する場合において、ハッシュ演算の演算結果は、ブロードキャストパケットの経路選択に用いられるようになっている。
負荷分散におけるハッシュ演算方法は、パケットヘッダに含まれるアドレスフィールドの値が、生成多項式を用いて除算され、その計算で得られた余り値を用いてパケットの方路振り分け等が行なわれる。ここで、３重パケットリングの場合、パケット処理部４は余り値が最大「２」となる生成多項式を使用してアドレスフィールドを除算し、リングセレクトテーブル５０ｄに余り値とリングＩＤとを１対１にリンクさせて保持する。例えば、ブロードキャストパケットのハッシュ演算結果の余り値が「１」の場合、リング＃２がブロードキャストパケットの転送先リングとして使用されるのである。
さらに、パケット処理部４は、生成多項式保持部５０ａに保持された生成多項式およびハッシュ演算方法を動的に更新することにより、障害が発生したパケットリングを介したブロードキャストパケット配信を停止し、かつブロードキャストパケット配信の負荷分散を継続する。
これにより、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、パケットリングにおいて障害発生時、リングセレクトテーブル５０ｄに対応付けて保持されたハッシュ演算結果とリングＩＤとを動的に更新する。
次に、複数箇所において障害が発生したときの処理を図１６（ａ），図１６（ｂ）を参照して説明する。
図１６（ａ）は本発明の第２実施形態に係る障害発生時の３重パケットリングを説明するための図である。この図１６（ａ）に示すノード＃Ｃおよびノード＃Ｄ間と、ノード＃Ｄおよびノード＃Ｅ間とにおいてリング＃２に障害が発生した場合のものである。
ここで、ノード＃Ｃおよびノード＃Ｄ間だけの障害であれば、リング＃２における障害箇所を回避するために、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、リングトポロジテーブル１１ａを更新すればよい。一方、ノード＃Ｄおよびノード＃Ｅ間においても障害が発生し複合的に障害が発生した場合は、ノード＃Ｄはリング＃２に対するパケット送信を避け、リング＃１，＃３に対してブロードキャストパケットを配信することにより、他ノードに対して新たにリングＩＤを学習させる必要がある。
図１６（ｂ）は本発明の第２実施形態に係るリングセレクトテーブルの一例を示す図である。各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、この図１６（ｂ）に示すリングセレクトテーブル５０ｄに、リング＃２への送信を避けるために、演算結果の余りが「１」についてリング＃１をリンクさせたデータを書き込む。
これにより、ハッシュ演算結果を用いて、ノードは、リング＃２に対するブロードキャストパケットを送信せず、また、リング＃１とリング＃３とに対してパケットを送信する。
このように、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、パケットリングにおいて障害発生時、ハッシュ演算に使用する生成多項式およびハッシュ演算方法を動的に変更し、またリンクセレクトテーブル５０ｄを更新する。これにより、障害発生リングへのブロードキャストパケット配信が停止し、かつブロードキャストパケット配信の負荷分散が継続する。
また、図１７（ａ），図１７（ｂ）〜〜図１８（ａ），図１８（ｂ）を参照して上述したパターンと異なる他のパターンについて説明する。
図１７（ａ）は本発明の第２実施形態に係る他の３重パケットリングの一例を示す図である。この図１７（ａ）に示す３重パケットリングは、リング＃１〜＃３を用いて接続されている。
図１７（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る他のリングセレクトテーブルの一例を示す図である。この図１７（ｂ）に示すリンクセレクトテーブル５０ｄは、ハッシュ演算により得られた演算結果とリングＩＤとをリンクさせて保持している。これにより、図１５（ａ），図１５（ｂ）に示すパケットリングにおける処理と同様に処理される。
次に、パケットリングの２カ所に障害が発生した場合について説明する。
図１８（ａ）は本発明の第２実施形態に係る障害発生時における３重パケットリングの一例を示す図である。この図１８（ａ）に示すノード＃Ｃおよびノード＃Ｄ間と、ノード＃Ｄおよびノード＃Ｅ間とにおいてリング＃２に障害が発生した場合のものである。そして、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、障害が発生すると生成多項式自体を変更するようになっている。
ここで、障害発生時において、ノード＃Ａ〜＃Ｆは、設定量を少なくするために、生成多項式を変更せずに、リングセレクトテーブル５０ｄ自体を更新することもできるが、例えば図１６（ｂ）に示すリングセレクトテーブル５０ｄ内においてリング＃１への偏りが大きくなり負荷が集中する可能性がある。このため、負荷を分散するために、障害が発生すると、ノード＃Ａ〜＃Ｆは、「演算結果の余り値＝全ノード−障害発生ノード」となるように生成多項式自体を動的に変更するのである。
図１８（ｂ）は本発明の第２実施形態に係るリングセレクトテーブル５０ｄの一例を示す図であり、この図１８（ｂ）に示すリングセレクトテーブル５０ｄのデータが更新され、障害が発生した場合において、最適な負荷分散が可能となる。
このように、図１６（ａ），図１６（ｂ）に示すノード又はＲＰＲパケットの転送方法によれば、生成多項式を変更せず、リングセレクトテーブル５０ｄ自体を更新するため、障害発生時の設定量は少なくて済む。
また、図１８（ａ），図１８（ｂ）に示すノード＃Ａ〜＃Ｆによれば、障害が発生したときに、パケット振り分け（負荷分散）の結果が均等化される。
（Ｂ１）第１変形例
図１９は本発明の第２実施形態の第１変形例に係るパケットリングの構成図である。この図１９に示す６基のノード＃Ａ〜＃Ｆは、ブロードキャストパケットのＴＴＬ値を制御し、ＥａｓｔおよびＷｅｓｔの両方のパケットリングに対してブロードキャストパケットを送信し、これにより、ブロードキャストパケット転送処理について負荷を分散するようになっている。
第１実施形態においては、ブロードキャストパケットはＥａｓｔ又はＷｅｓｔのいずれか一方のリングに送信されている。そして、第１実施形態の各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、リング型という特性を利用し、いずれか一方の方向又はいずれか一方のリングにパケットを送信しており、ブロードキャストパケットはパケットリングを周回し、各ノード＃Ａ〜＃Ｆにて受信され、最終的に送信元ノードがそのブロードキャストパケットをリングから削除している。
この場合、特定のリングにおけるブロードキャストパケットの負荷が重くなる。
このため、本変形例における各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、図１３に示すブロードキャストレジスタ５０ｆを設けている。このブロードキャストレジスタ５０ｆは、以下に示す各項目を保持可能なものであり、この機能は例えばレジスタにより発揮される。なお、図１３に示す選択部５０ｃにはブロードキャストレジスタ５０ｆを読み書き可能な読み書き処理部（図示省略）が設けられている。
ブロードキャストレジスタの項目は、Ｅａｓｔ経路選択，Ｗｅｓｔ経路選択，ＥａｓｔＴＴＬ，ＷｅｓｔＴＴＬおよびハッシュ演算である。各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、ブロードキャストパケットの送信時において、ブロードキャストレジスタ５０ｆの内容を毎回参照し、そのブロードキャストレジスタ５０ｆの設定内容に応じてパケットを転送する。
図２０（ａ）は本発明の第２実施形態の第１変形例に係るブロードキャストレジスタの項目を示す図である。この図２０（ａ）に示すブロードキャストレジスタ５０ｆは、ノード＃Ａからのブロードキャストパケットを転送する場合のものであって、Ｅａｓｔ経路選択がオフ，Ｗｅｓｔ経路選択がオフ，ハッシュ演算がオフになっている。この場合、ＥａｓｔＴＴＬ値とＷｅｓｔＴＴＬ値とが有効と認識され、これらのＴＴＬ値（ＥａｓｔＴＴＬが３，ＷｅｓｔＴＴＬが２）に基づいてブロードキャストパケットが転送される。具体的には、ブロードキャストパケットは、それぞれノード＃Ａ，ノード＃Ｂ，ノード＃Ｃ，ノード＃Ｄ，ノード＃Ａ，ノード＃Ｆ，ノード＃Ｅをそれぞれ経由してパケットリングから外部ネットワーク１０７に送信される。
図２０（ｂ）は本発明の第２実施形態の第１変形例に係るブロードキャストレジスタ５０ｆの設定例を示す図である。この図２０（ｂ）に示す例１（図２０（ａ）と同一）から例４に示す各設定内容に基づいてパケットが送信される。Ｅａｓｔ方路選択，Ｗｅｓｔ方路選択およびハッシュ演算の各項目はそれぞれ排他的に設定され、全てがオフの場合にＴＴＬ設定が有効にされるようになっている。
さらに、Ｅａｓｔ経路選択，Ｗｅｓｔ経路選択はともにブロードキャストパケットを送信するリングを固定する場合に使用される。例えば、ノード数が６の場合、ＥａｓｔＴＴＬ値，ＷｅｓｔＴＴＬ値にはそれぞれ３，２と設定され、最短方路選択によるブロードキャストパケットが可能となる。すなわち、パケット処理部４が、多重パケットリングが４重以上の場合において、ブロードキャストパケットを送信するための専用伝送路を多重パケットリングのうちから選択するようになっている。
なお、この場合もリングに存在するノード数が偶数個の場合、ＥａｓｔおよびＷｅｓｔのいずれかの方向からカウントして等しいホップ数のノードへの負荷が固定されることを防止するために、ハッシュ演算がオンと設定されることにより、ハッシュ演算によるブロードキャスト転送の負荷分散も可能となる。
また、このブロードキャストレジスタ５０ｆは、ラインカード８又はＲＰＲカード１（又はＲＰＲカード１ａ〜１ｄ）のいずれかに設けることができる。ラインカード８に設けられた場合、分離型カードは、Ｅａｓｔ側カードとＷｅｓｔ側カードとの両方にブロードキャストパケットをＴＴＬ情報と一緒に送信する必要がある。
一方、ブロードキャストレジスタ５０ｆがＲＰＲカード１に設けられた場合、分離型カードは、ラインカード８はＥａｓｔ側カードとＷｅｓｔ側カードとの両方にブロードキャストパケットが転送され、Ｅａｓｔ側カードとＷｅｓｔ側カードとのそれぞれが、ブロードキャストレジスタ５０ｆを参照し、その設定内容に応じて、ブロードキャストパケットをパケットリングに送信する。
また、各ノード＃Ａ〜＃ＦのＲＰＲカード１がブロードキャストパケットを転送する必要がない場合は、ＲＰＲカード１がブロードキャストパケットを廃棄する。例えば、Ｅａｓｔ経路選択がオンかつＷｅｓｔ経路選択がオフの場合は、Ｗｅｓｔ側のＲＰＲカード１（又はＲＰＲカード１ａ〜１ｄ）が廃棄する。
このように、本発明のノード＃Ａ〜＃Ｆは、偶数個のノード＃Ａ〜＃Ｆがパケットリングに存在する場合において、ハッシュ演算の演算結果は、ブロードキャストパケットの経路選択に用いられる。
また、本発明のノード＃Ａ〜＃Ｆは、例えば３重等の多重パケットリングが構成されている場合において、ハッシュ演算の演算結果が、ブロードキャストパケットの転送リングの選択に用いられる。
このように、ハッシュ演算を用いることにより、第１実施形態における効果と同一の効果を得られるほかに、各ノード＃Ａ〜＃Ｆの負荷を分散できる。
（Ｂ２）第２変形例
第２変形例においては、クワッドリング構成時のブロードキャスト転送処理の負荷分散に関するものである。本変形例においては、パケットリングがクワッドリング以上の場合、パケットリングを構成する各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、ブロードキャストパケットを送信するパケットリングを選択する機能を付与されるようになっており、各ノード＃Ａ〜＃Ｆのブロードキャストパケット送信処理の負荷を分散させるようにしている。
一方、ブロードキャストパケットを送信するパケットリングがノード単位に固定的に設定されると、特定のノードに着目した場合に、特定のリングのブロードキャストパケットの負荷が過大になる。
このため、第２変形例の各ノード＃Ａ〜＃Ｆのパケット処理部４は、リングパケットの最短経路に依存しないリング選択機能を有すること（リング選択機能の付与）により、最短経路の選択と多重パケットリングの利用帯域とに応じてリングパケットの最適経路を選択する。
ここで、クワッドリング（４重リング）を構成する態様は、ノードが分離型カードを用いる方法と、ノードが一体型カードを２枚用いる方法とがある。
図２１は本発明の第２実施形態の第２変形例に係るクワッドリングの構成図であって、ノード＃Ａ〜＃Ｆが全て、リング＃１とリング＃２とに接続されており、リングを構成する全のノード＃Ａ〜＃Ｆが両リング＃１，＃２に接続されている。なお、全ノード＃Ａ〜＃Ｆがリング＃１，＃２に接続されていない場合は後述する。
図２２は本発明の第２実施形態の第２変形例に係るブロードキャストレジスタの一例を示す図であり、この図２２に示すブロードキャストレジスタ６０は、ブロードキャストパケットを送信するためのリング番号を表す「リング選択」の項目が設けられており、各ノード＃Ａ〜＃Ｆがこの「リング選択」を参照してブロードキャストパケットを送信するパケットリングを選択するようになっている。なお、図２２に示すブロードキャストレジスタ６０の例えば「Ｅａｓｔ経路選択」等の各項目は、図２０（ａ），図２０（ｂ）に示す項目と同一である。
また、図２３は本発明の第２実施形態の第２変形例に係るブロードキャストレジスタの第２の例を示す図である。この図２３に示すブロードキャストレジスタ６１は、ハッシュ演算を用いて「リング選択」し、また、「経路選択」するようになっている。
このような構成によって、図２１に示す例えばノード＃Ａが、ブロードキャストパケットをリング＃１とリング＃２との両方に送信すると、各ノード＃Ａ〜＃Ｆはブロードキャストパケットを２重に受信する。そして、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、例えば、リング＃１，＃２をそれぞれプライマリリング，セカンダリリングとして各リング＃１，＃２に優先クラスを付与して監視および管理する。すなわち、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、プライマリリングから受信したブロードキャストパケットを有効とし、セカンダリリングから受信したブロードキャストパケットを廃棄するのである。なお、優先クラスはリング数が３以上の場合はそのリング数に応じて付与される。
これにより、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、ブロードキャストパケットを送信するリングを選択し、各ノード＃Ａ〜＃Ｆはブロードキャストレジスタ６０，６１に設定された「Ｅａｓｔ方路選択」，「Ｗｅｓｔ方路選択」，「ハッシュ演算」，ＥａｓｔＴＴＬ」および「ＷｅｓｔＴＴＬ」の各項目に基づいて、選択したリングにおいて、ブロードキャストパケットの最適なルートを選択するのである。
従って、各ノード＃Ａ〜＃Ｆのブロードキャストパケット送信処理の負荷が分散される。
なお、この方法は、ノードからのブロードキャストパケットはいずれか一方のリングにしか送信されないため、受信側ノードはプライマリリングおよびセカンダリリング等を意識せず、受信パケットをそのまま処理することができ、負荷が分散される。さらに各ノード＃Ａ〜＃Ｆ単位にブロードキャストパケットを送信すべきリングを設定可能なため、ノード＃Ａがリング＃１を用いるとともに、他のノード＃Ｂはリング＃２を使用でき、これにより、クワッドリングにおけるブロードキャストパケット送信の負荷分散が可能となる。
（Ｂ３）第３変形例
第３変形例においては、学習テーブルに関し、クワッドリング以上のリング冗長構成時、かつ各リングのリングトポロジデータ状態が異なるリング冗長構成時におけるものである。この場合、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、ブロードキャストパケットの送信元ノードＩＤとリングトポロジテーブル１１ａとを参照してチェックし、リングトポロジにて設定された最短経路を介して転送されたパケットのみ受信し、それ以外のブロードキャストパケットを廃棄するようになっている。これにより、ブロードキャストパケット転送の最短経路学習が可能となる。
換言すれば、第３変形例における学習テーブルは、多重パケットリングが４重以上の場合において、ブロードキャストパケットの送信元ノードのノードＩＤとリングトポロジとに基づいて、最短経路を経由して転送されたリングパケットを取得するとともにブロードキャストパケットを廃棄することにより、ブロードキャストパケットを転送するための最短経路を学習するようになっている。
図２４は本発明の第２実施形態の第３変形例に係るクワッドリングの構成図である。この図２４に示すノード＃Ａ，＃Ｃ，＃Ｄ，＃Ｆはリング＃１，＃２の両方に接続されており、ノード＃Ｂはリング＃１のみに接続され、ノード＃Ｅはリング＃２のみに接続されている。このため、リング＃１とリング＃２との各リングトポロジは異なる。従って、各ノード＃Ａ〜＃Ｆがブロードキャストパケットをリング＃１又はリング＃２のいずれか一方のリングに送信するだけの処理は、ブロードキャストパケットを受信できないノード（ノード＃Ａ〜＃Ｆのうちのいずれかのノード）の発生を引き起こす。
このため、第３変形例の各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、ブロードキャストパケットを両方のリング＃１，＃２に送信し、両方のリング＃１，＃２に接続されている各ノードが自律的に選択したパケットリングからのみブロードキャストパケットを受信し、また、選択したリング以外のリングから受信したブロードキャストパケットを廃棄するようになっている。
図２５は本発明の第２実施形態の第３変形例に係るリングトポロジテーブルの一例を示す図である。この図２５に示すリングトポロジテーブル１１ｂは、各ノード＃Ａ〜＃Ｆにおいて、ＲＰＲカード１（又はＲＰＲカード１ａ〜１ｄ）にリング＃１とリング＃２とについてそれぞれ作成されたものである。そして、各ノード＃Ａ〜＃Ｆはブロードキャストパケットを両リング＃１，＃２に送信する。
このような構成によって、ノード＃Ａを例として処理方法を説明する。なお、ノード＃Ｂ〜＃Ｆはノード＃Ａと同一処理を行なうので重複説明を省略する。
ノード＃Ａはブロードキャストパケットを受信すると、パケット処理部４が、その受信パケットの送信元リングのノード番号を参照しリングトポロジテーブル１１ｂを検索する。この結果、受信パケットが、最短方路となるリングから受信したブロードキャストパケットである場合は、パケット処理部４は、そのリングパケットを受信し、ラインカード８（図３参照）にブロードキャストパケットを送信する。また、受信パケットが、ブロードキャストパケットでない場合は、そのブロードキャストパケットは廃棄される。
ここで、ノード＃Ａは、リング＃１をマスターリングと設定する。すなわち、ノード＃Ａは、スレーブリングとしてのノード＃Ｂ〜＃Ｆと異なるようにされるのである。そして、ノード＃Ａは、ノード＃Ｃからのブロードキャストパケットをリング＃１から受信し、リング＃２からのパケットを廃棄する。
この場合、ノード＃Ａにおいて、ブロードキャストパケットを受信したリング番号がラインカード８の学習テーブル１０に学習されるため、ノード＃Ａとノード＃Ｃとの間においてリング＃１が学習される。従って、ノード＃Ａは、次にノード＃Ａからノード＃Ｃに対してパケットを送信する場合、リング＃１を選択することになる。従って、ノード＃Ａとノード＃Ｃとの間において、ノード＃Ａの学習テーブルが、最短方路となるリング＃２を学習することが、リング使用効率を考慮すると好ましい。
また、ノード＃Ａは、ブロードキャストパケットの送信元ノード番号が例えばノード＃Ｃである場合、リングトポロジテーブル１１ｂを検索することにより、リング＃２のＥａｓｔポートから受信が最短経路（ホップ数が１）であることを認識する。従って、このブロードキャストパケットがリング＃２のＥａｓｔポートから受信されたものである場合、ノード＃Ａは、そのブロードキャストパケットを取り込み、取り込みしたパケットをラインカード８に送信し、リング＃２のＥａｓｔポート以外からのパケットを廃棄する。
このように、ラインカード８の学習テーブル１０には最短経路となるパケットリングについて学習可能となり、効率的に伝送可能となる。
（Ｂ４）第４変形例
第４変形例における光ネットワークシステムは、第３変形例の最短経路の選択機能に、最適経路の選択機能が加えられたものである。すなわち、光ネットワークシステムの最短経路の学習は、第３変形例と同様に、クワッドリング以上のリング冗長構成時、かつ各パケットリングのリングトポロジデータ状態が異なるリング冗長構成時において、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、ブロードキャストパケットの送信元ノードＩＤとリングトポロジテーブル１１ａとを参照してチェックし、リングトポロジにて設定された最短経路を介して転送されたリングパケットのみ受信し、それ以外のブロードキャストパケットを廃棄する。
そして、本変形例においては、各ノード＃Ａ〜＃Ｆが、最短経路に依存しないリング選択機能を付与され、これにより、最短経路選択とネットワークの帯域利用状態に応じて最適経路を選択する。
図２４に示すクワッドリングにおいて、各リングの各回線容量が例えば１Ｇｂｐｓの場合、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、各ノード＃Ａ〜＃Ｆ自身間のパケット転送量を割り当てるようになっている。具体的には、ノード＃Ａからノード＃Ｂ宛のパケット転送量を２００Ｍｂｐｓとし、ノード＃Ａからノード＃Ｃ宛のパケット転送量を６００Ｍｂｐｓとし、さらに、ノード＃Ａからノード＃Ｄ宛のパケット転送量を６００Ｍｂｐｓとする。
ここで、ノード＃Ａからノード＃Ｃ宛パケットとノード＃Ａからノード＃Ｄ宛のパケットとが、それぞれ、最短経路であるリング＃２のＥａｓｔを利用するので、１Ｇｂｐｓの回線容量を超える。従って、例えばノード＃Ａからノード＃Ｃ宛のパケットはリング＃１のＥａｓｔを利用することが好ましい。
なお、パケットリングにおいて、回線，システムのトラフィック量又は使用帯域等により動的なパケット送信リングの切り替えは、経路切り替え前後のパケットの順序逆転を発生させる。従って、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、以下の図２６に示すリングトポロジテーブル１１ａを静的に設定することが好ましい。
図２６は本発明の第２実施形態の第４変形例に係るリングトポロジテーブルの一例を示す図である。この図２６に示すリングトポロジテーブル１１ｃは、リング強制選択ビットが設けられており、最短経路に関わらず、最適なパケットリングが選択可能になっている。
例えば、ノード＃Ａがノード＃Ｃからのブロードキャストパケットを受信するとノード＃Ａはリングトポロジテーブル１１ｃを参照する。ここで、ホップ数は、リング＃２が最短経路であるが、ノード＃Ａは、リング強制選択ビットがオンとなっているリング＃１を選択するようになっており、また、リング強制選択ビットがオフとなっている例えばノード＃Ｄに対し、ノード＃Ａは、最短経路となるパケットリングを選択する。
これにより、クワッドリング構成時において、最短経路と最適経路との両方の選択が可能となる。
このように、第２実施形態および第２実施形態の第１変形例〜第４変形例に係るＲＰＲカード１ａ〜１ｄによれば、各ノード＃Ａ〜＃Ｆが同一のＲＰＲカードを用いて一体型と分離型との両機能を実現できるほかに、分離型カードおよび一体型カードのパケットリングが、共通のハードウェアを用いて実現できる。
また、このように、各ノード＃Ａ〜＃Ｆにおけるパケット処理に関して共通の処理方法を用いることができ、ラインカード８およびスイッチ部７（例えば図３参照）の共用も可能となる。
そして、パケットリングは、カード冗長およびリング冗長のいずれの冗長方法を用いても、各ノード＃Ａ〜＃Ｆの接続トポロジに適した冗長化が可能となり、パケットリングの信頼性向上に寄与する。
これらに加えて、パケットリングは、一体型カードおよび分離型カードのいずれが設けられた場合において、各ノード＃Ａ〜＃Ｆはカード冗長，最短経路選択および最適経路選択が可能となる。さらに、４重以上のパケットリングにおいても最短経路選択と最適経路選択とが可能となる。
（Ｃ）本発明の第３実施形態の説明
第３実施形態においては、一体型および分離型の各ノード＃Ａ〜＃Ｆ構成についてそれぞれプロテクション方法について説明する。パケットリングのノード又はリング（伝送路）において、障害が発生すると、通常、障害が発生した箇所に最も近いノードが障害発生メッセージをリングに送信し、各ノード＃Ａ〜＃Ｆは、ラッププロテクション（Ｗｒａｐ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）動作を開始する。各ＲＰＲカード（特に断らない限り上述のＲＰＲカード１ａ，１ｂ）のパケットリングを切り替えることにより、リングが閉ループを形成するようにしている。
また、第３実施形態においては、一体型および分離型の各ノード＃Ａ〜＃Ｆの構成に応じて、各ノード＃Ａ〜＃Ｆがセンターラップとエッジラップとのラッププロテクション機能を選択するようになっている。このセンターラップとは、２枚のＲＰＲカード１ａ，１ｂの間においてパケットを折り返すプロテクションであり、エッジラップとは、ＲＰＲカード１ａ，１ｂがリングと接続する部分においてパケットを折り返すプロテクションである。すなわち、センターラップとエッジラップとの違いは、ラップを起動する箇所が異なる。
図２７は本発明の第３実施形態に係るセンターラップを説明するための図である。この図２７に示すノード＃Ａに設けられた２枚のＲＰＲカード１ａ，１ｂのうちの一方のＲＰＲカード１ａが故障又は維持管理等によって動作が停止した場合、ノード＃Ａは、装置全体としてのラッププロテクションを起動する。例えばＥａｓｔ側のＲＰＲカード１ａに障害が発生すると、ノード＃Ａは、Ｗｅｓｔ側のＲＰＲカード１ｂがラッププロテクションを起動し、センターラップを開始する。また、ノード＃Ｂがラップを起動することより、ノード＃ＡのＲＰＲカード１ａ（Ｅａｓｔ）が保守交換でシステムから抜かれた場合においても、ラッププロテクションを用いた閉ループの形成が可能となる。
図２８は本発明の第３実施形態に係るエッジラップを説明するための図である。この図２８に示すノード＃Ａとノード＃Ｂとの間において回線障害が発生した場合は、ノード＃Ａがエッジラップを起動し、ノード＃Ｂがラッププロテクションを起動することより閉ループの形成が可能となる。
従って、センターラップとエッジラップとの両方のラッププロテクション機能を有し、一体型および分離型の各構成に応じて、各ノード＃Ａ〜＃Ｆがセンターラップとエッジラップとのラッププロテクション機能を選択できる。
従来、一体型カードを設けたノードは、エッジラップのみをサポートしていた。この理由は、一体型カードは保守交換時、ＲＰＲカード（図３３、図３５参照）ごと除去されるため、センターラップを実装していてもプロテクションができないからである。
これに対して、本発明のノード＃Ａ〜＃Ｆは、一体型カードおよび分離型カードのいずれのＲＰＲカードを設けた場合においても、ＲＰＲカード１ｃ，１ｄにセンターラップとエッジラップとの両方のラッププロテクションを実装することより、一体型又は分離型の各構成に応じて所望のラッププロテクションが可能となる。
（Ｄ）その他
本発明は上述した実施態様およびその変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
パケットリングを構成するノード数は例えば２，４，６，８および８以上など種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】  以上、詳述したように、本発明のノードによれば、一体型カードおよび分離型カードの光ネットワークシステムが共通のハードウェアを用いて実現でき、各ノード＃Ａ〜＃Ｆにおけるパケット処理に関して共通の処理方法を用いることができ、また、ラインカードおよびスイッチカードの共用も可能となり、これにより、システム構築のコストを低減できる。
一体型カードの場合は、ノードが１枚のＲＰＲカードを用いてパケットリングに接続でき、分離型カードの場合と比較して、パケットリングおよびノードのコストダウンが可能となる。また、ＲＰＲカードを収容するスロットの消費も削減することが可能なため、ラインカードも含めたノード全体のポート数の増加が図れる。
特に、信頼性よりもコストダウン化を重要視する小規模ネットワーク等に用いられると顕著である。従って、コストダウンよりも信頼性を重要視する通信事業者（通信キャリア）が保有するキャリアネットワーク等についてサービスが向上する。
【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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【図１９】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【国際調査報告】
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