(57)【要約】【課題】装置を大型化することなく、光パケット信号の輻輳が生じる頻度を少なくし、パケットロスを低減することができる。【解決手段】伝送路から光パケット信号を複数の入力ポートのいずれかから受信し、  受信した前記光パケット信号を当該光パケット信号に付与されている宛先情報に基づいて複数の出力ポートのいずれかへ所定の送信ルートを通って送信する際に当該出力ポートにおいて発生する当該光パケット信号の輻輳による当該光パケット信号の破棄の割合（破棄率）を光パケット破棄率計算部２１９が算出し、その破棄率に基づいて、当該所定の送信ルートを切替えるルート切替え判定部２２０を備える。【選択図】図２
2017208663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路から光パケット信号を複数の入力ポートのいずれかにより受信し、受信した光パケット信号を、前記光パケット信号に付与されている宛先情報に基づいて、複数の出力ポートのいずれかから伝送路へ送信する光パケットスイッチ装置において、
前記出力ポートにおいて発生する当該光パケット信号の輻輳に応じて所定の前記光パケット信号を破棄する光スイッチ調停部と、
出力すべき前記光パケット信号に対する、破棄された前記光パケット信号の割合に基づいて、当該所定の送信ルートを切替える切替え制御部と、
を有することを特徴とする光パケットスイッチ装置。
【請求項２】
伝送路から光パケット信号を受信する複数の入力ポートと、
前記複数の入力ポートのいずれかから受信した前記光パケット信号を出力する複数の出力ポートと、
前記入力ポートと前記出力ポートとを接続する送信ルートを切替える光スイッチを制御して、受信した前記光パケット信号の出力制御をおこなう光スイッチ制御部と、
前記入力ポートから前記出力ポートに流入する前記光パケット信号の流入量を監視する流入量監視部と、
前記光パケット信号に付与されている宛先情報に基づいて、前記送信ルートに関する情報を格納したテーブルを用いて、前記光パケット信号を出力する出力ポートへの送信ルートを決定する決定部と、
前記決定部によって決定された出力ポートにおいて輻輳した前記光パケット信号の優先処理をおこない、所定の光パケット信号を破棄する光スイッチ調停部と、
前記光スイッチ調停部によって破棄された前記所定の光パケット信号の出力すべき全体の光パケット信号に対する割合（以下「破棄率」という）を算出する光パケット破棄率計算部と、
前記光パケット破棄率計算部によって算出された前記破棄率に基づき、当該破棄率が所定のしきい値を超えた場合に、前記流入量監視部によって監視された前記光パケット信号の流入量に基づいて、前記送信ルートを切替える切替え制御部と、
を有することを特徴とする光パケットスイッチ装置。
【請求項３】
前記切替え制御部は、所定時間以上継続して、前記破棄率が所定のしきい値を超えた場合に、前記送信ルートを切替えることを特徴とする請求項２に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項４】
前記切替え制御部は、所定の入力ポートから受信した前記光パケット信号について、前記送信ルートを切替えることを特徴とする請求項２または３に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項５】
前記切替え制御部は、前記所定の入力ポートから受信した前記光パケット信号にあらたなルート情報を付すことを特徴とする請求項４に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項６】
前記切替え制御部は、前記所定の入力ポートから受信した前記光パケット信号のうち、転送量が多い光パケット信号にのみあらたなルート情報を付すことを特徴とする請求項５に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項７】
前記テーブルには、前記各送信ルートにおけるルートコストに関する情報が格納されており、
前記切替え制御部は、前記テーブルの前記ルートコストに関する情報を変更することを特徴とする請求項４または５に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項８】
前記切替え制御部は、前記所定の入力ポートから受信した前記光パケット信号のうち、転送量が少ない光パケット信号にのみあらたなルート情報を付すことを特徴とする請求項５または７に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項９】
前記切替え制御部は、他の装置に対して、当該他の装置において前記光パケット信号の前記送信ルートを切替えるように要求する第１の切替え制御パケットを生成することを特徴とする請求項２または３に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項１０】
前記入力ポートは、他の装置から送信された前記第１の切替え制御パケットを受信し、
前記切替え制御部は、受信した前記第１の切替え制御パケットの内容に応答する第２の切替え制御パケットを生成し、
前記出力ポートは、前記他の装置へ前記第２の切替え制御パケットを生成することを特徴とする請求項９に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項１１】
前記入力ポートは、他の装置から送信された前記第１の切替え制御パケットを受信し、
前記切替え制御部は、受信した前記第１の切替え制御パケットの内容に基づいて、前記他の装置へ送信する前記光パケット信号の送信ルートを切替えることを特徴とする請求項９または１０に記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項１２】
前記切替え制御部は、前記光パケット信号の送信ルートの切替えを実行してから所定時間が経過した後に、あらたな前記光パケット信号の送信ルートの切替えを実行することを特徴とする請求項２〜１１のいずれか一つに記載の光パケットスイッチ装置。
【請求項１３】
伝送路から光パケット信号を複数の入力ポートのいずれかから受信し、
受信した前記光パケット信号を当該光パケット信号に付与されている宛先情報に基づいて複数の出力ポートのいずれかへ所定の送信ルートを通って送信する際に当該出力ポートにおいて発生する当該光パケット信号の輻輳による当該光パケット信号の破棄の割合に基づいて、当該所定の送信ルートを切替えることを特徴とする送信ルート切替え方法。
【請求項１４】
伝送路から光パケット信号を受信する複数の入力ポートと、
前記複数の入力ポートのいずれかから受信した前記光パケット信号を出力する複数の出力ポートと、
を有し、
前記入力ポートと前記出力ポートとを接続する送信ルートを切替える光スイッチを制御して、受信した前記光パケット信号の出力制御をおこない、
前記入力ポートから前記出力ポートに流入する前記光パケット信号の流入量を監視し、
前記光パケット信号に付与されている宛先情報に基づいて、前記送信ルートに関する情報を格納したテーブルを用いて、前記光パケット信号を出力する出力ポートへの送信ルートを決定し、
決定された出力ポートにおいて輻輳した前記光パケット信号の優先処理をおこない、所定の光パケット信号を破棄し、
破棄された前記所定の光パケット信号の出力すべき全体の光パケット信号に対する割合（以下「破棄率」という）を算出し、
算出された前記破棄率に基づき、当該破棄率が所定のしきい値を超えた場合に、監視された前記光パケット信号の流入量に基づいて、前記送信ルートを切替えることを特徴とする送信ルート切替え方法。
【請求項１５】
前記送信ルートを切替える処理は、所定の入力ポートから受信した前記光パケット信号について、前記送信ルートを切替えることを特徴とする請求項１４に記載の送信ルート切替え方法。
【請求項１６】
前記送信ルートを切替える処理は、他の装置に対して、当該他の装置において前記光パケット信号の前記送信ルートを切替えるように要求する第１の切替え制御パケットを生成することを特徴とする請求項１４または１５に記載の送信ルート切替え方法。
【請求項１７】
前記入力ポートは、他の装置から送信された前記第１の切替え制御パケットを受信し、
前記送信ルートを切替える処理は、受信した前記第１の切替え制御パケットの内容に応答する第２の切替え制御パケットを生成し、
前記出力ポートは、前記他の装置へ前記第２の切替え制御パケットを生成することを特徴とする請求項１６に記載の送信ルート切替え方法。
【請求項１８】
前記入力ポートは、他の装置から送信された前記第１の切替え制御パケットを受信し、
前記送信ルートを切替える処理は、受信した前記第１の切替え制御パケットの内容に基づいて、前記他の装置へ送信する前記光パケット信号の送信ルートを切替えることを特徴とする請求項１６または１７に記載の送信ルート切替え方法。
【請求項１９】
前記送信ルートを切替える処理は、前記光パケット信号の送信ルートの切替えを実行してから所定時間が経過した後に、あらたな前記光パケット信号の送信ルートの切替えを実行することを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか一つに記載の送信ルート切替え方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光パケットスイッチ装置および送信ルート切替え方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回線リソースを効率的に使用するため、１つの光パケット信号が、複数の波長の光信号に分けられた形で伝送される。そのため各ノードでは、同時に複数の光パケットを受信した場合に、光パケット信号の輻輳（衝突）が生じ、衝突した光パケットの一方は破棄されてしまう。それを回避するために、たとえば光ファイバーなどを用いた遅延処理をおこなっている。
【０００３】
また、先行技術として、光パケットノードが出力ポートごとにパケットバッファの蓄積パケット量を監視し、各ノードにおける当該パケット流量監視結果に基づいて、パケットフロー経路の再設定制御をネットワークコントローラによりおこなう技術がある（たとえば、下記特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５８８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記先行技術にあっては、遅延用光ファイバーが多数必要なため、装置全体が大型化してしまうという問題点があった。また、上記先行技術にあっては、ネットワークの全体を集中して監視し、制御しなければならず、システムが大がかりなものになってしまうという問題点があった。
【０００６】
一つの側面では、本発明は、光パケット信号の輻輳が生じる頻度を少なくし、パケットロスを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、伝送路から光パケット信号を複数の入力ポートのいずれかから受信し、受信した前記光パケット信号を当該光パケット信号に付与されている宛先情報に基づいて複数の出力ポートのいずれかへ所定の送信ルートを通って送信する際に当該出力ポートにおいて発生する当該光パケット信号の輻輳による当該光パケット信号の破棄の割合に基づいて、当該所定の送信ルートを切替える光パケットスイッチ装置および送信ルート切替え方法が提案される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一側面によれば、装置を大型化することなく、光パケット信号の輻輳が生じる頻度を少なくし、パケットロスを低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置を含む光パケットネットワークの構成の一例を示す説明図である。
【図２】図２は、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置の機能的構成の一例を示す説明図である。
【図３】図３は、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置のハードウエア構成の一例を示す説明図である。
【図４Ａ】図４Ａは、スイッチテーブルの構成の一例を示す説明図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、スイッチテーブルの構成の別の一例を示す説明図である。
【図５Ａ】図５Ａは、流入量監視部における流入量の監視状態の一例を示す説明図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、流入量監視部における流入量の監視状態の別の一例を示す説明図である。
【図６】図６は、光パケット破棄率計算部における光パケット破棄数の管理状態の一例を示す説明図である。
【図７】図７は、光パケットスイッチ装置の処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置を用いたＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）ネットワークの構成の一例を示す説明図である。
【図９】図９は、スイッチテーブルの構成の別の一例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、スイッチテーブルの構成の別の一例を示す説明図である。
【図１１】図１１は、光パケットの送信量管理状態の一例を示す説明図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、光パケットの転送先を別ルートへの切替えタイミングの一例（切替え前）を示す説明図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、光パケットの転送先を別ルートへの切替えタイミングの別の一例（第１の方法）を示す説明図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、光パケットの転送先を別ルートへの切替えタイミングの別の一例（第２の方法）を示す説明図である。
【図１３】図１３は、スイッチテーブルの構成の別の一例を示す説明図である。
【図１４】図１４は、流入量の監視状態の別の一例を示す説明図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、切替え制御パケットのフォーマットの一例を示す説明図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、切替え制御パケットのフォーマットの内容の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる光パケットスイッチ装置および送信ルート切替え方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態）
（光パケットネットワークの構成）
図１は、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置を含む光パケットネットワークの構成の一例を示す説明図である。
【００１２】
図１において、光パケットネットワークの一例であるＷＤＭ回線網１００においては、光パケットスイッチ装置（ノード１）１０１と、光パケットスイッチ装置（ノード２）１０２と、光パケットスイッチ装置（ノード３）１０３と、光パケットスイッチ装置（ノード４）１０４と、それぞれ互いに接続されている。
【００１３】
各光パケットスイッチ装置１０１〜１０４は、それぞれイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））１１１〜１１４に接続されており、イーサネット１１１〜１１４からイーサパケット１２０を受信し、いずれかの光パケットスイッチ装置１０１〜１０４へ光パケット１２１を送信した後、別のイーサネット１１１〜１１４へ送信する。このようにして、光パケット信号のスイッチング処理を実現している。
【００１４】
（光パケットスイッチ装置の構成）
図２は、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置の機能的構成の一例を示す説明図である。また、図３は、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置のハードウエア構成の一例を示す説明図である。
【００１５】
図２は、一例として、光パケットスイッチ装置（ノード３）１０３について示している。図２において、光パケットスイッチ装置は、イーサネット受信部２０１と、ヘッダ生成部２０２と、Ｍ波長分割処理部２０３と、ヘッダ多重部２０４と、Ｅ／Ｏ変換部２０５と、波長多重部２０６と、λ０分波部２０７と、λ０ Ｏ／Ｅ変換部２０８と、宛先解析部２０９と、スイッチテーブル２１０と、光スイッチ調停部２１１と、光スイッチ制御部２１２と、Ｎ×Ｎ光スイッチ部２１３と、波長分離部２１４と、Ｏ／Ｅ変換部２１５と、イーサネット組立部２１６と、イーサネット送信部２１７と、を備えている。
【００１６】
さらに、光パケットスイッチ装置は、流入量監視部２１８と、光パケット破棄率計算部２１９と、ルート切替え判定部２２０と、切替え制御パケット送信部２２１と、切替え制御パケット受信部２２２と、を備えている。
【００１７】
ここで、イーサネット受信部２０１は、イーサネットフレームの受信処理をおこなう。具体的には、イーサネット受信部２０１は、１０ＧｂＥの光信号を、たとえば図３に示すＳＦＰ＋（Ｓｍａｌｌ  Ｆｏｒｍ−Ｆａｃｔｏｒ  Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ  Ｐｌｕｓ）３０１、ＰＨＹ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ：物理層）３０２、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｄｄｒｅｓｓ）３０３などにおいてＯ／Ｅ変換して、イーサネットフレームを抽出する。
【００１８】
ヘッダ生成部２０２は、光パケットのヘッダを生成する。ヘッダにはイーサネットフレーム長、宛先ノードＩＤ、自ノードＩＤなどを挿入する。宛先ノードＩＤは、イーサネットフレーム中の宛先ＩＰアドレスなどから生成する。生成する方法としては宛先ＩＰアドレスと宛先ノードＩＤを一元管理する、図示を省略するＬｏｏｋｕｐ  Ｔａｂｌｅなどを用いておこなう。
【００１９】
Ｍ波長分割処理部２０３は、イーサネットフレームをＭ分割する。イーサネットフレームの先頭から順番に分割していく。各分割されたデータの先頭には、プリアンブルと同期コードが付加される。それぞれのデータが１波長ずつに割り当てられる。λ０〜λｍ−１の全Ｍ波長に割り当てられる。
【００２０】
ヘッダ多重部２０４は、Ｍ分割された先頭のデータ（λ０割り当てられる）に光パケットヘッダを挿入する。ヘッダは同期コードの直後に挿入される。これらのヘッダ生成部２０２、Ｍ波長分割処理部２０３、ヘッダ多重部２０４の各処理は、たとえば図３に示すＦＰＧＡ／ＡＳＩＣ３０４により実行することができる。すなわち、ＦＰＧＡ／ＡＳＩＣ３０４は、イーサネット終端、データＭ分割、ヘッダ生成、ヘッダ多重化などの処理を実行する。
【００２１】
Ｅ／Ｏ変換部２０５は、Ｍ個のデータをそれぞれλ０〜λＭ−１の波長にＥ／Ｏ変換する。Ｅ／Ｏ変換部２０５は、たとえば図３に示すバースト（Ｂｕｒｓｔ）Ｅ／Ｏ変換器３０５を用いて変換するため、データが存在する場合のみ発光し、存在しない個所は消光している。そして、波長多重部２０６は、そのＭ波長（λ［０］〜λ［Ｍ−１］）を多重（ＷＤＭ）する。
【００２２】
λ０分波部２０７は、図３に示すＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  ｇｒａｔｉｎｇ：アレイ導波路回折格子）３０７などを使用して、Ｍ波長の中からヘッダ情報が挿入されている先頭波長λ０のみ分波し、λ０  Ｏ／Ｅ変換部２０８へ出力する。光スイッチへは、Ｍ波長すべて（波長多重された状態で）を出力する。
【００２３】
λ０  Ｏ／Ｅ変換部２０８は、λ０（ヘッダ情報が挿入されている波長）をＯ／Ｅ変換する。入力されるλ０はバースト光であるため、バースト（Ｂｕｒｓｔ）Ｏ／Ｅ変換器３０８を使用する。λ０  Ｏ／Ｅ変換部２０８は、各ポート（ＰＯＲＴ１〜ＰＯＲＴ４）の受信光パケットのヘッダ情報を受信できるように、ポートごとにそれぞれ設けられている。
【００２４】
宛先解析部２０９は、各ポート（ＰＯＲＴ１〜ＰＯＲＴ４）ごとに設けられ、各光パケットヘッダ情報から抽出した宛先ノードＩＤで光パケットの出力先（光スイッチの出力ポート）を決定する。その際、宛先解析部２０９は、宛先ノードＩＤでスイッチテーブル２１０を参照し、光パケットスイッチ装置の出力先（スイッチポート）の情報を取得する。
【００２５】
スイッチテーブル２１０は、宛先ノードＩＤとその出力先（光スイッチの接続先）を格納するテーブルである。複数の出力先がある場合は、ルートコスト（優先度）を付与する。スイッチテーブル２１０は、ポートごとに設けられた宛先解析部２０９ごとに設けられ、それぞれ対応する宛先解析部２０９によって参照される。スイッチテーブル２１０の具体的な内容については、図４Ａ、図４Ｂを用いて、後述する。
【００２６】
光スイッチ調停部２１１は、各経路から受信する光パケットのスイッチ調停（優先処理）をおこなう。各方路からは非同期に光パケットを受信するため、それぞれの調停が必要となる。
【００２７】
光スイッチ制御部２１２は、光スイッチ調停部２１１による光パケットの調停結果にしたがって、光スイッチの入力と出力の経路接続をおこなう。
【００２８】
Ｎ×Ｎ光スイッチ部２１３は、光パケットのスイッチを光信号のままでおこなう。ここでは４入力、４出力の光スイッチであり、光パケットのＭ波長すべてを一括でスイッチする。Ｎ×Ｎ光スイッチ部２１３は、具体的にはたとえば、４×４ＳＯＡ光スイッチ３１３などによってその機能を実現する。
【００２９】
波長分離部２１４は、波長多重部２０６とは逆に、多重化されているＭ波長（λ［０］〜λ［Ｍ−１］）を分離する。
【００３０】
Ｏ／Ｅ変換部２１５は、Ｅ／Ｏ変換部２０５とは逆に、λ０〜λＭ−１の波長に変換されたＭ個のデータをそれぞれＯ／Ｅ変換する。Ｏ／Ｅ変換部２１５は、図３に示すバースト（Ｂｕｒｓｔ）Ｏ／Ｅ変換器３１５を用いて変換する。
【００３１】
イーサネット組立部２１６は、Ｍ波長分割処理部２０３とは逆に、Ｍ波長分割処理部２０３において、Ｍ分割されたイーサネットフレームから、付与されているプリアンブルと同期コードを削除し、それぞれを組み立てて元のイーサネットフレームにする。
【００３２】
イーサネット送信部２１７は、イーサネット組立部２１６において組み立てられたイーサネットフレームの送信処理をおこなう。イーサネット組立部２１６、イーサネット送信部２１７の各処理は、たとえば図３に示すＦＰＧＡ／ＡＳＩＣ３１６により実行することができる。すなわち、ＦＰＧＡ／ＡＳＩＣ３１６は、ヘッダ終端、データ組み立て、イーサネット送信などの処理を実行する。
【００３３】
流入量監視部２１８は、Ｎ×Ｎ光スイッチ部２１３を監視することによって、光スイッチの各入力ポートの光パケット流入量の統計情報をスイッチテーブル２１０のエントリごとに取得する。さらにその流入量は光パケットの送信元ごとに管理する。流入量監視部２１８の詳細については、後述する。
【００３４】
光パケット破棄率計算部２１９は、光スイッチの出力ポートごとに、衝突に起因した光パケットの破棄率を算出する。さらにその破棄率は、光パケットの送信元ノードごとに管理する。光パケット破棄率計算部２１９の詳細については、後述する。
【００３５】
ルート切替え判定部２２０は、光パケット破棄率計算部２１９からの衝突破棄の状況と、流入量監視部２１８からの各入力ポートの流入量の状況から、切替えをおこなう光パケットを特定し、そのスイッチルートの切替えを指示する。指示する先は、スイッチテーブル（自ノード内切替え）、もしくは切替え制御パケット送信部（他ノード切替え）である。また、他ノードからの切替え要求を受けた場合は、切替え対象（要求）パケットの切替え可否を判断する。
【００３６】
宛先解析部２０９、スイッチテーブル２１０、光スイッチ調停部２１１、光スイッチ制御部２１２、流入量監視部２１８、光パケット破棄率計算部２１９、ルート切替え判定部２２０などの各処理は、たとえば図３に示すＦＰＧＡ／ＡＳＩＣ３００により実行することができる。すなわち、ＦＰＧＡ／ＡＳＩＣ３００は、ヘッダ抽出、宛先解析、スイッチテーブル、流入量監視、光スイッチ調停、破棄率計算、ルート切替え判定、光スイッチ制御などの処理を実行する。
【００３７】
切替え制御パケット送信部２２１は、切替え制御パケットの送信をおこなう。他ノードへ切替え要求パケットを送信、または応答パケット（他ノードからの切替え要求に対する応答）を送信する。切替え制御パケット送信部２２１の処理は、たとえば図３に示すＦＰＧＡ／ＡＳＩＣ３０４により実行することができる。
【００３８】
切替え制御パケット受信部２２２は、切替え制御パケットの受信をおこなう。他ノードからの切替え要求パケットを受信、または他ノードからの切替え応答パケットを受信する。切替え制御パケット受信部２２２の処理は、たとえば図３に示すＦＰＧＡ／ＡＳＩＣ３１６により実行することができる。
【００３９】
（スイッチングテーブル）
つぎに、スイッチングテーブル２１０について詳細に説明する。各入力ポートにはスイッチテーブルが実装されており、光パケットヘッダに含まれる宛先ノードＩＤを元に本テーブルを参照することで、光パケットの転送先（光スイッチの出力ポート）が取得できる。光パケットの転送先が複数存在する場合には、その転送先ごとにルートコストを付与する。ルートコストは、最終宛先までに経由するノードの数や、回線品質、伝送遅延などによって決定する。ここではコストが低いほど転送優先度が高いことにする。
【００４０】
図４Ａ、図４Ｂは、いずれも、スイッチテーブルの構成の一例を示す説明図である。図４Ａは、入力ポート１（ＰＯＲＴ１）の受信光パケットについてのスイッチテーブル２１０の構成を示しており、図４Ｂは、入力ポート２（ＰＯＲＴ２）の受信光パケットについてのスイッチテーブル２１０の構成を示している。
【００４１】
図４Ａにおいて、ＰＯＲＴ１から受信した光パケットは、そのエントリごとに、最終宛先に関する「宛先情報」と、光パケットが複数存在する場合の転送先（光スイッチ出力ポート番号）と、を含む構成となっている。『エントリ１』の光パケットは、その宛先が『ノード４』であり、転送先（光スイッチ出力ポート番号）が『ＰＯＲＴ２』と『ＰＯＲＴ４』である。『ＰＯＲＴ１』、『ＰＯＲＴ３』への転送は禁止されている。『ＰＯＲＴ１』は、受信したポートであり、また、『ＰＯＲＴ３』は、イーサネット３へ送信するポートであり、ノード４へ転送することができないからである。
【００４２】
そして、転送可能な『ＰＯＲＴ２』は『コスト３』となっており、『ＰＯＲＴ４』は『コスト１』となっている。ＰＯＲＴ２は、ノード２に接続されており、ノード４へは、ノード２を経由する必要があるのに対して、ＰＯＲＴ４は直接ノード４に接続されているので、経由するノードの数が少ない分、そのコストは低くなっている。
【００４３】
コストは、上述のように、最終宛先までに経由するノードの数以外にも、回線品質、伝送遅延などを考慮して決定される。
【００４４】
図４Ｂにおいて、ＰＯＲＴ２から受信した光パケット『エントリ１』は、その宛先が『ノード４』であり、転送先（光スイッチ出力ポート番号）が『ＰＯＲＴ１』と『ＰＯＲＴ４』である。『ＰＯＲＴ２』、『ＰＯＲＴ３』への転送は禁止されている。『ＰＯＲＴ２』は、受信したポートであり、また、『ＰＯＲＴ３』は、イーサネット３へ送信するポートであり、ノード４へ転送することができないからである。
【００４５】
そして、転送可能な『ＰＯＲＴ１』は『コスト２』となっており、『ＰＯＲＴ４』は『コスト１』となっている。ＰＯＲＴ１は、ノード１に接続されており、ノード４へは、ノード１を経由する必要があるのに対して、ＰＯＲＴ４は直接ノード４に接続されているので、経由するノードの数が少ない分、そのコストは低くなっている。『エントリ２』の光パケットは、その宛先が『ノード１』であるので、『エントリ１』とは逆に、『ＰＯＲＴ１』は『コスト１』となっており、『ＰＯＲＴ４』は『コスト３』となっている。
【００４６】
構成の内容を示す説明図の図示は省略するが、図２に示したように、入力ポート３（ＰＯＲＴ３）の受信光パケットのスイッチテーブル２１０、入力ポート４（ＰＯＲＴ４）の受信光パケットのスイッチテーブル２１０も設けられている。
【００４７】
このように、スイッチテーブル２１０には、送信ルートに関する情報、より具体的には、各送信ルートにおけるルートコストに関する情報が格納されている。
【００４８】
（流入量監視部２１８）
つぎに、流入量監視部２１８について詳細に説明する。流入量監視部２１８は、上述のように、各入力ポートの光パケットの流入量を監視する。すなわち、流入量監視部２１８は、上述のように、各入力ポートの光パケットの流入量の統計情報を取得する。流入量は、スイッチテーブルのエントリごとに監視し、さらにその流入量は、光パケットの送信元ノードごとに管理する。図５Ａ、図５Ｂは、流入量監視部２１８における流入量の監視状態の一例を示す説明図である。
【００４９】
図５Ａ、図５Ｂは、いずれも、流入量の監視状態の一例を示す説明図である。図５Ａは、入力ポート１（ＰＯＲＴ１）の受信光パケットについての流入量の監視状態を示しており、図５Ｂは、入力ポート２（ＰＯＲＴ２）の受信光パケットについての流入量の監視状態を示している。
【００５０】
図５Ａにおいて、ＰＯＲＴ１から受信した光パケットは、そのエントリごとに、最終宛先に関する「宛先情報」と、「転送先」と、「送信元ノード」と、「流入量」の各項目からなる。『エントリ１』は、宛先が『ノード４』であり、宛先がノード４である場合は、図５Ａに示したように、転送先は『ＰＯＲＴ２』または『ＰＯＲＴ４』のいずれかのみである。そして、転送先の各ポートにおいて、『ノード１』、『ノード２』、『ノード３』のそれぞれについての流入量が記録される。
【００５１】
図５Ａのノード３のＰＯＲＴ１においては、送信元がノード１で、宛先がノード４、転送先がＰＯＲＴ４の流入量が『１００Ｍｂｐｓ』で、その他は『０』であることを示している。同様に、図５Ｂのノード３のＰＯＲＴ２においては、送信元がノード２で、宛先がノード４、転送先がＰＯＲＴ４の流入量が『２００Ｍｂｐｓ』で、その他は『０』であることを示している。このようにして、流入量の統計情報を取得、管理する。
【００５２】
（光パケット破棄率計算部２１９）
つぎに、光パケット破棄率計算部２１９について説明する。光パケット破棄率計算部２１９は、光スイッチの出力ポートごとに光パケットの衝突に起因したパケット破棄率を算出する。具体的には、パケット破棄率はたとえば、以下の式を用いて算出する。
【００５３】
パケット破棄率［％］＝（破棄したパケット数÷出力すべきパケット数）×１００
【００５４】
このように、光スイッチ調停部２１１によって破棄された光パケット信号の出力すべき全体の光パケット信号に対する割合を破棄率として算出することができる。
【００５５】
さらに破棄した光パケットは、その送信元ノードごとに管理する。図６は、光パケット破棄率計算部２１９における光パケット破棄数の管理状態の一例を示す説明図であり、ノード３の光スイッチ出力ポート（ＰＯＲＴ４）における光パケット破棄数の管理状態を示している。図６において、「出力すべきパケット数」が『１００００』であったのに対して、実際に通過した「通過パケット数」は『９０００』であり、通過できなかった、すなわち破棄となった「破棄パケット数」は『１０００』（＝「１００００」−「９０００」）であり、その送信ノードごとの内訳は、「ノード１」が『５００』、「ノード２」が『４００』、「ノード３」が『１００』である（「ノード４」は宛先ノードであるので、送信元ノードにはなり得ないため、空欄である）。
【００５６】
したがって、送信元ノード「ノード１」のパケット破棄率は５パーセント（＝「５００」÷「１００００」）であり、送信元ノード「ノード２」のパケット破棄率は４パーセント（＝「４００」÷「１００００」）であり、送信元ノード「ノード３」のパケット破棄率は１パーセント（＝「１００」÷「１００００」）である。
【００５７】
このように、光パケット破棄率計算部２１９は、出力すべきパケット数、通過パケット数、送信元ノードごとの破棄パケット数を管理するとともに、破棄パケット数を算出し、ルート切替え判定部２２０へ送信する。
【００５８】
（ルート切替え判定部２２０）
ルート切替え判定部２２０は、あらかじめルート切替えを実施するため基準「光パケット破棄率しきい値」および「監視時間（パケット破棄継続時間）」を設けておく。ルート切替え判定部２２０は、光パケット破棄率計算部２１９から送信された光パケット破棄率を取得し、所定のしきい値と比較する。パケット破棄率がしきい値を上回り、かつその状態が監視時間以上継続した場合、破棄率の発生状況と各ノードからの流入状況に基づいて、スイッチルートの切替えを実施すべき光パケットを選出する。
【００５９】
スイッチルートの切替えおよび光パケットの選出は、たとえば以下のようにおこなうことができる。
【００６０】
第１に、自ノード内での切替えをおこなうようにすることができる。たとえば、送信元ノード「ノード１」の流入量＝『１００Ｍｂｐｓ』（図５Ａ参照）、送信元ノード「ノード１」の破棄パケット数＝『５００』（図６参照）に着目し、「ノード１」発「ノード４」宛の光パケットの転送先をルートコストの高い別のルートに切替える。図４Ａに示したように、「エントリ１」は、宛先が「ノード４」であり、「ＰＯＲＴ４」から出力するのがコストが低く（「コスト１」）、最適であるが、破棄パケット数を考慮し、所定のしきい値を超えたので、コストが高い（「コスト３」）「ＰＯＲＴ４」から出力するように、スイッチルートを切替える。
【００６１】
このような方法であれば、自ノード内での切替えなので、他ノードへ切替え要求をする必要はなく、また、他ノードからの要求を受け取る必要もない。
【００６２】
第２に、送信元ノードへ切替えの依頼をおこなうようにすることができる。たとえば、送信元ノード「ノード１」の流入量＝『１００Ｍｂｐｓ』、送信元ノード「ノード１」の破棄パケット数＝『５００』に着目し、ノード１に対して、ノード４宛の転送ルートの切替えを依頼する。依頼する内容は、ノード４宛の現ルート（依頼元のノード（ノード３）が接続されている方路）でなく、別の方路に切替えるといった内容である。ここでノード１への依頼は、切替え制御パケットを用いて通知する。切替え制御パケットの詳細については、後述する。
【００６３】
一方、他ノードから切替え依頼を受けた場合は、切替え要求を受けた対象のパケットに（現在スイッチしているルートとは）別のスイッチルートが存在するかを確認する。別のルートが存在する場合は、該パケットのルートを切替え、要求元へ切替え完了を通知する。別のルートが存在しない場合は切替え不可の通知をおこなう。いずれの通知も切替え制御パケットを用いて通知（応答）する。
【００６４】
切替え制御パケット送信部２２１は、ルート切替え判定部からの指示に従って、切替え制御パケットを送信する。送信するパケットは、ルート切替え要求パケットとルート切替え応答パケットの２種類がある。
【００６５】
切替え制御パケット受信部２２２は、切替え制御パケットを受信し、ルート切替え判定部へ通知する。受信するパケットは、ルート切替え要求パケットとルート切替え応答パケットの２種類がある。
【００６６】
（処理の手順）
図７は、光パケットスイッチ装置の処理の手順の一例を示すフローチャートである。図７のフローチャートにおいて、光スイッチＰＯＲＴ１は、光パケット信号を受信すると、まず、光パケット信号からヘッダを抽出する（ステップＳ７１１）。そして、宛先解析部２０９が、スイッチテーブル２１０を検索し（ステップＳ７１２）、スイッチテーブル２１０に格納されている情報に基づいて、光パケット信号の転送先を決定する（ステップＳ７１３）。その際、流入量監視部２１８が、転送先の出力ポートにおける流入量を監視し、記録する（ステップＳ７１４）。
【００６７】
つぎに、光スイッチ調停部２１１が、光パケット出力調停をおこなう（ステップＳ７１５）。その際、光パケット破棄率計算部２１９が破棄率の計算をおこない、出力ポートごとに計算した破棄率を記録する（ステップＳ７１６）。そして、光スイッチ制御部２１２が、光スイッチ制御、すなわち、光パケットスイッチ処理をおこない（ステップＳ７１７）、光スイッチ制御の後、光パケット信号は伝送路へ送信される。
【００６８】
その後、ルート切替え判定部２２０が、ステップＳ７１６において計算され、記録された破棄率に基づいて、スイッチルート切替えをおこなう（ステップＳ７１８）。その際、破棄率が切替えしきい値を所定時間（監視時間）以上継続して超えた場合に、スイッチルートを切替える。その際、ステップＳ７１４において監視し記録された流入量に基づくものである。
【００６９】
また、光スイッチＰＯＲＴ４も、ＰＯＲＴ１と同様の処理をおこなう。図示を省略するが、その他のポートも同様の処理をおこなう。また、切替え制御パケット受信部２２２は、要求用の切替え制御パケットを受信する（ステップＳ７５１）と、スイッチルート切替えをおこなう（ステップＳ７１８）。そして、応答用の切替え制御パケットを送信する。
【００７０】
そして、ステップＳ７１５において、スイッチルートの切替えをおこなう場合、たとえば、スイッチテーブル２１０のルートコストを変更する。これにより、ＰＯＲＴ１、ＰＯＲＴ２、ＰＯＲＴ３において受信した光パケットの宛先を変更することができる。また、要求用の切替え制御パケットを各ノード（ノード１、ノード２、ノード４）へ送信することによって、各ノードからのイーサパケットの転送ルートの変更を要求することができる。
【００７１】
（光パケットの転送ルートの切替え処理）
つぎに、ＷＤＭネットワーク（メッシュ構成）内に光パケット伝送ノードが４台接続された構成を例により具体的な内容について説明する。図８は、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置を用いたＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）ネットワークの構成の一例を示す説明図である。
【００７２】
図８においては、具体的には、光パケット伝送ノード４（ノード４）８０４宛の光パケットが、光パケット伝送ノード３（ノード３）８０３の光スイッチ部８１１の出力ポート４で衝突が多発しパケット破棄が発生しているものとする。
【００７３】
この状態において、まず、光パケット流入量の監視処理、光パケットのスイッチング処理、パケット破棄率の計算処理の３つの処理をおこなう。
【００７４】
光パケット流入量の監視処理は、上述したように、ノード３の流入量監視部２１８が、光スイッチの各入力ポートの流入量を監視する処理である。流入量の監視は、一定時間内に受信した光パケットのビット量から算出する。パケット数ではなくビット量を監視する理由は、パケット数では実際の回線占有量が把握できないためである。流入量は光パケットの送信元ごとに統計を取得する。
【００７５】
光パケットのスイッチング処理は、上述したように、宛先解析部２０９が、スイッチテーブルを参照して光パケットの転送先を決定する処理である。スイッチテーブル２１０には転送可能なポートおよびルートコストが明示されている。通常は一番ルートコストの低いポートを選択し転送する。ルートコストは、最終宛先ノードまでに中継するノード数や伝送遅延、回線品質などによって決定している。図９は、スイッチテーブルの構成の別の一例を示す説明図であり、具体的には、ノード１発ノード４宛のスイッチテーブルを示している。図９において、通常ＰＯＲＴ１から受信するノード４宛の光パケットは、コストが最も低い（「コスト５０」）ＰＯＲＴ４へ転送する。
【００７６】
パケット破棄率の計算処理は、上述したように、光パケット破棄率計算部２１９が、ノード３における光スイッチ出力ポート４のパケット破棄率を計算する処理である。破棄率は、一定時間内の出力すべきパケット数と破棄パケット数から計算する。
【００７７】
（光パケットの転送ルートの切替え処理）
上記３つの処理がおこなわれた後、光パケットの転送ルートの切替え処理を実行する。本判定処理には、ルート切替えしきい値と監視時間を設ける。一例として、パケット破棄率の計算処理において計算した破棄率がルート切替えしきい値を上回る場合、かつ、その継続時間が監視時間を上回る場合にのみ光パケットのルート切替えを実施する。ルート切替えしきい値および監視時間を設ける理由は瞬時の衝突破棄によるルート切替えを抑止するためである。瞬時の衝突破棄の場合には、ルート切替えをおこなう必要がない場合があるからである。
【００７８】
ただし、切替え処理を実施する条件は、これらには限らない。監視時間にかかわらず、ルート切替えしきい値を上回った場合にルート切替えを実施してもよく、また、別の条件を組み合わせるようにしてもよい。
【００７９】
（転送ルート切替え方法）
転送ルートの切替え方法としては、
（１）自ノード発のＡＤＤパケットを切替える方法
（２）他ノードから受信する中継パケットを切替える方法
（３）他ノードに対してパケットの切替えを依頼する方法
の３つがある。
それぞれの内容を以下に説明する。
【００８０】
（１）自ノード発ＡＤＤパケットを切替える方法
自ノード発の光パケットの送信量を光スイッチの出力ポートごとに監視する。さらに送信量は宛先ノードごとに管理する。ここで送信量は、一定時間内に送信した光パケットのビット量から算出する。自ノード発ＡＤＤパケットを切替えるには、たとえば、図２に示したヘッダ多重部２０４において、切替えたあらたなルート情報を光パケット信号に多重化する。
【００８１】
図１０は、スイッチテーブルの構成の別の一例を示す説明図であり、自ノード発のスイッチテーブルを示している。また、図１１は、光パケットの送信量管理状態の一例を示す説明図であり、送信量の管理状態を示している。
【００８２】
光スイッチの出力ポート４で衝突が発生しているため、現在ポート４へ出力している光パケットの転送先を別ルートに切替える。切替える方法としては、以下の３つの方法がある。
【００８３】
第１の方法は、ポート４へ出力している自ノード発の全パケット（他に転送ルートがある場合）を切替える方法である。図１２Ａは、光パケットの転送先を別ルートへの切替えタイミングの一例（切替え前）を示す説明図であり、図１２Ｂは、光パケットの転送先を別ルートへの切替えタイミングの別の一例（第１の方法）を示す説明図である。
【００８４】
図１２Ａに示すように、ＰＯＲＴ１から受信してＰＯＲＴ４へ出力するパケットは、パケット１２１１〜１２１５であり、ＰＯＲＴ２から受信してＰＯＲＴ４へ出力するパケットは、パケット１２２１〜１２２５であり、自ノード発のパケット、すなわちＰＯＲＴ３において受信してＰＯＲＴ４へ出力するパケットは、パケット１２３１〜１２３８である。ここで、パケット１２３１，１２３２，１２３４、１２３５、１２３６、１２３７はノード４宛のパケット（２００Ｍｂｐｓ）であり、パケット１２３３、１２３８は、ノード１宛のパケット（５０Ｍｂｐｓ）である。
【００８５】
図１２Ａにおいて、ＰＯＲＴ４から送信されたパケットは、パケット１２１１、１２２１、１２３２、１２３３、１２２３、１２１３、１２３５、１２３６、１２２５、１２３８であり、破棄されたパケットは、『Ｄ』を付したパケット１２３１、１２２２、１２１２、１２３４、１２２４、１２１４、１２１５、１２３７である。
【００８６】
図１２Ｂにおいては、ＰＯＲＴ３受信のすべてのパケットを切替えたので、破棄されるパケットは、パケット１２１５のみであることがわかる。このように、ポート４へ出力している自ノード発の全パケットを切替えるので、その分、光スイッチの出力ポート４での衝突によるパケットの破棄を回避することができる。
【００８７】
第２の方法は、自ノード発のパケットのうち、最も転送量が多いノード４宛のパケットを切替える方法である。図１２Ｃは、光パケットの転送先を別ルートへの切替えタイミングの別の一例（第２の方法）を示す説明図である。図１２ＣのＰＯＲＴ３受信には、図１２ＡのＰＯＲＴ３受信における、ノード４宛てのパケット１２３１、１２３２、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７を切替えて、ノード１宛てのパケット１２３３、１２３８は切替えずにそのままとする。
【００８８】
第３の方法は、図示は省略するが、第２の方法とは逆に、転送量の少ないノード１宛のパケットを切替える。これにより、大きい転送量を切替えた場合の他ノードへの影響を少なくすることができる。この第３の方法は、パケット破棄率（しきい値超過量）が少ない場合に効果的である。
【００８９】
第１の方法〜第３の方法のいずれの場合も、光パケットの転送先を切替えた場合は、その結果をルートコストに反映する。具体的には、切替え先ポートのコストを下げる、または切替え前ポートのコストを上げるようにする。
【００９０】
（２）他ノード発中継パケットを切替える方法
他ノードからの受信する光パケットは、光スイッチの入力ポートごと、宛先ノードごと、および送信元ノードごとに流入量を監視する。流入量は、一定時間内に受信した光パケットのビット量から算出する。他ノード発中継パケットを切替えるには、たとえば、図２に示したスイッチテーブル２１０に格納されている各送信ルートにおけるルートコストに関する情報を変更する。
【００９１】
図１３は、スイッチテーブルの構成の別の一例を示す説明図であり、図１４は、流入量の監視状態の別の一例を示す説明図である。いずれも、受信ポート１および受信ポート２の内容を示している。
【００９２】
光スイッチの出力ポート４で衝突が発生しているため、現在ポート４へ出力している光パケットの転送先を別ルートに切替える。切替える方法としては、以下の３つの方法がある。
【００９３】
第１の方法は、ポート４へ転送しているノード１発ノード４宛の全パケット（他に転送ルートがある場合）を切替える方法である。
第２の方法は、ポート４へ転送しているノード２発ノード４宛の全パケット（他に転送ルートがある場合）を切替える方法である。
第３の方法は、他ノードから受信する光パケットのうち、転送量の少ない光パケット（ノード１発ノード４宛）を切替える方法である。第３の方法は、大きい転送量を切替えた場合の他のノードへの影響を少なくすることができるため、パケット破棄率（しきい値超過量）が少ない場合に有効である。
【００９４】
いずれの場合も、光パケットの転送先を切替えた場合は、その結果を転送ルートコストに反映する（切替え先ポートのコストを下げる、または切替え前ポートのコストを上げる）。
【００９５】
（３）他ノードへルート切替えを依頼する方法
他ノードに対して、光パケットの転送ルートの切替えを依頼する。切替えの依頼は、切替え制御パケットを用いる。図１５Ａは、切替え制御パケットのフォーマットの一例を示す説明図である。また、図１５Ｂは、切替え制御パケットのフォーマットの内容の一例を示す説明図である。
【００９６】
図１５Ａに示すように、切替え制御パケット（λ０〜λｍ−１）は、プリアンブル１５０１と同期コード１５０２と、ペイロード１５０４と、から構成されている。また、切替え制御パケット（λ０）は、さらにヘッダ１５０３を備えている。
【００９７】
また、ペイロード１５０４は、「パケット種別」１５４１と、「メッセージ種別」１５４２と、「識別番号」１５４３と、「宛先ノード」１５４４と、「メッセージ送信先」１５４５と、「メッセージ送信元」１５４６と、「切替えレート」１５４７と、を含んでいる。
【００９８】
図１５Ａに示すように、「パケット種別」１５４１は、パケットの種別を示している。具体的には、当該パケットが通常パケットであるか切替え制御パケットであるかの種別を示している。「メッセージ種別」１５４２は、メッセージの内容を示している。具体的には、切替え要求であるか切替え応答であるかの種別を示している。
【００９９】
また、「識別番号」１５４３は、パケットの識別番号を示している。この識別番号は、切替え要求と切替え応答のペアを識別する番号を示している。「宛先ノード」１５４４は、切替え要求パケットの宛先を示している。具体的には、ルート切替え対象パケットの最終宛先ノードを示している。
【０１００】
また、「メッセージ送信先」１５４５は、メッセージの宛先を示している。具体的には、切替え要求または切替え応答の宛先ノードを示している。「メッセージ送信元」１５４６は、メッセージの送信元を示している。具体的には、切替え要求または切替え応答の送信元ノードを示している。
【０１０１】
また、「切替えレート」１５４７は、切替え要求または切替え応答のレートを示している。具体的には、切替え要求の場合は、切替えが必要なレートを示しており、切替え応答の場合は、切替え実行レートについて示している。
【０１０２】
切替え制御をおこなうノード３からノード１へ依頼する場合の切替え制御パケットの内容について説明する。ノード３は以下に示す要求用の切替え制御パケット（識別番号：『１』）をノード１へ送信する。
【０１０３】
「メッセージ種別」１５４２：『切替え要求』、
「識別番号」１５４３：『１（任意の値）』、
「宛先ノード」１５４４：『ノード４』、
「メッセージ送信先」１５４５：『ノード１』、
「メッセージ送信元」１５４６：『ノード３』、
「切替えレート」１５４７：『ルート切替えしきい値を超えているレート』。
【０１０４】
ノード１は、上記の要求用の切替え制御パケット（識別番号：『１』）を受信し、自ノード発ノード４宛のパケットの転送ルートを確認する。現在転送中のルートとは別のルートがある場合は転送ルートを切替えて、ノード１は自ノード発ノード４宛のルートコストを変更する。そして、ノード１は以下に示す応答用の切替え制御パケット（識別番号：『１』）をノード３へ送信する。
【０１０５】
「メッセージ種別」１５４２：『切替え応答』、
「識別番号」１５４３：『１』、
「宛先ノード」１５４４：『ノード４』、
「メッセージ送信先」１５４５：『ノード３』、
「メッセージ送信元」１５４６：『ノード１』、
「切替えレート」１５４７：『１００Ｍｂｐｓ』。
【０１０６】
また、ノード１は、上記の要求用の切替え制御パケット（識別番号：『１』）を受信し、自ノード発ノード４宛のパケットの転送ルートを確認する。そして、転送ルートの切替えができない（たとえば、別の転送ルートが存在しない）場合は、以下に示す応答用の切替え制御パケット（識別番号：『１』）をノード３へ送信する。
【０１０７】
「メッセージ種別」１５４２：『切替え応答』、
「識別番号」１５４３：『１』、
「宛先ノード」１５４４：『ノード４』、
「メッセージ送信先」１５４５：『ノード３』、
「メッセージ送信元」１５４６：『ノード１』、
「切替えレート」１５４７：『０Ｍｂｐｓ』。
【０１０８】
上記２つの応答用の切替え制御パケットの違いは、「切替えレート」１５４７のみであり、それ以外は同じである。なお、切替えレートが『０Ｍｂｐｓ』とは、切替え不可を意味する。
【０１０９】
（切替え保護処理）
上記（１）〜（３）の切替えを実施した場合は、切替え後のネットワークの状態を監視するために一定の保護時間を設ける。保護時間の間はつぎの切替えを禁止する。保護時間は、頻繁に光パケットのルート切替えが発生することを防止するためである。保護時間の設定は、実際のネットワーク構成（ネットワークの規模、各ノードの伝送遅延など）によって決定する。また、保護時間は任意に変更することができる。
【０１１０】
以上のように、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置および送信ルート切替え方法によれば、伝送路から光パケット信号を複数の入力ポートのいずれかから受信し、受信した光パケット信号を当該光パケット信号に付与されている宛先情報に基づいて複数の出力ポートのいずれかへ所定の送信ルートを通って送信する際に当該出力ポートにおいて発生する当該光パケット信号の輻輳による当該光パケット信号の破棄の割合に基づいて、当該所定の送信ルートを切替えるものである。
【０１１１】
具体的には、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置は、伝送路から光パケット信号を受信する複数の入力ポート（ＰＯＲＴ１〜４）と、複数の入力ポートのいずれかから受信した光パケット信号を出力する複数の出力ポート（ＰＯＲＴ１〜４）と、入力ポートと出力ポートとを接続する送信ルートを切替えるＮ×Ｎ光スイッチ部２１３を制御して、受信した前記パケット信号の出力制御をおこなう光スイッチ制御部２１２と、入力ポートから出力ポートに流入する前記光パケット信号の流入量を監視する流入量監視部２１８と、光パケット信号に付与されている宛先情報に基づいて、送信ルートに関する情報を格納したスイッチテーブル２１０を用いて、光パケット信号を出力する出力ポートへの送信ルートを決定する宛先解析部２０９と、宛先解析部２０９によって決定された出力ポートにおいて輻輳した光パケット信号の優先処理をおこない、所定の光パケット信号を破棄する光スイッチ調停部２１１と、光スイッチ調停部２１１によって破棄された所定の光パケット信号の出力すべき全体の光パケット信号に対する割合である破棄率を算出する光パケット破棄率計算部２１９と、光パケット破棄率計算部２１９によって算出された破棄率に基づき、当該破棄率が所定のしきい値を超えた場合に、流入量監視部２１８によって監視された光パケット信号の流入量に基づいて、送信ルートを切替えるルート切替え判定部２２０と、を有するものである。これにより、輻輳の発生を低減させ、パケットロスを少なくすることができる。
【０１１２】
また、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置は、ルート切替え判定部２２０が、所定時間以上継続して、破棄率が所定のしきい値を超えた場合に、送信ルートを切替えるものである。これにより、瞬時の衝突破棄によってルート切替えが実行されることによって、ルート切替え回数が増加し、装置に過度な負荷をかけることを抑止し、また、瞬時の衝突破棄によってルート切替えが実行されてしまうことによって、かえって、あらなた輻輳が増えることを防止することができる。
【０１１３】
また、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置は、ルート切替え判定部２２０が、所定の入力ポートから受信した光パケット信号について、前記送信ルートを切替えるものである。これにより、自ノード発ＡＤＤパケットだけを切替えることもでき、また、他ノード発中継パケットだけを切替えることもできる。
【０１１４】
また、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置は、ルート切替え判定部２２０が、所定の入力ポートから受信した光パケット信号にあらたなルート情報を付するものである。これにより、イーサネット３からイーサネット受信部２０１が受信した自ノード発ＡＤＤパケットについて、ヘッダ多重部２０４によってルート情報を多重化でき、確実に切替え処理を実行することができる。
【０１１５】
また、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置は、ルート切替え判定部２２０が、所定の入力ポートから受信した光パケット信号のうち、転送量が多い光パケット信号にのみあらたなルート情報を付すことによって、輻輳をより確実に解消することができる。
【０１１６】
また、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置は、スイッチテーブル２１０に、各送信ルートにおけるルートコストに関する情報が格納されており、ルート切替え判定部２２０が、スイッチテーブル２１０のルートコストに関する情報を変更するものである。これにより、すでに宛先情報が付されている光パケット信号（ＰＯＲＴ１、ＰＯＲＴ２、ＰＯＲＴ４で受信した信号）であっても、スイッチテーブル２１０を用いて最適な切替え処理をおこなうことができる。
【０１１７】
また、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置は、ルート切替え判定部２２０が、所定の入力ポートから受信した光パケット信号のうち、転送量が少ない光パケット信号にのみあらたなルート情報を付すことによって、他のノードへの影響を少なくすることができる。
【０１１８】
また、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置は、ルート切替え判定部２２０が、他の装置に対して、当該他の装置において光パケット信号の送信ルートを切替えるように要求する第１の切替え制御パケット（要求用の切替え制御パケット）を生成するものである。これにより、他のノードへルート切替えを依頼することができ、自装置へ送信されるパケット数を減らすことで、輻輳をより迅速に解消することができる。
【０１１９】
また、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置は、入力ポートが、他の装置から送信された前記第１の切替え制御パケット（要求用の切替え制御パケット）を受信し、ルート切替え判定部２２０が、受信した第１の切替え制御パケットの内容に応答する第２の切替え制御パケット（応答用の切替え制御パケット）を生成し、出力ポートは、当該他の装置へ第２の切替え制御パケットを生成するものである。これにより、他の装置へ切替え要求をすることができ、また、他の装置からの切替え要求に対する応答を確実におこなうことができる。
【０１２０】
また、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置は、入力ポートが、他の装置から送信された前記第１の切替え制御パケット（要求用の切替え制御パケット）を受信し、切替え制御部２２０が、受信した第１の切替え制御パケットの内容に基づいて、他の装置へ送信する光パケット信号の送信ルートを切替えるものである。これにより、他の装置で発生している輻輳を解消することができる。
【０１２１】
また、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置は、切替え制御部２２０が、光パケット信号の送信ルートの切替えを実行してから所定時間が経過した後に、あらたな光パケット信号の送信ルートの切替えを実行するものである。これにより、頻繁に光パケットのルート切替えが発生することを防止することができる。
【０１２２】
このように、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置および送信ルート切替え方法は、従来技術のような遅延用光ファイバを必要としないため、光ファイバ長に依存しない効率的な衝突回避を実現できる。
【０１２３】
遅延用光ファイバは、最も長い光パケット（存在時間）を超える遅延が必要となる。つまり微少な遅延で衝突を回避できる場合でも、長い遅延を挿入することになり無駄に回線を占有してしまうが、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置はこのような回線の占有が発生しない。
【０１２４】
また、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置および送信ルート切替え方法は、従来技術のような遅延用光ファイバを必要としないため、回線占有を回避するための多種の遅延用光ファイバも不要となり、装置の物理コストを低減することができる。さらに遅延用光ファイバは正確な長さ（遅延）が要求されるため、その製造面のコストも削減することができる。
【０１２５】
また、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置および送信ルート切替え方法は、従来技術のような遅延用光ファイバを必要としないため、装置の規模も小さくすることができる。また、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置および送信ルート切替え方法は、従来技術のような遅延用光ファイバを必要としないため、多数の光分岐、光多重カプラ、およびそのカプラによる光レベル低下を補うための光増幅器も不要となる。それにともない、光Ｓ／Ｎ比（ＯＳＮＲ）も改善でき光パケットの伝送品質を向上することができる。
【０１２６】
また、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置および送信ルート切替え方法は、光パケットの破棄率の算出、光パケットの転送ルートの切替えなど、すべて各ノード自立で実施できる。このように、光パケットの破棄率を監視し、ノード自立で光パケットのルート切替えをおこなうことができるので、即時制御が可能となる。
【０１２７】
すなわち、光パケットのレート調整は、光メモリ（バッファリング）による調整ができないため、事象（パケット破棄）発生を契機にした調整となり即時性が必要となる。ネットワーク全体のレート調整を集中管理・監視するネットワークコントローラを配置した場合、各ノードの情報収集（たとえば、光スイッチの出力ポートごとの破棄率の情報およびその送信元ノードごとの情報、光スイッチの入力ポートごとの流入量の情報およびそのスイッチテーブルのエントリごとの情報、それらの送信元ノードごとの情報、ネットワークを構成する各ノードの上述した情報など）、ノードへの切替え指示やルートコストの変更指示など、各ノードとの通信が不可欠であるため即時性の面で不利である。
【０１２８】
また、変化するネットワークの状況に応変するには、リアルタイムの情報が必要となるため、各ノードと頻繁に通信しなければならず、通信量が増加し、ネットワークへ悪影響を及ぼすおそれがある。実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置および送信ルート切替え方法は、そのような問題点を解決するものである。
【０１２９】
したがって、実施の形態にかかる光パケットスイッチ装置および送信ルート切替え方法のように、ネットワークコントローラによる集中管理よりも、レート調整・ルート切替え処理部をノードごとに配置してノード自立で制御する方式のほうが有利であり、すぐれている。
【０１３０】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１３１】
（付記１）伝送路から光パケット信号を複数の入力ポートのいずれかにより受信し、受信した光パケット信号を、前記光パケット信号に付与されている宛先情報に基づいて、複数の出力ポートのいずれかから伝送路へ送信する光パケットスイッチ装置において、
前記出力ポートにおいて発生する当該光パケット信号の輻輳に応じて所定の前記光パケット信号を破棄する光スイッチ調停部と、
出力すべき前記光パケット信号に対する、破棄された前記光パケット信号の割合に基づいて、当該所定の送信ルートを切替える切替え制御部と、
を有することを特徴とする光パケットスイッチ装置。
【０１３２】
（付記２）伝送路から光パケット信号を受信する複数の入力ポートと、
前記複数の入力ポートのいずれかから受信した前記光パケット信号を出力する複数の出力ポートと、
前記入力ポートと前記出力ポートとを接続する送信ルートを切替える光スイッチを制御して、受信した前記光パケット信号の出力制御をおこなう光スイッチ制御部と、
前記入力ポートから前記出力ポートに流入する前記光パケット信号の流入量を監視する流入量監視部と、
前記光パケット信号に付与されている宛先情報に基づいて、前記送信ルートに関する情報を格納したテーブルを用いて、前記光パケット信号を出力する出力ポートへの送信ルートを決定する決定部と、
前記決定部によって決定された出力ポートにおいて輻輳した前記光パケット信号の優先処理をおこない、所定の光パケット信号を破棄する光スイッチ調停部と、
前記光スイッチ調停部によって破棄された前記所定の光パケット信号の出力すべき全体の光パケット信号に対する割合（以下「破棄率」という）を算出する光パケット破棄率計算部と、
前記光パケット破棄率計算部によって算出された前記破棄率に基づき、当該破棄率が所定のしきい値を超えた場合に、前記流入量監視部によって監視された前記光パケット信号の流入量に基づいて、前記送信ルートを切替える切替え制御部と、
を有することを特徴とする光パケットスイッチ装置。
【０１３３】
（付記３）前記切替え制御部は、所定時間以上継続して、前記破棄率が所定のしきい値を超えた場合に、前記送信ルートを切替えることを特徴とする付記２に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１３４】
（付記４）前記切替え制御部は、所定の入力ポートから受信した前記光パケット信号について、前記送信ルートを切替えることを特徴とする付記２または３に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１３５】
（付記５）前記切替え制御部は、前記所定の入力ポートから受信した前記光パケット信号にあらたなルート情報を付すことを特徴とする付記４に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１３６】
（付記６）前記切替え制御部は、前記所定の入力ポートから受信した前記光パケット信号のうち、転送量が多い光パケット信号にのみあらたなルート情報を付すことを特徴とする付記５に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１３７】
（付記７）前記テーブルには、前記各送信ルートにおけるルートコストに関する情報が格納されており、
前記切替え制御部は、前記テーブルの前記ルートコストに関する情報を変更することを特徴とする付記４または５に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１３８】
（付記８）前記切替え制御部は、前記所定の入力ポートから受信した前記光パケット信号のうち、転送量が少ない光パケット信号にのみあらたなルート情報を付すことを特徴とする付記５または７に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１３９】
（付記９）前記切替え制御部は、他の装置に対して、当該他の装置において前記光パケット信号の前記送信ルートを切替えるように要求する第１の切替え制御パケットを生成することを特徴とする付記２または３に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４０】
（付記１０）前記入力ポートは、他の装置から送信された前記第１の切替え制御パケットを受信し、
前記切替え制御部は、受信した前記第１の切替え制御パケットの内容に応答する第２の切替え制御パケットを生成し、
前記出力ポートは、前記他の装置へ前記第２の切替え制御パケットを生成することを特徴とする付記９に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４１】
（付記１１）前記入力ポートは、他の装置から送信された前記第１の切替え制御パケットを受信し、
前記切替え制御部は、受信した前記第１の切替え制御パケットの内容に基づいて、前記他の装置へ送信する前記光パケット信号の送信ルートを切替えることを特徴とする付記９または１０に記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４２】
（付記１２）前記切替え制御部は、前記光パケット信号の送信ルートの切替えを実行してから所定時間が経過した後に、あらたな前記光パケット信号の送信ルートの切替えを実行することを特徴とする付記２〜１１のいずれか一つに記載の光パケットスイッチ装置。
【０１４３】
（付記１３）伝送路から光パケット信号を複数の入力ポートのいずれかから受信し、
受信した前記光パケット信号を当該光パケット信号に付与されている宛先情報に基づいて複数の出力ポートのいずれかへ所定の送信ルートを通って送信する際に当該出力ポートにおいて発生する当該光パケット信号の輻輳による当該光パケット信号の破棄の割合に基づいて、当該所定の送信ルートを切替えることを特徴とする送信ルート切替え方法。
【０１４４】
（付記１４）伝送路から光パケット信号を受信する複数の入力ポートと、
前記複数の入力ポートのいずれかから受信した前記光パケット信号を出力する複数の出力ポートと、
を有し、
前記入力ポートと前記出力ポートとを接続する送信ルートを切替える光スイッチを制御して、受信した前記光パケット信号の出力制御をおこない、
前記入力ポートから前記出力ポートに流入する前記光パケット信号の流入量を監視し、
前記光パケット信号に付与されている宛先情報に基づいて、前記送信ルートに関する情報を格納したテーブルを用いて、前記光パケット信号を出力する出力ポートへの送信ルートを決定し、
決定された出力ポートにおいて輻輳した前記光パケット信号の優先処理をおこない、所定の光パケット信号を破棄し、
破棄された前記所定の光パケット信号の出力すべき全体の光パケット信号に対する割合（以下「破棄率」という）を算出し、
算出された前記破棄率に基づき、当該破棄率が所定のしきい値を超えた場合に、監視された前記光パケット信号の流入量に基づいて、前記送信ルートを切替えることを特徴とする送信ルート切替え方法。
【０１４５】
（付記１５）前記送信ルートを切替える処理は、所定時間以上継続して、前記破棄率が所定のしきい値を超えた場合に、前記送信ルートを切替えることを特徴とする付記１４に記載の送信ルート切替え方法。
【０１４６】
（付記１６）前記送信ルートを切替える処理は、所定の入力ポートから受信した前記光パケット信号について、前記送信ルートを切替えることを特徴とする付記１４または１５に記載の送信ルート切替え方法。
【０１４７】
（付記１７）前記送信ルートを切替える処理は、前記所定の入力ポートから受信した前記光パケット信号にあらたなルート情報を付すことを特徴とする付記１６に記載の送信ルート切替え方法。
【０１４８】
（付記１８）前記送信ルートを切替える処理は、前記所定の入力ポートから受信した前記光パケット信号のうち、転送量が多い光パケット信号にのみあらたなルート情報を付すことを特徴とする付記１７に記載の送信ルート切替え方法。
【０１４９】
（付記１９）前記テーブルには、前記各送信ルートにおけるルートコストに関する情報が格納されており、
前記切替え制御部は、前記テーブルの前記ルートコストに関する情報を変更することを特徴とする付記１６または１７に記載の送信ルート切替え方法。
【０１５０】
（付記２０）前記送信ルートを切替える処理は、前記所定の入力ポートから受信した前記光パケット信号のうち、転送量が少ない光パケット信号にのみあらたなルート情報を付すことを特徴とする付記１７または１９に記載の送信ルート切替え方法。
【０１５１】
（付記２１）前記送信ルートを切替える処理は、他の装置に対して、当該他の装置において前記光パケット信号の前記送信ルートを切替えるように要求する第１の切替え制御パケットを生成することを特徴とする付記１４または１５に記載の送信ルート切替え方法。
【０１５２】
（付記２２）前記入力ポートは、他の装置から送信された前記第１の切替え制御パケットを受信し、
前記送信ルートを切替える処理は、受信した前記第１の切替え制御パケットの内容に応答する第２の切替え制御パケットを生成し、
前記出力ポートは、前記他の装置へ前記第２の切替え制御パケットを生成することを特徴とする付記２１に記載の送信ルート切替え方法。
【０１５３】
（付記２３）前記入力ポートは、他の装置から送信された前記第１の切替え制御パケットを受信し、
前記送信ルートを切替える処理は、受信した前記第１の切替え制御パケットの内容に基づいて、前記他の装置へ送信する前記光パケット信号の送信ルートを切替えることを特徴とする付記２１または２２に記載の送信ルート切替え方法。
【０１５４】
（付記２４）前記送信ルートを切替える処理は、前記光パケット信号の送信ルートの切替えを実行してから所定時間が経過した後に、あらたな前記光パケット信号の送信ルートの切替えを実行することを特徴とする付記１４〜２３のいずれか一つに記載の送信ルート切替え方法。
【符号の説明】
【０１５５】
２０１  イーサネット受信部
２０２  ヘッダ生成部
２０３  Ｍ波長分割処理部
２０４  ヘッダ多重部
２０５  Ｅ／Ｏ変換部
２０６  波長多重部
２０７  λ０分波部
２０８  λ０  Ｏ／Ｅ変換部
２０９  宛先解析部
２１０  スイッチテーブル
２１１  光スイッチ調停部
２１２  光スイッチ制御部
２１３  Ｎ×Ｎ光スイッチ部
２１４  波長分離部
２１５  Ｏ／Ｅ変換部
２１６  イーサネット組立部
２１７  イーサネット送信部
２１８  流入量監視部
２１９  光パケット破棄率計算部
２２０  ルート切替え判定部
２２１  切替え制御パケット送信部
２２２  切替え制御パケット受信部
【図１】
2017208663.tif 000003
【図２】
2017208663.tif 000004
【図３】
2017208663.tif 000005
【図４Ａ】
2017208663.tif 000006
【図４Ｂ】
2017208663.tif 000007
【図５Ａ】
2017208663.tif 000008
【図５Ｂ】
2017208663.tif 000009
【図６】
2017208663.tif 000010
【図７】
2017208663.tif 000011
【図８】
2017208663.tif 000012
【図９】
2017208663.tif 000013
【図１０】
2017208663.tif 000014
【図１１】
2017208663.tif 000015
【図１２Ａ】
2017208663.tif 000016
【図１２Ｂ】
2017208663.tif 000017
【図１２Ｃ】
2017208663.tif 000018
【図１３】
2017208663.tif 000019
【図１４】
2017208663.tif 000020
【図１５Ａ】
2017208663.tif 000021
【図１５Ｂ】
2017208663.tif 000022