JP3363603B2 - 格子型ネットワークシステム及びノード間接続装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は格子型ネットワークシス
テム及びノード間接続装置に関し、例えば、２次元格子
型光ネットワークシステム及びそのノード間接続装置に
適用し得るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高速、大規模化に適したパケット
通信用の光ネットワークシステムとして、２次元格子型
ネットワークシステムが注目されている。

【０００３】ここで、格子型ネットワークシステムと
は、複数のノードを格子状（２次元格子状）に配列して
各行及び各列毎にグループ化し、同じグループに属する
任意の２つのノード間では１ホップでパケットを転送
し、異なるグループに属する任意の２つのノード間では
両者が属する２つのグループの交点に位置するノードを
介して２ホップで転送することができるように構成され
たシステムである。

【０００４】このような格子型ネットワークシステムと
しては、例えば、次の文献の図６に記載されたシステム
がある。

【０００５】文献：『 Bo Li and Aura Ganz、「Virtua
l Topologies for WDM Star LANs- The Regular Struct
ures Approach」、IEEE INFOCOM'92 9B.3.1-9B.3.10』 この文献の図６に記載された格子型ネットワークシステ
ムは、論理的には格子型ではあるが、物理的には、１つ
のスターカプラ（ノード間接続装置）を介して、同じグ
ループに属する任意の２つのノードを接続する方式が採
用されている。すなわち、同じグループに属する任意の
２つのノード間の通信には、スターカプラ（ノード間接
続装置）が介在するようになされている。

【０００６】ここで、全てのノードの送信波長を１つの
スターカプラで波長多重（周波数多重）する方式が採用
されている。このため、このネットワークシステムにお
いては、パケット送信波長（パケット送信周波数）の割
り付け方式としては、全てのノード（格子座標）に異な
る波長を割り付ける方式が採用されている。また、この
ネットワークシステムにおいては、パケットのアドレッ
シング方式（パケットの宛先を規定する方式）として、
各パケットをその宛先に応じた波長で送信する方式が採
用されている。

【０００７】言い換えると、送信ノードは、当該送信ノ
ードと、同一グループの受信ノードとの組み合わせ数だ
けのパケット送信波長を多重して送信し、しかも、各送
信ノードのその数のパケット送信波長も異なっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、Ｎ×Ｎ（Ｎ行
Ｎ列）の従来の格子型ネットワークシステムを考えた場
合、各ノードは自己が属する行グループの他のノードへ
の送信波長としてＮ−１種類を有し、また、自己が属す
る列グループの他のノードへの送信波長としてＮ−１種
類を有し、結局、送信波長として２×（Ｎ−１）種類有
する。各ノード毎に、送信波長は異なるので、ネットワ
ークシステム全体としては、２×（Ｎ−１）×Ｎ×Ｎ種
類の送信波長が存在し、スターカプラにおける波長多重
度は、２×（Ｎ−１）×Ｎ×Ｎとなる。また、各ノード
は、２×（Ｎ−１）×Ｎ×Ｎ種類の波長が多重された多
重信号から、自己が属する行グループの他のノードから
のＮ−１種類の送信波長成分と、自己が属する列グルー
プの他のノードからのＮ−１種類の送信波長成分とを弁
別しなければならない。

【０００９】すなわち、各ノードには、２×（Ｎ−１）
種類の波長についての送信構成と受信構成が必要とな
る。その結果、ネットワークシステムの規模を大きくし
ようとすると、各ノードのハードウェア量が大きくなる
ため、大規模化が難しいという問題があった。

【００１０】また、格子状配置を再構成する場合におい
て、所属するグループが変化したノードにおいては、送
受信する信号の波長が変更されるため、その送信構成や
受信構成を一部変更しなければならないという問題があ
った。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、第１の本発明においては、複数のノードを２次元格
子状に配列し、各ノードをそれぞれ各行毎又は各列毎に
グループ化し、その同一行又は同一列グループに属する
ノード間の光通信を、ノード間接続装置を介して行なう
格子型ネットワークシステムにおいて、以下のようにし
た。

【００１２】すなわち、各ノードは、同一行又は同一列
グループ内でそれぞれ異なる所定の送信波長を割り当て
られ、その送信波長毎で更にグループ化されており、ノ
ード間接続装置は、同一行グループ内で接続する場合
に、各ノードからの送信光信号を各送信波長グループ別
で受け取り、各ノードが属する行グループ毎に多重化信
号を形成して、その多重化信号を各ノードが属する行グ
ループの各ノードに各送信波長グループ別で与えるもの
であって、各送信波長グループ別で各行グループ毎の信
号内部経路が固定的に設定されている行側接続手段と、
同一列グループ内で接続する場合に、各ノードからの送
信光信号を各送信波長グループ別で受け取り、各ノード
が属する列グループ毎に多重化信号を形成して、その多
重化信号を各ノードが属する列グループの各ノードに各
送信波長グループ別で与えるものであって、各送信波長
グループ別で各列グループ毎の信号内部経路が固定的に
設定されている列側接続手段とを備え、行側接続手段、
及び又は、列側接続手段が、各送信波長グループ別で各
行及び又は各列グループ毎の信号内部経路を切り替え
て、信号内部経路に対応するノードの論理的な配置を変
更する。

【００１３】また、第２の本発明においては、複数のノ
ード間で信号を伝送するためにこれら複数のノードを接
続するノード間接続装置を、以下の各手段を備えるよう
に構成した。

【００１４】すなわち、同一行グループ内で接続する場
合に、各ノードからの送信光信号を各送信波長グループ
別で受け取り、それら各送信光信号をそれぞれ固定的に
設定された内部経路を介して、各ノードが属する行グル
ープに振り分ける行側光信号振分け部と、各行グループ
毎に振り分けられた送信光信号を各行グループ毎に多重
化する多重化部と、多重化部から分配された各行グルー
プ毎の多重化信号を、各送信波長グループ毎で受け取
り、それら多重化信号をそれぞれ固定的に設定された内
部経路を介して、各ノードが属する行グループの各ノー
ドに分配する行側光信号分配部とを有する行側接続装置
と、同一列グループ内で接続する場合に、各ノードから
の送信光信号を各送信波長グループ別で受け取り、それ
ら各送信光信号をそれぞれ固定的に設定された内部経路
を介して、各ノードが属する列グループに振り分ける列
側光信号振分け部と、各列グループ毎に振り分けられた
送信光信号を各列グループ毎に多重化する多重化部と、
多重化部から分配された各列グループ毎の多重化信号
を、各送信波長グループ毎で受け取り、それら多重化信
号をそれぞれ固定的に設定された内部経路を介して、各
ノードが属する列グループの各ノードに分配する列側光
信号分配部とを有する列側接続装置とを備える。

【００１５】

【作用】第１の本発明の格子型ネットワークシステムに
おいて、各ノードは、同一行又は同一列グループ内でそ
れぞれ異なる所定の送信波長を割り当てられ、その送信
波長毎で更にグループ化されており、ノード間接続装置
は、行側接続手段と列側接続手段とを有しており、行側
接続手段が、同一行グループ内で接続する場合に、各ノ
ードからの送信光信号を各送信波長グループ別で受け取
り、各ノードが属する行グループ毎に多重化信号を形成
して、その多重化信号を各ノードが属する行グループの
各ノードに各送信波長グループ別で与えるものであっ
て、各送信波長グループ別で各行グループ毎の信号内部
経路が固定的に設定されており、列側接続手段が、同一
列グループ内で接続する場合に、各ノードからの送信光
信号を各送信波長グループ別で受け取り、各ノードが属
する列グループ毎に多重化信号を形成して、その多重化
信号を各ノードが属する列グループの各ノードに各送信
波長グループ別で与えるものであって、各送信波長グル
ープ別で各列グループ毎の信号内部経路が固定的に設定
されており、行側接続手段、及び又は、列側接続手段
が、各送信波長グループ別で各行及び又は各列グループ
毎の信号内部経路を切り替えて、信号内部経路に対応す
るノードの論理的な配置を変更する。

【００１６】

【００１７】同一送信波長でもグループ化させており、
ノード間接続装置の入出力を、この同一送信波長グルー
プを単位に行なっているので、ネットワークシステムの
論理的配置を再構成する場合において、同一送信波長を
有するノード間の位置を変更するようにすれば、ノード
内構成を変更させることなく（送信波長及び受信波長を
変更する必要がなく）、ノード間接続装置の行側接続手
段及び列側接続手段の構成を変更することで再構成を実
現できる。

【００１８】第２の本発明はノード間接続装置単独の発
明であり、作用は第１の本発明におけるノード間接続装
置と同様である。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を、３×３の格子型光ネットワ
ークシステム及びそのノード間接続装置に適用した一実
施例を図面を参照しながら詳述する。

【００２０】（Ａ）実施例の構成 (A-1) 論理的配置及び波長の割当て まず、この実施例のネットワークシステムにおけるノー
ドの論理的配置及び送信波長の割当てについて、図２を
参照しながら説明する。

【００２１】計９個のノードＮＤ−１〜ＮＤ−９は、論
理的には、図２に示すように、３×３の格子状に配置さ
れている。各ノードＮＤ−１、…、ＮＤ−９はそれぞ
れ、いずれかの行グループＲＧ１、ＲＧ２、ＲＧ３に属
し、かつ、いずれかの列グループＣＧ１、ＣＧ２、ＣＧ
３に属している。１回の通信（１ホップ）では、同一行
グループＲＧ１、ＲＧ２、ＲＧ３内、又は、同一列グル
ープＣＧ１、ＣＧ２、ＣＧ３内の２個のノード間でのみ
通信できるようになされている。従って、行グループＲ
Ｇ１、ＲＧ２、ＲＧ３も列グループＣＧ１、ＣＧ２、Ｃ
Ｇ３も異なる２個のノード間では、両ノードのそれぞれ
に対して行グループ又は列グループが共通の中継ノード
を介した２回の通信（２ホップ）で通信を実行するよう
になされている。

【００２２】この実施例では、ネットワークシステム全
体として、送信波長はλ１、λ２、λ３の３種類である
（なお、Ｎ×Ｎの場合にはＮ種類である）。すなわち、
行グループＲＧ１、ＲＧ２、ＲＧ３での通信に使用する
送信波長も、列グループＣＧ１、ＣＧ２、ＣＧ３での通
信に使用する送信波長も同じ３種類のλ１、λ２、λ３
になされている。

【００２３】各ノードＮＤ−１、…、ＮＤ−９には、図
２に示すように、１種類の送信波長λ１、λ２又はλ３
が割り当てられており、自ノードが属する行グループの
他のノードに送信（中継送信を含む）するときにも、自
ノードが属する列グループの他のノードに送信（中継送
信を含む）するときにも、割り当てられているその送信
波長を用いる。

【００２４】また、図２に示すように、同一行グループ
内のノードの割り当て送信波長が異なり、かつ、同一列
グループ内のノードの割り当て送信波長が異なるよう
に、各ノードＮＤ−１、…、ＮＤ−９の送信波長が定め
られている。

【００２５】(A-2) ノード間の接続構成 次に、この実施例の格子型ネットワークシステムにおけ
るノードの物理的な接続構成及びノード間接続装置の詳
細構成について説明する。図１は、この実施例のネット
ワークシステムにおける行側又は列側のノード間接続装
置の内部詳細構成を示すブロック図である。なお、以下
の説明において、行側又は列側を区別させる場合におい
ては、図１に示した符号の末尾に行側のときに「Ｒ」を
列側のときに「Ｃ」を付与する。

【００２６】論理的には、図２に示すように、３×３の
格子型に配置されている計９個のノードＮＤ−１〜ＮＤ
−９は、後述するように、同一行グループＲＧ１、ＲＧ
２、ＲＧ３内での通信用の入出力端子及び同一列グルー
プＣＧ１、ＣＧ２、ＣＧ３内での通信用の入出力端子を
備えている。また、ノード間接続装置も、行側のノード
間接続装置１０Ｒと列側のノード間接続装置１０Ｃとが
ある。

【００２７】各ノードＮＤ−１、…、ＮＤ−９の同一行
グループＲＧ１、ＲＧ２、ＲＧ３内での通信用の入出力
端子は、行側のノード間接続装置１０Ｒに接続され、各
ノードＮＤ−１、…、ＮＤ−９の同一列グループＣＧ
１、ＣＧ２、ＣＧ３内での通信用の入出力端子は、列側
のノード間接続装置１０Ｃに接続される。

【００２８】行側のノード間接続装置１０Ｒと列側のノ
ード間接続装置１０Ｃは、図１に示す同一構成を有す
る。ノード間接続装置１０（１０Ｒ又は１０Ｃ）は、入
力端子１００〜１０８、入力側光スイッチ１０９〜１１
１、スターカプラ１１２〜１１４、出力側光スイッチ１
１５〜１１７及び出力端子１１８〜１２６で構成されて
いる。

【００２９】各入力側光スイッチ（信号振分け手段）１
０９、１１０、１１１は、３個のノードからの送信光信
号（パケット信号）を複数のグループに振り分けていず
れかのスターカプラ１１２、１１３、１１４に出力する
ものである。各入力側光スイッチ１０９、１１０、１１
１はそれぞれ、同一の送信波長が割当てられている３個
のノードからの送信光信号を振り分けるものである。す
なわち、入力側光スイッチ１０９は、波長λ１が割り付
けられているノードＮＤ１、ＮＤ５及びＮＤ９の送信光
信号を振分け、入力側光スイッチ１１０は、波長λ２が
割り付けられているノードＮＤ２、ＮＤ６及びＮＤ７の
送信光信号を振分け、入力側光スイッチ１１１は、波長
λ３が割り付けられているノードＮＤ３、ＮＤ４及びＮ
Ｄ８の送信光信号を振分ける。

【００３０】各スターカプラ（周波数多重手段）１１
２、１１３、１１４はそれぞれ、振り分けられた送信光
信号を周波数多重（波長多重）し、全ての出力側光スイ
ッチ１１５〜１１７に出力するものである。各スターカ
プラ（周波数多重手段）１１２、…、１１４は、行グル
ープ又は列グループに対応している。ノード間接続装置
１０が行側のノード間接続装置１０Ｒであれば、スター
カプラ１１２（１１２Ｒ）は第１の行グループＲＧ１に
対応し、スターカプラ１１３（１１３Ｒ）は第２の行グ
ループＲＧ２に対応し、スターカプラ１１４（１１４
Ｒ）は第３の行グループＲＧ３に対応する。また、ノー
ド間接続装置１０が列側のノード間接続装置１０Ｃであ
れば、スターカプラ１１２（１１２Ｃ）は第１の列グル
ープＣＧ１に対応し、スターカプラ１１３（１１３Ｃ）
は第２の列グループＣＧ２に対応し、スターカプラ１１
４（１１４Ｃ）は第３の列グループＣＧ３に対応する。

【００３１】各出力側光スイッチ（信号分配手段）１１
５、１１６、１１７は、スターカプラ１１２、１１３、
１１４によって、各グループで周波数多重された信号を
各ノードＮＤ−１、…、ＮＤ−９に分配するものであ
る。各出力側光スイッチ１１５、１１６、１１７はそれ
ぞれ、同一の送信波長が割当てられている３個のノード
へ周波数多重信号を送出する。すなわち、出力側光スイ
ッチ１１５は、波長λ１が割り付けられているノードＮ
Ｄ１、ＮＤ５及びＮＤ９へ周波数多重信号を送出し、出
力側光スイッチ１１６は、波長λ２が割り付けられてい
るノードＮＤ２、ＮＤ６及びＮＤ７へ周波数多重信号を
送出し、出力側光スイッチ１１７は、波長λ３が割り付
けられているノードＮＤ３、ＮＤ４及びＮＤ８へ周波数
多重信号を送出する。

【００３２】従って、行側のノード間接続装置１０Ｒに
おける各光スイッチ１０９Ｒ、…、１１１Ｒ、１１５
Ｒ、…、１１７Ｒの状態は、図３（Ａ）に示す通りであ
り、列側のノード間接続装置１０Ｃにおける各光スイッ
チ１０９Ｃ、…、１１１Ｃ、１１５Ｃ、…、１１７Ｃの
状態は、図３（Ｂ）に示す通りである。

【００３３】図４は、発信ノードから宛先ノードへパケ
ット信号が伝送される経路を示したブロック図である。

【００３４】各ノードＮＤ−１、…、ＮＤ−９からのパ
ケット信号は、行側ノード間接続装置１０Ｒ又は列側ノ
ード間接続装置１０Ｃを介して他ノードＮＤ−１、…、
ＮＤ−９に伝送される。ここで、発信ノードから宛先ノ
ードへの通信が同一グループ内での通信（１ホップ通
信）であれば、受信した他ノードＮＤ−１、…、ＮＤ−
９がパケット信号を取込む。一方、発信ノードから宛先
ノードへの通信が異なるグループ間での通信（２ホップ
通信）であれば、受信した他ノードＮＤ−１、…、ＮＤ
−９は中継ノードとして、受信したパケット信号を列側
ノード間接続装置１０Ｃ又は行側ノード間接続装置１０
Ｒに送信し、この列側ノード間接続装置１０Ｃ又は行側
ノード間接続装置１０Ｒを介してさらに他のノードＮＤ
−１、…、ＮＤ−９にパケット信号が送信され、これに
より宛先ノードがパケット信号を取込む。

【００３５】(A-3) ノードの内部構成 次に、この実施例におけるノードの内部詳細構成を説明
する。ここで、図５が、ノードの内部詳細構成を示すブ
ロック図である。なお、図５において符号末尾が「Ｒ」
のものは行側要素を表し、符号末尾が「Ｃ」のものは列
側要素を表し、「Ｒ」も「Ｃ」も付与されていないもの
は行側及び列側での共通要素を表している。

【００３６】各ノードＮＤ−１、…、ＮＤ−９は、波長
成分を考慮に入れなければ図５に示す同一構成を有す
る。また、行側と列側とで同様な構成を有する。

【００３７】図５において、ノードＮＤ（ＮＤ−１〜Ｎ
Ｄ−９）は、入力端子３０１Ｒ、３０１Ｃ、カプラ３０
２Ｒ、３０２Ｃ、固定波長フィルタ３０３Ｒ、３０４
Ｒ、３０３Ｃ、３０４Ｃ、光／電気変換回路（Ｏ／Ｅ）
３０５Ｒ、３０６Ｒ、３０５Ｃ、３０６Ｃ、パケット処
理部３０７、固定波長レーザダイオード（ＬＤ）３０８
Ｒ、３０８Ｃ、及び、出力端子３０９Ｒ、３０９Ｃで構
成されている。

【００３８】ここで、入力端子３０１Ｒ、３０１Ｃから
パケット処理部３０７までの処理構成がパケット受信手
段を構成しており、パケット処理部３０７から出力端子
３０９Ｒ、３０９Ｃまでの処理構成がパケット送信手段
を構成している。

【００３９】各カプラ３０２Ｒ、３０２Ｃは、対応する
行側又は列側のノード間接続装置１０Ｒ又は１０Ｃから
の周波数多重信号を、対応する２個のフィルタ３０３Ｒ
及び３０４Ｒ、又は、３０３Ｃ及び３０４Ｃに分配する
ものである。

【００４０】行側の２個のフィルタ３０３Ｒ及び３０４
Ｒはそれぞれ、自ノードが属する行グループの他の２個
のノードに割当てられている波長成分を周波数多重信号
（波長多重信号）から分離抽出するするものである。同
様に、列側の２個のフィルタ３０３Ｃ及び３０４Ｃはそ
れぞれ、自ノードが属する列グループの他の２個のノー
ドに割当てられている波長成分を周波数多重信号（波長
多重信号）から分離抽出するするものである。例えば、
当該ノードがノードＮＤ−１であれば、行側の２個のフ
ィルタ３０３Ｒ及び３０４Ｒはそれぞれ、ノードＮＤ−
２に割当てられている波長成分λ２とノードＮＤ−３に
割当てられている波長成分λ３とを分離抽出し、列側の
２個のフィルタ３０３Ｃ及び３０４Ｃはそれぞれ、ノー
ドＮＤ−４に割当てられている波長成分λ３とノードＮ
Ｄ−７に割当てられている波長成分λ２とを分離抽出す
る。

【００４１】各光／電気変換回路３０５Ｒ、３０６Ｒ、
３０５Ｃ、３０６Ｃはそれぞれ、対応するフィルタ３０
３Ｒ、３０４Ｒ、３０３Ｃ、３０４Ｃからの光信号を電
気信号に変換して共通のパケット処理部３０７に出力す
るものである。

【００４２】ここで、ノード間では、図６に示す構成の
パケットを用いて通信するようになされている。すなわ
ち、宛先ノードを指示する宛先アドレス及び発信ノード
を指示する発信アドレスがヘッダ部に挿入され、送信デ
ータが情報部に挿入されているパケットを用いて通信す
るようになされている。

【００４３】パケット処理部３０７は、受信したパケッ
トの宛先アドレスに基づいて、自ノード宛てのパケット
か、自ノードが中継するパケットか等を判別する。パケ
ット処理部３０７は、受信パケットが自ノード宛てのパ
ケットの場合には受信バッファに格納し、中継するパケ
ットの場合には、固定波長レーザダイオード３０８Ｒ又
は３０８Ｃに出力する。なお、パケット処理部３０７
は、行側の光／電気変換回路３０５Ｒ、３０６Ｒからの
パケットを中継する場合には列側の固定波長レーザダイ
オード３０８Ｃに出力し、列側の光／電気変換回路３０
５Ｃ、３０６Ｃからのパケットを中継する場合には行側
の固定波長レーザダイオード３０８Ｒに出力する。

【００４４】当該ノードＮＤを発信元とするパケットは
送信バッファに格納された後、パケット処理部３０７に
よって、その宛先ノードによって定まる行側又は列側の
固定波長レーザダイオード３０８Ｒ又は３０８Ｃに出力
される。

【００４５】各固定波長レーザダイオード３０８Ｒ又は
３０８Ｃは、パケット処理部３０７からのパケット信号
に応じて断続発振（電気／光変換）し、対応するノード
間接続装置１０Ｒ又は１０Ｃに送出する。ここで、これ
らレーザダイオード３０８Ｒ及び３０８Ｃの発振波長
は、当該ノードＮＤに割当てられている波長となってい
る。

【００４６】（Ｂ）実施例の動作 次に、この実施例のネットワークシステムの通信動作例
について説明する。以下では、ノードＮＤ−１からノー
ドＮＤ−３を経由してノードＮＤ−６へ送信する場合
（２ホップ通信）を例に説明する。なお、同一グループ
内への通信（１ホップ通信）は、ノードＮＤ−１から中
継ノードＮＤ−３への通信、又は、中継ノードＮＤ−３
からノードＮＤ−６への通信とほぼ同様であるので、そ
れ単独での説明は省略する。また、ノードＮＤ−１から
ノードＮＤ−６へ送信する場合（２ホップ通信）、ノー
ドＮＤ−４を中継ノードとする通信経路もあるが、中継
ノードの決定にはこの実施例の特徴はないので、中継ノ
ードの決定方法の説明は省略する。

【００４７】ノードＮＤ−１の図示しない情報処理部が
ノードＮＤ−６へのデータ通信が必要となった場合に
は、図示しない送信バッファに送信データを格納して宛
先ノードがノードＮＤ−６であることを指示してパケッ
ト処理部３０７にパケット送信を依頼する。

【００４８】パケット処理部３０７は、宛先アドレスに
ノードＮＤ−６のアドレスを挿入し、発信アドレスに自
ノードＮＤ−１のアドレスを挿入し、情報部に送信バッ
ファにバッファリングされているデータを挿入した図６
に示すパケットを生成し、行側の固定波長レーザダイオ
ード３０８Ｒに出力する。これにより、光信号となるパ
ケットが、ノードＮＤ−１から行側のノード間接続装置
１０Ｒに与えられる。ノードＮＤ−１は、図２に示すよ
うに、送信波長としてλ１が割り当てられており、この
パケット（光信号）は波長λ１を有する。

【００４９】行側のノード間接続装置１０Ｒにおいて、
ノードＮＤ−１からの信号は、ノードＮＤ−５及びＮＤ
−９からの信号と同様に、光スイッチ１０９Ｒに入力さ
れ、この光スイッチ１０９Ｒを介することで、同一行グ
ループＲＧ１の他のノードＮＤ−２及びＮＤ−３からの
信号（存在しない場合もある）と同様に、スターカプラ
１１２Ｒに入力される。このスターカプラ１１２Ｒによ
って、ノードＮＤ−１からの信号（波長λ１）、ノード
ＮＤ−２からの信号（波長λ２）及びノードＮＤ−３か
らの信号（波長λ３）が周波数多重（波長多重）され、
この多重信号が全ての光スイッチ１１５Ｒ〜１１７Ｒに
与えられる。そのうちの光スイッチ１１７Ｒに与えられ
た多重信号は、ノードＮＤ−３、ＮＤ−４及びＮＤ−８
に送信される。

【００５０】ノードＮＤ−３においては、この光多重信
号が入力端子３０１Ｒを介してカプラ３０２Ｒに入力さ
れ、このカプラ３０２Ｒによって行側のノード間接続装
置１０Ｒからの光多重信号が２分割され、各フィルタ３
０３Ｒ、３０４Ｒによってそれぞれ、自ノードＮＤ−３
の割当て波長λ３以外の波長成分λ１及びλ２が分離抽
出され、対応する光／電気変換回路３０５Ｒ、３０６Ｒ
によって電気信号に変換されてパケット処理部３０７に
与えられる。

【００５１】ノードＮＤ−３のパケット処理部３０７
は、波長λ１の受信信号（パケット）に対しては、その
宛先アドレス及び発信アドレスに基づいて、自ノードＮ
Ｄ−３を中継ノードとするものであると判別し、そのパ
ケットを、列側の固定波長レーザダイオード３０８Ｃに
出力する。これにより、ノードＮＤ−１が発信したパケ
ット（光信号）が、この中継ノードＮＤ−３から列側の
ノード間接続装置１０Ｃに与えられる。ノードＮＤ−３
は、図２に示すように、送信波長としてλ３が割り当て
られており、このパケット（光信号）は波長λ３を有す
る。

【００５２】列側のノード間接続装置１０Ｃにおいて、
ノードＮＤ−３からの信号は、ノードＮＤ−４及びＮＤ
−８からの信号と同様に、光スイッチ１１１Ｃに入力さ
れ、この光スイッチ１１１Ｃを介することで、同一列グ
ループＣＧ３の他のノードＮＤ−６及びＮＤ−９からの
信号（存在しない場合もある）と同様に、スターカプラ
１１３Ｃに入力される。このスターカプラ１１３Ｃによ
って、ノードＮＤ−３からの信号（波長λ３）、ノード
ＮＤ−６からの信号（波長λ２）及びノードＮＤ−９か
らの信号（波長λ１）が周波数多重（波長多重）され、
この多重信号が全ての光スイッチ１１５Ｃ〜１１７Ｃに
与えられる。そのうちの光スイッチ１１６Ｃに与えられ
た多重信号は、ノードＮＤ−２、ＮＤ−６及びＮＤ−７
に送信される。

【００５３】ノードＮＤ−６においては、この光多重信
号が入力端子３０１Ｃを介してカプラ３０２Ｃに入力さ
れ、このカプラ３０２Ｃによって列側のノード間接続装
置１０Ｃからの光多重信号が２分割され、各フィルタ３
０３Ｃ、３０４Ｃによってそれぞれ、自ノードＮＤ−６
の割当て波長λ２以外の波長成分λ１及びλ３が分離抽
出され、対応する光／電気変換回路３０５Ｃ、３０６Ｃ
によって電気信号に変換されてパケット処理部３０７に
与えられる。

【００５４】ノードＮＤ−６のパケット処理部３０７
は、波長λ３の受信信号（パケット）に対しては、その
宛先アドレス及び発信アドレスに基づいて、自ノードＮ
Ｄ−６を宛先ノードとするものであると判別し、その受
信パケットを受信バッファに取込む。

【００５５】以上のようにして、ノードＮＤ−１からノ
ードＮＤ−３を経由してノードＮＤ−６への通信（２ホ
ップ通信）が実行される。

【００５６】（Ｃ）実施例におけるネットワークシステ
ムの再構成（グループ変更） 次に、実施例のネットワークシステムの再構成につい
て、図７〜図１１を用いて説明する。

【００５７】上述したように、格子型ネットワークシス
テムの場合、発信ノード及び宛先ノード間の通信は１ホ
ップ又は２ホップで行なわれる。この場合において、頻
繁に通信される２ノード間の通信が２ホップ通信であれ
ば、ネットワークシステム全体としての通信効率が低く
なる。そこで、頻繁に通信される２ノード間の通信を１
ホップ通信にしてネットワークシステム全体としての通
信効率を高めるように、ネットワークシステムの再構成
が実行される。また、ノード故障によっても、ネットワ
ークシステムの再構成が求められる場合がある。

【００５８】ネットワークシステムの再構成は、ノード
の論理的な配置を変更することによってなされる。

【００５９】この実施例の場合、各ノードＮＤ−１、
…、ＮＤ−９の変更可能位置を制限するが、その代わ
り、ノードの論理的な配置の変更を、ノード間接続装置
１０Ｒ及び１０Ｃの内部の変更のみ（パケット処理部３
０７が管理する他ノードの位置情報の変更を除く）で達
成しようとしたものである。

【００６０】図７は、各ノードＮＤ−１、…、ＮＤ−９
の制限された変更可能位置の説明図である。この実施例
の場合、各ノードＮＤ−１、…、ＮＤ−９は、上述のよ
うに、行グループＲＧ１〜ＲＧ３及び列グループＣＧ１
〜ＣＧ３にグループ化されているだけでなく、送信波長
λ１、λ２、λ３によってもグループ化されている。す
なわち、図７に示すように、送信波長λ１を有するノー
ドＮＤ−１、ＮＤ−５、ＮＤ−９は同一の送信波長グル
ープＧλ１に属し、送信波長λ２を有するノードＮＤ−
２、ＮＤ−６、ＮＤ−７は同一の送信波長グループＧλ
２に属し、送信波長λ３を有するノードＮＤ−３、ＮＤ
−４、ＮＤ−８は同一の送信波長グループＧλ３に属す
る。

【００６１】この実施例の場合、各ノードＮＤ−１、
…、ＮＤ−９の変更可能位置は、同一の送信波長グルー
プＧλ１、Ｇλ２、Ｇλ３内の他のノード位置である。
例えば、送信波長λ１が割当てられているノードＮＤ−
１は、ノードＮＤ−５又はＮＤ−９との間で位置変更が
可能である。

【００６２】ここで、動作例として説明したノードＮＤ
−１からノードＮＤ−６への２ホップ転送が頻繁にあっ
たとする。この場合、ノードＮＤ−３は中継処理を行な
わなければならず、自発信の転送ができなくなる。この
場合には、ノードＮＤ−１及びノードＮＤ−６が同じ行
グループ又は列グループ（１ホップ転送可能）になるよ
うにネットワークシステムを再構成すれば良い。

【００６３】ノードＮＤ−１及びノードＮＤ−６が同じ
行グループ又は列グループ（１ホップ転送可能）になる
ように再構成するためには、ノードＮＤ−１の位置を、
ノードＮＤ−６が属する同じ行グループ又は列グループ
に属するように変える場合、ノードＮＤ−６の位置を、
ノードＮＤ−１が属する同じ行グループ又は列グループ
に属するように変える場合のいずれの場合であっても良
い。前者の場合としては、ノードＮＤ−１及びＮＤ−５
の位置を変える場合と、ノードＮＤ−１及びＮＤ−９の
位置を変える場合とがあり、また、後者の場合として
は、ノードＮＤ−２及びＮＤ−６の位置を変える場合
と、ノードＮＤ−６及びＮＤ−７の位置を変える場合と
がある。このように、各ノードＮＤ−１、…、ＮＤ−９
の変更可能位置を制限していても、多様な変更方法の中
から選択が可能となっており、ネットワークシステム全
体の転送効率に応じて最適な変更方法を選択できるよう
になっている。

【００６４】図８は、上記の変更方法の内のノードＮＤ
−１及びノードＮＤ−５間の配置換えを示している。送
信波長λ１のグループＧλ１でのこのような論理的配置
の変更は、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、行側ノ
ード間接続装置１０Ｒ及び列側ノード間接続装置１０Ｃ
における送信波長λ１のグループＧλ１に係る光スイッ
チ１０９Ｒ、１１５Ｒ、１０９Ｃ、１１５Ｃの内部経路
を切り替えることで行なう。

【００６５】すなわち、ノードＮＤ−１が第２行グルー
プＧＲ２の要素になり、ノードＮＤ−５が第１行グルー
プＲＧ１の要素となるので、図９（Ａ）に示すように、
行側ノード間接続装置１０Ｒにおける光スイッチ１０９
Ｒを、ノードＮＤ−１からの信号を第２行グループＲＧ
２に係るスターカプラ１１３Ｒに与えると共に、ノード
ＮＤ−５からの信号を第１行グループＲＧ１に係るスタ
ーカプラ１１２Ｒに与えるように変更し、かつ、光スイ
ッチ１１５Ｒを、第２行グループＲＧ２に係るスターカ
プラ１１３Ｒからの多重信号をノードＮＤ−１に送出す
ると共に、第１行グループＲＧ１に係るスターカプラ１
１２Ｒからの多重信号をノードＮＤ−５に送出するよう
に変更する。また、ノードＮＤ−１が第２列グループＣ
Ｇ２の要素になり、ノードＮＤ−５が第１列グループＣ
Ｇ１の要素となるので、図９（Ｂ）に示すように、列側
ノード間接続装置１０Ｃにおける光スイッチ１０９Ｃ
を、ノードＮＤ−１からの信号を第２列グループＣＧ２
に係るスターカプラ１１３Ｃに与えると共に、ノードＮ
Ｄ−５からの信号を第１列グループＣＧ１に係るスター
カプラ１１２Ｃに与えるように変更し、かつ、光スイッ
チ１１５Ｃを、第２列グループＣＧ２に係るスターカプ
ラ１１３Ｃからの多重信号をノードＮＤ−１に送出する
と共に、第１列グループＣＧ１に係るスターカプラ１１
２Ｃからの多重信号をノードＮＤ−５に送出するように
変更する。

【００６６】このような光スイッチ１０９Ｒ、１１５
Ｒ、１０９Ｃ、１１５Ｃの内部経路の固定的な切替え
は、例えば、図示しないスイッチ制御部がオペレータか
らの指令に応じて実行する。

【００６７】図１０は、ノードＮＤ−１及びノードＮＤ
−６間での１ホップ転送を可能とさせる再構成方法の内
のノードＮＤ−２及びノードＮＤ−６間の配置換えを示
している。送信波長λ２のグループＧλ２でのこのよう
な論理的配置の変更は、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示す
ように、行側ノード間接続装置１０Ｒ及び列側ノード間
接続装置１０Ｃにおける送信波長λ２のグループＧλ２
に係る光スイッチ１１０Ｒ、１１６Ｒ、１１０Ｃ、１１
６Ｃの内部経路を切り替えることで行なう。

【００６８】すなわち、ノードＮＤ−２が第２行グルー
プＧＲ２の要素になり、ノードＮＤ−６が第１行グルー
プＲＧ１の要素となるので、図１１（Ａ）に示すよう
に、行側ノード間接続装置１０Ｒにおける光スイッチ１
１０Ｒを、ノードＮＤ−２からの信号を第２行グループ
ＲＧ２に係るスターカプラ１１３Ｒに与えると共に、ノ
ードＮＤ−６からの信号を第１行グループＲＧ１に係る
スターカプラ１１２Ｒに与えるように変更し、かつ、光
スイッチ１１６Ｒを、第２行グループＲＧ２に係るスタ
ーカプラ１１３Ｒからの多重信号をノードＮＤ−２に送
出すると共に、第１行グループＲＧ１に係るスターカプ
ラ１１２Ｒからの多重信号をノードＮＤ−６に送出する
ように変更する。また、ノードＮＤ−２が第３列グルー
プＣＧ３の要素になり、ノードＮＤ−６が第２列グルー
プＣＧ２の要素となるので、図１１（Ｂ）に示すよう
に、列側ノード間接続装置１０Ｃにおける光スイッチ１
０９Ｃを、ノードＮＤ−２からの信号を第３列グループ
ＣＧ３に係るスターカプラ１１４Ｃに与えると共に、ノ
ードＮＤ−６からの信号を第２列グループＣＧ２に係る
スターカプラ１１３Ｃに与えるように変更し、かつ、光
スイッチ１１６Ｃを、第２列グループＣＧ２に係るスタ
ーカプラ１１３Ｃからの多重信号をノードＮＤ−２に送
出すると共に、第３列グループＣＧ３に係るスターカプ
ラ１１４Ｃからの多重信号をノードＮＤ−６に送出する
ように変更する。

【００６９】このような光スイッチ１０９Ｒ、１１５
Ｒ、１０９Ｃ、１１５Ｃの内部経路の固定的な切替え
も、例えば、図示しないスイッチ制御部がオペレータか
らの指令に応じて実行する。

【００７０】以上のように、この実施例においては、ネ
ットワークシステムの再構成を、ノード間接続装置１０
Ｒ及び１０Ｃにおける光スイッチの経路変更のみで達成
できる。なお、各ノードＮＤ−１、…、ＮＤ−９のパケ
ット処理部３０７が管理する他ノードの位置情報の変更
は行なわれるが、これはどのような配置換えでも実行さ
れるものであり、各ノードＮＤ−１、…、ＮＤ−９にお
けるソフトウェア的な部分の変更であってハードウェア
的な変更は必要がない。

【００７１】（Ｄ）実施例の効果 上記実施例によれば、複数のノードから出力された送信
パケットを各行グループ又は各列グループ毎に周波数多
重し、この周波数多重信号を対応するグループに属する
ノードに分配するようにしたので、従来より、波長多重
度を大幅に低減でき、ネットワークシステムの大規模化
に伴うハードウェア量の増大を抑制することができる。

【００７２】また、上記実施例によれば、ノード配置を
変更するときにおいても、波長変換を行なわず、ノード
間接続装置における一部構成要素だけを変更すれば良い
ので、ノード配置の変更を容易かつ迅速に実行させるこ
とができる。

【００７３】（Ｅ）他の実施例 (E-1) 上記実施例においては、本発明の格子型ネット
ワークシステムを光通信ネットワークシステムに適用す
る場合を説明したが、電気信号を使用する通信ネットワ
ークシステムにも適用することができる。

【００７４】(E-2) 本発明のノード間接続装置は、デ
ジタル信号を伝送するネットワークシステムだけでな
く、アナログ信号を伝送するネットワークシステムや、
デジタル信号とアナログ信号の両方を伝送するネットワ
ークシステムにも適用することができる。

【００７５】(E-3) 上記実施例においては、各方向の
グループの要素ノード数が等しいものを示したが、各方
向のグループの要素ノード数が異なる格子型ネットワー
クシステムにも本発明を適用することができる。例え
ば、２次元格子型ネットワークシステムが３×４の論理
的配置のものであれば、グループ要素数が大きい方の
「４」に着目し、４×４の２次元格子型ネットワークシ
ステムの場合と同様に、ノード間接続装置やノードを構
成すれば良い。

【００７６】(E-4) 上記実施例においては、行側及び
列側で別個の構成（ノード間接続装置やノード内構成）
を設けたものを示したが、行側及び列側で共通の構成を
設け、行側通信時間及び列側通信時間を分けてこれら共
通構成を利用するものであっても良い。

【００７７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、各ノー
ドは、同一行又は同一列グループ内でそれぞれ異なる所
定の送信波長を割り当てられ、その送信波長毎で更にグ
ループ化されており、ノード間接続装置は、行側接続手
段と列側接続手段とを有しており、行側接続手段が、同
一行グループ内で接続する場合に、各ノードからの送信
光信号を各送信波長グループ別で受け取り、各ノードが
属する行グループ毎に多重化信号を形成して、その多重
化信号を各ノードが属する行グループの各ノードに各送
信波長グループ別で与えるものであって、各送信波長グ
ループ別で各行グループ毎の信号内部経路が固定的に設
定されており、列側接続手段が、同一列グループ内で接
続する場合に、各ノードからの送信光信号を各送信波長
グループ別で受け取り、各ノードが属する列グループ毎
に多重化信号を形成して、その多重化信号を各ノードが
属する列グループの各ノードに各送信波長グループ別で
与えるものであって、各送信波長グループ別で各列グル
ープ毎の信号内部経路が固定的に設定されており、行側
接続手段、及び又は、列側接続手段が、各送信波長グル
ープ別で各行及び又は各列グループ毎の信号内部経路を
切り替えて、信号内部経路に対応するノードの論理的な
配置を変更するようにしたので、従来より、周波数多重
度を大幅に低減できてシステムの大規模化に伴うハード
ウェア量の増大を抑制でき、また、ノード配置を変更す
るときに周波数変換を行わないため容易かつ迅速に変更
処理が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のノード間接続装置を示すブロック図で
ある。

【図２】実施例におけるノードの論理配置及び波長割当
てを示す説明図である。

【図３】実施例のノード間接続装置の内部伝送経路を示
す説明図である。

【図４】実施例の発信ノードから宛先ノードに至るまで
の送信信号のネットワーク上での経路を示す説明図であ
る。

【図５】実施例のノードの内部構成を示すブロック図で
ある。

【図６】実施例のパケット構成を示す説明図である。

【図７】実施例のノードの変更可能な位置を示す説明図
である。

【図８】実施例のノードの配置変更例を示す説明図（そ
の１）である。

【図９】その場合のノード間接続装置内光スイッチの経
路変更を示す図である。

【図１０】実施例のノードの配置変更例を示す説明図
（その２）である。

【図１１】その場合のノード間接続装置内光スイッチの
経路変更を示す図である。

【符号の説明】

ＮＤ、ＮＤ−１〜ＮＤ−９…ノード、 １０、１０Ｒ、１０Ｃ…ノード間接続装置、 １０９〜１１１、１０９Ｒ〜１１１Ｒ、１０９Ｃ〜１１
１Ｃ…光スイッチ（信号振分け手段）、 １１２〜１１４、１１２Ｒ〜１１４Ｒ、１１２Ｃ〜１１
４Ｃ…スターカプラ（周波数多重手段）、 １１５〜１１７、１１５Ｒ〜１１７Ｒ、１１５Ｃ〜１１
７Ｃ…光スイッチ（信号分配手段）、 ３０２Ｒ、３０２Ｃ…カプラ、 ３０３Ｒ、３０４Ｒ、３０３Ｃ、３０４Ｃ…フィルタ、 ３０７…パケット処理部、 ３０８Ｒ、３０８Ｃ…レーザダイオード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−97941（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−10997（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−76497（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−102934（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04Q 3/52 H04B 10/02 H04B 10/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のノードを２次元格子状に配列し、
   各ノードをそれぞれ各行毎又は各列毎にグループ化し、
   その同一行又は同一列グループに属するノード間の光通
   信を、ノード間接続装置を介して行なう格子型ネットワ
   ークシステムにおいて、 上記各ノードは、同一行又は同一列グループ内でそれぞ
   れ異なる所定の送信波長を割り当てられ、その送信波長
   毎で更にグループ化されており、 上記ノード間接続装置は、 同一行グループ内で接続する場合に、上記各ノードから
   の送信光信号を上記各送信波長グループ別で受け取り、
   上記各ノードが属する行グループ毎に多重化信号を形成
   して、その多重化信号を上記各ノードが属する行グルー
   プの各ノードに上記各送信波長グループ別で与えるもの
   であって、各送信波長グループ別で各行グループ毎の信
   号内部経路が固定的に設定されている行側接続手段と、 同一列グループ内で接続する場合に、上記各ノードから
   の送信光信号を上記各送信波長グループ別で受け取り、
   上記各ノードが属する列グループ毎に多重化信号を形成
   して、その多重化信号を上記各ノードが属する列グルー
   プの各ノードに上記各送信波長グループ別で与えるもの
   であって、各送信波長グループ別で各列グループ毎の信
   号内部経路が固定的に設定されている列側接続手段と を
   備え、 上記行側接続手段、及び又は、上記列側接続手段が、各
   送信波長グループ別で各行及び又は各列グループ毎の上
   記信号内部経路を切り替えて、当該信号内部経路に対応
   するノードの論理的な配置を変更することを特徴とする
   格子型ネットワークシステム。
2. 【請求項２】 上記行側接続手段は、 同一行グループ内で接続する場合に、上記各ノードから
   の送信光信号を上記各送信波長グループ別で受け取り、
   それら各送信光信号をそれぞれ固定的に設定された信号
   内部経路を介して、上記各ノードが属する行グループに
   振り分ける行側光信号振分け部と、 上記各行グループ毎に振り分けられた送信光信号を各行
   グループ毎に多重化す る多重化部と、 上記多重化部から分配された上記各行グループ毎の多重
   化信号を、各送信波長グループ毎で受け取り、それら多
   重化信号をそれぞれ固定的に設定された信号内部経路を
   介して、上記各ノードが属する行グループの各ノードに
   分配する行側光信号分配部と を有し、 上記列側接続手段は、 同一列グループ内で接続する場合に、上記各ノードから
   の送信光信号を上記各送信波長グループ別で受け取り、
   それら各送信光信号をそれぞれ固定的に設定された信号
   内部経路を介して、上記各ノードが属する列グループに
   振り分ける列側光信号振分け部と、 上記各列グループ毎に振り分けられた送信光信号を各列
   グループ毎に多重化する多重化部と、 上記多重化部から分配された上記各列グループ毎の多重
   化信号を、各送信波長グループ毎で受け取り、それら多
   重化信号をそれぞれ固定的に設定された信号内部経路を
   介して、上記各ノードが属する列グループの各ノードに
   分配する列側光信号分配部と を有する ことを特徴とする
   請求項１に記載の格子型ネットワークシステム。
3. 【請求項３】 複数のノードを２次元格子状に配列し、
   各ノードをそれぞれ各行毎又は各列毎にグループ化し、
   その同一行又は同一列グループに属するノード間の光通
   信を、ノード間接続装置を介して行なう格子型ネットワ
   ークシステムの構成要件であるノード間接続装置におい
   て、 同一行グループ内で接続する場合に、上記各ノードから
   の送信光信号を上記各送信波長グループ別で受け取り、
   それら各送信光信号をそれぞれ固定的に設定された内部
   経路を介して、上記各ノードが属する行グループに振り
   分ける行側光信号振分け部と、 上記各行グループ毎に振り分けられた送信光信号を各行
   グループ毎に多重化する多重化部と、 上記多重化部から分配された上記各行グループ毎の多重
   化信号を、各送信波長グループ毎で受け取り、それら多
   重化信号をそれぞれ固定的に設定された内部経路を介し
   て、上記各ノードが属する行グループの各ノードに分配
   する行側光信号分配部と を有する行側接続装置と、 同一列グループ内で接続する場合に、上記各ノードから
   の送信光信号を上記各送信波長グループ別で受け取り、
   それら各送信光信号をそれぞれ固定的に設定された内部
   経路を介して、上記各ノードが属する列グループに振り
   分ける列側光信号振分け部と、 上記各列グループ毎に振り分けられた送信光信号を各列
   グループ毎に多重化する多重化部と、 上記多重化部から分配された上記各列グループ毎の多重
   化信号を、各送信波長グループ毎で受け取り、それら多
   重化信号をそれぞれ固定的に設定された内部経路を介し
   て、上記各ノードが属する列グループの各ノードに分配
   する列側光信号分配部と を有する列側接続装置と を備え
   ることを特徴とするノード間接続装置。