(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードが同一のリング状伝送路に接続されている光リング状ネットワークにおいて、
ｎ（ｎは２以上の整数）個の波長のいずれかが割当てられ、割り当てられた波長の光信号を送受信する複数のノードと、
送信元ノードからその割当波長とは異なる割当波長の宛先ノードへの通信を中継するものであって、送信元ノードからの光信号を宛先ノードの割当波長の光信号に変換する、少なくとも１個の中継ノードとを有すると共に、
ノード間毎に通信されたトラヒック量を集計し、得られたトラヒック統計情報を格納するトラヒック統計情報格納手段と、
各ノードに対する割当波長の候補を定め、その候補を適用した場合における、上記中継ノードによる中継が必要な割当波長が異なるノード間の予想トラヒック量の総和を表す評価値を上記トラヒック統計情報に基づいて算出し、かかる評価値を複数の候補について得て、評価値が最も小さい候補の各ノードに対する割当波長を、各ノードに対する割当波長に決定する割当波長決定手段と
を有することを特徴とする光リング状ネットワーク。
【請求項２】
上記割当波長決定手段は、
取り扱う複数の上記候補が乱数の利用により異なる、複数の割当波長決定部であって、自己が取り扱った候補の中で上記評価値が最も小さい候補を推薦候補に決定する複数の割当波長決定部と、
これら複数の割当波長決定部がそれぞれ決定した推薦候補の中で上記評価値が最も小さい候補の各ノードに対する割当波長を、各ノードに対する割当波長に最終的に決定する最終決定部とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光リング状ネットワーク。
【請求項３】
上記各割当波長決定部がそれぞれ、異なるノードに搭載されていることを特徴とする請求項２に記載の光リング状ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光リング状ネットワークに関し、特に、２波長以上を使用可能なネットワークに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットの普及などにより、パケットベースのデータトラヒックが急増してきており、それらトラヒックを中継、伝送する手段として、ノード間を光ファイバでリング状に接続した光リング状ネットワークが注目されている。光リング状ネットワークの代表的な例としては、米国の標準化団体ＡＮＳＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）のＸ３Ｔ９．５で規定されいているＦＤＤＩ（Ｆｉｂｅｒ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｄａｔａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）が挙げられる。このＦＤＤＩでは、トークンと呼ばれるフレームをリング内に周回させ、そのトークンを獲得したノードがデータフレームを伝送路へと送出することができる。
【０００３】
このような通信方法を、１個のリング状伝送路（以下、単に、リングと呼ぶこともある）１００に６個のノード１０１〜１０６が接続されているとして、図２を用いて説明する。
【０００４】
図２（ａ）は、トークンＴがリング１００上を周回している様子を示している。このようなトークンＴが周回している状態において、ノード１０２が、ノード１０６へデータフレームを送信する場合には、まず、送信ノード１０２はデータフレームを送信するために、トークンＴの獲得を行う。トークンＴを獲得した送信ノード１０２は、データフレームの宛先アドレス（ＤＡ）にノード１０６のアドレスをセットし、図２（ｂ）に示すように、データフレームＦをリング１００へと送出し始める。送信ノード１０２は、リング１００へのデータフレーム１０８の送出が終了する際に、図２（ｃ）に示すように、そのフレームＦの終部にトークンＴを付加する。
【０００５】
このデータフレームＦの宛先アドレス（ＤＡ）には、ノード１０３、１０４及び１０５のアドレスが含まれていないため、データフレームＦ及びトークンＴはこれらのノード１０３、１０４及び１０５をバイパスする。
【０００６】
しかし、ノード１０６においては、データフレームＦの宛先アドレス（ＤＡ）が自分のアドレスであると認識され、ノード１０６は、図２（ｄ）に示すように、そのデータフレームＦを内蔵する受信バッファへとコピーする。
【０００７】
オリジナルのデータフレームＦ及びトークンＴは、ノード１０１をバイパスして、図２（ｅ）に示すように、送信元ノード１０２に到着し、データフレームＦはこの送信元ノード１０２によってリング１００より取り除かれる。データフレームの一連の送信処理が終了したトークンＴは、図２（ｆ）に示すように、再びリング１００上を周回し、リング１００上の任意のノードが自由に獲得できる状態となる。
【０００８】
なお、トークンＴやデータフレームＦは、リング１００上では、同一波長の光信号として伝送される。
【０００９】
以上のように共通するメディア（リング１００や波長等の伝送媒体）への送出権（トークンＴ）を複数のノードで奪い合う方式は、一般にメディア共有型と呼ばれている。
【００１０】
最近の例では、インターネットに関する標準化団体ＩＥＴＦ（Ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ）へのドラフトＴｈｅ  ＳＲＰ  ＭＡＣ  Ｌａｙｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌで提案されているＳＲＰ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｒｅｕｓｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）なども、このメディア共有型のプロトコルとして分類できる。
【００１１】
ＳＲＰでは、相手先のノードでデータフレームを除去することで、帯域を有効に利用したり、上流ノードとのネゴシエーションを行うことでフェアネス性を維持するなどの工夫が加えられているが、同じ伝送路を複数のノードで共有するという点では、ＦＤＤＩと同様にメディア共有型と言える。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したメディア共有型のネットワークシステムでは、接続するノード数の増加などの原因により、伝送路（リング）上を流れるトラヒック量が増加すると、ノード間で伝送路の帯域を取り合う確率が高くなり、スループットが著しく低下するという課題があった。
【００１３】
この課題を解決する手段として、１個の物理的伝送路（光ファイバでなるリング）上に複数の異なる波長の光信号を通し、１個の物理的伝送路で使用可能な帯域を拡張する光波長多重技術が挙げられる。
【００１４】
しかし、光波長多重を行う上で必要となる、光空間スイッチ、光フィルタ、光／電気変換器等に代表される光部品は、非常に高価であり、全てのノードでそのような光部品を実装すると、必要な光部品数が多大になり、ネットワーク全体のコストが大きくなるという課題があった。
【００１５】
そのため、光波長多重通信に対応するためのネットワーク全体での部品数を、従来より少なくできる光リング状ネットワークが望まれている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明は、複数のノードが同一のリング状伝送路に接続されている光リング状ネットワークにおいて、ｎ（ｎは２以上の整数）個の波長のいずれかが割当てられ、割り当てられた波長の光信号を送受信する複数のノードと、送信元ノードからその割当波長とは異なる割当波長の宛先ノードへの通信を中継するものであって、送信元ノードからの光信号を宛先ノードの割当波長の光信号に変換する、少なくとも１個の中継ノードとを有すると共に、ノード間毎に通信されたトラヒック量を集計し、得られたトラヒック統計情報を格納するトラヒック統計情報格納手段と、各ノードに対する割当波長の候補を定め、その候補を適用した場合における、上記中継ノードによる中継が必要な割当波長が異なるノード間の予想トラヒック量の総和を表す評価値を上記トラヒック統計情報に基づいて算出し、かかる評価値を複数の候補について得て、評価値が最も小さい候補の各ノードに対する割当波長を、各ノードに対する割当波長に決定する割当波長決定手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
すなわち、同一のリング状伝送路を異なる波長の光信号が流れるが、各ノードは、自己に割り当てられた波長の光信号だけを対象とすれば良く、ネットワークが複数波長を使用するものであっても、部品数の削減などを期待できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による光リング状ネットワークの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。第１の実施形態の光リング状ネットワークは、複数の波長毎にノードグループを形成している点や、どのノードに対してどの波長を割当てるかを決定する点に特徴を有する。
【００１９】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
（Ａ−１−１）第１の実施形態のネットワーク構成
図１及び図３はそれぞれ、第１の実施形態における光リング状ネットワークの構成を示すものであり、図１は、波長λ１及びλ２の２種類の光信号が周回している状態を示し、図３は、波長λ１の１種類だけの光信号が周回している状態（以下、リングパス状態と呼ぶ）を示している。第１の実施形態の光リング状ネットワーク２００は、当該ネットワーク２００の総トラヒック量の増大やノードの追加などに応じて、図３のリングパス状態から、図１のリングパス状態への切換が可能なものである。
【００２０】
図１及び図３において、第１の実施形態の光リング状ネットワーク２００は、複数個（図示のものは６個）のノード２０１〜２０６が、光ファイバ２０７によってリング状に接続されて構成されている。
【００２１】
ノード２０１〜２０６は、１個のマスターノード２０１と、一般的なノード２０２〜２０６の２種類に分けられる。
【００２２】
マスターノード２０１は、図３に示すような波長λ１だけを用いた通信においては、他のノード２０２〜２０６と同様に動作するものである。また、マスターノード２０１は、図３のリングパス状態から図１のリングパス状態への切換時においては、波長λ１の光信号をアッド、ドロップするノード（図示のものは、ノード２０２、２０３、２０６）と、波長λ２の光信号をアッド、ドロップするノード（図示のものは、ノード２０４、２０５）とを決定するものである。言い換えると、各ノード２０２、…、２０５に対する波長割当てを行うものである。マスターノード２０１は、図１のリングパス状態においては、波長λ１と波長λ２の両方の波長の光信号をアッド、ドロップするものである。
【００２３】
各ノード２０２、…、２０６は、図３に示すような波長λ１だけを用いた通信においては、当然に、波長λ１の光信号をアッド、ドロップするものである。また、各ノード２０２、…、２０６は、図１に示すような波長λ１及びλ２を用いた通信においては、マスターノード２０１によって指定された波長λ１又はλ２の光信号だけをアッド、ドロップするものである。
【００２４】
以上から明らかなように、図１に示すリングパス状態においては、物理的な光伝送路（光ファイバ２０７）が１種類であっても、２種類のリングパスが形成される。すなわち、マスターノード２０１−ノード２０６−ノード２０３−ノード２０２−マスターノード２０１という波長λ１に係る第１のリングパス（図１上で実線で示すリングパス）と、マスターノード２０１−ノード２０５−ノード２０４−マスターノード２０１という波長λ２に係る第２のリングパス（図１上で破線で示すリングパス）とが形成される。
【００２５】
同一のリングパスに属する２個のノード間では、従来と同様な方法により通信が実行されるようになされている。異なるリングパスに属する２個のノード間では、マスターノード２０１を中継ノードとして、通信が実行されるようになされている。
【００２６】
（Ａ−１−２）第１の実施形態のノード２０２〜２０６の構成
次に、第１の実施形態のノード２０Ｘ（Ｘは２〜６）の内部構成を説明する。ここで、図４がノード２０Ｘの内部構成を示している。
【００２７】
図４において、ノード２０Ｘは、光アンプ３０１、可変波長フィルタ３０２、光／電気変換器３０３、メディアアクセス制御部３０４、スイッチング部３０５、波長制御部３０６、電気／光変換器３０７、光結合器３０８及び光アンプ３０９を備える。
【００２８】
入力段に設けられた光アンプ３０１は、光伝送路から到来した光信号を増幅して可変波長フィルタ３０２に与えるものであり、例えば、ＥＤＦＡ（Ｅｒ−Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などを適用できる。第１の実施形態の場合、到来する光信号は、波長λ１及びλ２の両成分を含む光多重信号のこともあるので、光アンプ３０１は、このような光多重信号を増幅できることを要する。
【００２９】
可変波長フィルタ３０２は、波長制御部３０６からの波長指示信号に基づき、光アンプ３０２からの光信号（光多重信号のこともある）から、その指示された波長成分（λ１又はλ２）を分岐して光／電気変換器３０３に与えるものである。なお、可変波長フィルタ３０２は、到来した他の波長成分の光信号をそのまま光結合器３０８にも与えるものである。
【００３０】
光／電気変換器３０３は、到来した光信号（例えば、強度変調されている光信号）を電気信号に変換してメディアアクセス制御部３０４に与えるものである。この第１の実施形態の場合、光／電気変換器３０３は、波長λ１の光信号も、波長λ２の光信号も電気信号に変換できるものである。
【００３１】
メディアアクセス制御部３０４は、他ノードとメディア（物理的伝送路及び波長等の伝送媒体）を共有するためのものであり、バッファメモリを内蔵し、光／電気変換器３０３からの電気信号（パケット）をフレームデータに組み立てたり、スイッチング部３０４からのフレームデータをパケットに分解して電気／光変換器３０７に与えたりするものである。また、メディアアクセス制御部３０４は、トークンの獲得やトークンの解放等を行うものである。
【００３２】
スイッチング部３０５は、到着したパケットの宛先アドレスを解読し、宛先アドレスが自ノード２０Ｘを指示しているときには、メディアアクセス制御部３０４によって組み立てられたフレームデータをリング外へ（例えば、当該ノードに接続されている情報通信装置へ）とフォワーディングし、宛先アドレスが他ノードを指示しているときには、フレームデータをそのままメディアアクセス制御部３０４に与えるものである。また、スイッチング部３０５は、当該ノード２０Ｘについて波長を指定した、マスターノード２０１からのフレームデータを受信したときには、波長制御部３０６にその波長情報を与えるものである。さらに、スイッチング部３０５は、リング外から（例えば、当該ノードに接続されている情報通信装置から）フレームデータが与えられたときには、メディアアクセス制御部３０４がトークンを獲得したことを条件としてそのフレームデータをメディアアクセス制御部３０４に与えるものである。
【００３３】
波長制御部３０６は、スイッチング部３０５から波長情報が与えられたときに、可変波長フィルタ３０２及び電気／光変換器３０７がその波長に対応する処理を行うように、可変波長フィルタ３０２及び電気／光変換器３０７に対する制御処理を行うものである。
【００３４】
電気／光変換器３０７は、メディアアクセス制御部３０４からの電気信号（パケット）を、波長制御部３０６によって設定された波長λ１又はλ２の光信号に変換して光結合器３０８に与えるものである。
【００３５】
光結合器３０８は、可変波長フィルタ３０２の光信号と、電気／光変換器３０７からの光信号を波長多重して、光アンプ３０９に与えるものである。
【００３６】
光アンプ３０９は、光結合器３０８からの光信号を増幅して光伝送路に送出するものである。この光アンプ３０９としては、入力段の光アンプ３０１と同様なものを適用できる。
【００３７】
（Ａ−１−３）第１の実施形態のマスターノード２０１の構成
次に、第１の実施形態のマスターノード２０１の内部構成を説明する。ここで、図５がマスターノード２０１の内部構成を示している。
【００３８】
図５において、マスターノード２０１は、光アンプ４０１、波長フィルタ４０２、２個の光／電気変換器４０３−１、４０３−２、メディアアクセス制御部４０４、スイッチング部４０５、トラヒック統計情報収集装置４０６、波長割当演算装置４０７、２個の電気／光変換器４０８−１、４０８−２、光結合器４０９及び光アンプ４１０を備える。
【００３９】
マスターノード２０１の入力段に設けられた光アンプ４０１は、ノード２０Ｘの入力段に設けられた光アンプ３０１と同様なものである。
【００４０】
波長フィルタ４０２は、光アンプ４０１からの光信号における波長λ１の成分と、波長λ２の成分とを分離し、波長λ１の成分を第１の光／電気変換器４０３−１に与え、波長λ２の成分を第２の光／電気変換器４０３−２に与えるものである。なお、光アンプ４０１からの光信号が波長λ１の成分だけを含む場合には、波長フィルタ４０２は、波長λ１の成分を抽出して第１の光／電気変換器４０３−１に与えるものである。
【００４１】
各光／電気変換器４０３−１、４０３−２はそれぞれ、波長フィルタ４０２から与えられた波長λ１又はλ２の光信号を電気信号に変換してメディアアクセス制御部４０４に与えるものである。
【００４２】
メディアアクセス制御部４０４は、データの受信処理や送信処理は、他のノード２０２〜２０６と同様に機能するものである。この第１の実施形態の場合、メディアアクセス制御部４０４は、以下のような機能をも担うものである。すなわち、メディアアクセス制御部４０４は、伝送路上を流れるパケットのアドレス情報（送信元ノード及び宛先ノードのアドレス情報）及びパケット長などのトラヒック量に係る情報を抽出してトラヒック統計情報収集装置４０６に与える機能をも担うものである。
【００４３】
スイッチング部４０５は、当該マスターノード２０１を宛先ノードとするフレームの受信処理（ドロップ）や、当該マスターノード２０１を送信元ノードとするフレームの送信処理（アッド）については、他のノード２０２〜２０６と同様に機能するものである。
【００４４】
また、スイッチング部４０５は、当該マスターノード２０１が、宛先ノードにも送信元ノードにもなっていないフレームデータの到来時には、以下のように処理する。
【００４５】
図３に示すような波長λ１に係る１個のリングパス状態においては、スイッチング部４０５は、第１の光／電気変換器４０３−１からのデータを第１の電気／光変換器４０８−１に与えるようなバイパス処理を行う。図１に示すような波長λ１及びλ２に係る２個のリングパス状態において、到来したデータの宛先ノード及び送信元ノードが、同一のリングパスに係るものである場合には、スイッチング部４０５は、第Ｙ（Ｙは１又は２）の光／電気変換器４０３−Ｙからのデータを第Ｙの電気／光変換器４０８−Ｙに与えるようなバイパス処理を行う。
【００４６】
一方、図１に示すような波長λ１及びλ２に係る２個のリングパス状態において、到来したデータの宛先ノード及び送信元ノードが、異なるリングパスに係るものである場合には、スイッチング部４０５は、到来したデータに係るリングパスについては、当該マスターノード２０１が恰も宛先ノードであるような受信処理（ドロップ）を行い、他のリングパスについては、その後、当該マスターノード２０１が恰も送信元ノードであるような、今しがたドロップしたデータに対して送信処理（アッド）を行う。すなわち、２個のリングパス間の中継処理を行う。この際、必要ならば、当然にトークンの獲得等も行う。
【００４７】
ここで、他のノード２０２〜２０６のどのノードが波長λ１に係るリングパスに属しているかや、どのノードが波長λ２に係るリングパスに属しているかについては、スイッチング部４０５は、トラヒック統計情報収集装置４０６に記憶されている各ノードに対する波長指定情報等を利用する。
【００４８】
また、スイッチング部４０５は、図３に示すようなリングパス状態から、図１に示すようなリングパス状態への切換時には、各ノードに対する波長指定情報を送信させるような送信処理を実行する。この送信は、同報送信であっても良く、各ノードに対する個別送信であっても良い。
【００４９】
トラヒック統計情報収集装置４０６は、メディアアクセス制御部４０４からのアドレス情報やパケット長等の情報に基づいて、全てのノード間を流れるトラヒックの統計情報を収集し、格納しているものである。また、トラヒック統計情報収集装置４０６は、図１に示すようなリングパス状態に切り換えた後は、各ノードに対する波長指定情報を格納しているものである。
【００５０】
図６は、トラヒック統計情報収集装置４０６に格納されているトラヒック統計情報の一例を示すものである。この図６に示すトラヒック統計情報は、送信元ノード（図６では送信ノードと記載している）及び宛先ノード（図６では受信ノードと記載している）の組合せ毎のトラヒック量の分布になっている。なお、図６では、後述する波長割当て方法の説明が簡単になるように、ノード間のトラヒック量を簡単な整数値で表現している。
【００５１】
トラヒック統計情報収集装置４０６がトラヒック統計情報を収集する時期や期間は、図３に示すようなリングパス状態から図１に示すようなリングパス状態への切換時に、各ノードの波長割当てを決定できるようなトラヒック統計情報を収集できているのならば任意である。
【００５２】
波長割当演算装置４０７は、図３に示すようなリングパス状態から図１に示すようなリングパス状態への切換えが必要となったときに、トラヒック統計情報収集装置４０６に格納されているトラヒック統計情報に基づいて、各ノード２０２、…、２０６についての波長を決定し、その割当波長情報をトラヒック統計情報収集装置４０６に与えるものである。
【００５３】
ここで、波長割当演算装置４０７は、図３に示すようなリングパス状態から図１に示すようなリングパス状態への切換えが必要となったと判断する方法としては、例えば、ノードの追加などに基づいて保守者によって図示しない切換スイッチが操作されたことを認識する方法や（手動切換）、１ケ月などの所定期間における総トラヒック量が閾値を越えたことを認識する方法（自動切換）や、いずれかのノードが送出権をなかなか獲得できないスループットの低下のために切換をマスターノードに求めていたことを認識する方法（自動切換）などを挙げることができる。
【００５４】
第１の電気／光変換器４０８−１は、メディアアクセス制御部４０４からの電気信号（パケット）を、波長λ１の光信号に変換して光結合器４０９に与えるものであり、第２の電気／光変換器４０８−２は、メディアアクセス制御部４０４からの電気信号（パケット）を、波長λ２の光信号に変換して光結合器４０９に与えるものである。
【００５５】
光結合器４０９は、第１及び第２の電気／光変換器４０８−１及び４０８−２からの光信号を波長多重して、光アンプ４１０に与えるものである。
【００５６】
光アンプ４１０は、光結合器４０９からの光信号を増幅して光伝送路に送出するものである。この光アンプ４１０としては、入力段の光アンプ４０１と同様なものを適用できる。
【００５７】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
（Ａ−２−１）第１の実施形態の通信動作
図３に示すような波長λ１のみを用いて通信を行うリングパス状態においては、マスターノード２０１を含め、ノード間の通信は、従来と同様になされる。すなわち、全てのノード２０１〜２０６が波長λ１の光信号のアッド、ドロップを行い、各ノード２０１、…、２０６では、メディアアクセス制御部４０４、３０４でのデータフレーム送受信の競合制御により、波長λ１の帯域を共有しながら、通信を実行する。
【００５８】
なお、このような１個のリングパスを用いた通信時において、マスターノード２０１では、トラヒック統計情報収集装置４０６が、トラヒック統計情報の収集、格納処理をも実行する。
【００５９】
ここで、波長λ１を用いる１個のリングパスだけではいずれかのノードのスループットが低下するときなどには、新たに波長λ２を用いるリングパスを加え、各ノードに対して一方の波長λ１又はλ２を割当て（この波長割当方法については後で詳述する）、図１に示すような波長λ１及びλ２に係る２個のリングパス状態に移行する。この移行時には、移行前の図３に示すようなリングパス状態において、マスターノード２０１から他の全てのノード２０１〜２０６に対して指定波長情報が送信される。これにより、各ノード２０２、…、２０６の可変波長フィルタ３０２や電気／光変換器３０７は、その指定波長に対応するようになる。
【００６０】
上述したように、図１に示す２個のリングパス状態においては、マスターノード２０１−ノード２０６−ノード２０３−ノード２０２−マスターノード２０１という波長λ１に係る第１のリングパスと、マスターノード２０１−ノード２０５−ノード２０４−マスターノード２０１という波長λ２に係る第２のリングパスとが形成されている。
【００６１】
このように、波長毎にノードをグループ化することにより、１個の波長を共有するノード数が減少し、スループットが向上することが期待できる。このようにしても、ノード２０２〜２０６では、図４に示すように、１波長分だけの光部品を装備するだけでよく、ノードのコスト削減も期待できる。
【００６２】
図１に示すリングパス状態において、同一波長λ１（又はλ２）のノードグループに属するノード間の通信は、他の波長λ２（又はλ１）のノードグループに属するノードがその波長λ１（又はλ２）の光信号をバイパスするので、あたかも、同一波長λ１（又はλ２）のノードグループに属するノードだけでなる光リング状ネットワークと同様な通信処理を行う。
【００６３】
これに対して、一方の波長λ１（又はλ２）のノードグループに属するノードから、他方の波長λ２（又はλ１）のノードグループに属するノードへの通信は、マスターノード２０１を中継ノードとし、マスターノード２０１のメディアアクセス制御部４０４及びスイッチング部４０５における波長変換制御（具体的には、受信した光／電気変換器４０３−１（又は４０３−２）に係る波長とは異なる波長に係る電気／光変換器４０８−２（又は４０８−１）を使用することによる変換）によってノードグループ間を接続させることで行う。
【００６４】
（Ａ−２−２）第１の実施形態のノードへの波長割当動作
次に、図１に示すような波長λ１及びλ２に係る２個のリングパス状態への移行時に実行される、各ノードに対する割当て波長の決定方法を、図６及び図７を参照しながら説明する。
【００６５】
なお、ノードに対する波長の割当てによっては、異なる波長間を中継されるトラヒック量が異なる。中継されるトラヒックは波長λ１及び波長λ２の両方の帯域を使用する。そのため、第１の実施形態においては、この中継トラヒック量を最小とするようなノードの波長割当て方法を採用している。
【００６６】
上述したように、マスターノード２０１の波長割当演算装置４０７が、トラヒック統計情報収集装置４０６に格納されているトラヒック統計情報に基づいて、各ノード２０２、…、２０６についての波長を決定する。なお、トラヒック統計情報収集装置４０６においては、図６に示すような各ノード間のトラヒック分布を示すトラヒックマトリックス（トラヒック統計情報）を生成、格納している。なお、このトラヒックマトリックスの生成は、構成の項で説明したように、図３に示す波長λ１のリングパス状態での通信実行時に逐次更新しながら生成しても良く、また、送信ノードと受信ノードのアドレスやパケット長などを通信実行時にはそのまま記憶し、波長割当動作を開始したときに、図６に示すようなトラヒックマトリックスを生成しても良い。
【００６７】
波長割当演算装置４０７はまず、波長λ１及びλ２に対する初期のノードの割当てグループを作成し、トラヒックマトリックスに基づき、波長グループ間を交流する中継トラヒック量を計算する。
【００６８】
図７の例では、初期割当が、図７（ａ）に示すように、波長λ１のグループがノード２０１、２０２、２０３であり、波長λ２のグループがノード２０４、２０５、２０６である場合である。なお、マスターノード２０１は、中継処理を行うため、波長λ１のグループにも波長λ２のグループにも属するため、波長割当の対象ノードから除外することもできるが（この場合には、図６のトラヒックマトリクスからもマスターノード２０１を除外する）、図７は、マスターノード２０１にも一方の波長λ１又はλ２を仮に対応付けるものとした場合を示している。
【００６９】
上述したような初期割当の場合には、図６でハッチを付与した送信ノードと受信ノードの組合せが中継を必要とする組合せとなり、中継トラヒック量は「６５」となる。
【００７０】
次に、波長割当演算装置４０７は、波長λ１のグループの１個のノード（図７（ｂ）ではノード２０１）と、他の波長λ２のグループのノード（図７（ｂ）ではノード２０４、２０５、２０６）をそれぞれ入れ替えた状態での中継トラヒック量の計算を行う。以上の入れ替え処理を、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、初期割当における波長λ１に属する他のノード２０２、２０３に関してもそれぞれ行う。
【００７１】
以上のような計算処理によって得られた中継トラヒック量のうちで最もその値の小さい組合せを求める。図７では、波長λ１のグループのノードがノード２０６、２０２、２０３であり、波長λ２のグループのノードがノード２０４、２０５、２０１である場合が中継トラヒック量が最も小さい（「２６」）組合せとして得られる。
【００７２】
その後、波長割当演算装置４０７は、その中継トラヒック量が最も小さい波長の割当を、次の初期割当とし、その最小値が更新されなくなるまで、上記した計算過程を繰り返す。
【００７３】
最終的に、中継トラヒック量が最小となるような割当パターンを得たマスターノード２０１は、上述したように、その波長割当情報（波長指定情報）を、各ノード２０２〜２０６に通知する。
【００７４】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態の光リング状ネットワークによれば、以下の効果を奏することができる。
【００７５】
(1)  １個の波長λ１を用いた通信では、スループットの低下など、弊害が大きくなったときやなりそうなときには、２個の波長λ１及びλ２を用いた通信に切り換えられるので、そのような弊害を除去でき、又は、そのような弊害を未然に防止することができる。
【００７６】
このような切換後においても、第１の実施形態では、各ノード（マスターノードを除く）には一方の波長だけを対応させるようにしたので、拡張した波長λ２を全てのノードで共有する従来の波長多重方法と比較して、１波長当たりを共有するノード数が少なくなり、この点から、全体のスループットの向上が可能となる。
【００７７】
(2)  拡張した波長λ２を全てのノードで共有する従来の波長多重方法と比較して、マスターノード以外のノードで共有する波長数が少なくなり、複数波長対応の光部品（可変波長フィルタや電気／光変換器）を適用することにより、ノード当たりの光部品の実装数を減少でき、ノード、ひいては、光リング状ネットワークのコスト削減が可能となる。
【００７８】
(3)  波長へのノードの割当てグループを決定する際に、異なる波長間の中継トラヒック量が最小となるような組み合わせパターンを探索して決定するようにしたので、両方の波長の帯域を使用するトラヒック量（通信量）を減少させることができ、１波長当たりの帯域の使用効率を向上させることができる。
【００７９】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による光リング状ネットワークの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００８０】
この第２の実施形態は、図３に示した波長λ１だけの１個のリングパス状態から、図１に示した波長λ１及びλ２の２個のリングパス状態への切換時に実行される、各ノード２０２、…、２０６への波長割当方法が第１の実施形態のものと異なっており、すなわち、波長割当演算装置４０７の処理が第１の実施形態と異なっており、その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００８１】
（Ｂ−１）第２の実施形態のノードへの波長割当動作
そこで、以下では、波長割当演算装置４０７が実行する各ノード２０２、…、２０６への波長割当動作を、図８〜図１０を参照しながら説明する。
【００８２】
なお、この第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、波長間を中継されるトラヒック量が最小となるような、各ノードに対する波長の組み合わせパターンを作成しようとするものであり、この第２の実施形態は、いわゆる遺伝的アルゴリズムを適用して、各ノードに対する波長を決定するものである。
【００８３】
波長割当演算装置４０７は、図８に示すような遺伝子コードと呼ばれる配列を複数用意し、その配列のパターンの組み替えを行うことで、最適な組み合わせパターンの作成を行う。なお、図８において、遺伝子コードのエレメントの値は波長λ１、λ２を表す識別番号（それぞれ「１」、「２」）であり、そのアドレスは各ノードの識別番号である。図１では、マスターノード２０１を含め、６個のノード２０１〜２０６を示しているが、図８は、マスターノードを含め、ノード数がｘ個の場合を示している。
【００８４】
遺伝的アルゴリズムは、遺伝子へのコード化、選択確率の決定手法、交叉手法などにより、様々なバリエーションが存在するが、一般的な動作は、図９のフローチャートに示す通りである。
【００８５】
波長割当演算装置４０７は、まず初期段階では、乱数などを用いて、図１０（ａ）に示すように、遺伝子コードを複数個作成する（ステップ８０１）。
【００８６】
次に、波長割当演算装置４０７は、各遺伝子コードの優劣を評価するための適応度の計算を行う（ステップ８０２）。ここでは、その遺伝子コード（波長割当パターン）での波長間に跨る中継トラヒック量を適応度とする。すなわち、トラヒックマトリックスから求めることができる。図１０（ｂ）は、各遺伝子コードについて求めた適応度を示している。
【００８７】
その後、波長割当演算装置４０７は、得られた適応度に基づいて、優秀な遺伝子コードを複数個選択する（ステップ８０３）。図１０（ｃ）は、適応度が「６７」までの遺伝子コードを優秀な遺伝子コードとして選択した様子を示している。優秀な遺伝子コードの選択方法は、適応度がある値（閾値）以下の遺伝子コードを全て選択したり、適応度が小さい方から、予め定められた個数の遺伝子コードを選択したり、全ての適応度から統計分布（例えば正規分布）を求め、その統計分布上で小さい方の所定確率に属する適応度を有する遺伝子コードを選択したりする方法を適用できる。
【００８８】
次に、波長割当演算装置４０７は、優秀な遺伝子コードの一部と、他の優秀な遺伝子コードの一部とを結合して、新しい遺伝子コードを作成する（ステップ８０４）。この過程は、遺伝的アルゴリズムでは交叉と呼ばれている。図１０（ｄ）は、交叉によって新しい遺伝子コードを作成した様子を示しており、この図示のものは、結合するポイントが一つである一点交叉法によっている。
【００８９】
また、波長割当演算装置４０７は、ある遺伝子コードの一部を、ある確率などに従って、書き換える（ステップ８０５）。この過程は、遺伝的アルゴリズムでは突然変異と呼ばれている。図１０（ｅ）は、突然変異によって遺伝子コードが書き換えられている様子を示している。
【００９０】
これは、特定の遺伝子コードだけを選択、交叉することにより、同じ遺伝子コードパターンばかりが生成されるのを防止している。
【００９１】
波長割当演算装置４０７は、突然変異処理の終了後、新たに生成された遺伝子コードの集団を用いて、上述したステップ８０２〜８０５でなるループを繰り返す。
【００９２】
ループ終了の条件は、ループする回数（世代数）や、最良適応度の値などによって決定される。
【００９３】
以上のような遺伝的アルゴリズムを実行して、中継トラヒック量が最小となるような最良な遺伝子コード（波長割当パターン）が定まると、マスターノードは、第１の実施形態と同様に、各ノードに指定波長を通知する。
【００９４】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果を期待できる。さらに、第２の実施形態によれば、波長割当演算装置４０７に、遺伝的アルゴリズムを実装することにより解空間の大域的な探索が可能となり、局所的な解に留まる可能性が減少する。すなわち、第１の実施形態におけるパターン探索アルゴリズムと比較して、異なる波長間を中継するトラヒック量を最小とする、より良好な組み合わせパターンを作成することが期待できる。
【００９５】
（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明による光リング状ネットワークの第３の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００９６】
上述した第１及び第２の実施形態は、波長数を２波まで増大できるものであったが、この第３の実施形態は、波長数を最大Ｎ波（Ｎは３以上）まで増大できるものである。
【００９７】
（Ｃ−１）第３の実施形態の構成
この第３の実施形態の光リング状ネットワークも、ノード間が１個の物理的伝送路（光ファイバ）によって接続されているものであり、ノード中１個はマスターノードになっている（図１及び図３参照）。
【００９８】
この第３の実施形態においても、マスターノード以外のノードの内部構成も、上述した第１の実施形態に係る図４のように表すことができる。
【００９９】
第３の実施形態でのノードが、第１の実施形態のノードと異なる点は、可変波長フィルタ３０２が、波長制御部３０６の制御下で、波長λ１〜λＮのいずれをも分離抽出できる点と、電気／光変換器３０７が波長制御部３０６によって指示された波長を有する光信号に電気信号を変換できる点である。
【０１００】
図１１は、この第３の実施形態におけるマスターノード（２０１）の内部構成を示している。
【０１０１】
第３の実施形態のマスターノードは、光アンプ９０１、波長フィルタ９０２、Ｎ個の光／電気変換器（図１１では「光／電」で示している）９０３−１〜９０３−Ｎ、メディアアクセス制御部９０４、スイッチング部９０５、トラヒック統計情報収集装置９０６、波長割当演算装置９０７、Ｎ個の電気／光変換器（図１１では「電／光」で示している）９０８−１〜９０８−Ｎ、光結合器９０９及び光アンプ９１０を備える。
【０１０２】
この第３の実施形態の波長フィルタ９０２は、入力された光信号におけるＮ個の波長λ１〜λＮの成分を分離し得るものである。Ｎ個の光／電気変換器９０３−１〜９０３−Ｎはそれぞれ、波長フィルタ９０２で分離されたいずれか１個の光信号成分を電気信号に変換するものである。Ｎ個の電気／光変換器９０８−１〜９０８−Ｎはそれぞれ、電気信号を、自己に割り当てられている波長λ１、…、λＮのいずれかを有する光信号に変換するものである。光結合器９０９は、Ｎ個の電気／光変換器９０８−１〜９０８−Ｎからの光信号を結合（多重）して出力するものである。
【０１０３】
第３の実施形態のトラヒック統計情報収集装置９０６及び波長割当演算装置９０７も、最大Ｎ波に対応するものであるので、第１の実施形態のものとは処理などが異なるが、この相違点については、後述する波長割当動作の説明で明らかにする。
【０１０４】
光アンプ９０１、メディアアクセス制御部９０４、スイッチング部９０５及び光アンプ９１０などは、第１の実施形態のものと同様であるので、その説明は省略する。
【０１０５】
（Ｃ−２）第３の実施形態の動作
この第３の実施形態において、適用している波長数が１波のときの通信動作は、従来と同様であるので、その説明は省略する。
【０１０６】
この第３の実施形態において、適用している波長数がｎ（ｎは２〜Ｎ）波のときの通信動作は、第１の実施形態における適用している波長数が２波のときの通信動作とほぼ同様である。すなわち、同一波長が割り当てられているノード間の通信は、その波長が割り当てられている全てのノードだけでなる等価的な光リング状ネットワークの通信動作（従来の通信動作）と同様である。また、異なる波長が割り当てられているノード間の通信は、マスターノードが中継ノードとなって、第１の実施形態の２波での通信動作と同様である。
【０１０７】
以上のように、第１の実施形態の通信動作の説明で、第３の実施形態の通信動作が理解でき、そのため、これ以上の通信動作の説明は省略する。
【０１０８】
次に、波長割当演算装置９０７が、トラヒック統計情報収集装置９０６が集計して格納しているトラヒック統計情報に基づいて実行する、各ノードに対する波長割当動作を説明する。以下では、新たな波長数がｎ（ｎは２〜Ｎ）とする。
【０１０９】
なお、波長数をｎ−１からｎに増大させる場合としても、第１の実施形態において、波長数を１から２に増大させる場合のような条件などを適用する。
【０１１０】
この第３の実施形態においても、波長割当パターンの探索アルゴリズムとして、第２の実施形態と同様に、遺伝的アルゴリズムを適用する。すなわち、フローチャートの図示は省略するが（図９参照）、図８に示すような遺伝子コード（この実施形態では波長識別番号は１〜ｎ）を、複数個、初期割当を行い、その後、適応度の計算、優秀な遺伝子コードの選択、遺伝子コード間の交叉、遺伝子コードの突然変異でなるループ処理を、繰り返しの終了条件を満たすまで繰り返して、最良な波長割当パターンを決定する。
【０１１１】
この第３の実施形態では、波長数がｎであるので、第２の実施形態とは異なる適応度を適用することとしている。すなわち、第２の実施形態における適応度は、マスターノードが中継するトラヒック量を適応度としていたが、第３の実施形態では、以下で説明する適応度を適用する。
【０１１２】
ｎ波におけるｉ番目の波長λｉでのトラヒック量Ｓｉを、次の（１）式で定義する。
【０１１３】
【数１】
0004168553.tif 000002
ここで、Ｔｉｉは、図１２に示すように、波長λｉが割当られている全てのノード間での交流トラヒック量を表し、Ｔｉｊは、図１２に示すように、波長ｉが割当られているノード群から波長ｊが割当られているノード群への交流トラヒック量を表し、Ｔｊｉは、図１２に示すように、波長ｊが割当られているノード群から波長ｉが割当られているノード群への交流トラヒック量を表している。
【０１１４】
この第３の実施形態における適応度は、各波長λ１、…、λｎのトラヒック量Ｓ１、…、Ｓｎを比較し、その最大値Ｍａｘ（Ｓｉ）とする。この適応度Ｍａｘ（Ｓｉ）が小さいものほど良い波長割当パターンであり、適応度Ｍａｘ（Ｓｉ）を最小化する波長割当パターンを、上述した遺伝的アルゴリズムによって探索する。
【０１１５】
（１）式から明らかなように、最良な適応度Ｍａｘ（Ｓｉ）の探索では、（１）式の前半の加算部の値を小さくする、若しくは、後半の減算部の値を大きくする解を探索しなければならない。すなわち、最良な適応度Ｍａｘ（Ｓｉ）は、その波長λｉにおける他の波長との交流トラヒック量が少なく、その波長λｉの内部の交流トラヒック量を大きいものであることを意味している。このような適応度Ｍａｘ（Ｓｉ）を適用することにより、複数の波長間同士を中継するトラヒック量を減少させるような最適な組み合わせパターンを得ることができる。
【０１１６】
（Ｃ−３）第３の実施形態の効果
第３の実施形態によれば、第２の実施形態と同様な効果を期待できる。さらに、以下の効果を期待できる。
【０１１７】
第２の実施形態における適応度と比較して、適応度をｎ波の波長数に対応させることにより、一度のパターン探索アルゴリズムの実行でｎ波の異なる波長間を中継するトラヒック量が最小となるような組み合わせパターンを作成することが可能となる。
【０１１８】
また、この第３の実施形態における適応度を用いることにより、波長毎のトラヒック量Ｓｉが波長同士で均衡化される。そのため、どの波長内部のトラヒックが増加したとしても、ある程度の空き帯域が確保されており、トラヒック増加に対して安全性を持った組み合わせパターンの作成が可能となる。
【０１１９】
（Ｄ）第４の実施形態
次に、本発明による光リング状ネットワークの第４の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【０１２０】
この第４の実施形態も、上述した第３の実施形態と同様に、波長数を最大Ｎ波（Ｎは３以上）まで増大できるものである。
【０１２１】
（Ｄ−１）第４の実施形態の構成
この第４の実施形態の光リング状ネットワークも、ノード間が１個の物理的伝送路（光ファイバ）によって接続されているものであり、ノード中１個はマスターノードになっている（図１及び図３参照）。
【０１２２】
この第４の実施形態においては、各ノードに対してｎ波のいずれを割り当てる波長割当構成及び動作が、第３の実施形態とは異なっている。この第４の実施形態においては、マスターノード以外のノードも、波長割当機能を担うものになっている。
【０１２３】
第４の実施形態のマスターノード（２０１）も、ブロック的には第３の実施形態に係る図１１と同様に示すことができる。
【０１２４】
しかしながら、第４の実施形態のマスターノードにおいて、スイッチング部９０５は、各ノードに対する波長割当が必要となったときに、波長割当演算装置９０７の制御下で、トラヒック統計情報収集装置９０６に格納されているトラヒック統計情報を各ノード（２０２〜２０６）に配信する機能を有する。また、スイッチング部９０５は、その後、各ノードから到来した各ノードがそれぞれ決定した波長割当情報（最良な遺伝子コード）をトラヒック統計情報収集装置９０６を介して波長割当演算装置９０７に与える機能を有する。
【０１２５】
第４の実施形態の波長演算装置９０７は、各ノードに対する波長割当が必要となったときに、トラヒック統計情報収集装置９０６に格納されているトラヒック統計情報を各ノードに配信することを起動したり、各ノードが決定した波長割当情報（最良な遺伝子コード）が到来したときに、その中から、適応度が最も良いものを抽出し、その波長割当情報を確定したものとして、各ノードに通知したりするものである。
【０１２６】
一方、第４の実施形態のマスターノード以外のノード（２０２〜２０６）の構成は、図１３で表すことができる。
【０１２７】
図１３において、各ノードは、光アンプ１１０１、可変波長フィルタ１１０２、光／電気変換器１１０３、メディアアクセス制御部１１０４、スイッチング部１１０５、波長制御部１１０６、電気／光変換器１１０７、光結合器１１０８、光アンプ１１０９及び波長割当演算装置１１１０を備える。
【０１２８】
ここで、光アンプ１１０１、可変波長フィルタ１１０２、光／電気変換器１１０３、メディアアクセス制御部１１０４、波長制御部１１０６、電気／光変換器１１０７、光結合器１１０８及び光アンプ１１０９は、第３の実施形態で説明したもの（ひいては第１の実施形態で説明したもの）と同様であり、その説明は省略する。
【０１２９】
第４の実施形態のスイッチング部１１０５は、既述した実施形態と同様な受信データ、送信データ及び中継データのスイッチングを行う。これに加えて、第４の実施形態のスイッチング部１１０５は、さらに、受信データが波長割当処理に関するものであれば、波長割当演算装置１１１０に与え、また、波長割当演算装置１１１０が出力した波長割当処理に係るデータをリング状伝送路にアッドするためのスイッチングを行うものである。
【０１３０】
波長割当演算装置１１１０は、各ノードに対する波長割当処理を実行するものである。この波長割当演算装置１１１０における具体的処理は、後述する動作説明で明らかにする。
【０１３１】
（Ｄ−２）第４の実施形態の動作
この第４の実施形態の光リング状ネットワークにおける適用している波長数がｎ（ｎは１〜Ｎ）波のときの通信動作そのものは、第３の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【０１３２】
以下では、この第４の実施形態の特徴をなす各ノードへの波長割当動作を説明する。
【０１３３】
マスターノード（２０１）の波長割当演算装置９０７は、ｎ波への波長拡張が必要となったときは、まず、トラヒック統計情報収集装置９０６を用いて得られたトラヒック統計情報（トラヒックマトリックス）と拡張する波長数ｎとを各ノード（２０２〜２０６）に通知する。
【０１３４】
各ノードにおいては、このような情報が波長割当演算装置１１１０に与えられ、各ノードの波長割当装置１１１０はそれぞれ、第２及び第３の実施形態について説明したような遺伝的アルゴリズムを実行する。すなわち、この第４の実施形態においても、第３の実施形態について説明した（１）式に示す適応度を適用し、処理の全体の流れは、図９を用いて説明した第２の実施形態の遺伝的アルゴリズムとほぼ同様である。
【０１３５】
しかし、第４の実施形態において、各ノードの波長割当装置１１１０が実行する遺伝的アルゴリズムの流れは、以下の点が第２の実施形態のものと異なっている。
【０１３６】
各ノードの波長割当装置１１１０は、フローチャートの図示は省略するが（図９参照）、複数個の遺伝子コードを初期割当とし（乱数などで初期割当を行うので、各ノードでの初期割当は異なるものとなっている）、その後、適応度の計算、優秀な遺伝子コードの選択、遺伝子コード間の交叉、遺伝子コードの突然変異でなるループ処理を繰り返して、この繰り返し動作中の所定のタイミングで、後述する移住処理を行う。
【０１３７】
上述したループ処理を繰り返していくと、各ノード内で最適な組み合わせパターンを持つ優秀な遺伝子コードが作成される。作成された優秀な遺伝子コードは、ある周期（例えば遺伝的アルゴリズムにおける世代数）毎に、他のノード（１個でも複数でもかまわない）で作成された遺伝子コードと交換される。この動作が、遺伝的アルゴリズムにおける移住と呼ばれる動作である。この移住は、複数回繰り返される。
【０１３８】
マスターノードは、一定の期間（例えば移住回数などで定まる期間）が経過すると、各ノードで生成された優秀な遺伝子コードを回収する。そして、回収した遺伝子コードの中から一番良い適応度を持つ遺伝子コードを選択する。最後に、マスターノードは、その遺伝子コードに基づいた波長割当パターンを各ノードに通知する。
【０１３９】
なお、マスターノードも、遺伝的アルゴリズムを実行するノードとなっていても良い。また、遺伝的アルゴリズムを実行するノードは、ネットワークの全てのノードである必要はなく、そのうちの複数個であれば良い。
【０１４０】
（Ｄ−３）第４の実施形態の効果
第４の実施形態によれば、第３の実施形態と同様な効果を期待できる。さらに、以下の効果を期待できる。
【０１４１】
第３の実施形態のような移住処理を伴わない波長割当方法に比較して、移住処理を行うことにより、探索する解の多様性が保たれ、局所的な解に留まる可能性が減少する。その結果、第３の実施形態における波長割当アルゴリズムと比較して、ｎ波の異なる波長間を中継するトラヒック量を最小とする、より良好な組み合わせパターンを作成することが可能となる。
【０１４２】
また、各ノードで独立して波長割当アルゴリズムを実行することにより、計算負荷が分散化され、短時間で最適な組み合わせパターンを得ることができる。因みに、１個のノードにおけるアルゴリズム処理で、同様な結果を得ようとすると、遺伝子コードの初期割当数を多く必要としたり、ループ処理を終了させるまでの繰り返し数を多大にするなど、アルゴリズムの実行時間をかなり長いものにすることを要する。
【０１４３】
（Ｅ）他の実施形態
上記各実施形態の説明においても、種々、変形実施形態にも言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【０１４４】
（Ｅ−１）上記第１〜第３の実施形態においては、マスターノードが、波長間の中継機能と、波長割当機能とを担うものであったが、波長間の中継機能と、波長割当機能とを別個のノードが担うようにさせても良い。また、中継機能を担うノードの数は、１個に限定されるものではなく、２個以上あっても良い。さらには、データの通信を行うことがない、波長間の中継専用のノードがリング状伝送路上に設けられていても良い。
【０１４５】
（Ｅ−２）上記各実施形態においては、リング状伝送路に対するデータの周回方向が一方向のものを示したが、双方向のネットワークにも適用でき、各方向のそれぞれについて、波長数を拡張できるようにしても良い。
【０１４６】
（Ｅ−３）上記各実施形態の説明では、通信時において、波長毎のリングパスをアクセスするノードの調整をトークンで行うものを示したが、通信方法やアクセス方法はこれに限定されないものである。要は、波長毎にノードをグループ化させて通信を実行させる点に特徴があり、データをリング状伝送路にアッドし得るノードを調整する方法は、トークンを用いる方法だけでなく、各ノード毎にデータをアッドし得るタイムスロットを定めている方法や、マスターノードなどが競合制御する方法などをも適用しても良い。
【０１４７】
（Ｅ−４）上記第４の実施形態においては、移住処理を含む遺伝的アルゴリズムを示したが、移住処理を適用しないで、複数のノードが独立に最適な遺伝子コードを定め、その後、さらにその中から最適なものを取り出すようにしても良い。また、独立に遺伝的アルゴリズムを実行する波長割当演算装置は、異なるノードに設けられているものに限定されず、１ノードに複数の波長割当演算装置が設けられていても良い。
【０１４８】
（Ｅ−５）上記各実施形態においては、波長割当演算装置がノード内に設けられているものを示したが、他の箇所に設けられていても良い。例えば、ノードに接続されている情報処理装置に搭載されていても良い。また、波長割当機能のみを実行する装置（ノード）がリング状伝送路に設けられていても良い。
【０１４９】
（Ｅ−６）上記第３及び第４の実施形態の説明では、ｎ−１波からｎ波に波長数を増大させる場合を示したが、ｎ−２以下の波長数からｎ波に波長数を増大させるようにしても良い。この場合であっても、ｎ波のいずれかの波長への各ノードの割当方法としては、上記実施形態のものを適用できる。
【０１５０】
（Ｅ−７）上記各実施形態では、徐々に波長数を増大させていく場合を示したが、波長数を、当トラヒック量やノードの削除などに応じて、減少させる場合にも本発明を適用することができる。この場合であっても、ｎ波（減少後の波長数；但し１波は除く）のいずれかの波長への各ノードの割当方法としては、上記実施形態のものを適用できる。
【０１５１】
（Ｅ−８）上記各実施形態では、波長数を増大させる場合に波長割当処理を行うものを示したが、波長数を変えない場合であっても、波長割当処理を行い、各ノードに割り当てる波長を変更するようにしても良い。例えば、所定期間当たりの総トラヒック量は同程度であっても、トラヒック分布が変化したときには、波長割当処理を行って各ノードへの波長割当を見直すようにしても良い。この際の波長割当処理にも、上記実施形態のものを適用できる。
【０１５２】
（Ｅ−９）上記各実施形態で説明した波長数の増大、（Ｅ−７）項の変形実施形態で説明した波長数の減少、（Ｅ−８）項の変形実施形態で説明した同一波長数での割当波長の見直しをダイナミックに切り換える光リング状ネットワークも本発明の技術的範囲に属する。例えば、所定期間当たりの総トラヒック量が減少したときには波長数を減少し、総トラヒック量がかなり増大したときやスループットが低下したノードから波長数増大要請があったときには波長数を増大し、総トラヒック量は変化しないがトラヒック分布が変化したときやスループットが低下したノードから割当波長変更要請があったときには割当波長の見直しを行うようにしても良い。
【０１５３】
（Ｅ−１０）上記各実施形態の説明では、図６に示すような送信ノードと受信ノードの組合せ毎に集計したものをトラヒック分布情報をしたものを示したが、他の形式の情報を適用しても良いことは勿論である。例えば、どちらが送信ノードか受信ノードかを問わず、通信が実行された２ノードの組合せ毎に集計したものであっても良い。
【０１５４】
また例えば、受信ノードを考慮せず、トークンの獲得割合を各ノード毎に集計したものであっても良い。この場合には、中継トラヒック量を最小化するという観点からの適応度（評価値）ではなく、同一波長に割り当てられた複数のノードのトークンの獲得割合の総和が、他のノードグループとバランスさせるという観点からの適応度（評価値）を適用することになる。
【０１５５】
（Ｅ−１１）上記各実施形態においては、２ノード間の通信状況の強弱を予め考慮することなく、波長割当処理を行うものを示したが、２ノード間の通信状況の強弱を反映できるような波長割当処理であっても良い。例えば、ある２ノード間のトラヒック量が大きな所定閾値より大きい場合には、同一波長を割り当てるという条件を定め、遺伝子コードの初期割当や、交叉や、突原変異などもこの条件下で実行させるようにしても良い。逆に、ある２ノード間のトラヒック量が小さな所定閾値より小さい場合には、異なる波長を割り当てるという条件を定め、遺伝子コードの初期割当や、交叉や、突原変異などもこの条件下で実行させるようにしても良い。
【０１５６】
（Ｅ−１２）上記各実施形態においては、光リング状ネットワークの構成要素が各ノードに対する割当て波長を自動的に定めるものを示したが、保守員などが別個独立した情報処理装置を用いて決定した割当波長を外部から光リング状ネットワークに設定するものであっても良い。
【０１５７】
（Ｅ−１３）上記各実施形態においては、異なる波長が割り当てられたノード間でも通信を行うことができるものを示したが、異なる波長が割り当てられたノード間での通信を認めないものであっても良い。このようにしても、あたかも複数の光リング状ネットワークをリング状伝送路を共有化させて（光ファイバの敷設量を少なくさせて）実現できるという効果を奏することができる。
【０１５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、複数のノードが同一のリング状伝送路に接続されている光リング状ネットワークにおいて、ｎ（ｎは２以上の整数）個の波長のいずれかを各ノードに割当て、各ノードは、割り当てられた波長の光信号を送受信するようにしたので、同一のリング状伝送路を異なる波長の光信号が流れるが、各ノードは、自己に割り当てられた波長の光信号だけを対象とすれば良く、ネットワークが複数波長を使用するものであっても、部品数の削減、ひいてはコスト削減などを期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のリング状ネットワークにおいて２個のリングパスが設定された状態を示すブロック図である。
【図２】従来のリング状ネットワーク及びその通信動作の説明図である。
【図３】第１の実施形態のリング状ネットワークにおいて１個のリングパスが設定された状態を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態のノードの内部構成を示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態のマスターノードの内部構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態におけるトラヒック統計情報例（トラヒックマトリックス）の説明図である。
【図７】第１の実施形態の各ノードに対する波長割当処理の説明図である。
【図８】第２の実施形態の各ノードに対する波長割当処理で使用される遺伝子コードの説明図である。
【図９】第２の実施形態の各ノードに対する波長割当処理（遺伝的アルゴリズム）を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態の各ノードに対する波長割当処理での遺伝子コードの変化などを示す説明図である。
【図１１】第３の実施形態のマスターノードの内部構成を示すブロック図である。
【図１２】第３の実施形態の各ノードに対する波長割当処理（遺伝的アルゴリズム）での適応度の説明図である。
【図１３】第４の実施形態のノードの内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２００…光リング状ネットワーク、
２０１…マスターノード、
２０２〜２０６…ノード、
２０７…光ファイバ、
３０１、３０９、４０１、４１０、９０１、９１０、１１０１、１１０９…光アンプ、
３０２、１１０２…可変波長フィルタ、
３０３、４０３−１、４０３−２、９０３−１〜９０３−Ｎ、１１０３…光／電気変換器、
３０４、４０４、９０４、１１０４…メディアアクセス制御部、
３０５、４０５、９０５、１１０５…スイッチング部、
３０６、１１０６…波長制御部、
３０７、４０８−１、４０８−２、９０８−１〜９０８−Ｎ、１１０７…電気／光変換器、
３０８、４０９、９０９、１１０８…光結合器、
４０６、９０６…トラヒック統計情報収集装置、
４０７、９０７、１１１０…波長割当演算装置。
【図１】
0004168553.tif 000003
【図２】
0004168553.tif 000004
【図３】
0004168553.tif 000005
【図４】
0004168553.tif 000006
【図５】
0004168553.tif 000007
【図６】
0004168553.tif 000008
【図７】
0004168553.tif 000009
【図８】
0004168553.tif 000010
【図９】
0004168553.tif 000011
【図１０】
0004168553.tif 000012
【図１１】
0004168553.tif 000013
【図１２】
0004168553.tif 000014
【図１３】
0004168553.tif 000015