(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ネットワークを構成する光ノードの各々が、
着信光ノード毎に各出リンクを使用した時の該着信光ノードまでの距離情報を保持する距離情報保持手段と、
到着した光バースト信号を転送制御する転送制御手段と、
通知手段とを具備し、
前記転送制御手段は、光バースト信号が到着すると、前記距離情報保持手段に保持した距離情報に基づいて、空きチャンネルまたは空きバッファを有し、該光バースト信号の着信光ノードまでの距離が最小である出リンクを選択して該バースト信号を転送し、
前記通知手段は、自ノードアドレスを付加して自ノードまでの平均距離がゼロであること示す平均距離情報を隣接光ノードに定期的に通知し、また、隣接光ノードから光ネットワーク内のある着信光ノードまでの平均距離情報の通知を受信すると、受信した平均距離情報と隣接光ノードへの出リンクの距離の和を計算し、この計算結果を該着信光ノードまでの距離情報として前記距離情報保持手段に保持させると共に、該計算結果と各出リンクの閉塞率に基づいて自ノードから該着信光ノードまでの平均距離情報を計算し、該平均距離情報を、前記隣接光ノードからの通知に含まれている光ノードアドレスに自ノードアドレスを加えて、通知を受信した隣接光ノード以外の隣接光ノードに通知することを特徴とする光バースト信号ルーチング方式。
【請求項２】
前記距離情報が、光ノード間の転送遅延あるいは光ノード経由数に応じたものであることを特徴とする請求項１に記載の光バースト信号ルーチング方式。
【請求項３】
光バースト信号には該光バースト信号が転送されてきた転送距離情報が付加されており、前記転送制御手段は、さらに、到着した光バースト信号に付加されている前記転送距離情報に自ノードが選択した出リンクの距離情報を加算し、この加算結果が予め決められた閾値を超えている場合には該光バースト信号を廃棄し、越えていない場合には前記加算結果を転送距離情報として転送されてきたバースト信号に付加して転送することを特徴とする請求項１または２に記載の光バースト信号ルーチング方式。
【請求項４】
前記通知手段は、自ノードから着信光ノードまでの平均距離情報を計算するに際し、全ての出リンクが閉塞していた時の自ノードから着信光ノードまでの仮想的な距離を表す定数を用いることを特徴とする請求項１に記載の光バースト信号ルーチング方式。
【請求項５】
隣接光ノードから光ネットワーク内のある着信光ノードまでの平均距離情報の通知を受信すると、前記通知手段は、該通知に自ノードアドレスが付加されているか否かを調べ、付加されている場合には該通知を廃棄することを特徴とする請求項１または４に記載の光バースト信号ルーチング方式。
【請求項６】
前記通知手段は、自ノードまでのホップ数が１であること含ませて、自ノードまでの距離がゼロであることを示す平均距離情報を隣接光ノードに定期的に通知し、光ネットワークを構成する各光ノードの前記通知手段は、通知に含まれているホップ数に１を加え、その結果のホップ数が予め定められた閾値を越えない時にのみ該ホップ数を含ませて、通知を受信した隣接光ノード以外の隣接光ノードに自ノードが計算した平均距離情報を通知することを特徴とする請求項１，４，５のいずれかに記載の光バースト信号ルーチング方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光バースト信号ルーチング方式に関し、特に、バッファを持たない、あるいは持っていてもバッファとしての機能すなわち遅延機能に限度がある光ノードによって構成される光ネットワークにより、転送遅延や転送途中での廃棄を低く抑えつつ、可変長光バーストを効率的に転送することができる光バースト信号ルーチング方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
着信光ノード等を指示するラベル部分とデータ部分からなる光バースト信号を光ネットワークを通して転送しようとする場合、光ネットワークを構成する各光ノードにおいて光バースト信号のラベル部分が解析され、その解析結果に従って光バースト信号が転送される。光バースト信号のラベル部分は一旦光電気信号に変換されて解析されるものの、データ部分は光信号の形のままで転送される。
【０００３】
光バッファは、光遅延線などを使って構成することができるが、光遅延線は装置規模も大きく、その遅延量に限度があり、このために光ノードにおいて持つバッファの機能は限度があるものである。このような光ノードにおいて光バースト信号を着信光ノードまでの距離が最小の出リンクを通して転送しようとする際、その出リンクが他の光バースト信号に占有されて使用できない場合には、空きの出リンクを迂回用の出リンクとして選択して光バースト信号を転送することが行われているが、従来、空きの出リンクからの迂回用の出リンクはランダムに選択されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来では迂回用の出リンクとして空きの出リンクがランダムに選択されるため、光ノード経由数すなわちホップ数や光バースト信号の転送遅延が小さいルートが選択されるとは限らない。したがって、光バースト信号の転送遅延を低く抑えることができず、また、転送遅延が一定以上になった場合に廃棄される光バースト信号の廃棄率を低く抑えることはできず、効率的な転送が行われない。
【０００５】
本発明の目的は、光ノード経由数や転送遅延を考慮して定められる優先順序に従った迂回用の出リンクの選択が可能になるようにすることにより、バッファとしての機能を全く持っていないか、持ってもその機能すなわち遅延機能に限度がある光ノードにおいても、転送遅延や転送途中での廃棄を低く抑えつつ、可変長光バーストを効率的に転送することができる光バースト信号ルーチング方式を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、光ネットワークを構成する光ノードの各々が、着信光ノード毎に各出リンクを使用した時の該着信光ノードまでの距離情報を保持する距離情報保持手段と、到着した光バースト信号を転送制御する転送制御手段と、通知手段とを具備し、前記転送制御手段は、光バースト信号が到着すると、前記距離情報保持手段に保持した距離情報に基づいて、空きチャンネルまたは空きバッファを有し、該光バースト信号の着信光ノードまでの距離が最小である出リンクを選択して該バースト信号を転送し、前記通知手段は、自ノードアドレスを付加して自ノードまでの平均距離がゼロであること示す平均距離情報を隣接光ノードに定期的に通知し、また、隣接光ノードから光ネットワーク内のある着信光ノードまでの平均距離情報の通知を受信すると、受信した平均距離情報と隣接光ノードへの出リンクの距離の和を計算し、この計算結果を該着信光ノードまでの距離情報として前記距離情報保持手段に保持させると共に、該計算結果と各出リンクの閉塞率に基づいて自ノードから該着信光ノードまでの平均距離情報を計算し、該平均距離情報を、前記隣接光ノードからの通知に含まれている光ノードアドレスに自ノードアドレスを加えて、通知を受信した隣接光ノード以外の隣接光ノードに通知点に第１の特徴がある。
【０００７】
また、本発明は、前記距離情報が、光ノード間の転送遅延あるいは光ノード経由数である点に第２の特徴がある。
【０００８】
また、本発明は、光バースト信号には該光バースト信号が転送されてきた転送距離情報が付加されており、前記転送制御手段は、さらに、到着した光バースト信号に付加されている前記転送距離情報に自ノードが選択した出リンクの距離情報を加算し、この加算結果が予め決められた閾値を超えている場合には該光バースト信号を廃棄し、越えていない場合には前記加算結果を転送距離情報として転送されてきたバースト信号に付加して転送する点に第３の特徴がある。
【００１０】
また、本発明は、前記通知手段が、自ノードから着信光ノードまでの平均距離情報を計算するに際し、全ての出リンクが閉塞していた時の自ノードから着信光ノードまでの仮想的な距離を表す定数を用いる点に第４の特徴がある。
【００１１】
また、本発明は、隣接光ノードから光ネットワーク内のある着信光ノードまでの平均距離情報の通知を受信すると、前記通知手段は、該通知に自ノードアドレスが付加されているか否かを調べ、付加されている場合には該通知を廃棄する点に第５の特徴がある。
【００１２】
さらに、本発明は、前記通知手段は、自ノードまでのホップ数が１であることを含ませて、自ノードまでの距離がゼロであることを示す平均距離情報を隣接光ノードに定期的に通知し、光ネットワークを構成する各光ノードの前記通知手段は、通知に含まれているホップ数に１を加え、該ホップ数が予め定められた閾値を越えない時にのみ該ホップ数を含ませて、通知を受信した隣接光ノード以外の隣接光ノードに自ノードが計算した平均距離情報を通知する点に第６の特徴がある。
【００１３】
第１の特徴によれば、着信光ノードまでの距離情報に基づく優先順序に従った迂回用の出リンクの選択が可能になり、バッファとしての機能を全く持っていないか、持ってもその機能すなわち遅延機能に限度がある光ノードにおいても、転送遅延や転送途中での廃棄を低く抑えつつ、可変長光バーストを効率的に転送することができる。
また、光ノードの各々が定期的に着信光ノードまでの距離情報を計算して保持し、この情報に基づいて光バーストを効率的に転送することができる。
【００１４】
また、第２の特徴によれば、距離として光ノード経由数や転送遅延を考慮することにより、光ノード経由数や転送遅延の小さいルートを使用して効率的に光バースト信号を転送することができる。また、第３の特徴によれば、光バースト信号の光ノード経由数や転送遅延などの転送距離が閾値を越える場合には該光バースト信号は廃棄されるため、光バースト信号の廃棄率を低く抑えつつ、効率的に光ネットワーク内の光バースト信号の輻輳を回避することができ、また、光ネットワークの出口では、着信光バースト信号の順序制御に伴う遅延を小さくすることができる。
【００１６】
また、第４の特徴によれば、光ノードにおける光バースト廃棄率を考慮した仮想的な距離を考えることにより、光バースト廃棄率の小さなルートを使って光バースト信号を転送することができるようになる。
【００１７】
さらに、第５および第６の特徴によれば、平均距離情報の通知メッセージに経由光ノードアドレスやホップ数を書き込み、それらに基づいて通知の制御を行うため、平均距離情報の通知メッセージが光ネットワーク内に氾濫することを防ぐことができ、各光ノードは効率的にルーチングテーブルを更新することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明が適用される光ネットワークの一例の概念図であり、この光ネットワークは、光ノードｓ、１〜ｎ、ｄを含む。なお、同図では、本発明の説明に特に必要な部分のみを示し、点線部分は、光ノードを含むことができる多数の異なるルートが存在することを示している。
【００１９】
今、光ノードｓから光ノードｄへの光バースト信号の転送を想定する。すなわち、光ノードｓを対象光ノード、光ノードｄを着信光ノード、光ノード１〜ｎを対象光ノードｓに隣接する隣接光ノードとし、対象光ノードｓと隣接光ノード１、・・・、ｎとはそれぞれ距離Ｌｓ，１、・・・、Ｌｓ，ｎの出リンク（ｓ，１）、・・・、（ｓ，ｎ）で結合されているとする。距離Ｌｓ，１、・・・、Ｌｓ，ｎは、光ノードｓ−１、・・・、ｓ−ｎ間で生じる光バースト信号の転送遅延の程度を表すものであり、距離そのものでなくても距離情報、すなわち距離に関する情報であればよく、例えば、光バースト信号の転送遅延量そのものやホップ数とすることができる。
【００２０】
光ネットワークを構成する各光ノードは、着信光ノード毎に、各出リンクを使用したときの該着信光ノードまでの距離をルーチングテーブルとして保持する。
【００２１】
図２は、対象光ノードｓが保持するルーチングテーブルの一例を示し、着信光ノードｄについては対象光ノードｓから隣接ノード１、・・・、ｎに至る出リンク（ｓ，１）、・・・、（ｓ，ｎ）を経由しての距離がそれぞれＤｓ，１，ｄ、・・・Ｄｓ，ｎ，ｄであることを示している。なお、ルーチングテーブル中では出リンクを隣接光ノードと同符号で表している。
【００２２】
対象光ノードｓから出リンク（ｓ，１）、・・・、（ｓ，ｎ）を経由しての着信光ノードｄまで至る距離、すなわちルーチングテーブルに保持するＤｓ，１，ｄ、・・・Ｄｓ，ｎ，ｄ  は、図３のフローチャートに従って求めることができる。
【００２３】
まず、対象光ノードｓからの各出リンク（ｓ，１）、・・・、（ｓ，ｎ）の距離Ｌｓ，１、・・・、Ｌｓ，ｎを設定する（ステップＳ１）。これらの距離Ｌｓ，１、・・・、Ｌｓ，ｎは、対象光ノードｓにおいて隣接光ノード１、・・・、ｎまでの距離として予め求められたものであり、距離を、例えばホップ数とする場合には全て「１」となる。次に、自ノードｓへの平均距離をゼロに設定し、他の全ての着信光ノードまでの距離を無限大に設定する（ステップ２）。以上のステップ１および２は、初期化処理である。なお、以下では平均距離は、記号に〔〕を付して表す。
【００２４】
次に、タイマをセットし（ステップＳ３）、イベント待ちの状態になる（ステップＳ４）。タイマにセットされる時間は、隣接ノード１、・・・、ｎが自ノードｓまでの距離を計算するように隣接光ノード１、・・・、ｎに通知する一定周期に相当する時間である。タイマがタイムアウトすると（ステップＳ５）、対象光ノードｓは、自ノードアドレスを付け、ホップ数を１に設定して自ノードまでの平均距離がゼロであることを隣接光ノード１、・・・、ｎへ通知し（ステップＳ６）、再びタイマをセットし（ステップＳ７）、ステップＳ４に戻ってイベント待ちの状態になる。
【００２５】
隣接ノード１、・・・、ｎは、この通知により対象光ノードｓを着信ノードとした場合の距離を計算し、また、両者間のホップ数が１であることが通知される。距離の計算は、隣接光ノード１、・・・、ｎにおける図３のステップＳ８以下で行われる。
【００２６】
対象光ノードｓは、イベント待ちの状態において（ステップＳ４）隣接光ノード１、・・・、ｎからある着信光ノード、例えば着信光ノードｄまでの平均距離〔Ｄ１，ｄ、〕、・・・、〔Ｄｎ，ｄ〕を受信すると（ステップＳ８）、それに自ノードアドレスが付加されているか否かを判断する（ステップＳ９）。ここで自ノードアドレスが付加されていると判断された場合にはその通知を廃棄する（ステップＳ１０）。この処理は、以後の通知をなくして光ネットワーク内における通知の不必要な巡回を防ぐためのものであり、これにより平均距離情報の通知メッセージが光ネットワーク内に氾濫することが防止され、各光ノードは効率的にルーチングテーブルを更新することができるようになる。
【００２７】
ステップＳ９において隣接光ノード１、・・・、ｎからの通知に自ノードアドレスが付加されていないと判断された場合には、通知された平均距離〔Ｄ１，ｄ、〕、・・・、〔Ｄｎ，ｄ〕と出リンク（ｓ，１）、・・・、（ｓ，ｎ）の距離Ｌｓ，１、・・・、Ｌｓ，ｎとから該出リンクｉを使用した時の自ノードｓから該着信光ノードｄまでの距離Ｄｓ，ｉ，ｄを下記（１）式により計算し、上記ルーチングテーブルにおける該着信光ノードｄまでの距離Ｄｓ，ｉ，ｄを更新する（ステップＳ１１）。また、更新された各出リンクｉを使用した時の該着信光ノードｄまでの距離Ｄｓ，ｉ，ｄと各出リンクｉの閉塞率から該着信光ノードまでの平均距離〔Ｄｓ，ｄ〕を下記（２）式により計算する（ステップＳ１２）。
0003838501.tif 000002
ここで、各シンボルの意味は次の通りである。
Ｄｓ，ｉ，ｄ：光ノードｓから隣接光ノードｉ（ｉ＝１〜ｎ）を経由して着信光ノードｄまで至る距離。
Ｌｓ，ｉ：光ノードｓから隣接光ノードｉ（ｉ＝１〜ｎ）への出リンク（ｓ，ｉ）の距離。
Ｂｓ，ｉ：光ノードｓから隣接光ノードｉ（ｉ＝１〜ｎ）への出リンク（ｓ，ｉ）の閉塞率。
〔Ｄｉ，ｄ〕：隣接光ノードｉ（ｉ＝１〜ｎ）から着信光ノードｄまでの平均距離。
【００２８】
また、光ノードｓから隣接光ノードｉ（ｉ＝１〜ｎ）を経由して着信光ノードｄまで至る距離Ｄｓ，ｉ，ｄと隣接光ノードｉ（ｉ＝１〜ｎ）から着信光ノードｄまでの平均距離は、下記（３）〜（５）式によっても計算することができる。
0003838501.tif 000003
ここで、シンボルＤｓ，ｉ，ｄ 、Ｌｓ，ｉ 、Ｂｓ，ｉ 、〔Ｄｉ，ｄ〕の意味は、上記（１）、（２）式と同じであり、シンボルＣの意味は次の通りである。
Ｃ：全ての出リンクが閉塞していた時の光ノードｓから着信光ノードｄまでの仮想的な距離を表す定数。
【００２９】
上記（３）〜（５）式は、仮想的な隣接光ノードｎ＋１を導入し、Ｃの値を十分大きな値に設定することにより光パケットの転送遅延は考えず、できるだけ光パケットの廃棄率を抑えることができるようにしたものである。すなわち、Ｃの値を大きくすることにより、全ての出リンクが閉塞しているノードへの出リンクを避けるように光バースト信号が送出される。また、Ｃの値を零に設定することにより、光パケットの廃棄率は考えず、できるだけ光パケットの転送遅延を抑えることができ、上記（１）、（２）式は、これに相当する。これは、後に説明するように、着信光ノードまでの距離が最小のものを光バースト信号の送出先として選択するというアルゴリズムによるものである。なお、Ｃは、可変の定数にすることができる。
【００３０】
次に、隣接光ノード１、・・・、ｎからの通知内のホップ数に１を加算する（ステップＳ１３）。この加算結果のホップ数が閾値より大きいか否かを判断し（ステップＳ１４）、大きければ隣接ノードからの通知を廃棄し（ステップＳ１５）、大きくなければステップＳ１２で計算された平均距離に自ノードアドレスおよびステップＳ１３で得られたホップ数を付加して、通知を受けた隣接光ノード以外の隣接光ノードへ通知する。ステップＳ１３〜Ｓ１５もステップＳ９およびＳ１０と同様に、光ネットワーク内に通知が不必要に巡回するのを防ぐための処理であり、必ずしも必要なものではないが、閾値を適当に設定することによりさらに効果的に不必要な巡回を防ぎ、平均距離情報の通知メッセージが光ネットワーク内に氾濫することが防止される。なお、この処理は、ステップＳ８以下ならどの段階で行ってもよく、また、通知されたホップ数に１を加算することなく、ホップ数が１少ない状態で判断するようにすることもできる。
【００３１】
図３のフローチャートから明らかなように、図１の対象光ノードｓは、着信光ノードが隣接光ノード１、・・・ｎである場合には隣接光ノード１、・・・、ｎから自ノードまでの平均距離がゼロであるという通知を受けるため、ルーチングテーブルの距離情報としてＤｓ，１，ｄ（＝Ｌｓ，１）、・・・、Ｄｓ，ｎ，ｄ（＝Ｌｓ，ｎ）を含む情報を保持し、それ以遠の着信光ノードに対しては隣接光ノード１、・・・、ｎで計算された平均距離と該隣接光ノードへの出リンクの距離とを加算して得られる距離情報、例えば、Ｄｓ，ｉ，ｄ＝〔Ｄｉ，ｄ〕＋Ｌｓ，ｉを保持する。
【００３２】
次に、各光ノードが以上のようにして定期的に求めた、各出リンクを使用したときの着信光ノードまでの距離情報Ｄｓ，ｉ，ｄをルーチングテーブルとして保持していることを前提として、対象光ノードｓにおける光バースト信号の転送処理について図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３３】
光バースト信号待ちの状態（ステップＳ１）において光バースト信号が到着し（ステップＳ２）、着信ノードｄまでの距離が最小の出リンクを通して転送しようとする際、その出リンクが他の光バースト信号に占有されて使用できないとすると、対象光ノードｓは、上記のようにして求めた自己が保持しているルーチングテーブルに基づいてその出リンク以外の未探索で着信光ノードまでの距離が最小の出リンクを選択し（ステップＳ３）、該出リンクが空きであるか否かを調べる（ステップＳ４）。該出リンクが空きならば該出リンクを光バースト信号の送出先として選択し、空きでないならばステップ３に戻るループを繰り返すことにより空いている出リンクの内で着信光ノードまでの距離が最小のものを光バースト信号の送出先として選択する。
【００３４】
次に、光バースト信号に付加されているそれが転送されてきた転送距離、すなわち発信光ノードから自ノードに至るまでの光ノード経由数や転送遅延などの距離に、ステップＳ３およびＳ４により自ノードが選択した出リンクの距離を加算して転送距離を更新する（ステップＳ５）。この更新された転送距離を閾値と比較・判断し（ステップＳ６、Ｓ７）、転送距離が閾値を越えているときには、該光バースト信号は許容値以上の転送遅延を生じるものとして廃棄し（ステップＳ８）、光バースト信号の無用な転送を防止し、ステップＳ１に戻って次の光バースト信号の到着を待つ。また、転送距離が閾値以下のときには、光バースト信号に該転送距離を付加してステップＳ３およびＳ４で選択した出リンクに送出する（ステップＳ９）。
【００３５】
なお、図４のフローチャートのステップＳ６に示すように、光バースト信号が許容値以上の転送遅延があるかの判断を更新後の転送距離に基づいて行えば、更新の結果、転送遅延が大きくて送出するには不適当な光バースト信号の送出を防ぐことができるが、この判断は、更新前の転送距離に基づいて行うようにすることもでき、このようにすれば廃棄するものについてのステップＳ３以下の処理が省略される。
【００３６】
本発明は、光ノード経由数や転送遅延の小さなルートを使用して光バースト信号を転送することができるので、光の伝送速度で光バースト信号の転送を行うような将来の高速光ネットワークにおけるルーチング制御に応用できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、光バースト信号を転送する際に、光ノード経由数や転送遅延を考慮することにより、光ノード経由数や転送遅延などの小さいルートを使用して効率的に光バースト信号が転送される。
【００３８】
また、自ノードから着信光ノードまでの平均距離情報を計算するに際し、全ての出リンクが閉塞していた時の自ノードから着信光ノードまでの仮想的な距離を表す定数、すなわち、光ノードにおける光バースト廃棄率を考慮した仮想的な距離を考えることにより、光バースト廃棄率の小さなルートを使って光バースト信号を転送することができるようになる。
【００３９】
また、光バースト信号の光ノード経由数や転送遅延などの転送距離が閾値を越える場合には該光バースト信号が廃棄されるため、光バースト信号の廃棄率を低く抑えつつ、効率的に光ネットワーク内の光バースト信号の輻輳を回避することができ、また、光ネットワークの出口では、着信光バースト信号の順序制御に伴う遅延を小さくすることができる。
【００４０】
また、平均距離情報の通知メッセージに経由光ノードアドレスやホップ数を書き込み、それらに基づいて通知の制御を行うため、平均距離情報の通知メッセージが光ネットワーク内に氾濫することが防止され、各光ノードは効率的にルーチングテーブルを更新することができる。さらに、各光ノードが自律分散的に光バースト信号のルーチング制御を行うため、光ネットワーク全体を管理する装置が不要になるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用される光ネットワークの一例の概念図である。
【図２】  光ノードが保持するルーチングテーブルの一例の説明図である。
【図３】  対象光ノードから各出リンクを経由して着信光ノードまでの距離を求める手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】  対象光ノードにおける光バースト信号の転送処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
ｓ・・・対象光ノード、１〜ｎ・・・隣接ノード、ｄ・・・着信光ノード
【図１】
0003838501.tif 000004
【図２】
0003838501.tif 000005
【図３】
0003838501.tif 000006
【図４】
0003838501.tif 000007