(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光伝送路に光パケット信号を送信する複数の通信ノードと、前記複数の光伝送路から入力する光パケット信号の経路制御を行う光パケットルーティング装置とにより構成され、前記光パケットルーティング装置は前記光パケット信号とは異なる波長の光ラベル信号に設定された経路制御情報に基づいて経路制御を行う構成である光パケットルーティングシステムにおいて、
１本の光伝送路中を伝搬するそれぞれ波長の異なる複数の光パケット信号の各経路制御情報を時分割多重し、複数の光パケット信号と異なる１波長の光ラベル信号を生成して前記光パケットルーティング装置に伝送し、
前記光パケットルーティング装置は、前記１波長の光ラベル信号を受信して時分割分離し、前記複数の光パケット信号の各経路制御情報に基づいて各光パケット信号の経路制御を行う構成である
ことを特徴とする光パケットルーティングシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の光パケットルーティングシステムにおいて、
前記１波長の光ラベル信号は、各光伝送路ごとに波長多重する複数の光パケット信号の経路制御情報をビット多重またはフレーム多重して構成される
ことを特徴とする光パケットルーティングシステム。
【請求項３】
光伝送路を伝搬するそれぞれ波長の異なる複数の光パケット信号と異なる波長の光ラベル信号に設定された経路制御情報に基づいて、前記複数の光パケット信号の経路制御を行う光パケットルーティング方法において、
前記複数の光パケット信号の各経路制御情報を時分割多重し、複数の光パケット信号と異なる１波長の光ラベル信号を生成して送信し、
前記１波長の光ラベル信号を受信して時分割分離し、前記複数の光パケット信号の各経路制御情報に基づいて各光パケット信号の経路制御を行う
ことを特徴とする光パケットルーティング方法。
【請求項４】
請求項３に記載の光パケットルーティングシステムにおいて、
前記１波長の光ラベル信号は、各光伝送路ごとに波長多重する光パケット信号の経路制御情報をビット多重またはフレーム多重して構成される
ことを特徴とする光パケットルーティング方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の光パケットルーティングシステムにおいて、
前記光ラベル信号を形成する経路制御情報はイーサネット（登録商標）フレームで構成される
ことを特徴とする光パケットルーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光パケット信号とは異なる波長で伝送される光ラベル信号に設定された経路制御情報を用いて、光パケット信号を電気信号に変換することなく経路制御（ルーティング）を行う光パケットルーティングシステムおよび光パケットルーティング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各家庭へのブロードバンドサービスの普及によるインターネットや、企業のデータ通信トラヒックの急増、そしてこれらの通信速度の高速化によって、大容量な通信ネットワークの構築が急務となっている。このような伝送容量増大の要求に応えるために、１本の光ファイバ伝送路で異なる波長を有する複数の光信号を伝送する波長分割多重（ＷＤＭ）伝送システムの開発が進められている。最近では、多重数が数百チャネル以上で伝送容量が１Ｔbps を越えるＷＤＭ伝送システムが報告されている。
【０００３】
ところで、ＷＤＭ通信技術は、２地点間の通信ノードの伝送容量を大幅に増大させることができるが、複数の通信ノードで構成される光通信ネットワークを構築する場合には、各通信ノードにおいて波長多重された光信号を波長ごとに分離し、各光信号内のデータパケットをパケットごとにルーティング処理する必要がある。しかし、伝送速度の高速化および大容量化に伴い、電気処理では膨大なデータパケットのルーティング処理能力が限界に達すると考えられている。
【０００４】
最近、この問題の解決手段として、通信ノードやルーティング装置に到着する光パケット信号を電気信号に変換することなく、光の状態（光レイヤ）でルーティング処理を行う技術が注目されている。このような光レイヤで光パケット信号をルーティング処理する光パケットルーティング装置では、光パケット信号の経路制御情報を得る必要があるが、その一つとして光パケット信号とは異なる波長の光ラベル信号を用いる方法（異波長光ラベルスイッチング方式）がある。
【０００５】
図５は、異波長光ラベルスイッチング方式による従来の光パケットルーティングシステムの構成例を示す。なお、通信ノードおよび光パケットルーティング装置は双方向に対応するものであるが、ここでは通信ノードの送信側の構成およびそれに対応する光パケットルーティング装置の構成のみを示す。
【０００６】
図において、各通信ノード５０は、光ラベル信号送信器５１、光パケット信号送信器５２、光合波器５３を有する。光ラベル信号送信器５１から送信される光ラベル信号４１と、光パケット信号送信器５２から送信される光パケット信号４２は、光合波器５３で波長多重されて光伝送路１に送出される。
【０００７】
光パケットルーティング装置６０は、各光伝送路対応に光分波器６１、光ラベル信号受信器６２、光ラベル信号送信器６３、光合波器６４を有し、さらにラベル信号処理部６５、光経路スイッチ制御部６６、光経路スイッチ部６７により構成される。光伝送路１から入力された光ラベル信号４１と光パケット信号４２は光分波器６１で波長分離され、光パケット信号４２は光経路スイッチ部６７に入力され、光ラベル信号４１は光ラベル信号受信器６２で電気信号に変換されてラベル信号処理部６５に入力され、経路制御情報が読み取られる。光経路スイッチ制御部６６は、各光ラベル信号の経路制御情報に従って光経路スイッチ部６７を切り替え、各光パケット信号を対応する出力ポートに出力する。ルーティング処理された各光パケット信号４２は、それぞれ光ラベル信号４１と波長多重されて光伝送路１に送出される。
【０００８】
このような光パケットルーティングシステムでは、低速の光ラベル信号のみを電気処理する構成であるので、光パケットルーティング装置の電気信号によるルーティング処理の負担を軽減することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５の光パケットルーティングシステムでは、各通信ノードごとに１つの光パケット信号および光ラベル信号を波長多重送信する例を示したが、通常は各通信ノードが複数の光パケット信号および光ラベル信号を波長多重して送信することになる。例えば、図６に示す通信ノードのように、光パケット信号送信器５２−１〜５２−３がそれぞれ波長λ４〜λ６の光パケット信号を送信するときに、光ラベル信号送信器５１−１〜５１−３は各光パケット信号に対応する波長λ１〜λ３の光ラベル信号を送信する。光合波器５３は、これらの６波長を波長多重して光伝送路１に送出することになる。
【００１０】
このように従来の光パケットルーティングシステムでは、Ｎ個の波長の光パケット信号をルーティング処理する場合には、Ｎ個の波長の光ラベル信号が必要であり、合計２Ｎ個の波長が必要となって波長帯域の利用効率が低くなっていた。
【００１１】
本発明は、異波長光ラベルスイッチング方式において、複数の光パケット信号に対応する光ラベル信号の波長数を削減し、ネットワークの波長帯域の利用効率を高めることができる光パケットルーティングシステムおよび光パケットルーティング方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数の光伝送路に光パケット信号を送信する複数の通信ノードと、複数の光伝送路から入力する光パケット信号の経路制御を行う光パケットルーティング装置とにより構成され、光パケットルーティング装置は光パケット信号とは異なる波長の光ラベル信号に設定された経路制御情報に基づいて経路制御を行う構成である光パケットルーティングシステムにおいて、１本の光伝送路中を伝搬するそれぞれ波長の異なる複数の光パケット信号の各経路制御情報を時分割多重し、複数の光パケット信号と異なる１波長の光ラベル信号を生成して光パケットルーティング装置に伝送し、光パケットルーティング装置は、１波長の光ラベル信号を受信して時分割分離し、複数の光パケット信号の各経路制御情報に基づいて各光パケット信号の経路制御を行う構成であることを特徴とする。
【００１３】
ここで、１波長の光ラベル信号は、各光伝送路ごとに波長多重する複数の光パケット信号の経路制御情報をビット多重またはフレーム多重して構成される（請求項２）。これにより、従来は光パケット信号の波長多重数分が必要であった光ラベル信号の波長数が大幅に削減され、ネットワークの波長帯域の利用効率を高めることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、光伝送路を伝搬するそれぞれ波長の異なる複数の光パケット信号と異なる波長の光ラベル信号に設定された経路制御情報に基づいて、複数の光パケット信号の経路制御を行う光パケットルーティング方法において、複数の光パケット信号の各経路制御情報を時分割多重し、複数の光パケット信号と異なる１波長の光ラベル信号を生成して送信し、１波長の光ラベル信号を受信して時分割分離し、複数の光パケット信号の各経路制御情報に基づいて各光パケット信号の経路制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
ここで、１波長の光ラベル信号は、各光伝送路ごとに波長多重する光パケット信号の経路制御情報をビット多重またはフレーム多重して構成される（請求項４）。また、光ラベル信号を形成する経路制御情報はイーサネットフレームで構成されることを特徴とする（請求項５）。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（光パケットルーティングシステムの実施形態）
図１は、本発明の光パケットルーティングシステムの実施形態を示す。なお、通信ノードおよび光パケットルーティング装置は双方向に対応するものであるが、ここでは本発明に関する部分として通信ノードの送信側の構成およびそれに対応する光パケットルーティング装置の構成のみを示す。また、ここでは各通信ノードが４つの光パケット信号を送信するものとする。
【００１７】
図において、各通信ノード１０は、パケット信号格納部１１−１〜１１−４、光パケット信号送信器１２−１〜１２−４、ラベル信号生成部１３、光ラベル信号送信器１４、光合波器１５を有する。パケット信号格納部１１−１〜１１−４から光パケット信号送信器１２−１〜１２−４に入力された各パケット信号は、それぞれ波長λ１〜λ４の光パケット信号として送信される。ラベル信号生成部１３で生成された各光パケット信号の経路制御情報を有するラベル信号は時分割多重されて光ラベル信号送信器１４に入力され、波長λ５の光ラベル信号として送信される。光合波器１５は、波長λ１〜λ４の光パケット信号と波長λ５の光ラベル信号を波長多重して光伝送路１に送出する。
【００１８】
光パケットルーティング装置２０は、各光伝送路対応に光分波器２１、光ラベル信号受信器２２、光ラベル信号送信器２３、光合波器２４を有し、さらにラベル信号処理部２５、光経路スイッチ制御部２６、光経路スイッチ部２７を有する。光伝送路１から入力された波長λ１〜λ４の光パケット信号と波長λ５の光ラベル信号は光分波器２１で波長分離され、光パケット信号は光経路スイッチ部２７に入力され、光ラベル信号は光ラベル信号受信器２２で電気信号に変換されてラベル信号処理部２５に入力される。ラベル信号処理部２５に入力されたラベル信号は時分割分離され、各光パケット信号に対応するラベル信号に再構成されてそれぞれの経路制御情報が読み取られる。光経路スイッチ制御部２６は、各光パケット信号に対応する経路制御情報に従って光経路スイッチ部２７を切り替え、各光パケット信号を対応する出力ポートに出力する。
【００１９】
一方、ラベル信号処理部２５は、各光伝送路ごとに波長多重する光パケット信号の経路制御情報を有するラベル信号を時分割多重して光ラベル信号送信器２３に入力し、光ラベル信号に変換される。光ラベル信号送信器２３から送信される光ラベル信号と、光経路スイッチ部２７でルーティング処理された各波長の光パケット信号は、光合波器２４で波長多重されて光伝送路１に送出される。
【００２０】
このように、本発明の光パケットルーティングシステムでは、波長の異なる複数の光パケット信号に対する各経路制御情報を時分割多重することにより、光パケット信号とは異なる１つの波長の光ラベル信号として伝送することができる。これにより、図１の例では４波の光パケット信号に対して１波の光ラベル信号で対応できるようになり、異波長光ラベルスイッチング方式において必要となる光ラベル信号の波長数を大幅に削減し、ネットワークの波長帯域の利用効率を高めることができる。
【００２１】
なお、通信ノード１０の光合波器１５、光パケットルーティング装置２０の光分波器２１および光合波器２４としては、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を用いることができる。
【００２２】
（ラベル信号生成部１３の第１の構成例）
図２は、ラベル信号生成部１３の第１の構成例を示す。なお、パケット信号格納部１１−１〜１１−４、光パケット信号送信器１２−１〜１２−４、光ラベル信号送信器１４、光合波器１５は、図１に示す各部と同様のものである。
【００２３】
図２において、ラベル信号生成部１３は、各光パケット信号の経路制御情報３０−１〜３０−４を出力する経路制御情報出力部３１−１〜３１−４と、各経路制御情報３０−１〜３０−４を時分割多重する時分割多重部３２により構成される。なお、ここでは各経路制御情報３０−１〜３０−４を４ビットで表現し、各ビットをａ，ｂ，ｃ，ｄを付して区別する。
【００２４】
本構成例における時分割多重部３２は、経路制御情報３０−１〜３０−４をビット多重する構成であり、その出力は３０−１ａ，３０−２ａ，３０−３ａ，３０−４ａ，３０−１ｂ，…となる。また、経路制御情報３０−１〜３０−４の各ビット幅をＴとすると、ビット多重された経路制御情報３０−１ａ〜３０−４ｄの各ビット幅はＴ／４となる。このようにビット多重された各光パケット信号に対応する経路制御情報は、光ラベル信号送信器１４で波長λ５の光ラベル信号に変換して送信される。
【００２５】
（ラベル信号生成部１３の第２の構成例）
図３は、ラベル信号生成部１３の第２の構成例を示す。なお、パケット信号格納部１１−１〜１１−４、光パケット信号送信器１２−１〜１２−４、光ラベル信号送信器１４、光合波器１５は、図１に示す各部と同様のものである。
【００２６】
図３において、ラベル信号生成部１３は、各光パケット信号の経路制御情報３０−１〜３０−４を出力する経路制御情報出力部３１−１〜３１−４と、各経路制御情報３０−１〜３０−４を時分割多重する時分割多重部３２により構成される。なお、ここでは各経路制御情報３０−１〜３０−４を４ビットで構成されたフレーム信号とする。
【００２７】
本構成例における時分割多重部３２は、経路制御情報３０−１〜３０−４をフレーム多重する構成であり、その出力は３０−１，３０−２，３０−３，３０−４となる。このようにフレーム多重された各光パケット信号に対応する経路制御情報は、光ラベル信号送信器１４で波長λ５の光ラベル信号に変換して送信される。
【００２８】
（ラベル信号生成部１３の第３の構成例）
図４は、ラベル信号生成部１３の第３の構成例を示す。
図において、ラベル信号生成部１３を構成する経路制御情報出力部３１−１〜３１−４と時分割多重部３２が光インタフェースを介して接続される場合には、経路制御情報出力部３１−１〜３１−４の電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）３３−１〜３３−４と、時分割多重部３２の光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）３４−１〜３４−４との間を光伝送路３５−１〜３５−４を介して接続する。これにより、経路制御情報出力部３１−１〜３１−４から出力される経路制御情報は、一旦光信号に変換され、再度電気信号に変換されて時分割多重部３２に入力されることになる。
【００２９】
なお、以上示したラベル信号生成部１３の経路制御情報出力部３１−１〜３１−４から出力される経路制御情報のプロトコルは、イーサネットプロトコル、ＡＴＭプロトコル、その他のプロトコルであってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光パケットルーティングシステムおよび光パケットルーティング方法は、光伝送路ごとに１波長の光ラベル信号を用いて、波長多重される複数の光パケット信号の経路制御情報を時分割多重（ビット多重、フレーム多重）伝送することができる。これにより、従来は光パケット信号の波長多重数分が必要であった光ラベル信号の波長数が大幅に削減され、ネットワークの波長帯域の利用効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光パケットルーティングシステムの実施形態を示すブロック図。
【図２】ラベル信号生成部１３の第１の構成例を示すブロック図。
【図３】ラベル信号生成部１３の第２の構成例を示すブロック図。
【図４】ラベル信号生成部１３の第３の構成例を示すブロック図。
【図５】異波長光ラベルスイッチング方式による従来の光パケットルーティングシステムの構成例を示すブロック図。
【図６】従来の光パケットルーティングシステムにおける通信ノードの構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
１    光伝送路
１０  通信ノード
１１  パケット信号格納部
１２  光パケット信号送信器
１３  ラベル信号生成部
１４  光ラベル信号送信器
１５  光合波器
２０  光パケットルーティング装置
２１  光分波器
２２  光ラベル信号受信器
２３  光ラベル信号送信器
２４  光合波器
２５  ラベル信号処理部
２６  光経路スイッチ制御部
２７  光経路スイッチ部
３０  経路制御情報
３１  経路制御情報出力部
３２  時分割多重部
３３  電気／光変換器（Ｅ／Ｏ）
３４  光／電気変換器（Ｏ／Ｅ）
３５  光伝送路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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